(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過酸化物と発光試薬の共存下で穀粒のペルオキシダーゼ由来の発光を測定し、その発光を指標として該穀粒の状態を評価することを特徴とする穀粒状態評価方法。
【請求項２】
過酸化物と発光試薬を組み合わせた穀粒状態評価試薬。
【請求項３】
穀粒保持部、光検出機構及び暗箱を備えており、請求項１記載の方法による穀粒の状態評価が可能な穀粒状態評価装置。
【請求項４】
該光検出機構が光検出器あるいは電荷結合素子（ＣＣＤ）からなる請求項３記載の穀粒状態評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、穀粒の状態を高感度で簡単に評価できる穀粒状態評価方法、穀粒状態評価試薬及び穀粒状態評価装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、穀粒の品質を評価する方法として、脂肪酸や過酸化物価を測定する方法、穀粒に存在するフリーラジカルを指標とした電子スピン共鳴（ＥＳＲ）法（特許第3162620号）、カタラーゼ呈色法及び紫外線励起蛍光画像法（特開2001-208745号公報）が知られている。
【０００３】
脂肪酸や過酸化物価を測定する方法は、前処理操作が煩雑なため測定までに長時間を要し、かつ、ばらつきが多いという問題点がある。
穀粒に存在するフリーラジカルを指標としたＥＳＲ法は、感度が高く、初期酸化過程を追跡するのに適しているが、新米と古米の混合物を判別する場合、ばらつきが多くて見分けにくいという問題点がある。
【０００４】
カタラーゼ呈色法は、高価な装置を使わずに穀粒の鮮度が評価できる利点があるが、前処理が必要であったり、測定に時間がかかるという問題点がある。
紫外線励起蛍光画像法は、簡便に鮮度が評価できる利点があるが、穀粒の初期酸化過程を追跡するには感度が足りなかったり、新米と古米の混合物を判別する場合、混合の比率によっては見分けにくいという問題点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これらの従来技術の問題点を考慮して、本発明は、高感度で簡単に穀粒の状態を評価できる方法、試薬及びその装置を提供することを課題とした。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記の課題を解決するため種々の検討を重ねた結果、過酸化物と発光試薬の共存下、穀類に含まれるペルオキシダーゼ由来の発光を指標にすることで穀粒の状態を高感度に評価できることを見出した。
すなわち、本発明は、過酸化物と発光試薬の共存下で穀粒のペルオキシダーゼ由来の発光を測定し、その発光を指標として該穀粒の状態を評価することを特徴とする穀粒状態評価方法を提供する。
【０００７】
また、本発明は、過酸化物と発光試薬を組み合わせた穀粒状態評価試薬も提供する。
さらに、本発明は、穀粒保持部、光検出機構及び暗箱を備え、上記の穀粒状態評価方法による穀粒の状態評価が可能な穀粒状態評価装置も提供する。本発明の穀粒状態評価装置の光検出機構は、光検出器あるいは電荷結合素子（ＣＣＤ）からなるものであることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の穀粒状態評価方法は、穀粒に含まれるペルオキシダーゼ酵素の活性を指標とすることを特徴としている。一般に、穀粒中にはペルオキシダーゼ酵素が含まれていることが知られている。蛋白質からなる穀粒のペルオキシダーゼ酵素の活性は、時間の経過や鮮度などの品質低下と共に低下していく。したがって、この現象を上手く利用すれば穀粒の状態を高感度に評価することができる。
【０００９】
本発明の穀粒状態評価方法では、穀粒と発光試薬の共存下で過酸化物を作用させると、穀粒中のペルオキシダーゼと過酸化物及び発光試薬が反応して発光することを利用している。この発光強度はペルオキシダーゼ活性の強さに依存し、通常は穀粒の状態との間に正相関あるいは逆相関が成り立つ。したがって、この関係に基づいて穀粒の状態を評価することができる。
【００１０】
本発明によって状態評価することができる穀粒は、ペルオキシダーゼを含むものであれば特に制限されない。例えば、玄米、白米、大麦、小麦、大豆、小豆、とうもろこし、そばなどを挙げることができる。
【００１１】
本発明によって評価することができるのは、穀粒の品質（例えば鮮度）や生長状態（例えば発芽状態）などである。穀粒の状態を評価することによって、同時に、穀粒の硬さ、比重、水分量、表面状態、味などを評価することも可能である。また、穀粒の状態を評価することによって、間接的に収穫後の穀粒の保存環境や保存設備を評価したり、発芽環境を評価したりすることも可能である。このように、請求項１に記載される方法を用いて直接的または間接的に評価を行う場合は、すべて本発明の範囲内に包含される。
【００１２】
本発明の穀粒状態評価方法に用いる過酸化物の種類は、過酸化物であれば何でも良い。好適には、過酸化水素や有機過酸化物などを用いることができる。より好適には、安価でかつ取り扱い易い過酸化水素が望ましい。
【００１３】
発光試薬としては、ペルオキシダーゼと反応するものであれば何でも良い。好適には、ルミノールやルシゲニン、２−メチル−６−（４−メトキシフェニル）−３，７−ジハイドロイミダゾ［１，２−α］ピラジン−３−オン（ＭＣＬＡ）などを用いることができる。より好適には、安価なルミノールが望ましい。
【００１４】
評価対象となる穀粒に対して過酸化物と発光試薬を適用する方法は、本発明の状態評価を可能にするものであれば特に制限されない。典型的な方法は、発光試薬を含む溶液に穀粒を浸漬した後に過酸化物を添加して発光を測定する方法である。また、その他の方法として、発光試薬と過酸化物の混合液に穀粒を浸漬して発光を測定する方法や、過酸化物の溶液に穀粒を浸漬した後に発光試薬を添加して発光を測定する方法も適宜選択することができる。これらの方法において、穀粒の浸漬は、穀粒全体が一定の時間完全に溶液中に浸るようにすることが望ましい。本発明の状態評価方法は、穀粒を粒状のまま非破壊で評価することができる点で優れているが、穀粒を粗砕したり粉砕したりしてから評価しても構わない。なお、本発明の穀粒状態評価方法は、穀粒を溶液中に浸漬する態様に限定されるものではなく、例えば、過酸化物または発光試薬を穀粒に噴霧することにより適用する態様も本発明の範囲に含まれる。
【００１５】
発光試薬を含む溶液は、発光試薬の安定性などを考慮して緩衝溶液にすることが好ましい。また、過酸化物は、例えば過酸化水素水のように溶液にして添加することが好ましい。本発明の穀粒状態評価試薬は、このような穀粒状態評価方法に用いる発光試薬と過酸化物を組み合わせたものである。本発明の穀粒状態評価試薬は、発光試薬と過酸化物が別個の容器に収納されていても、同一の容器に収納されているものであってもよいが、別個の容器に収納されている方が好ましい。容器の形状や大きさは特に制限されず、例えば１回の測定で使い切る量を収納できるものを用いることができる。
【００１６】
本発明の穀粒状態評価装置は、穀粒保持部、光検出機構及び暗箱からなることを特徴としている。本発明の穀粒状態評価装置の好ましい態様では、典型的には、穀粒保持部及び光検出機構の一部が暗箱により取り囲まれる構造を有する。
【００１７】
穀粒保持部は、評価対象となる穀粒を安定に保持し、発光試薬と過酸化物の存在下における穀粒の発光を光検出機構で検出しうるようにする部分である。穀粒保持部の形状は、穀粒の種類、大きさ、形状により適宜決めることができるが、光検出部に向かって開放されていなければならない。穀粒保持部の材質は特に制限されず、一般的には、石英ガラス、パイレックスガラス、プラスチック製及び金属性容器などを好適に用いることができる。
【００１８】
通常は、発光試薬と過酸化物を含む溶液中に穀粒を浸漬した状態で穀粒保持部に導入するが、穀粒保持部内に設置した容器に穀粒、発光試薬、過酸化物を導入してもよい。その場合は、穀粒保持部の近傍に穀粒、発光試薬、過酸化物を導入するための手段や導入スペース、混合手段などが必要となる。
【００１９】
また、評価すべき穀粒の数や比較すべきサンプルの数によっては、穀粒保持部に複数の試料空間を設けてもよい。複数の試料空間を設けておけば、同時に複数の穀粒を評価することができるため効率的である。その場合、試料と試料の間は互いの発光の影響を避けるために、光非透過性の材料（例えば光非透過処理が施されたガラスやプラスチック及び金属）や光吸収性の材料（例えば黒色材料）で仕切っておくことが望ましい。
【００２０】
本発明の穀粒状態評価装置を構成する光検出機構は、光を高感度に検出できるものであれば何でも良い。好適には、フォトダイオードや光電子増倍管などの光検出器あるいは電荷結合素子（ＣＣＤ）やイメージインテンシファイヤー付ＣＣＤなどを用途に応じて種々選択することができる。特に、発光強度を定量的に扱うときには光電子増倍管を用いることが好ましく、画像化するときにはＣＣＤ及びイメージインテンシファイヤー付ＣＣＤを用いることが望ましい。
【００２１】
本発明の穀粒状態評価装置を構成する暗箱の材質や形状は、穀粒保持部の全部及び光検出機構の全部あるいは一部を取り囲みかつ外からの光が遮断できる構造であれば何でも良い。好適には、樹脂や鋼、ステンレス製が望ましい。より好適には、外からの光の遮断効率が高い鋼やステンレス製が望ましい。
【００２２】
当業者は、上記の一般的な説明及び実施例の具体的開示を基にして、または必要に応じてそれらに適宜修飾や改変を加えることにより、本発明の好ましい態様の穀粒状態評価方法を実施し、本発明の好ましい態様の穀粒状態評価試薬と穀粒状態評価装置を容易に製造することができよう。
【００２３】
以下、実施例を記載して本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、数値、構成、操作等は、本発明の精神から逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は下記の実施例に限定されるものではない。
【００２４】
【実施例】
例１：本発明の穀粒状態評価装置の構成
穀粒保持部、超高感度ＣＣＤカメラ、暗箱及び画像取撮影・処理用コンピュータからなる穀粒状態評価装置を製作した。図１にその装置構成を示す。穀粒保持部は円筒型のパイレックスガラス製容器で構成されており、暗箱は鋼製である。
【００２５】
例２：本発明の穀粒状態評価装置による玄米の状態評価
例１の穀粒状態評価装置を用い、玄米の新米古米を判別した。内径３ｃｍのパイレックス製シャーレを用い、５ｍＭのルミノールを含むリン酸緩衝溶液（ｐＨ７．４）に５０粒の玄米（こしひかりの２０００年産新米及び１９９９年産古米）を浸漬し、終濃度が５００ｍＭになるように過酸化水素を加えたのち１分後から測定を開始した。図２に得られた発光画像を示す。明らかに、新米に比べ古米では発光強度が低下した。したがって、本発明の穀粒状態評価装置を用いることにより、新米と古米の違いを判別できることがわかった。
【００２６】
例３：本発明の穀粒状態評価装置による玄米の状態評価２
例１の穀粒状態評価装置を用い、例１と同様の条件で新米古米の混合物を評価した。図３に、１９９９年産及び２０００年産こしひかり玄米の混合物の発光画像と写真画像を重ね合わせた画像を示す。この画像から、明るく光る玄米と暗い玄米があることがわかった。明るい部分は新米に、暗い部分は古米に対応すると考えられる。したがって、本発明の穀粒状態評価装置を用いることにより、新米と古米の混合物から新米と古米を判別できることがわかった。
【００２７】
例４：本発明の穀粒状態評価装置による玄米の状態評価３
例１の穀粒状態評価装置を用い、例１と同様の条件で玄米の貯蔵状態を評価した。図４に、２０００年産こしひかりの室温貯蔵品と冷蔵品（貯蔵日数：３９日）の発光画像を示す。冷蔵品に比べ室温貯蔵品の発光強度は明らかに低下した。したがって、本発明の穀粒状態評価装置を用いることにより、玄米の貯蔵状態の違いを判別することができることがわかった。
【００２８】
例５：本発明の穀粒状態評価装置による玄米の状態評価４
例１の穀粒状態評価装置を用い１９９９年産こしひかり玄米の発芽による影響を評価した。図５に、玄米及び発芽玄米（発芽条件：２８℃、２４時間）の発光画像を示す。玄米に比べ発芽玄米では発光強度は明らかに増加した。したがって、本発明の穀粒状態評価装置を用いることにより、玄米の発芽状態を評価できることがわかった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の穀粒状態評価方法、穀粒状態評価試薬および穀粒状態評価装置によれば、高感度で簡単に穀粒の状態を評価することができるという特徴を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の穀粒状態評価装置の構成を示す図である（例１）。
【図２】  １９９９年産こしひかり玄米と２０００年産こしひかり玄米の発光イメージである（例２）。
【図３】  こしひかり玄米の新米と古米の混合物の発光イメージである（例３）。
【図４】  室温貯蔵したこしひかり玄米と冷蔵したこしひかり玄米の発光イメージである（例４）。
【図５】  １９９９年産こしひかりの玄米及び発芽玄米の発光イメージである（例５）。
【符号の説明】
１  光検出器
２  暗箱
３  穀粒
４  画像撮影・処理用コンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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