著者の所属・活動拠点の国は、イラン、フランスです。

掲載誌：Journal of Imaging

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

砂糖の「白色度（白さの指標）」と「黄色度（黄色みの指標）」は、精製の度合いや純度、見た目の品質を示す重要な品質指標とされています。白色度は理想的な白にどれだけ近いかを、黄色度は糖蜜の残りなど色の不純物がどれだけあるかを数値で表します。

従来、砂糖の色は試料を中性の緩衝液に溶かし、波長420ナノメートルの光の吸収を測って調べてきました。著者らによると、この方法は試料の前処理が必要で、費用と時間がかかり、製造ライン上でリアルタイムに使うこともできません。そこで研究チームは、市販のデジタルフラットベッドスキャナー（書類を読み取る平台型スキャナー）で、砂糖の白色度と黄色度を手早く安価に求められるかを調べました。著者らは、スキャナーで砂糖の白色度・黄色度を求めた研究はこれが初めてだとしています。

何を、どのように調べたか

試料はイランの製糖工場から、春の作付け2回と秋の作付け1回の計3つの時期にわたって集めた砂糖です。明るい色から暗い色まで、さまざまな白さの試料を集めることを狙い、合計173試料を用意しました。各試料から3回ずつ測定用の分を取り出し、計519回の測定を行いました。

画像の撮影には市販のスキャナーを使いました。砂糖は底に厚さ1ミリの石英板を張った透明な円筒に高さ10センチまで詰め、外からの光が入らないよう、円筒の内側を白、外側を黒の厚紙で覆いました。読み取りの設定はすべての測定で同じにそろえました。

得られた画像では、砂糖が写った円の内側の全画素について赤・緑・青（RGB）の値を平均しました。この値を、色を数値で表す国際的な方式であるXYZ値に変換しました。光が石英板を往復して通るため、スキャナーの値には一定のずれが出ます。そこで基準となる砂糖試料を5回測ってずれの平均を求め、すべての測定値をその分だけ補正しました。

比べる相手となる「実際の値」は、分光測色計という精密な測色機器で同じ試料を測って求めました。そのうえで、両方のXYZ値から、白色度を4種類の式（Berger、Taube、Hunter、Stensby）、黄色度を2種類の式（ASTM E313、BASF）で計算し、両者の一致を相関係数と誤差の指標で評価しました。さらに、色がどの方向に偏っているかを示すGanzの色味（ティント）の式で、試料の色の傾向も調べました。

主な報告結果

補正後のスキャナーのXYZ値は、分光測色計の値と非常に近くなりました。白色度では、4種類の式すべてでスキャナーの値と実際の値の相関が高くなりました。相関係数が最も高かったのはBerger式の0.947で、最も低かったStensby式でも0.932でした。

誤差の大きさで見ると、白色度ではHunter式とStensby式の誤差が最も小さくなりました。ばらつきの指標である変動係数はそれぞれ12.345と10.999で、繰り返し誤差（実際の値とのずれを、実際の値の平均に対する割合で表した値）はいずれも7.0未満でした。Berger式とTaube式は変動係数と繰り返し誤差が大きめでしたが、著者らは誤差の絶対値は実用上許容できる範囲にあるとしています。

黄色度では、2種類の式とも、スキャナーの値と実際の値の相関係数が0.944でした。E313式は誤差の指標RMSAが1.627、平均絶対誤差が1.302で、繰り返し誤差も7.0未満と安定していました。BASF式は変動係数と繰り返し誤差が大きかった一方、実際の値とのずれの絶対値はごく小さいと報告されています。

色味の分析では、3つの時期のどの試料群も色味の値が負になり、著者らはこれを、すべての試料が黄色から茶色寄りの白であることを示すと解釈しています。春に作付けされた試料は値のばらつきが大きく、より茶色寄りのものも含まれていました。秋の試料は値の幅が狭く、色がそろっていました。著者らはこの差について、収穫時の気候の安定、色のもととなる成分の量、加工条件のそろい具合などが関わっている可能性を挙げています。

この報告が示すこと

研究チームは、市販のスキャナーを使えば、産業の現場で砂糖の白色度と黄色度を手早く安価に求められると結論づけています。試料を溶かすといった手間がかからない測り方の土台を示した研究といえます。また、純粋な白色の試料は一つもなかったことから、色味の分析を加えることで、白さの程度だけでは分からない色の傾向も把握できることが示されました。

一方で著者らは、今回求めた補正値は使用したスキャナー1台に固有のものだと述べています。ほかの機種でも同じように使えるかは確かめられておらず、スマートフォンや産業用カメラなど別の撮影機器との比較も今回は行っていません。

原著論文の著者・所属：Leila Ziafar（Department of Food Science and Technology, Faculty of Agriculture, SR.C. Islamic Azad University, Tehran 14515-775, Iran）、Keivan Ansari（Department of Color Imaging and Color Image Processing, Color Physics Faculty, Institute for Color Science and Technology, Tehran 16765-654, Iran）、Masoud Honarvar（Department of Food Science and Technology, Faculty of Agriculture, SR.C. Islamic Azad University, Tehran 14515-775, Iran）、Vahid Mohammadi（Université Bourgogne Europe, IMVIA, UR 7535, 21000 Dijon, France）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Leila Ziafar, Keivan Ansari, Masoud Honarvar, et al. A Novel Technique for the Extraction of Whiteness and Yellowness Indices of Sugar Based on Digital Color Imaging. Journal of Imaging（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-09-16. DOI: 10.3390/jimaging12090448. 原著ライセンス：CC BY.