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センサーとは?

センサーとは、人の五感である視覚、聴覚、触覚、嗅覚、味覚を代行するもので、物理センサーと化学センサーに大別出来ます。物理センサーとは、光や音などの物理量を測定するセンサーで、例えば、カメラやマイクなどはこれに該当します。物理センサーは、単一の物理量を測定するため、比較的単純な原理に基づくことから、早くから実用化に成功していました。一方、化学センサーとは化学量を測定するセンサーを指し、味覚センサーはこれに該当します。しかし、生体の味覚受容体は数100〜1000種類もの化学物質を受容して味をパターン認識および部分認識するため、その応答メカニズムは非常に複雑です。


応答原理

呈味物質は何千種類とあるため、上述の従来の化学センサーのように、個々の物質にのみ応答する「高選択性」では、味を評価することは出来ません。類似した味に類似した応答をする「広域選択性」が求められます。我々は九州大学大学院の都甲研究室との共同研究により、様々な呈味成分に対して広域選択性を持つ「人工脂質膜型味覚センサー」の開発に成功致しました。図1に味覚センサーの応答原理を示します。

図1 味覚センサーの応答原理
味覚センサーは、様々な呈味物質と静電相互作用や疎水性相互作用することにより、脂質膜の膜電位は増減します。その膜電位変化はセンサー出力として、コンピュータに検知されます。


測定方法

味覚センサーは、特殊な測定方法で、1つのセンサーから2種類の情報を検知します。本測定方法「CPA測定法」の概要を図2に示します。

図2 測定手順

工程(1):最初に、味覚センサーを基準液と呼ばれる溶液に浸して、膜電位Vrを得ます。
工程(2):次に、サンプルに味覚センサーを浸すと、呈味物質との相互作用により、膜電位がVsに変化します。ここで得られる膜電位変化「Vs−Vr」は、1番目のセンサー出力「相対値」と呼ばれ、酸味や塩味などの先味に相当します。
工程(3):その後、味覚センサーを基準液で簡単に共洗いをします。
工程(4):再度、基準液に味覚センサーを浸して、膜電位Vr'を得ます。工程(1)と同じ基準液に浸していますが、工程3)で苦味物質や渋味物質などが脂質膜表面に吸着している場合は膜電位がVr'となります。ここで得られる膜電位変化「Vr'−Vr」は、2番目のセンサー出力「CPA値」と呼ばれ、苦味や渋味などの後味に相当します。(*CPA = Change of membrane Potential by Adsorptionの略)
工程(5):脂質膜表面に吸着している呈味物質を完全に落とすために、アルコール洗浄液で充分に洗浄します。


味覚センサーと味覚項目

弊社独自の技術によって開発された味覚センサーの1つ1つは、それぞれの味に対して広域選択性を持つため、味覚センサー自身が味を判定します。それぞれの味覚各センサーから得られた出力は、対応の「味覚項目」に変換されます。味覚センサーと味覚項目の一覧を表1に示します。
 この独自の評価方法により、ユーザーの方達は測定結果から簡単に味を評価することができます。
表1 味覚センサーと味覚項目の一覧
味覚項目 センサー 味の特徴 有効な食品
先味
(相対値)
酸味 CA0 クエン酸や酒石酸が呈する酸味 ビール、コーヒー
塩味 CT0 食塩などの無機塩の塩味 醤油、スープ、つゆ
旨味 AAE アミノ酸、核酸などの旨味 スープ、つゆ、肉
苦味雑味 C00 苦味物質由来で、低濃度ではコクや隠し味などに相当 豆腐、つゆ、スープ
渋味刺激 AE1 渋味物質による刺激味 果実
甘味 GL1 糖類や糖アルコールの甘味 菓子、飲料
後味
(CPA値)
一般苦味
(酸性苦味)
C00 一般食品に見られる後味の苦味 ビール、コーヒー
渋味 AE1 渋味物質由来の後味の渋味 ワイン、お茶
旨味コク AAE 旨味物質が呈する持続性のあるコク味 スープ、つゆ、肉
塩基性苦味 AC0
AN0
医薬品などの苦味 塩酸キニーネ、ファモチジンなどの塩基性薬物
塩酸塩苦味 BT0 医薬品などの苦味 塩酸塩薬物


測定例

インテリジェントセンサーテクノロジーの味覚センサーは、様々な食品、飲料、医薬品に適用可能です。下記に測定例を示します。

ビールのレーダーチャート

醤油のレーダーチャート

→ 詳細(アプリケーションデータ)


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