(57)【要約】      （修正有）【課題】食の安全安心の観点から非破壊壊かつ迅速に判定できる有毒物の検出手段が求められているが、現状では非常に時間のかかる破壊検査、あるいは時間のかかる非破壊検査、のいずれかの方法しか存在しない。また、検疫所では非常に時間のかかる公定法のみで分析を行っているためかけた労力の割に効果は少なく、水際としては効率が良くない。【解決手段】赤外線分光分析技術に立脚した手法であるが、従来の光源よりも格段に強力な量子カスケードレーザーを光源として採用することで、Ｓ／Ｎ比を向上させ繰り返し測定を不要にして瞬時に結果を示す。さらに測定系から機械的な駆動機構を排除することで、赤外線分光分析装置でありながら、光軸調整を不要とし、可搬性を向上させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
毒物あるいは農薬等の有害物を非破壊かつ迅速に検出し結果を表示する装置
【請求項２】
請求項１に記載の装置でその光源として量子カスケードレーザーを用いた装置
【請求項３】
請求項１および２に記載の装置で毒物あるいは農薬等の有害物を検出するために、分光学的手法を用いる装置
【請求項４】
請求項１ないし３に記載の装置で毒物あるいは農薬等の有害物を検出し結果を表示するまでに要する時間が１０秒以内の装置
【請求項５】
請求項１ないし４に記載の装置で分光学的に用いる波長が０．２μmから１００μmの範囲（波数表記の場合１００ｃｍ−１から５００００ｃｍ−１に相当）で毒物あるいは農薬等の有害物に含まれる特性吸収帯を利用して検出する装置
【請求項６】
毒物あるいは農薬等の有害物を非破壊かつ迅速に検出する方法
【請求項７】
請求項６に記載の方法でその光源として量子カスケードレーザーを用いた方法
【請求項８】
請求項６および７に記載の方法で毒物あるいは農薬等の有害物を判定するために、分光学的手法を用いる方法
【請求項９】
請求項６ないし８に記載の方法で毒物あるいは農薬等の有害物を検出し結果を表示するまでに要する時間が１０秒以内の方法
【請求項１０】
請求項６ないし９に記載の方法で分光学的に用いる波長が０．２μmから１００μmの範囲（波数表記の場合１００ｃｍ−１から５００００ｃｍ−１に相当）で毒物あるいは農薬等の有害物に含まれる特性吸収帯を利用して検出する方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、「食の安全」に鑑み、食品中に含まれてはならない毒物・農薬等の有害物の有無を瞬時に判定する目的で、有毒物の判定に適する複数個の特定波長を発生する光源、およびそれぞれの波長に対応した検出器からなる測定装置および測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、流通し販売されている食品は安全であるとされており、全数検査は実施されておらず、また実施する事も現実として不可能であった。しかし、昨今の状況から鑑みるに、何らかの方法で安全性の担保が希求されている状況である。
【０００３】
全数検査が実施できない理由は、いくつもあげられるが、そのいくつかについて述べておく。「公定法」として定められた方法が、（１）破壊試験であり検査実施にともない食品たり得なくなるため、および（２）分析に数日という時間を要し、事前検査には間に合わないため、であり、さらに切迫した問題として（３）数量的に検査が追いつかないため、
が挙げられる。これは、公定法が毒物・農薬物の有害物の種類及び濃度を明らかにすることを求めているからであり、必然であることは疑いない。しかし、現在の状況で一般の消費者が求めているのはそのような正確さや精密さではなく、「それは食べても安全か否か」の結果だけである。
【０００４】
また、非破壊で測定できる装置としてＦＴ−ＩＲが存在する。ＦＴ−ＩＲは、タングステンランプ等を用いて波長２．５μｍから２５μm（波数表記の場合４００ｃｍ−１から４０００ｃｍ−１に相当）の幅広い赤外線帯域を発生して測定に供しているが、光の強度としては非常に弱く、数十から数百回積算しないと十分なＳ／Ｎ比が得られないため、結果が出るまでには数分の所要時間が必要である。また、微弱な赤外線を検知しなければならないので検出器を液体窒素で冷却する必要があり、一般化は困難である。さらに、ＦＴ−ＩＲは基本的に理化学機器であるため、その取扱に熟練を要すると共に出力されたデータの読み取りも専門性を要求される。
【特許文献１】特開２００７−３０９８００
【特許文献２】特開２００７−２６３８８３
【特許文献３】特開２００３−１８５６４８
【特許文献４】特開平７−２３８３００
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
「食の安全」を一般消費者の目に見える形で担保するために、非破壊かつ迅速に有害物の有無が判定でき、なおかつ取扱が簡便で、判定結果を直感的に理解できるような装置と方法とを提供するものである。一般の消費者は分析の専門家ではなく、理化学機器の扱いに習熟していることもない。したがって、従来型の分析装置の類を設置しても、問題の解決には至らない。
【０００６】
一般消費者が求めている情報は、その食品が「安全であること」だけであり、安全でない場合はその原因や、どのくらい安全でないかの程度についての情報は不必要である。したがって本件装置と方法に求められるのは対象物を非破壊で測定し瞬時に「安全である」ことの判定を行い、その旨を表示することである。
【０００７】
非破壊検査が求められる理由は、これから調理して食そうと考えている食品材料に対して「破壊試験」が適用できないことは明かである。また、同様に迅速さが要求されるのは、これから調理して食そうと考えている食品材料の検査に公定法のように「数日」の時間が許容できないことも明かであるし、理化学機器のＦＴ−ＩＲのように１測定は「数分」であっても、測定を待つための行列が出来ると、その待ち時間を含めた測定時間は際限なく延長される可能性がある。
【０００８】
先にも述べたように、公定法はクロマトグラフィ法で分析するために、破壊試験であり、かつ事前の準備に長時間を要している。また、ＦＴ−ＩＲ法は公定法と比して測定そのものは比較的迅速ではあるが、光源の強度が弱いため、測定を積算せざるを得ず、結果として数分の測定所要時間となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本件方法は非破壊測定技術の一つである分光分析技術に立脚しているが、一般的な分光分析技術で採用されている「波長スキャン」および「干渉計のスキャン」を一切行うことなく、毒物・農薬等の有害物に顕著に見られる特性吸収波長帯のみを発生する強力な光源を用いることで、測定時間の短縮を実現すると共に、検出感度を飛躍的に向上させることで、その有害物の有無を瞬間的に検出する方法およびそれを実現する装置を提供する。
【００１０】
毒物・農薬等の有害物を迅速にかつ非破壊で検出するためには、光学的な手法を採用するのが適切であるが、従来用いられているタングステンランプでは迅速な測定を実現するためには光強度が全く不足している。
【００１１】
また、光強度の不足を補うために大型のミラーを使わざるを得ず、その結果として光軸の精密調整が不可欠となり、振動に対して脆弱な装置となっている。にもかかわらず根本的な光強度不足のためにＳ／Ｎ比は期待できない。さらに、装置輸送時の振動に対してさえ耐性が不足しており、装置搬入設置後には光軸調整が必須であり、可搬型装置の概念は存在しない。
【００１２】
近年、量子カスケードレーザーという光源素子の技術の発展に伴い、数百ｍＷの出力を持つ有害物検出に必要な特定波長の光源が入手可能となってきた。この光源素子は変調を加えることで設定された波長付近の僅かな範囲であるが波長を変化させることも出来るので、本発明の光源には最適である。
【００１３】
また、本発明の測定装置に採用する量子カスケードレーザー光源は、従来のタングステンランプと較べて光強度が桁違いに強いため、測定時のＳ／Ｎ比が向上して測定分解能が格段に向上する。さらに検出器にも液体窒素冷却が不要の素子が選択できるため、装置の小型化が可能になる。
【００１４】
さらに、光源自体の変調で波長を制御できるため、従来のＦＴ−ＩＲのようにミラーを機械的に振動させる必要がないために、耐振動性に優れた装置とすることが可能である。すなわち、従来のＦＴ−ＩＲのように装置搬入設置後の光軸調整といった煩わしい作業が不要となり、可搬型装置の概念も成立する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による毒物瞬時判定装置を用いることにより、消費者が求める「食の安全」を消費者の目に見える形で、迅速に担保することが可能になる。
【００１６】
さらに、輸入食品等の水際である検疫業務においても、本発明の装置は有用である。すなわち、検疫といっても輸入された食品の全数チェックは行われておらず、極一部の抜き取りによるサンプルチェックだけである。本発明の装置の判定迅速性が有れば、全数検査迄は至らなくても全種類からのサンプルチェックは可能となり、結果、本来の分析をより効率的に実施できるようになる。すなわち、サンプリングを行うためのスクリーニング検査装置として利用することで、検疫での検査業務を効率化することが可能となる。
【００１７】
加えて、農協等の国内農産物の集積場所で本発明の装置を活用することで、農薬等が万一残留していた作物があっても、出荷を未然に防止することが可能となる。あるいは青果市場でも、輸送中に有害物の付着等が発生した場合でも、本装置を用いて入荷検査を実施することで汚染の拡大を未然に防止することも可能となる。
【００１８】
最終的な目標は、本装置の一般家庭への展開である。そのためには製品価格を家電品並みにする必要があるものの、各家庭で最終的な安全確認が出来るようになることである。
【００１９】
以上のように、食品の流通経路の各ポイントにおいて、有毒物のチェックを行うことが出来れば、悪意を持って混入された場合でも検出することが可能となり、流通を遮断することが出来るようになるので、食の安全安心に大きく寄与することが明かである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図を用いて本発明の詳細を説明する。図１に本発明装置の構成概念を示す。赤外線レーザー光源から発した特定波長の光はビーム拡大器を通じてビーム直径を拡大し測定対象物の表面に広く照射される。測定対象物表面近傍で吸収された反射光あるいは散乱光は、集光光学系を通じて赤外線検出器に導かれる。検出器に到達した光強度と有害物の吸収がない波長帯の参照光の強度と比較して特定波長に対応した有害物の有無を判定し表示する。図１は概念を示すため赤外線レーザー光源と赤外線検出器は１台ずつしか記載していないが、説明から明らかなように複数の特定波長を用いて同時に複数成分の測定を行う場合は、光源及び検出器が複数台で構成される。
【００２１】
図１に示した装置の構成概念は反射型であるが、透過型装置の概念を図２に示す。赤外線レーザー光源から発した特定波長の光はビーム拡大器を通じてビーム直径を拡大し測定対象物に照射される。測定対象物の表面及び内部さらには測定対象物の裏面で吸収を受けた光は、集光光学系を通じて赤外線検出器に導かれる。検出器に到達した光強度と有害物の吸収がない波長帯の参照光の強度と比較して特定波長に対応した有害物の有無を判定し表示する。
【００２２】
これらの装置で有害物を正確に判定するためには、その判定根拠となる毒物のデータベースが必要であるが、従来のＦＴ−ＩＲでは既にライブラリとして提供されているので、それらの情報を活用することも可能である。
【００２３】
有害物の内、有機リン酸系の農薬あるいは毒物は１０μｍ帯に共通する吸収帯が存在する。したがって、この波長帯の光源を使用すれば有機リン酸系の物質が存在した場合に、警報を発し注意を喚起することが出来、食品安全性の担保に寄与できる。参照波長として、吸収帯が殆ど存在しない５μｍ帯を採用するのが測定上効果的であるが、この波長帯に限定する物ではない。
【００２４】
あるいは塩素系有機物の場合は７．８μｍ帯に特徴的な吸収がある。したがってこの波長帯の光源を使用すれば塩素系有機物が存在する場合に注意を喚起することが出来るようになり、食品安全性の担保に寄与できる。参照波長については上記と同様である。
【００２５】
上記の２例は具体例として例示したのみであり、この他にもそれぞれ特徴的な吸収波長帯を利用して検出することを制限するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の活用例として、食品流通の各過程において安全性を担保することが可能になる。国内産農産物の場合は、最初の集積場所である農協、次の集積場所である市場、消費者に最も近い小売店の３段階でチェックできるようになる。近年流行の地産地消の場合は小売店でチェック出来るようにしておけば、科学的な安全性の担保が可能になる。
【００２７】
また、輸入食品の場合は、最初の集積地が検疫所になる以外は国産農産物と同じような流通経路をたどる。検疫所が処理しなければならない量は膨大な物があり、全数検査はもとより不可能であるが、本装置を導入することで少なくとも各ロットからのサンプリングチェックが可能になる可能性が高い。
【００２８】
さらに、本装置をスクリーニング検査装置と考えることで、怪しい検査対象を重点的に検査することが可能となり、検疫所本来の業務効率も向上することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の反射型装置の概念図とシステムを表す図
【図２】この発明の透過型装置の概念図とシステムを表す図
【図１】
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【図２】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年12月25日(2008.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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