糖度計は、どうやって計測するの？

こんにちは こんばんは yumenohi です。

糖度計ってあんな小さなものでどうやって甘さを計測できるのか？
不思議だなと
そこで、今更ながらじじーが少しですが調べてみました。

専門的なので難しいことはよくわかりませんが、
おおよそ、こんな感じなのかな
ぐらいわかれば良いのですが、、、。

では早速、

糖度の計測は大きく分けて光の屈折を利用したタイプと、赤外線を利用した２つの方式があり、用途によって使い分けがされているそうで、
計測を電子的に行うタイプとアナログに行うタイプなどにも分類され、その種類は多岐に及んでいます。特屈折式糖度計は、その取扱いの簡便さから多くの現場で採用されているのに対し、赤外線式はその判別速度の速さや性格さから、果樹の選別場などに設置されることが多く一般の私たちではあまり目にする機会は無いです。

糖度計は、何でも計測できるわけではなく、対象ごとに糖度計を用意しなければならない場合がある。

アナログ屈折計（手持ちタイプ）

デジタル屈折計

非破壊糖度計

などがある。

ここでは、最も一般的に使用されている光の屈折を利用した糖度計について、その仕組みや特徴について。

透明なガラスコップに水を注ぎ、太陽の光を当てます。するとコップの中の水を通った太陽の光は、その角度によって違った色を地面に映し出します。透明な水を通っただけの太陽の光が、青やオレンジの光となって地面に映し出されるこの現象。これこそが「屈折式糖度計」の原理となっています。

元来、水は太陽などの可視光線を当てると一定の割合でその光を屈折させる特徴があります。その屈折割合は、水の中に含まれる成分やその密度によって変化することが知られています。その中でも「蔗糖（しょとう）」はその含有量によって一定の割合で屈折率を変化させる含有物で、その屈折割合を計測することで対象となる水にどの程度の割合で蔗糖が含まれているのかを推測することができるのです。その屈折の違いを数値で表したのが「糖度」です。
実際の屈折式糖度計では、試験体をガラス面の上にのせ、そこに光を当てた時の光の曲がり具合をメモリで読み取り数値化することで糖度を観察することができます。簡易的な屈折糖度計の場合は蛍光灯や太陽光を光源として使用し、実際に人間の目でメモリを読み取り糖度を計測するのに対し、電池式などで光源を持つデジタル方式の屈折糖度計もある。

デジタル式の場合は測定者による誤差も小さく、比較的簡単に計測ができることから近年では多くの現場で導入が進んでいるそうです。

簡単に言うと次のような仕組みです。 偏光の原理：糖度計は偏光と呼ばれる光の性質を利用しています。 光は通常全方向に進みますが、特別な結晶やフィルターなどの特定の素材を通過すると偏光し、一方向に振動します。

偏光子と分析器: 糖度計には、偏光子と分析器という 2 つの重要な部分があります。 偏光子は、一方向の偏光のみを通過させる特殊なフィルターのようなものです。 アナライザーは、回転して特定の偏光のみを通過させることができる別のフィルターです。

砂糖溶液: サンプル チューブに砂糖溶液 (フルーツ ジュースなど) が入っている場合、偏光した光がサンプル チューブを通過する方法に影響します。 溶液中の糖分子は偏光と相互作用し、その方向をわずかに変化させます。

光の回転: 偏光が砂糖溶液を通過すると、偏光方向が変わります。 変化の量は、溶液中の砂糖の量によって異なります。

観察: 分析計を回転させながら覗いてみると、砂糖溶液から出てくる偏光が分析計のフィルターと一致すると、光が透過するのがわかります。

目盛りの見方: 糖度計には目盛りがあり、光が通過するときの分析装置の位置によって、溶液中の糖の濃度がわかります。 砂糖が多ければ多いほど、偏光はより多く回転し、光を通過させるために検光子をさらに回転させる必要があります。

校正: 糖度計を使用する前に、正確な測定のための基準点を得るために、既知の糖濃度を使用して糖度計を校正することが不可欠です。 要約すると、糖度計は偏光した光を砂糖溶液に通すことで機能し、光の回転によって存在する砂糖の量が示されます。 分析装置の位置を読み取ることで、検査対象の液体中の糖の濃度を測定できます。

ようするに、偏光された光を砂糖の入った液体に通し、光の回転量で砂糖の量を測る道具です。アナライザーの位置を読むことで、液体中の砂糖の濃度がわかるようです。

1. 光源から出る光が、まっすぐ進む前は「偏光されていない」状態です。

2. 偏光フィルターを通ると、光が特定の方向に「偏光」されます。たとえば、上向きに振動しているとしましょう。

3. アナライザー（回転可能なフィルター）を挿入します。最初は偏光された光が通る方向にアナライザーが設定されています。

4. 砂糖水の入った試料管に光が通ると、砂糖の分子が光の振動方向をわずかに変えます。

5. 砂糖の影響を受けた光がアナライザーを通ります。砂糖の量によって光の回転方向が変わります。

6. アナライザーを回転させると、最初に設定した偏光された光の方向と一致するポイントで、光が通ります。

7. アナライザーの位置を読むことで、砂糖水中の砂糖の濃度がわかります。アナライザーがより回転した場合、砂糖が多いことを示します。

このようにして、糖度計は砂糖の量を測定しているそうです。

スーパーなどに行って糖分を見た時に、度数が高いから甘いと単純に認識してしまう方も多いかもしれません。

糖分＝甘いと感じてしまうでしょう。

しかし、酸っぱさを感じるクエン酸や塩分などもすべてを加味しているため、糖分が高くても甘くない可能性もある。

レモンの糖分が高く見えるから酸っぱくなく甘さがあるわけではなく、クエン酸に反応しているため数値が高くなっているだけ、と言うこともあるそうです。

正確に人が感じる甘さを測ることは、糖度計では難しいようですね。

今日も一日、お気をつけて！
今日も一日、お疲れさまでした。

ありがとうございました。