魚類の「鮮度(K値)」の数理的予測モデルの開発に成功~魚類の商品価値向上・寿命延長・フードロス低減・輸出促進への貢献に期待~

2026-01-29 北海道大学,北海道立工業技術センター

北海道大学大学院工学研究院の坪内直人准教授らの研究グループは、魚類の「鮮度指標(K値)」を数理モデルで高精度に予測する技術を開発しました。鮮度指標K値は、致死後の魚のATP関連化合物の分解過程に基づく標準的な評価指標ですが、従来の評価法は分析装置やサンプリングに時間がかかるなど課題がありました。本研究では、ATPやその分解生成物(ADP、AMP、IMPなど)の反応速度を温度依存性を持つ一次反応モデルとして数理的に定式化し、数理モデルによりK値を予測できる枠組みを構築しました。開発したモデルは、文献値を用いたマアジ・マサバ、および実測データのホッケに対しても高い精度で適用できることが実証され、旨味成分IMPの時間変化も再現可能でした。今後は、リアルタイム鮮度管理システムやセンサー応用の理論基盤として活用されることが期待されます。

魚類の「鮮度(K値)」の数理的予測モデルの開発に成功~魚類の商品価値向上・寿命延長・フードロス低減・輸出促進への貢献に期待~
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<関連情報>

海水魚中のアデノシン三リン酸の分解挙動に基づく鮮度予測モデルの構築:ホッケへの適用 Predictive model for estimating fish freshness based on adenosine triphosphate degradation in marine fish: Application to Atka mackerel (Pleurogrammus azonus)

Yuji Shinohara, Takeya Yoshioka, Naoto Tsubouchi
Journal of Food Engineering  Available online: 20 January 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2026.112987

Highlights

  • Sequential kinetic model predicted fish K-value from ATP degradation.
  • Chub mackerel model successfully predicted horse mackerel K-values (R2 ≥ 0.96).
  • Predicted K-values in Atka mackerel were within ±30 % of measured values.
  • Framework supports real-time, non-destructive freshness sensing in cold chains.

Abstract

A kinetic model for predicting the K-value, a widely used indicator of fish freshness, was developed based on the degradation of adenosine triphosphate (ATP)-related compounds. Parameters were estimated using time-series K-value data for chub mackerel (Scomber japonicus) stored at 0 °C, reconstructed from published literature, and validated against three independent datasets, showing excellent agreement between calculated and measured values (R2 ≥ 0.96). Generalizability was evaluated by applying the model to horse mackerel (Trachurus japonicus) using published K-value data. The predicted values showed strong agreement with the experimental results, with correlations of R2 ≥ 0.96. Further validation was conducted using Atka mackerel (Pleurogrammus azonus), with high-performance liquid chromatography-determined ATP degradation data at 0 °C. Predicted K-values closely matched observed values (R2 = 0.98), with most within ±30 % error. This transferable model provides a robust framework for freshness evaluation and supports potential applications in cold-chain monitoring. In addition, its simplicity and species-independent structure suggest potential integration with emerging IoT-based sensing platforms for real-time freshness prediction.

1401漁業及び増養殖
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