(57)【要約】【課題】加速時間枠内でパッケージング概念の光保護性能を定量化するための方法を提供する。【解決手段】本方法を用いて、なんらかの他の既知の定性的または定量的な性質に基づいて未試験材料の光保護性能値を予測するためのモデルを作成することが可能である。本方法は、光保護材料（２８）に入射した後に光感受性栄養素などの光感受性要素を含むサンプルセル（４４）に送られる光ビームを提供する光源を使用する。【選択図】図１
2018066761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）適当な濃度で１種以上の既知の光感受性要素を含む既知の均一液体サンプルを提供する工程と、
（ｂ）約−２０℃〜約１００℃の制御温度で前記サンプルを含有するための制御された光学的性質を有するセルを提供する工程と、
（ｃ）約２９０〜約１０００ｎｍの制御スペクトルシグネチャーと約０．０１〜約５Ｗ／ｃｍ2の制御強度とを有する光ビームを生成する光源を提供する工程と、
（ｄ）前記サンプルを前記セル内に配置してサンプルセルを提供する工程と、
（ｅ）前記光源と前記サンプルセルとの間に第１の試験材料を配置して遮蔽されたサンプルセルを提供する工程であって、前記光ビームは、前記第１の試験材料に入射し、かつ全ての透過光は、前記サンプルセルに入射し、前記第１の試験材料は、既知の定量的または定性的な性質を備える、工程と、
（ｆ）前記既知の液体サンプルのアジテーションの間に、前記遮蔽されたサンプルセルを１つ以上の持続時間にわたり１つ以上の光ビーム強度に暴露する工程と、
（ｇ）前記遮蔽されたサンプルセル内に含有される前記１種以上の光感受性要素の変化を１つ以上の持続時間で測定してデータ点を生成する工程と、
（ｈ）前記データ点を用いて前記第１の試験材料の光保護性能値を決定する工程と、
（ｉ）１種以上の追加の試験材料を用いて工程（ａ）〜（ｈ）を同一の条件下で繰り返して、１つ以上の追加の光保護性能値を生成する工程と、
（ｊ）２つ以上の前記光保護性能値を利用して、１クラスの材料に対してその既知の定性的または定量的な性質を前記光保護性能に関連付けるモデルを生成する工程と、
（ｋ）工程（ｊ）のモデルを用いてパッケージング材料の光保護性能値を同定する工程と、
（ｌ）工程（ｋ）のパッケージング材料を用いてパッケージを設計する工程と、
を含む、パッケージング設計の作成方法。
【請求項２】
材料の光保護性能を予測する方法であって、
（ａ）適当な濃度で１種以上の既知の光感受性要素を含む既知の均一液体サンプルを提供する工程と、
（ｂ）約−２０℃〜約１００℃の制御温度で前記サンプルを含有するための制御された光学的性質を有するセルを提供する工程と、
（ｃ）約２９０〜約１０００ｎｍの制御スペクトルシグネチャーと約０．０１〜約５Ｗ／ｃｍ2の制御強度とを有する光ビームを生成する光源を提供する工程と、
（ｄ）前記サンプルを前記セル内に配置してサンプルセルを提供する工程と、
（ｅ）前記光源と前記サンプルセルとの間に第１の試験材料を配置して遮蔽されたサンプルセルを提供する工程であって、前記光ビームは、前記第１の試験材料に入射し、かつ全ての透過光は、前記サンプルセルに入射し、前記第１の試験材料は、既知の定量的または定性的な性質を備える、工程と、
（ｆ）前記既知の液体サンプルのアジテーションの間に、前記遮蔽されたサンプルセルを１つ以上の持続時間にわたり１つ以上の光ビーム強度に暴露する工程と、
（ｇ）前記遮蔽されたサンプルセル内に含有される前記１種以上の光感受性要素の変化を１つ以上の持続時間で測定してデータ点を生成する工程と、
（ｈ）前記データ点を用いて前記第１の試験材料の光保護性能値を決定する工程と、
（ｉ）１種以上の追加の試験材料を用いて工程（ａ）〜（ｈ）を同一の条件下で繰り返して、１つ以上の追加の光保護性能値を生成する工程と、
（ｊ）２つ以上の前記光保護性能値を利用して、１クラスの材料に対してその既知の定性的または定量的な性質を前記光保護性能に関連付けるモデルを生成する工程と、
（ｋ）同一のクラスの材料に対して工程（ｊ）のモデルを用いて、既知の光保護性能値に基づいて材料の未知の定性的または定量的な性質を予測するか、あるいは材料の既知の定性的または定量的な性質に基づいて未知の光保護性能値を予測する工程と、
を含む方法。
【請求項３】
（ｌ）工程（ｈ）からの１つ以上の値または工程（ｊ）の１つ以上のモデルを用いて、前記光保護性能値さらには前記材料の定性的または定量的な性質を記述する１つ以上の値を含むデータライブラリーを形成する工程
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
（ｍ）工程（ｌ）からのライブラリーを用いて、材料の性質を同定、記述、および／または予測する工程
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記定量的または定性的な性質が、次のもの、すなわち、白色度指数ＡＳＴＭ  Ｅ３１３、明るさ指数ＡＳＴＭ  Ｄ９８５、ＣＩＥ  Ｌ*ａ*ｂ*三刺激値データＡＳＴＭ表示Ｅ３１３−１０、Ｄ２２４４、Ｅ１３４７、Ｅ１３４９、Ｅ１４７７、Ｅ２２１４、Ｅ２８４、Ｅ３０８、Ｅ８０５、Ｅ９９１、Ｅ１３３１、Ｅ２７５、Ｄ２６１６、Ｄ２７４５、Ｄ３１３４、Ｄ３９６４、Ｄ４８７７、Ｄ６２９０、ＤｕＰｏｎｔ外観分析器データ、ペーパーおよびペーパーボードの拡散性の明るさ（ｄ／０）ＡＳＴＭ  Ｄ２４７０、プラスチックのヘイズ標準試験ＡＳＴＭ  Ｄ１００３、指向性の明るさ（ＴＡＰＰＩ）（Ｔ４５２）、指向性の明るさ、拡散性の明るさ（Ｔ５２５）、有色の明るさ（拡散性（Ｍｉｃｒｏ  ＴＢ１Ｃ）または指向性／ＴＡＰＰＩ（ＭｉｃｒｏＳ−５））、印刷および計算ＴＡＰＰＩ不透明度、散乱係数および吸収係数、シートの明るさ（Ｔ５１９）、指向性／ＴＡＰＰＩ不透明度、散乱係数、吸収係数（Ｔ４２５）、Ｔ／ｄｙｎｅ  Ｍｉｃｒｏ  ＴＢ−１Ｃ：拡散性の明るさ、不透明度、色、色差、ＡＳＴＭ指数、および三刺激値、Ｔ／ｄｙｎｅ  Ｍｉｃｒｏ  Ｓ−５  ＢＯＣ：指向性／ＴＡＰＰＩ明るさ、不透明度、色、色差、ＡＳＴＭ指数、および三刺激値、設計パラメーターとして、色、ＨｕｎｔｅｒまたはＣＩＥ  Ｌ*Ａ*Ｂ*（指向性または拡散性の値を指定）、不透明化剤組成、および／または不透明化剤充填量、の１つ以上を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記モデルが、パッケージ内容物に適した目標の光保護を提供するパッケージの設計を容易にするために用いられる、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記パッケージ内容物が、食品、飲料、薬剤、医薬品、および／または他の光感受性製品を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記モデルが、パッケージ設計のための持続可能性測定基準を評価するために用いられる、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記方法が、工程（ｇ）での前記１種以上の光感受性要素の変化を１つ以上の官能評価基準値と相関付ける工程と、前記予測された光保護性能を利用して未試験材料の１つ以上の官能評価基準値をさらに予測する工程と、をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記サンプルが制御雰囲気条件下に維持される、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
工程（ｇ）の測定が、前記サンプルが前記セル内に含有されている間に前記１種以上の光感受性要素の変化を評価する工程を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
工程（ｇ）の測定が、前記セルからサンプルを取り出す工程と、前記１種以上の光感受性要素の変化を外部で評価する工程と、を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１３】
前記１種以上の光感受性要素が、食品、飲料、薬剤、医薬品、または他の光感受性製品の成分である、請求項２に記載の方法。
【請求項１４】
前記サンプルが、以下のクラス、すなわち、
ｉ．天然および合成の食品添加物、染料、および顔料、
ｉｉ．クロロフィル、
ｉｉｉ．ミオグロビン、オキシミオグロビン、および他のヘムタンパク質、
ｉｖ．水溶性および脂溶性の必須栄養素、ミネラル、およびビタミン、
ｖ．脂肪酸を含有する食品成分、
ｖｉ．油、
ｖｉｉ．タンパク質、
ｖｉｉｉ．医薬化合物、
ｉｘ．パーソナルケア用および化粧用の配合物の化合物、
ｘ．家庭用化学品およびその成分、ならびに
ｘｉ．農薬およびその成分
の１つ以上から選択される１種以上の光感受性要素を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１５】
前記サンプルが、前記クラスの２つ以上から選択される１種以上の光感受性要素を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記サンプルが、前記クラスの３つ以上から選択される１種以上の光感受性要素を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記サンプルが、前記クラスの４つ以上から選択される１種以上の光感受性要素を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記サンプルが、前記クラスの５つ以上から選択される１種以上の光感受性要素を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記サンプルが、前記クラスの６つ以上から選択される１種以上の光感受性要素を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記サンプルが、前記クラスの７つ以上から選択される１種以上の光感受性要素を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記サンプルが、前記クラスの８つ以上から選択される１種以上の光感受性要素を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記サンプルが、前記クラスの９つ以上から選択される１種以上の光感受性要素を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
前記サンプルが、前記クラスの１０以上から選択される１種以上の光感受性要素を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記測定が、ＨＰＬＣ、ＧＣ、ＩＲ分光法、ＮＭＲ分光法、ＵＶ−ＶＩＳ分光法、ＧＣ−ＭＳ、ＬＣ−ＭＳ、蛍光分光法、イオンクロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、分析湿式化学、および電気化学分析からなる群から選択される試験方法を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項２５】
液体乳製品用のパッケージ材料の光保護性能を予測する方法であって、
（ａ）約３０ｐｐｍのリボフラビンの水性溶液を含むサンプルと、それぞれ異なる充填量の二酸化チタンを含む一連のＨＤＰＥパッケージに由来する試験材料と、を提供する工程と、
（ｂ）請求項２に記載の方法を利用して、各試験材料でリボフラビン劣化速度定数データを生成する工程と、
（ｃ）（ａ）に記載の試験材料で構成された試験パッケージ中の液体乳製品を小売り貯蔵条件に暴露して、各試験パッケージで前記製品のリボフラビン含有量を暴露時間の関数として測定する工程と、
（ｄ）（ｃ）からのデータを各試験パッケージでのリボフラビン劣化速度定数に換算する工程と、
（ｅ）工程（ｂ）から速度定数値を工程（ｄ）から速度定数値に関連付けて機能相関を生成する工程と、
（ｆ）工程（ａ）および（ｂ）を用いて、ＨＤＰＥとＴｉＯ2とで構成されたパッケージング試験材料を試験して、得られたデータを工程（ｅ）のモデルに適用し、前記試験材料で構成されたかつ所与の液体乳製品を含有するパッケージの小売り貯蔵条件下での光保護性能を予測する工程と、
を含む方法。
【請求項２６】
小売り貯蔵条件下でのパッケージの予測光保護性能データを得るのに必要とされる時間が、少なくとも１００倍加速される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
材料の光保護性能を予測する方法であって、
（ａ）適当な濃度で１種以上の既知の光感受性要素を含む既知の均一液体サンプルを提供する工程と、
（ｂ）約−２０℃〜約１００℃の制御温度で前記サンプルを含有するための制御された光学的性質を有するセルを提供する工程と、
（ｃ）約２９０〜約１０００ｎｍの制御スペクトルシグネチャーと約０．０１〜約５Ｗ／ｃｍ2の制御強度とを有する光ビームを生成する光源を提供する工程と、
（ｄ）前記サンプルを前記セル内に配置してサンプルセルを提供する工程と、
（ｅ）前記光源と前記サンプルセルとの間に第１の試験材料を配置して遮蔽されたサンプルセルを提供する工程であって、前記光ビームは、前記第１の試験材料に入射し、かつ全ての透過光は、前記サンプルセルに入射し、前記第１の試験材料は、既知の定量的または定性的な性質を備える、工程と、
（ｆ）前記既知の液体サンプルのアジテーションの間に、前記遮蔽されたサンプルセルを１つ以上の持続時間にわたり１つ以上の光ビーム強度に暴露する工程と、
（ｇ）前記遮蔽されたサンプルセル内に含有される前記１種以上の光感受性要素の変化を１つ以上の持続時間で測定してデータ点を生成する工程と、
（ｈ）前記データ点を用いて前記第１の試験材料の光保護性能値を決定する工程と、
（ｉ）１種以上の追加の試験材料を用いて工程（ａ）〜（ｈ）を同一の条件下で繰り返して、１つ以上の追加の光保護性能値を生成する工程と、
（ｊ）２つ以上の前記光保護性能値を利用して、１クラスの材料に対してその既知の定性的または定量的な性質を前記光保護性能に関連付けるモデルを生成する工程と、
（ｋ）工程（ｊ）のモデルを用いてパッケージング材料の光保護性能値を同定する工程と、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、２０１２年４月２７日の出願日を有する出願番号第６１６３９３０９号に基づく優先権を主張し、かつそれに関連する。出願番号第６１６３９３０９号は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、パッケージング技術の分野、より特定的には、材料の光保護性を試験するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
パッケージ内に含有される特定の化合物および栄養素が光への暴露により悪影響を受ける可能性があることは、周知である。光への暴露の直接的または間接的のいずれかの結果として、分子種に多くの異なる化学的および物理的な変化を生じる可能性があり、これらは、まとめて光化学プロセスとし定義可能である。Ａｔｋｉｎｓにより記載されたように、光化学プロセスは、一次吸収、物理プロセス（たとえば、蛍光、衝突誘起発光、刺激発光、項間交差、燐光、内部変換、一重項電子エネルギー移動、エネルギープーリング、三重項電子エネルギー移動、三重項−三重項吸収）、イオン化（たとえば、ペニングイオン化、解離性イオン化、衝突イオン化、結合性イオン化）、または化学プロセス（たとえば、解離もしくは劣化、付加もしくは挿入、引抜きもしくは断片化、異性化、解離性励起）を含みうる（Ａｔｋｉｎｓ，Ｐ．Ｗ．；Ｔａｂｌｅ  ２６．１  Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第５版；Ｆｒｅｅｍａｎ：Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９９４；９０８）。一例として、光は、光感受性物質種（たとえば、乳製食品製品中のリボフラビン）の励起を引き起こす可能性があり、その後、続いて、存在する他の種（たとえば、酸素、脂質）と反応して、価値ある製品（たとえば、食品製品中の栄養素）の劣化および製品の品質を調整可能な種の放出（たとえば、食品製品中の異臭）をはじめとする変化をもたらす可能性がある。
【０００４】
食品の保護は、その官能品質および栄養価を含めて、我々の食品供給を保護しかつ食品廃棄を最小限に抑えることにより、我々の食品の供給および流通の持続可能性を確保するために、社会にとって本質的に重要である。この場合、持続可能性の要件としては、主に、コスト、再生不能および再生可能な資源の使用、環境への影響、および水の使用が挙げられるが、これらに限定されるものではない。食品の持続可能性への影響は、その製造、パッケージング、流通、使用、およびこれらのプロセスを介して蓄積される廃棄物が含まれるまでに広がっている。さらに、世界の人口が増え続けており、持続可能性はまた、食品の安全保障および食品により送達される栄養価にも関連する。
【０００５】
したがって、パッケージ内容物の保護を可能にするのに十分な光保護性を有するパッケージングを提供する必要性が、当技術分野で認識されている。特定の研究では、パッケージング概念の光保護性能の指標を提供するための手段をとして、実際のパッケージングシステムおよび光化学反応器が使用されてきた。しかしながら、一般的には、これらの研究は、単一のパッケージング概念の評価が可能であるにすぎず、実験間の相対比較や結果に基づく性能設計モデルの作成を可能にするのに十分な程度にロバストな方法ではないことが実証される。
【０００６】
たとえば、モデルコロイド飲料に及ぼす光の影響を調べたＫｌｉｎｅらの研究（Ｋｌｉｎｅ，Ｍ．Ａ．；Ｄｕｎｃａｎ，Ｓ．Ｅ．；Ｂｉａｎｃｈｉ，Ｌ．Ｍ．；Ｅｉｇｅｌ，Ｗ．Ｎ．，ＩＩＩ；Ｏ’Ｋｅｅｆｅ，Ｓ．Ｆ．；Ｌｉｇｈｔ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｎ  ａ  Ｌｕｔｅｉｎ−Ｆｏｒｔｉｆｉｅｄ  Ｍｏｄｅｌ  Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ  Ｂｅｖｅｒａｇｅ．Ｊ．Ａｇｒｉｃ．Ｆｏｏｄ  Ｃｈｅｍ．２０１１，５９，７２０３−７２１０）では、光強度が変化するため彼らの方法で実験条件間の相対比較を行うことが難題であることは認めているが、好適な解決策を実証することはできていない。同様に、ミルクに及ぼす光の影響を調べたＷｅｂｓｔｅｒら（Ｗｅｂｓｔｅｒ，Ｊ．Ｂ．；Ｄｕｎｃａｎ，Ｓ．Ｅ．；Ｍａｒｃｙ，Ｊ．Ｅ．；Ｏ’Ｋｅｅｆｅ，Ｓ．Ｆ．；Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  ｎａｒｒｏｗ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｂａｎｄｓ  ｏｆ  ｌｉｇｈｔ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｖｏｌａｔｉｌｅ  ａｎｄ  ａｒｏｍａ−ａｃｔｉｖｅ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ  ｉｎ  ｕｌｔｒａ  ｈｉｇｈ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｔｒｅａｔｅｄ  ｍｉｌｋ．Ｉｎｔ．ＤａｉｒｙＪｏｕｒｎａｌ．２０１１，２１，３０５−３１１）は、彼らの能力の限界として、光エネルギー出力に差があるためすべての実験間で直接比較を行うことはできないことを認めている（また、Ｗｅｂｓｔｅｒ，Ｊ．Ｂ．；Ｄｕｎｃａｎ，Ｓ．Ｅ．；Ｍａｒｃｙ，Ｊ．Ｅ．；Ｏ’Ｋｅｅｆｅ，Ｓ．Ｆ．；Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｆｌａｖｏｒ  ｉｎ  Ｍｉｌｋ  ｂｙ  Ｂｌｏｃｋｉｎｇ  Ｒｉｂｏｆｌａｖｉｎ  Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ  ｂｙ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ．Ｊ．Ｆｏｏｄ  Ｓｃｉ．２００９，７４，Ｓ３９０−Ｓ３９８も参照されたい）。他の例として、Ｐａｌａｎｕｋによる研究（Ｐａｌａｎｕｋ，Ｓ．Ｌ．；Ｗａｒｔｈｅｓｅｎ，Ｊ．Ｊ．；Ｓｍｉｔｈ，Ｄ．Ｅ．；Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  ａｇｉｔａｔｉｏｎ，  ｓａｍｐｌｉｎｇ  ｌｏｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  ｆｉｌｍｓ  ｏｎ  ｌｉｇｈｔ−ｉｎｄｕｃｅｄ  ｒｉｂｏｆｌａｖｉｎ  ｌｏｓｓ  ｉｎ  ｓｋｉｍ  ｍｉｌｋ．Ｊ．Ｆｏｏｄ  Ｓｃｉ．１９８８，５３，４３６−４３８）では、スキムミルク中のリボフラビンに及ぼす光の影響の研究結果にサンプリング位置が影響を及ぼすことが示された。
【０００７】
そのほかに、この分野の研究は、何日間または何週間もの長期の試験期間を必要とする。たとえば、Ｃｌａｄｍａｎ（Ｃｌａｄｍａｎ，Ｗ．；Ｓｃｈｅｆｆｅｒ，Ｓ．；Ｇｏｏｄｒｉｃｈ，  Ｎ．；Ｇｒｉｆｆｉｔｈｓ，Ｍ．Ｗ．；Ｓｈｅｌｆ−ｌｉｆｅ  ｏｆ  Ｍｉｌｋ  Ｐａｃｋａｇｅｄ  ｉｎ  Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ  Ｗｉｔｈ  ａｎｄ  Ｗｉｔｈｏｕｔ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｔｏ  Ｒｅｄｕｃｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．Ｉｎｔ．Ｄａｉｒｙ  Ｊｏｕｒｎａｌ．１９９８，８，６２９−６３６）は、サンプルを暴露するのに２０日間の期間を必要とする材料の光保護性に関する研究を行った。他の例として、Ｓａｆｆｅｒｔらは、ミルク中の栄養素の維持に関するパッケージ性能を探究した２つの研究を報告しているが（Ｓａｆｆｅｒｔ，Ａ．；Ｐｉｅｐｅｒ，Ｇ．；Ｊｅｔｔｅｎ，Ｊ．；Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  Ｐａｃｋａｇｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｖｉｔａｍｉｎ  Ｃｏｎｔｅｎｔ  ｏｆ  Ｐａｓｔｅｕｒｉｚｅｄ  Ｗｈｏｌｅ  Ｍｉｌｋ．Ｐａｃｋａｇ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｓｃｉ．２００６，１９，２１１−２１８；Ｓａｆｆｅｒｔ，Ａ．；Ｐｉｅｐｅｒ，Ｇ．；Ｊｅｔｔｅｎ，Ｊ．；Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  Ｐａｃｋａｇｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ  ｏｎ  Ｖｉｔａｍｉｎ  Ｃｏｎｔｅｎｔ  ｏｆ  Ｍｉｌｋ．Ｐａｒｔ  ２：ＵＨＴ  Ｗｈｏｌｅ  Ｍｉｌｋ．Ｐａｃｋａｇ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｓｃｉ．２００８，２１，４７−５５．）、彼らは、何日間もの暴露を必要とする条件下で研究を行った。
【０００８】
パッケージ内に含有される食品製品の貯蔵寿命性能の決定を行う必要性が、当技術分野で認識されている（Ｓｅｎｓｏｒｙ  Ｓｈｅｌｆ  Ｌｉｆｅ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｆｏｏｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｇ．Ｈｏｕｇｈ，ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ：Ｆｌｏｒｉｄａ，２０１０）。これらの決定を加速方式で行うことが望ましい。加速貯蔵寿命決定を行う現在の一方法は、貯蔵寿命の低下をもたらす食品中の反応を加速するために、より高い貯蔵温度の使用を含むが、典型的な貯蔵条件とは異なる貯蔵温度を必要とするこれらの方法は、小売り貯蔵に適した貯蔵温度下に食品系を置くことができないので、いくつかの場合には不十分である。さらに、そのようなより高い貯蔵温度は、加速時間枠内で正確な予測を提供するそのような方法の有用性を制限する変化（たとえば、食品系内の相変化およびこの食品中の分子のコンフォメーション変化）を食品に引き起こすおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上から判断して、パッケージング概念間の相対比較を可能にするように、かつそれらの目標となる実世界の用途でそのようなパッケージング概念の使用条件に適するように、パッケージング概念の光保護性能を迅速に定量するロバストな科学的方法が必要とされている。これらの方法は、パッケージング概念の性能設計モデルの生成を可能にするために、かつ所与のパッケージコスト、重量、材料の使用、または他の設計要件に対して性能属性の所要のバランスを達成する光保護パッケージの効率的設計を可能にするために、必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一態様では、本発明は、（ａ）適当な濃度で１種以上の既知の光感受性要素を含む既知の均一液体サンプルを提供する工程と、（ｂ）約−２０℃〜約１００℃の制御温度でサンプルを含有するための制御された光学的性質を有するセルを提供する工程と、（ｃ）約２９０〜約１０００ｎｍの制御スペクトルシグネチャーと約０．０１〜約５Ｗ／ｃｍ2の制御強度とを有する光ビームを生成する光源を提供する工程と、（ｄ）サンプルをセル内に配置してサンプルセルを提供する工程と、（ｅ）光源とサンプルセルとの間に第１の試験材料を配置して遮蔽されたサンプルセルを提供する工程であって、光ビームは、第１の試験材料に入射し、かつ全ての（ａｎｙ）透過光は、サンプルセルに入射し、第１の試験材料は、既知の定量的または定性的な性質を備える、工程と、（ｆ）遮蔽されたサンプルセルを１つ以上の持続時間にわたり１つ以上の光ビーム強度に暴露する工程と、（ｇ）遮蔽されたサンプルセル内に含有される１種以上の光感受性要素の変化を１つ以上の持続時間で測定してデータ点を生成する工程と、（ｈ）データ点を用いて第１の試験材料の光保護性能値を決定する工程と、（ｉ）１種以上の追加の試験材料を用いて工程（ａ）〜（ｈ）を同一の条件下で繰り返して、１つ以上の追加の光保護性能値を生成する工程と、（ｊ）２つ以上、より好ましく３つ以上の光保護性能値を利用して、１クラスの材料に対してその既知の定性的または定量的な性質を光保護性能に関連付けるモデルを生成する工程と、（ｋ）工程（ｊ）のモデルを用いてパッケージング材料の光保護性能値を同定する工程と、（ｌ）工程（ｋ）のパッケージング材料を用いてパッケージを設計する工程と、を含む、パッケージング設計の作成方法に関する。
【００１１】
他の観点では、本発明は、材料の光保護性能の予測方法に関する。この方法は、（ａ）１種以上の光感受性要素を含むサンプルを提供する工程と、（ｂ）約−２０℃〜約１００℃のあらかじめ決められた温度でサンプルを含有するための制御された光学的性質を有するセルを提供する工程と、（ｃ）規定のモニタリング位置で測定したときに約２９０〜約１０００ｎｍのスペクトルシグネチャーと約０．０１〜約５Ｗ／ｃｍ2の強度とを有する光ビームを生成する光源を提供する工程と、（ｄ）光感受性要素をセル内に配置してサンプルセルを提供する工程と、（ｅ）光源とサンプルセルとの間に第１の試験材料を配置して遮蔽されたサンプルセルを提供する工程であって、光ビームは、第１の試験材料に入射し、かつ全ての透過光は、サンプルセルに入射し、第１の試験材料は、既知の定量的または定性的な性質を備える、工程と、（ｆ）遮蔽されたサンプルセルを１つ以上の持続時間にわたり１つ以上の光ビーム強度に暴露する工程と、（ｇ）前記セル内に含有される間にサンプルを調べるかまたは外部方法による測定のためにサンプルを取り出すかのいずれかにより、遮蔽されたサンプルセル内に含有される１種以上の光感受性要素の変化を１つ以上の持続時間で測定してデータ点を生成する工程と、（ｈ）データ点を用いて第１の試験材料の光保護性能値を決定する工程と、（ｉ）１種以上の追加の試験材料を用いて工程（ａ）〜（ｈ）を繰り返して、１つ以上の追加の光保護性能値を生成する工程と、（ｊ）２つ以上の光保護性能値を利用して、既知の定性的または定量的な性質を有する１クラスの材料に対して、同一のクラス内の未試験材料の光保護性能を未試験材料の既知の定量的または定性的な性質に基づいて予測するモデルを生成する工程と、（ｋ）工程（ｊ）のモデルを用いて、同一のクラスの材料に対し、既知の光保護性能値に基づいて材料の未知の定性的または定量的な性質を予測するか、あるいは材料の既知の定性的または定量的な性質に基づいて未知の光保護性能値を予測する工程と、（ｌ）任意選択で、工程（ｈ）からの１つ以上の値または工程（ｊ）の１つ以上のモデルを用いて、光保護性能値さらには材料の定性的または定量的な性質を記述する１つ以上の値を含むデータライブラリーを形成する工程と、（ｍ）任意選択で、工程（ｌ）からのライブラリーを用いて、材料の性質を同定、記述、および／または予測する工程と、を含む。
【００１２】
さらに他の観点では、本発明は、材料の光保護性能の予測方法に関する。この方法は、（ａ）適当な濃度で１種以上の既知の光感受性要素を含む既知の均一液体サンプルを提供する工程と、（ｂ）約−２０℃〜約１００℃の制御温度でサンプルを含有するための制御された光学的性質を有するセルを提供する工程と、（ｃ）約２９０〜約１０００ｎｍの制御スペクトルシグネチャーと約０．０１〜約５Ｗ／ｃｍ2の制御強度とを有する光ビームを生成する光源を提供する工程と、（ｄ）サンプルをセル内に配置してサンプルセルを提供する工程と、（ｅ）光源とサンプルセルとの間に第１の試験材料を配置して遮蔽されたサンプルセルを提供する工程であって、光ビームは、第１の試験材料に入射し、かつ全ての透過光は、サンプルセルに入射し、第１の試験材料は、既知の定量的または定性的な性質を備える、工程と、（ｆ）遮蔽されたサンプルセルを１つ以上の持続時間にわたり１つ以上の光ビーム強度に暴露する工程と、（ｇ）遮蔽されたサンプルセル内に含有される１種以上の光感受性要素の変化を１つ以上の持続時間で測定してデータ点を生成する工程と、（ｈ）データ点を用いて第１の試験材料の光保護性能値を決定する工程と、（ｉ）１種以上の追加の試験材料を用いて工程（ａ）〜（ｈ）を同一の条件下で繰り返して、１つ以上の追加の光保護性能値を生成する工程と、（ｊ）２つ以上、より好ましく３つ以上の光保護性能値を利用して、１クラスの材料に対してその既知の定性的または定量的な性質を光保護性能に関連付けるモデルを生成する工程と、（ｋ）工程（ｊ）のモデルを用いてパッケージング材料の光保護性能値を同定する工程と、を含む。
【００１３】
特定の実施形態では、定量的または定性的な性質は、次のもの、すなわち、白色度指数ＡＳＴＭ  Ｅ３１３、明るさ指数ＡＳＴＭ  Ｄ９８５、ＣＩＥ（１９７６）Ｌ*ａ*ｂ*三刺激値データＡＳＴＭ表示Ｅ３１３−１０、Ｄ２２４４、Ｅ１３４７、Ｅ１３４９、Ｅ１４７７、Ｅ２２１４、Ｅ２８４、Ｅ３０８、Ｅ８０５、Ｅ９９１、Ｅ１３３１、Ｅ２７５、Ｄ２６１６、Ｄ２７４５、Ｄ３１３４、Ｄ３９６４、Ｄ４８７７、Ｄ６２９０、ＤｕＰｏｎｔ外観分析器データ、ペーパーおよびペーパーボードの拡散性の明るさ（ｄ／０）ＡＳＴＭ  Ｄ２４７０、プラスチックのヘイズ標準試験ＡＳＴＭ  Ｄ１００３、指向性の明るさ（ＴＡＰＰＩ）（Ｔ４５２）、指向性の明るさ、拡散性の明るさ（Ｔ５２５）、有色の明るさ（拡散性（Ｍｉｃｒｏ  ＴＢ１Ｃ）または指向性／ＴＡＰＰＩ（ＭｉｃｒｏＳ−５））、印刷および計算ＴＡＰＰＩ不透明度、散乱係数および吸収係数、シートの明るさ（Ｔ５１９）、指向性／ＴＡＰＰＩ不透明度、散乱係数、吸収係数（Ｔ４２５）、Ｔ／ｄｙｎｅ  Ｍｉｃｒｏ  ＴＢ−１Ｃ：拡散性の明るさ、不透明度、色、色差、ＡＳＴＭ指数、および三刺激値、Ｔ／ｄｙｎｅ  Ｍｉｃｒｏ  Ｓ−５  ＢＯＣ：指向性／ＴＡＰＰＩ明るさ、不透明度、色、色差、ＡＳＴＭ指数、および三刺激値、設計パラメーターとして、色、ＨｕｎｔｅｒまたはＣＩＥ  Ｌ*Ａ*Ｂ*（指向性または拡散性の値を指定）、パッケージング材料組成（たとえば、プラスチックパッケージングのポリマーマトリックス）、パッケージング設計パラメーター（たとえば、シート材料のフィルム厚さ）、不透明化剤組成、および／または不透明化剤充填量、の１つ以上を含む。
【００１４】
特定の実施形態では、本方法を用いて、所望の性質（たとえば、低コスト材料、軽量材料）の効率的実現を提供する好ましいパッケージ設計を同定することが可能である。
【００１５】
追加の実施形態では、予測モデルを用いて、パッケージ内容物に特異的な光保護を提供するパッケージの設計を容易にする。他の実施形態では、予測モデルを用いて、パッケージ設計の持続可能性測定基準を評価する。たとえば、本方法を用いて、持続可能性への影響に及ぼすパッケージ設計のパラメーター（たとえば、パッケージング材料の削減または代替材料選択肢の選択）の影響を定量化ひいては最適化することが可能である。いくつかの特定例では、パッケージ内容物は、食品、飲料、薬剤、医薬品、および／または他の栄養素含有製品を含む。
【００１６】
特定の実施形態では、本方法はさらに、工程（ｇ）での１種以上の光感受性要素の変化を１つ以上の官能評価基準値と相関付ける工程と、前記予測された光保護性能を利用して未試験材料の１つ以上の官能評価基準値をさらに予測する工程と、を含む。官能評価は、次の基準、すなわち、味、触感、臭気、または外観の１つ以上の人間評価を含む。
【００１７】
追加の実施形態では、工程（ｌ）および（ｍ）のデータライブラリーを用いて、所望の定性的または定量的な性質を提供するパッケージング設計の予測を支援することが可能である。
【００１８】
さらなる実施形態では、サンプルは、制御雰囲気条件下および撹拌下の一方または両方で維持され、サンプルセルの外側表面は、凝縮物を含まない状態で維持され、かつ／または光ビームは、コリメートされる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、１種以上の光感受性要素は、食品、飲料、薬剤、医薬品、または他の栄養素含有製品の成分である。他の実施形態では、サンプルは、天然および合成の食品添加物、染料、および顔料、クロロフィル、ミオグロビン、オキシミオグロビン、および他のヘムタンパク質、水溶性および脂溶性の必須栄養素、ミネラル、およびビタミン、脂肪酸を含有する食品成分、油、タンパク質、医薬化合物、パーソナルケア用および化粧用の配合物の化合物および成分、家庭用化学品およびその成分、ならびに農薬およびその成分から選択される１種以上の光感受性要素を含む。追加の実施形態では、サンプルは、所与のクラスの２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれを上回る数から選択される１種以上の光感受性要素を含む。
【００２０】
さらなる実施形態では、測定は、ＨＰＬＣ（高性能液体クロマトグラフィー）、ＧＣ（ガスクロマトグラフィー）、ＩＲ（赤外）分光法、ＮＭＲ（核磁気共鳴）分光法、ＵＶ−ＶＩＳ（紫外、可視）分光法、比色法、他の技術と組み合わされたＭＳ（質量分析）（たとえば、ＧＣ−ＭＳおよびＬＣ−ＭＳ）、蛍光分光法、イオンクロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）、分析湿式化学、および／または電気化学分析（たとえば、ポーラログラフィー、ボルタンメトリー）からなる群から選択される試験方法を含む。特定の実施形態では、測定方法は、ＨＰＬＣに基づくものであり、これは、サンプルセルから試験アリコートを取り出すことを含む。他の実施形態では、測定方法は、ＵＶ−ＶＩＳ分光法に基づくものであり、この場合、サンプル分析は、サンプルセル内に含有される間に行われる。
【００２１】
他の態様では、本発明は、材料の光保護性能を定量化するためのデバイスに関する。このデバイスは、（ａ）（Ｉ）制御された光学的性質を有するセルと、ただし、このセルは、１種以上の光感受性要素を含むサンプルを含有することが可能である、（ＩＩ）セル内のサンプルの温度をモニターするためのサンプル温度センサーと、（ＩＩＩ）設定値を中心とする偏差が１℃未満で約−２０℃〜約１００℃の範囲から選択される指定温度設定値にセルを維持するための温度制御手段と、（ＩＶ）セルの１つ以上の露出表面に低湿度空気を送達するための乾燥空気供給源と、（Ｖ）セル内のサンプル均一性を維持するためのアジテーターと、を含むサンプル供給・制御装置と、（ｂ）（Ｉ）光源と、ただし、この光源は、規定のモニタリング位置で測定したときに約２９０〜約１０００ｎｍのスペクトルシグネチャーと約０．０１〜約５Ｗ／ｃｍ2の積分強度とを有する光ビームを生成する、（ＩＩ）光ビームコリメートレンズと、（ＩＩＩ）赤外フィルターと、（ＩＶ）シャッターと、（Ｖ）絞りと、を含む光生成・制御装置と、（ｃ）試験材料が試験材料ホルダー内に配置されときに光ビームが試験材料に入射しかつ全ての透過光がセルに入射するように、光生成・制御装置とサンプル供給・制御装置との間に位置決めされた試験材料ホルダーと、を含む。
【００２２】
特定の実施形態では、アジテーターは、セル内の磁気撹拌子と、セルの下に位置決めされた磁気撹拌モーターと、を含む。他の実施形態では、サンプル供給・制御装置は、セル内に雰囲気制御・モニタリング装置をさらに含み、雰囲気制御・モニタリング装置は、ガス供給・計量デバイスと雰囲気センサーとを含む。そのほかのさらなる実施形態では、光生成・制御装置は、分光フィルターをさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に有用な装置の一実施形態を例示する。
【図２Ａ】図１の例示的実施形態の特定のエレメントのより詳細な図を例示する。
【図２Ｂ】図１の例示的実施形態の特定のエレメントのより詳細な図を例示する。
【図２Ｃ】図１の例示的実施形態の特定のエレメントのより詳細な図を例示する。
【図３】本発明に有用なサンプルセルの一実施形態を例示する。
【図４】本発明に有用な乾燥空気供給装置の一実施形態を例示する。
【図５】例示的な試験材料実験の１つで光暴露時間に対するリボフラビン濃度の自然対数のプロットを示す。
【図６】例示的な試験材料実験の１つで平均ＴＡＰＰＩ不透明度に対する平均擬一次速度定数のプロットを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、当然ながら変更可能な特定の実施形態に限定されるものではないことを理解すべきである。また、本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としたものにすぎず、限定しようとするものではないことも理解すべきである。さらに、本明細書で参照される出版物はすべて、あたかもそれぞれが参照により具体的かつ個別的に本明細書に組み込まれることが示されたのと同程度に、引用目的で参照により本明細書に組み込まれる。
【００２５】
本明細書および添付の特許請求の範囲で用いられる場合、単数形の用語、たとえば、単数形の「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、内容上明らかに異なる記述がないかぎり、複数形の参照語を含む。したがって、たとえば、「光感受性要素（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｅｎｔｉｔｙ）」、「光感受性要素（ｔｈｅ  ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｅｎｔｉｔｙ）」、または「光感受性要素（ａ  ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｅｎｔｉｔｙ）」の意味は、複数の光感受性要素をも含む。「光感受性要素（ａ  ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｅｎｔｉｔｙ）」という用語の使用は、実際問題として、その光感受性要素の多くの分子を含む。
【００２６】
そのほかに、本明細書で用いられる場合、「〜を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、参照された指定の特徴、整数、工程、または成分の存在を特定するものと解釈されるべきであるが、１つ以上の特徴、整数、工程、または成分あるいはそれらのグループの存在または追加を除外するものではない。したがって、たとえば、光感受性要素を含むサンプルは、追加の光感受性要素または他の非光感受性栄養素などの他の成分を含有しうる。そのほかに、「〜を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、「〜から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」および「〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」という用語により包含される例を含むことが意図される。同様に、「〜から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」という用語は、「〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」という用語により包含される例を含むことが意図される。
【００２７】
本発明は、材料の光保護性を決定および／または定量化するのに有用な、および１種以上の光感受性要素の光誘起変化または劣化を定量化することによりそのような性質間で意味のある比較を行うのに有用な、デバイスおよび方法に関する。他の実施形態では、本方法は、光保護性能値を、材料のＴＡＰＰＩ不透明度や二酸化チタン含有率などの材料の他の既知の定量的または定性的な性質と、相関付けることにより、予測モデルまたは相関モデルを作成することを含む。他の実施形態では、本方法は、予測モデルまたは相関モデルを用いて、予測された光保護性能値を相関性値に基づいて同一の材料クラス内の未試験材料に帰属することをさらに含む。
【００２８】
本装置は、光保護性の加速試験を可能にする。特定の実施形態では、数時間程度で試験を行って、商業的食品貯蔵条件下での数週間の光暴露をシミュレートすることが可能である。したがって、試験速度を１００倍超に加速することが可能であるので、この方法は、高スループットスクリーニング方法とみなすことが可能である。特定の実施形態では、本方法および装置を用いて、光保護のためにパッケージング材料中に組み込まれるＴｉＯ2などの光保護剤の最適量を決定することが可能である。
【００２９】
特定の他の実施形態では、本方法は、特定のパッケージ概念で官能評価の結果を予測することにより、そのパッケージ概念で官能評価研究を実際に行うのに必要とされる時間および資源を回避するのに有用でありうる。典型的には、人間課題評価者による官能評価研究は、製品の官能品質の差を正確かつ精密に検出するパネリストの能力には限界があるので、多数のパネリストおよび製品アセスメントを必要とする。したがって、パッケージング概念のこのタイプの評価は、一般的には、時間もコストもかかる。本発明に係る方法を用いてそのような官能評価の結果を予測することにより、本発明は、加速時間枠内でかつ削減されたコストで予測官能評価結果を得ることを可能にする。
【００３０】
本方法および装置はまた、同種でない保護パッケージングソリューションを比較する手段を提供する。たとえば、高分子パッケージフィルムをペーパーボードと比較することが可能である。
【００３１】
図１および２Ａ〜２Ｃは、開示された方法に有用な本発明に係る装置の可能な一実施形態を例示している。全装置の個々のコンポーネントは、実験中に分析されるスペクトルに対して一般的には光遮断性であるエンクロージャー６０内に収容される。エンクロージャー内の適正雰囲気条件（温度、湿度など）を維持するために、エンクロージャー６０は、エンクロージャー６０内の空気を所望の間隔および／または速度で循環させる排気ファンおよびファントランク５８を有する。
【００３２】
エンクロージャー６０内では、ランプハウジング１６内に収容されたランプ（図示せず）などの光源は、適当な電気接続（図示せず）を介して光源電源１４に接続され、これはさらに、適当な電気接続（図示せず）を介してランプコントローラー１０に接続される。
【００３３】
光源は、所望の光強度、安定性、および分光特性を生成するのに好適な任意の光源でありうる。実験の必要に応じて、利用光源は、白熱光源、蛍光光源、アーク放電ランプ、ＬＥＤ（発光ダイオード）、および／またはレーザー光源を含みうる。たとえば、これらの光源としては、炭素アーク、水銀蒸気、キセノンアーク、タングステンフィラメント、またはハロゲン電球が挙げられるが、これらに限定されるものではない。特定の一実施形態では、光源は、キセノンアークランプである。
【００３４】
特定の実施形態では、光源は、規定のモニタリング位置で測定したときに約０．００１Ｗ／ｃｍ2〜約５Ｗ／ｃｍ2の強度を提供可能である。他の実施形態では、光源は、規定のモニタリング位置で測定したときに、少なくとも約０．００１Ｗ／ｃｍ2、０．００５Ｗ／ｃｍ2、０．００７Ｗ／ｃｍ2、０．０１Ｗ／ｃｍ2、０．０５Ｗ／ｃｍ2、０．１Ｗ／ｃｍ2、１Ｗ／ｃｍ2、２．５Ｗ／ｃｍ2、または５Ｗ／ｃｍ2の強度を提供可能である。さらなる実施形態では、光源は、規定のモニタリング位置で測定したときに、約０．００１Ｗ／ｃｍ2、０．００５Ｗ／ｃｍ2、０．００７Ｗ／ｃｍ2、０．０１Ｗ／ｃｍ2、０．０５Ｗ／ｃｍ2、０．１Ｗ／ｃｍ2、１Ｗ／ｃｍ2、２．５Ｗ／ｃｍ2、または５Ｗ／ｃｍ2以下の強度を提供可能である。さらなる実施形態では、光源は、規定のモニタリング位置で測定したときに、約０．００５Ｗ／ｃｍ2〜約４Ｗ／ｃｍ2、約０．００７Ｗ／ｃｍ2〜約３Ｗ／ｃｍ2、約０．０１Ｗ／ｃｍ2〜約２．５Ｗ／ｃｍ2、約０．０５Ｗ／ｃｍ2〜約２Ｗ／ｃｍ2、または約０．１Ｗ／ｃｍ2〜約１Ｗ／ｃｍ2の強度を提供可能である。
【００３５】
他の実施形態では、光源は、約２００ｎｍ〜約２０００ｎｍのスペクトルシグネチャーを有する光を生成可能である。他の実施形態では、光源は、少なくとも約２００ｎｍ、２２０ｎｍ、２４０ｎｍ、２６０ｎｍ、２８０ｎｍ、２９０ｎｍ、３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍ、７５０ｎｍ、８００、ｎｍ、９００ｎｍ、１０００ｎｍ、１２５０ｎｍ、１５００ｎｍ、１７５０ｎｍ、または２０００ｎｍの波長の光を提供可能である。さらなる実施形態では、光源は、約２００ｎｍ、２２０ｎｍ、２４０ｎｍ、２６０ｎｍ、２８０ｎｍ、２９０ｎｍ、３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍ、７５０ｎｍ、８００、ｎｍ、９００ｎｍ、１０００ｎｍ、１２５０ｎｍ、１５００ｎｍ、１７５０ｎｍ、または２０００ｎｍ以下の波長の光を提供可能である。そのほかのさらなる実施形態では、光源は、約２２０ｎｍ〜約１７５０ｎｍ、約２４０〜約１５００ｎｍ、約２６０〜約１２５０ｎｍ、約２９０〜約１０００ｎｍ、約２００〜約４００ｎｍ、約３５０〜約７５０ｎｍ、または約７５０ｎｍ超のスペクトルシグネチャーを提供可能である。
【００３６】
特定の実施形態では、光源の強度および／または分光特性は、１つ以上のレンズ、水系赤外フィルター（光ビームの熱シグネチャーを低減するために）、および分光フィルターにより、制御および／または変更される。特定の一実施形態では、ランプハウジング１６内のランプからの光は、コリメートレンズアセンブリー２０を通って、次いで、赤外フィルター２２を通って移動する。このフィルターは、水リザーバー３４と水ポンプ３６とに取り付けられた水系赤外フィルターであり、その流量は、適当な電気接続を介して水ポンプ３６が取り付けられたポンプフローコントローラー４により制御される。コリメートされて赤外フィルターを通った光は、次いで、光学フィルターホルダー２４を通って移動する。このホルダーは、任意選択で、光ビームまたはその一部分を減衰させるために、１つまたは複数の光学フィルターを含有することが可能である。図１および２ａでは、レンズ、赤外フィルター、および分光フィルターが特定の順序で示されているが、このことは、これらのコンポーネントのすべてが必要とされることや指定の順序が必要とされることが示唆されるものとみなされるべきではない。これらのコンポーネントは、本発明に係る装置および方法でそれらをまったく利用しないことを含めて、任意の所望の順序および／または任意の所望の組合せで使用可能である。
【００３７】
特定の実施形態では、エンクロージャー６０内では、ランプハウジング１６内に収容されたランプ（図示せず）などの光源は、適当な電気接続（図示せず）を介して光源電源１４に接続され、これはさらに、適当な電気接続（図示せず）を介してランプコントローラー１０に接続される。ランプフィードバックモニター１８は、ランプコントローラー１０に電気接続される。ランプフィードバックモニター１８は、ランプコントローラー１０と導通し、これはさらに、光源に提供されるパワーの量を調整するためにおよび／または光源から発せられる光の強度を調整するために、光源電源１４と導通する。
【００３８】
一実施形態では、光ビームが適正強度を有することを保証するために、光路３３に沿って位置する複数のホルダー３１の１つを用いて、光パワー密度センサー３０を光ビーム内に位置決めすることが可能であり、たとえば、取外し可能に位置決めすることが可能である。好ましい実施形態では、ホルダー７２および好適に設計された支持装置を用いて、光パワーセンサー３０を取外し可能に光ビーム内に位置決めすることが可能である。光パワー密度センサー３０は、適当な接続（図示せず）を介して光エネルギーメーター１２に取り付けられる。たとえば、実験の開始前および再び実験の終了後および／または実験中に何回か、個別の強度の読みを得ることができるように、光パワー密度センサー３０を適当なホルダーに挿入することが可能である。これにより、実験の前および後の両方で光ビームの強度を試験することが可能になり、その結果として、ユーザーは、パワー強度が適正に設定されたことおよび実験全体を通じて有意に増加も減少もしなかったことを保証することが可能である。
【００３９】
他の実施形態では、光ビームが適正分光特性を有することを保証するために、光路３３に沿って位置する複数のホルダー３１の１つを用いて、またはホルダー７２および好適に設計された支持装置を用いて、分光計センサー３２を取外し可能に光ビーム内に位置決めすることが可能である。分光計センサー３２は、適当な接続（図示せず）を介して分光計８に取り付けられる。たとえば、実験の開始前および再び実験の終了後に個別の分光測定の読みを得ることができるように、分光計センサー３２を適当なホルダーに挿入することが可能である。これにより、実験の前および後に光ビームの分光特性を試験することが可能になり、その結果として、ユーザーは、実験の時間枠内で分光特性が所望のとおりであったことおよび安定であったこと保証することが可能である。
【００４０】
他の実施形態では、実験中に光ビームの強度および／または分光特性をモニタリングできるように、光ビームの一部分を光路３３から好適なモニタリング位置（図示せず）に向けて方向付けることが可能である。
【００４１】
本装置または方法の操作中の光暴露の開始および停止は、たとえば、シャッター機構２６により制御可能であり、その操作は、適当な接続（図示せず）を介して取り付けられたシャッターコントローラー６により制御される。さらに、試験材料および／またはサンプルに入射する光ビームの断面積は、複数のホルダー３１の１つ内に位置する絞り２８により調整可能であり、この絞りは、所望の直径の光ビームを生成する必要に応じて、開閉可能である。この場合も、図１ではこれらのコンポーネントが例示されるが、このことは、それらの１つまたはすべてが必要とされることが示唆されるものとみなされるべきではない。たとえば、単にランプコントローラー１０および／または光源電源１４を介して光ビームの開始を制御することにより、シャッターなしで装置を操作することが可能である。同様に、他の選択肢として、たとえば、コリメートレンズ２０を介して、光ビームのサイズを制御することが可能である。
【００４２】
図１、２ｂ、および２ｃを見ると、絞り２８を通り抜けた後、光ビームは、試験材料３８ａに入射するであろう。この試験材料は、材料ホルダー３８ｂにより所定の位置に保持され、このホルダーはさらに、複数のホルダー３１の１つ内に、より好ましくはホルダー７２内に位置決めされる。試験材料３８ａは、ＴＡＰＰＩ不透明度や二酸化チタン含有率などのいくつか既知の定性的または定量的な性質を有する材料でありうるか、または完全に未知の材料でありうる。さらに、試験材料３８ａは、パッケージング材料または光保護材料として使用するのに好適な任意の材料でありうる。そのような材料としては、プラスチック（高分子材料、たとえば、低密度ポリエチレン）、ガラス、金属（たとえば、缶、フォイル、もしくは金属化層）、セルロース系材料（たとえば、ペーパー、ペーパーボード）、またはラミネート構造、フィルム（たとえば、プラスチックラップ）、シート（たとえば、ペーパー）、バッグ、スリーブ、パウチ、剛性構造（たとえば、ボトル）などの形態のそれらの組合せが挙げられる。これらの材料はまた、材料に追加の外観属性または機能性を提供するために、添加剤（たとえば、顔料、印刷インク、酸化防止剤）を含有しうる。特定の実施形態では、材料は、二酸化チタンを含有する。試験材料は、フィルム、フォイル、剛性部分からできたプラーク、ペーパー、およびこれらの材料のラミネート構造または複合構造を含めて、実際のパッケージ、パッケージング材料の一部分、またはパッケージングシステムの一部分のプロトタイプを含みうる。
【００４３】
試験材料３８ａにより透過された光はさらに、サンプルセル４４に入射するであろう。このセルは、サンプルセルホルダー４２により実験実施中に所定の位置に保持されるであろう。このホルダーは、任意選択で、温度をより効率的かつ効果的に維持するように、断熱することが可能である。サンプルセルホルダー４２は、熱電コントローラー５１の制御下で熱電デバイス５０に取り付けられた熱伝達ブロック４８と直接接触した状態にある。熱電デバイス５０は、ヒーターもしくはクーラーのいずれかまたは加熱および冷却の両方が可能なデバイスでありうる。操作中、熱電コントローラー５１は、熱電デバイス５０に対する温度設定値を誘導する。熱電デバイス５０により生成された温度勾配（冷温または熱温）は、熱伝達ブロック４８を介して、サンプルセルホルダー４２に伝達される。これにより、実験実施全体を通じてサンプルセル４４内の温度を固定温度に維持することが可能になる。任意選択で、熱伝達化合物を用いて、サンプルセル４４とサンプルセルホルダー４２との間の熱伝達を促進することが可能である。特定の実施形態では、温度は、約−２０℃〜約１００℃の温度に設定可能である。他の実施形態では、温度は、少なくとも約−２０℃、−１０℃、−５℃、−２℃、０℃、１℃、２℃、３℃、４℃、５℃、６℃、７℃、８℃、１０℃、２５℃、５０℃、または１００℃の温度に設定可能である。さらなる実施形態では、温度は、約−２０℃、−１０℃、−５℃、−２℃、０℃、１℃、２℃、３℃、４℃、５℃、６℃、７℃、８℃、１０℃、２５℃、５０℃、または１００℃以下の温度に設定可能である。そのほかのさらなる実施形態では、温度は、約−１０℃〜約５０℃、約−５℃〜約２５℃、約−２℃〜約１０℃、約０℃〜約８℃、約１℃〜約７℃、約２℃〜約６℃、約３℃〜約５℃に設定可能である。特定の他の実施形態では、温度は、約４℃に設定される。一実施形態では、温度設定値を中心とする偏差は、１℃未満である。
【００４４】
サンプルセル４４は、所望の光学特性を有するように任意の好適な材料および形状を含みうる。好ましくは、サンプルセル４４は、実験中、研究対象のスペクトル領域で光透明である。特定の実施形態では、サンプルセル４４は、石英製である。特定の実施形態では、図１および３に示されるもののように、サンプルセル４４は、一端を実質的にフラットにすることが可能であり、それにより、サンプルセル４４のフラット端に実質的に垂直な角度で光をサンプルセルに入射させることが可能である。これは、望ましい光学的状況でありうる。特定の実施形態では、図１および３に示されるもののように、サンプルセル４４はまた、試験サンプル、添加剤、もしくはガスを添加したりセルから抜き出したりできるように、および／または実験実施中にサンプルセル熱電対５６もしくは他のプローブもしくはセンサーをサンプルセル４４に挿入できるように、１つ以上のアクセスポート４３を備えうる。サンプルセル熱電対５６はさらに、適当な接続を介して温度計６２に取り付けられる。これにより、実験実施全体を通じてサンプルの温度をモニターおよび／または制御することが可能になる。特定の実施形態では、熱電対５６および／または温度計６２は、実験実施全体を通じて温度を自動調整してサンプルを所望の温度に維持できるように、熱電コントローラー５１と導通した状態で配置される。
【００４５】
さらに、アクセスポート４３は、実験実施全体を通じてサンプルセル４４内の雰囲気条件をモニターおよび／または制御するために、実験実施中に任意選択のガス送達チューブおよび／または雰囲気センサー（図示せず）をサンプルセルに挿入できるようにしうる。そのほかに、図１および２ｂに例示されるように、断熱されたサンプルセルホルダー４２の直下には、適当な接続を介してマグネチックスターラー速度コントローラー５４に取り付けられた磁気撹拌モーター４０が存在する。図３に示されるように、これにより、実験実施中に磁気撹拌子４５をサンプルセル４４内に位置決めすることが可能になり、その結果として、磁気撹拌モーターにより実験実施全体を通じて所望の速度でサンプルのアジテーションを引き起こすことが可能になり、それにより、実質的なサンプル均一性が確保される。
【００４６】
図１に示されるように、特定の実施形態では、サンプルセル上での凝縮生成を防止または低減するために、比較的低湿度を有する空気を意味する乾燥空気を、送達チューブ４６を介して、サンプルセル４４の前面および／または背面に供給することが可能である。本明細書で用いられる場合、「空気」という用語は、空気またはガス状窒素などの任意の他の好適なガスを意味する。図４を参照すると、空気は、供給ライン６５を介して供給源６４から圧力レギュレーター６６に供給される。次いで、空気は、供給ライン６５を通ってフローバルブ６８まで進み、その後、乾燥チャンバー７０を通って移動する。乾燥チャンバー７０は、空気中の湿度を低減するのに好適な任意のタイプの装置でありうる。たとえば、特定の実施形態では、乾燥チャンバー７０は、「Ｄｒｉｅｒｉｔｅ」乾燥剤などの乾燥剤が充填されたポリカーボネートチューブでありうる。次いで、湿度が低減された空気は、乾燥チャンバーから出て送達チューブ４６を介してサンプルセル４４の表面に移動し、そこで放出される。
【００４７】
サンプルセル４４を完全に通り抜けた光はいずれも、最終的にはビームストップ５２に入射するであろう。このビームストップは、光のいかなる有意部分も反射してサンプルセルに戻すことなく、残りの光を実質的にすべて捕獲するように構築される。
【００４８】
特定の実施形態では、全装置のコンポーネントの１つ以上は、コンピューター２により制御またはモニターすることが可能である。これは、１つ以上の光源電源１４、ランプコントローラー１０、ポンプフローコントローラー４、水ポンプ３６、ランプ出力フィードバック検出器１８、光エネルギーメーター１２、シャッター機構２６、シャッターコントローラー６、絞り２８、分光計８、熱電対５６、温度計６２、熱電コントローラー５１、マグネチックスターラー速度コントローラー５４、ガス供給・計量デバイスおよび雰囲気センサー（図示せず）、空気供給源６４、または圧力レギュレーター６６を含む。
【００４９】
本明細書に開示される装置の操作中、試験材料３８ａは、材料ホルダー３８ｂ内に配置され、かつ１種以上の光感受性要素は、サンプルセル中に配置される。本発明を用いて研究可能な試験材料の例としては、プラスチック（高分子材料、たとえば、低密度ポリエチレン）、ガラス、金属（たとえば、缶、フォイル、もしくは金属化層）、セルロース系材料（たとえば、ペーパー、ペーパーボード）、またはフィルム（たとえば、プラスチックラップ）、シート（たとえば、ペーパー）、ラミネート構造、バッグ、スリーブ、パウチ、剛性構造（たとえば、ボトル）などの形態のそれらの組合せが挙げられる。これらの材料はまた、材料に追加の外観属性または機能性を提供するために、添加剤（たとえば、顔料、印刷インク、酸化防止剤）を含有しうる。パッケージング概念は、上述の材料で構成され、フィルム、フォイル、剛性部分からできたプラーク、ペーパー、およびこれらの材料のラミネート構造または複合構造を含めて、実際のパッケージ、パッケージング材料の一部分、またはパッケージングシステムの一部分のプロトタイプを含みうる。
【００５０】
特定の実施形態では、光感受性要素は、光感受性栄養素である。特定の実施形態では、光感受性要素は、
ｉ．天然および合成の食品添加物、染料、および顔料（たとえば、クルクミン、エリスロシン）、
ｉｉ．クロロフィル（すべての変種）、
ｉｉｉ．ミオグロビン、オキシミオグロビン、および他のヘムタンパク質、
ｉｖ．水溶性および脂溶性の必須栄養素、ミネラル、およびビタミン（たとえば、リボフラビン、ビタミンＡ、ビタミンＤ）、
ｖ．脂肪酸とくに多価不飽和脂肪酸を含有する食品成分、
ｖｉ．油（たとえば、ダイズ油）、
ｖｉｉ．タンパク質（たとえば、アミノ酸のトリプトファン、ヒスチジン、チロシン、メチオニン、システインなどに由来するタンパク質）、
ｖｉｉｉ．医薬化合物、
ｉｘ．パーソナルケア用および化粧用の配合物の化合物およびそれらの成分、
ｘ．家庭用化学品およびその成分、ならびに
ｘｉ．農薬およびその成分
から選択される。
【００５１】
ニートの形態でまたは溶液もしくは配合物の成分として、対象の種を研究することが可能である。特定の実施形態では、それぞれ異なる濃度で複数の光感受性要素が存在可能である。変化に関与する存在する光感受性要素の化学的性質に基づいて、光誘起変化または劣化の異なるモードが系内で生じうる。完全食品系では、脂肪と酸素と光感受性栄養素との組合せが存在することにより、光暴露の際に複数の光感受性要素および関連種の間で相互作用が観察される可能性がある。目的に合った集中的な研究さらには分析の容易性を可能にするために、単一または少数の成分のみが含まれるモデル系を利用して、効果がより少数の成分に分離されるようにすることが可能である。モデル系内では、異なる機構を介して光と相互作用する要素の組合せにより、完全食品系の研究の複雑性を伴うことなく、単一の実験を介して光保護性能の多次元評価を可能しうる。一重項酸素が関与する経路を介して光と相互作用する要素は、１クラスの光感受性要素を構成する。そのようなリストは、Ｍｉｎら（Ｍｉｎ，Ｄ．Ｂ．ａｎｄ  Ｂｏｆｆ，Ｊ．Ｍ．；Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｎｇｌｅｔ  Ｏｘｙｇｅｎ  ｉｎ  Ｆｏｏｄｓ．ＣＲＦＳＦＳ．２００２，１，５８−７２．）により開示されている。それ自体が光感受性物質である他の要素（たとえば、リボフラビン）は、光保護性能に関して異なる確認を可能にしうる。他の実施形態では、要素の組合せを用いると、要素で起こる変化の速度が影響を受ける可能性があり、たとえば、光感受性物質の組込みは、影響を加速する可能性があり、一方、酸化防止剤の組込みは、影響を遅延する可能性がある。したがって、特定の実施形態では、単一の光感受性要素がサンプルセル中に存在可能であり、一方、他の実施形態では、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５種、またはそれよりも多くの光感受性要素が同時に存在可能であり、かつ／またはそれらを同時に研究可能である。特定の実施形態では、存在するおよび／または研究される光感受性要素は、以下のクラス、すなわち、
ｉ．天然および合成の食品添加物、染料、および顔料（たとえば、クルクミン、エリスロシン）、
ｉｉ．クロロフィル（すべての変種）、
ｉｉｉ．ミオグロビン、オキシミオグロビン、および他のヘモタンパク質、
ｉｖ．水溶性および脂溶性の必須栄養素、ミネラル、およびビタミン（たとえば、リボフラビン、ビタミンＡ、ビタミンＤ）、
ｖ．脂肪酸とくに多価不飽和脂肪酸を含有する食品成分、
ｖｉ．油（たとえば、ダイズ油）、
ｖｉｉ．タンパク質（たとえば、アミノ酸のトリプトファン、ヒスチジン、チロシン、メチオニン、システインなどに由来するタンパク質）、
ｖｉｉｉ．医薬化合物、
ｉｘ．パーソナルケア用および化粧用の配合物の化合物およびそれらの成分、
ｘ．家庭用化学品およびその成分、ならびに
ｘｉ．農薬およびその成分
のうちの２、３、４、５、６、７、８、９、１０クラス、または１１クラスすべてからの１種以上の光感受性要素を含む。特定の実施形態では、研究される光感受性要素は、クラスｉおよびｉｉ、クラスｉおよびｉｉｉ、クラスｉおよびｉｖ、クラスｉおよびｖ、クラスｉおよびｖｉ、クラスｉおよびｖｉｉ、クラスｉおよびｖｉｉｉ、クラスｉおよびｉｘ、クラスｉおよびｘ、クラスｉおよびｘｉ、クラスｉｉおよびｉｉｉ、クラスｉｉおよびｉｖ、クラスｉｉおよびｖ、クラスｉｉおよびｖｉ、クラスｉｉおよびｖｉｉ、クラスｉｉおよびｖｉｉｉ、クラスｉｉおよびｉｘ、クラスｉｉおよびｘ、クラスｉｉおよびｘｉ、クラスｉｉｉおよびｉｖ、クラスｉｉｉおよびｖ、クラスｉｉｉおよびｖｉ、クラスｉｉｉおよびｖｉｉ、クラスｉｉｉおよびｖｉｉｉ、クラスｉｉｉおよびｉｘ、クラスｉｉｉおよびｘ、クラスｉｉｉおよびｘｉ、クラスｉｖおよびｖ、クラスｉｖおよびｖｉ、クラスｉｖおよびｖｉｉ、クラスｉｖおよびｖｉｉｉ、クラスｉｖおよびｉｘ、クラスｉｖおよびｘ、クラスｉｖおよびｘｉ、クラスｖおよびｖｉ、クラスｖおよびｖｉｉ、クラスｖおよびｖｉｉｉ、クラスｖおよびｉｘ、クラスｖおよびｘ、クラスｖおよびｘｉ、クラスｖｉおよびｖｉｉ、クラスｖｉおよびｖｉｉｉ、クラスｖｉおよびｉｘ、クラスｖｉおよびｘ、クラスｖｉおよびｘｉ、クラスｖｉｉおよびｖｉｉｉ、クラスｖｉｉおよびｉｘ、クラスｖｉｉおよびｘ、クラスｖｉｉおよびｘｉ、クラスｖｉｉｉおよびｉｘ、クラスｖｉｉｉおよびｘ、クラスｖｉｉｉおよびｘｉ、クラスｉｘおよびｘ、クラスｉｘおよびｘｉ、クラスｘおよびｘｉ、またはそれらの任意の組合せからの１種以上の光感受性要素を含む。
【００５２】
各光感受性要素は、たとえば０．００００００１ｗｔ％〜１００ｗｔ％の濃度で存在可能である。特定の実施形態では、光感受性要素は、少なくとも約０．００００００１ｗｔ％、０．０００００１ｗｔ％、０．００００１ｗｔ％、０．０００１ｗｔ％、０．００１ｗｔ％、０．０１ｗｔ％、０．０１ｗｔ％、０．１ｗｔ％、１．０ｗｔ％、２．０ｗｔ％、３．０ｗｔ％、４．０ｗｔ％、５．０ｗｔ％、１０．０ｗｔ％、２０．０ｗｔ％、３０．０ｗｔ％、４０．０ｗｔ％、５０．０ｗｔ％、６０．０ｗｔ％、７０．０ｗｔ％、８０．０ｗｔ％、９０．０ｗｔ％、９５．０ｗｔ％、９９．０ｗｔ％、または１００．０ｗｔ％の濃度で存在する。特定の実施形態では、光感受性要素は、約１００．０ｗｔ％、９９．０ｗｔ％、９５．０ｗｔ％、９０．０ｗｔ％、８０．０ｗｔ％、７０．０ｗｔ％、６０．０ｗｔ％、５０．０ｗｔ％、４０．０ｗｔ％、３０．０ｗｔ％、２０．０ｗｔ％、１０．０ｗｔ％、５．０ｗｔ％、４．０ｗｔ％、３．０ｗｔ％、２．０ｗｔ％、１．０ｗｔ％、０．１ｗｔ％、０．０１ｗｔ％、０．００１ｗｔ％、０．０００１ｗｔ％、０．００００１ｗｔ％、０．０００００１ｗｔ％、または０．００００００１ｗｔ％未満の濃度で存在する。濃度は、実際の用途時および使用時における評価下の種およびその典型的な濃度に依存する。
【００５３】
サンプルセルおよびその中に含有されるサンプルは、試験に適当な温度、たとえば、約−２０℃〜約１００℃の温度に達するように操作される。光源により生成された光、任意選択で、コリメーション、フィルタリング、集束、および／またはサイズ調整が行われた光は、次いで、所望の強度（たとえば、規定のモニタリング位置で測定したときに０．０１〜５Ｗ／ｃｍ2）および波長（たとえば、２９０〜１０００ｎｍ）で試験材料に入射するように操作される。試験材料を通り抜けた光はさらに、サンプルセル４４およびその中に含有されるサンプルに入射する。
【００５４】
サンプルセル４４内の１種以上の要素が光感受性であるので、それらに入射した光は、いくらかのレベルの変化を引き起こすであろう。このレベルは、サンプルをサンプルセル４４内に含有される間に測定するかまたは外部方法による測定のために試験アリコートを取り出すかのいずれかにより、所望の間隔で定量可能である。光誘起変化または劣化の量を決定するのに好適な分析方法としては、ＨＰＬＣ（高性能液体クロマトグラフィー）、ＧＣ（ガスクロマトグラフィー）、ＩＲ（赤外）分光法、ＮＭＲ（核磁気共鳴）分光法、ＵＶ−ＶＩＳ（紫外、可視）分光法、比色法、他の技術と組み合わされたＭＳ（質量分析）（たとえば、ＧＣ−ＭＳおよびＬＣ−ＭＳ）、蛍光分光法、イオンクロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）、分析湿式化学、および／または電気化学分析（たとえば、ポーラログラフィー、ボルタンメトリー）が挙げられる。特定の実施形態では、測定方法は、ＨＰＬＣに基づくものであり、これは、サンプルセル４４から試験アリコートを取り出すことを含む。他の実施形態では、測定方法は、ＵＶ−ＶＩＳ分光法に基づくものであり、この場合、サンプル分析は、サンプルセル４４内に含有される間に行われる。実験は、所望の間隔で測定を行いながら、所望の長さの時間にわたり継続される。実施時間は、光感受性要素の性質、環境条件（たとえば、温度およびガス変更）、およびその関連変化速度の解析研究の関数である。特定の実施形態では、実験実施時間は、１２時間未満、１１時間未満、１０時間未満、９時間未満、８時間未満、７時間未満、６時間未満、５時間未満、４時間未満、３時間未満、２時間未満、１時間未満、４５分間未満、または３０分間未満である。
【００５５】
サンプリング間隔は、最小でも２個のデータ点が得られるように選択されるべきである。特定の実施形態では、サンプリング間隔は、少なくとも４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２５、３０、３５、４０、４５、または５０個のデータ点が得られるように選択される。特定の実施形態では、予想されるサンプル反応速度に基づいてデータ点を分布させる。したがって、選択される間隔は、光感受性要素の変化速度に依存するであろう。特定の実施形態では、サンプルは、シリンジポンプまたは他の好適なデバイスを介して自動的に取り出され、分析のためにバイアルまたは分析装置に直接送達される。
【００５６】
１回の実験実施に対して２回以上の測定を行った後、光感受性分子または誘導体生成物の変化を追跡して得られたデータ点を用いて、光保護性能値を試験材料に帰属することが可能である。そのような光保護値としては、たとえば、検査対象の光感受性要素の光誘起変化または劣化の擬一次速度定数が挙げられうる。この定数は、好適な数学的変換を介して光保護指数（ＬＰＦ）に変換可能である。たとえば、ＬＰＦは、光感受性要素の半減期として定義可能であり、これは、たとえば、擬一次反応速度に対しては、ｌｎ（２）を得られた擬一次速度定数で割り算することにより計算される。さらに、光スペクトル、光強度、光集束、光暴露持続時間、サンプル温度、サンプル均一性、サンプル雰囲気条件などの実験実施の変数を調整することにより、高品質ランツーラン比較を可能にするのに十分な確度および精度を有する結果を得ることが可能である。
【００５７】
特定の他の実施形態では、１つ以上の既知の定量的または定性的な性質を有する多数の試験材料を評価して、光保護性能値をそれぞれのそのような試験材料に帰属することが可能である。既知の定量的または定性的な性質は、たとえば、不透明化剤（たとえば、ＴｉＯ2）の既知の濃度または既知の反射率値もしくは不透明度値（たとえば、ＴＡＰＰＩ不透明度値）でありうる。特定の例では、予測モデルで利用される１つまたは複数の既知の定量的または定性的な性質は、次のもの、すなわち、白色度指数ＡＳＴＭ  Ｅ３１３、明るさ指数ＡＳＴＭ  Ｄ９８５、ＣＩＥ  Ｌ*ａ*ｂ*三刺激値データＡＳＴＭ表示Ｅ３１３−１０、Ｄ２２４４、Ｅ１３４７、Ｅ１３４９、Ｅ１４７７、Ｅ２２１４、Ｅ２８４、Ｅ３０８、Ｅ８０５、Ｅ９９１、Ｅ１３３１、Ｅ２７５、Ｄ２６１６、Ｄ２７４５、Ｄ３１３４、Ｄ３９６４、Ｄ４８７７、Ｄ６２９０、ＤｕＰｏｎｔ外観分析器データ、ペーパーおよびペーパーボードの拡散性の明るさ（ｄ／０）ＡＳＴＭ  Ｄ２４７０、プラスチックのヘイズ標準試験ＡＳＴＭ  Ｄ１００３、指向性の明るさ（ＴＡＰＰＩ）（Ｔ４５２）、指向性の明るさ、拡散性の明るさ（Ｔ５２５）、有色の明るさ（拡散性（Ｍｉｃｒｏ  ＴＢ１Ｃ）または指向性／ＴＡＰＰＩ（Ｍｉｃｒｏ  Ｓ−５））、印刷および計算ＴＡＰＰＩ不透明度、散乱係数および吸収係数、シートの明るさ（Ｔ５１９）、指向性／ＴＡＰＰＩ不透明度、散乱係数、吸収係数（Ｔ４２５）、Ｔ／ｄｙｎｅ  Ｍｉｃｒｏ  ＴＢ−１Ｃ：拡散性の明るさ、不透明度、色、色差、ＡＳＴＭ指数、および三刺激値、Ｔ／ｄｙｎｅ  Ｍｉｃｒｏ  Ｓ−５  ＢＯＣ：指向性／ＴＡＰＰＩ明るさ、不透明度、色、色差、ＡＳＴＭ指数、および三刺激値、色、ＨｕｎｔｅｒまたはＣＩＥ  Ｌ*Ａ*Ｂ*（指向性または拡散性の値を指定）、不透明化剤組成、および／または不透明化剤充填量、の１つ以上を含む。１クラスの材料に対して相関挙動の観察およびモデリングを行った場合、前記クラス内の材料に対してそのモデルを用いて、既知の光保護性能値に基づいて前記材料の未知の定性的または定量的な性質を予測するか、あるいは材料の既知の定性的または定量的な性質に基づいて未知の光保護性能値を予測することが可能である。たとえば、本明細書に開示される装置および方法ならびにそれぞれに帰属された光保護性能値を用いて、既知のＴＡＰＰＩ不透明度値および／または既知のＴｉＯ2濃度を有するいくつかの試験材料を評価することが可能である。さらに、これらの材料の光保護性能値およびＴＡＰＰＩ不透明度値またはＴｉＯ2濃度値を用いて、材料の光保護性能値をそのＴＡＰＰＩ不透明度およびまたはＴｉＯ2濃度に基づいて予測する測定基準または予測モデルを作成することが可能である。次いで、この測定基準またはモデルを用いて、既知のＴＡＰＰＩ不透明度またはＴｉＯ2含有率を有する同一のクラスの未試験材料の光保護性能値を予測することが可能である。
【実施例】
【００５８】
実施例１
ＡＮＯＶＡゲージ繰返し性・再現性（Ｒ＆Ｒ）測定システム解析方法は、測定システムの能力を理解するために、分散分析（ＡＮＯＶＡ）ランダム効果モデルを利用する。ゲージＲ＆Ｒ研究では、測定システムにより測定で観測された変動の量を観察された全変動と比較する。本明細書に開示される方法と併用される図１のデバイスの繰返し性および再現性を評価するために、ゲージＲ＆Ｒ研究方法を適用した。Ｍｉｎｉｔａｂソフトウェアを用いて、この試験の設計および解析を行った。
【００５９】
ゲージＲ＆Ｒ研究は、２名の異なるオペレーターによる５つのフィルムサンプルまたは一部分のそれぞれのレプリケート評価を含んでいた。オペレーター内でランダムな順序で、これらの２０の個別実験を行った。
【００６０】
このゲージＲ＆Ｒ研究では、下記の方法条件を固定した。
【００６１】
・光感受性要素：３０．５±１．５ｍｇ／Ｌの目標濃度でｐＨ６．４水性リン酸緩衝液中に溶解されたリボフラビン
・温度：４±１℃
・雰囲気：空気
・光パワー密度：光路３３に沿って位置するかつシャッター２６から６インチおよび絞り２８から４インチに存在するホルダー３１モニタリング位置で測定したとき、０．３７５±０．００５Ｗ／ｃｍ2
・サンプリング時間：０、１０、４０、８０、１２０、１６０、および２００分間の光暴露後に抜き出されたサンプル
・光感受性要素分析方法：取り出されたサンプルアリコートのリボフラビン濃度のＨＰＬＣ分析
【００６２】
研究に使用された試験材料は、約４８μｍの厚さのキャストフィルム押出しにより作製された二酸化チタン顔料着色低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）フィルムからなるものであった。研究のために約６ｃｍ×１３ｃｍのフィルムスウォッチをより大きいフィルムサンプルからカットした。光暴露を１回のみ行って各スウォッチを評価した。評価後、ＡＰＰＩ不透明度およびフィルム厚さのレプリケート測定を含む追加の測定のために、各スウォッチを取っておいた。平均値を報告する。
【００６３】
各実施の出力は、リボフラビン分解の擬一次速度定数であった。周囲雰囲気下での希薄水性溶液中のリボフラビンの分解（すなわち、溶液中の溶存ガスとして反応に利用可能な過剰のＯ2）は、前記溶液をＵＶ光または可視光に暴露した場合、擬一次速度式に従うことが示されている（たとえば、Ａｈｍａｄ，Ｉ．；Ｆａｓｉｈｕｌｌａｈ，Ｑ．；Ｎｏｏｒ，Ａ；Ａｎｓａｒｉ，Ｉ．Ａ．；Ａｌｉ，Ｑ．Ｎａｗａｂ  Ｍａｎｚａｒ，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃｓ（２００４），２８０（１−２），１９９−２０８）。より特定的には、前記溶液に入射する光のエネルギー分布が一定に保たれた条件下で、前記分解は、以下の統合速度式により記述可能である。
【００６４】
式１  Ｌｎ［リボフラビン］t＝（−ｋ’ｘｔ）＋Ｌｎ［リボフラビン］0
式中、
［リボフラビン］t＝時間＝ｔにおけるリボフラビン濃度
［リボフラビン］0＝光暴露前における初期リボフラビン濃度
ｔ＝光暴露時間
ｋ’＝擬一次速度定数
【００６５】
そのような反応速度が観察される場合、Ｌｎ［リボフラビン］t対暴露時間のプロットは、直線になり、その傾きは、所望の擬一次速度定数である。本研究では、Ｍｉｎｉｔａｂソフトウェアを用いて速度定数プロットを作成し、Ｍｉｎｉｔａｂ「当てはめ線プロット」解析ツールを用いて所望の傾きデータを求めた。線形回帰分析から導かれる線形当てはめの品質を示唆する相関係数（Ｒ2）値はすべて、９８．５％以上であったことから、データと線形モデルとの優れた一致が示される。これらのデータのサンプルは、図５に示され、そのように作成されたプロットのそれぞれから換算されたデータの完全セットは、表１に示される。
【００６６】
【表１】
2018066761.tif 000003
【００６７】
表１に提示されたデータに対して、ゲージＲ＆Ｒ  ＡＮＯＶＡ解析を行った。解析出力を表２に示す。全寄与の０．５８％および全研究変動の７．６％は、測定システムに帰属可能であり、残りの部分は、固有の（および設計による）パーツ間変動であることが、この解析から判明した。データ解釈に関して９５％の信頼水準で、オペレーター間差もオペレーター−パーツ相互作用も、本研究では観測されなかった（オペレーターＡＮＯＶＡ「ｐ」値＝０．６６１（オペレーター−パーツ相互作用を含む）、オペレーター＊パーツＡＮＯＶＡ「ｐ」値＝０．４４５）。したがって、測定システムは、再現性および繰返し性のあるデータを生成可能であることが、本研究から実証された。
【００６８】
【表２】
2018066761.tif 000004
【００６９】
したがって、測定システムは、適正品質のリボフラビン劣化速度定数データをもたらすであろうことが、ゲージＲ＆Ｒ結果から示唆される。この結論は、このゲージＲ＆Ｒ研究で利用された暴露条件からの理にかなった偏りを含む他のリボフラビン系暴露研究に理にかなって拡張可能である。そのような偏りの例としては、次のもの、すなわち、光減衰性試験材料に入射する光パワー密度および／またはスペクトル分布、リボフラビン溶液温度、初期リボフラビン溶液濃度、ならびに試験材料組成の変更が挙げられる。追加の拡張としては、擬一次光誘起変化または劣化の速度式を示しても示さなくてもよいおよび水中に溶解されてもされなくてもよい他の（すなわち、非リボフラビン）光感受性要素が挙げられる。
【００７０】
実施例２
フィルムスウォッチの追加の特徴付けと一緒に、実施例１からの速度定数データを解析する。当てはめデータモデルと一緒に、表１の速度定数データを図６にプロットする。このデータモデルをデータ点に当てはめて、ＴＡＰＰＩ不透明度の関数として光保護モデルを作成した。
【００７１】
本研究で利用された二酸化チタン充填ＬＤＰＥフィルムの光保護性能（すなわち、リボフラビンを光誘起劣化から保護する能力）は、実際に、前記フィルムのＴＡＰＰＩ不透明度値に関連付けることが可能であり、冪乗則モデルにより十分に説明される関係であることが、このプロットおよびモデルから実証される。このタイプの材料では、ＴＡＰＰＩ不透明度を用いて光保護性能を予測することが可能であることが、このことから実証される。この方法は、他の材料に適用することが可能である。
【００７２】
さらに、本発明に係る方法でこれらのタイプのデータを用いて、既知のＴＡＰＰＩ不透明度を有する異なる相対量の同一または同等の二酸化チタンとＬＤＰＥ材料とで構成された試験材料の光保護性能を、確信をもって予測することが可能である。
【００７３】
実施例３
実施例１の場合と同一の方法条件を利用したが、評価サンプルは、二酸化チタン顔料着色高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）ボトル（１．８ｗｔ％の二酸化チタン、１３８０μｍの壁厚、９７．９％のＴＡＰＰＩ不透明度）に由来する２つの部片であった（それぞれデュプリケート方式で評価された）。また、０、１０、２５、５０、７５、１００、および１２５分間の光暴露の後、ＨＰＬＣ分析を行った。線形回帰分析から得られたＲ2値はすべて、９８．５％以上であり、リボフラビン分解の平均擬一次速度定数は、０．０００６９１ｍｉｎ-1であることがわかった。
【００７４】
実施例４
実施例３の場合と同一の方法条件を利用したが、評価サンプルは、二酸化チタン顔料着色低密度ポリエチレンフィルム（１．０ｗｔ％の二酸化チタン、４７μｍの厚さ、３９％のＴＡＰＰＩ不透明度）の同一の部片に由来する４つのフィルムスウォッチであった（それぞれ１回評価された）。また、スウォッチの２つを１４±１℃で評価した。線形回帰分析から得られたＲ2値はすべて、９９．３％以上であり、かつ４℃および１４℃の平均擬一次速度定数は、それぞれ、０．０１１２ｍｉｎ-1および０．０１５４ｍｉｎ-1であったことから、ボフラビン劣化速度に及ぼす温度の感受性は、アレニウス式により与えられる理論予測と一致することが示唆された。
【００７５】
実施例５
実施例３の場合と同一の方法条件を利用したが、評価サンプルは、二酸化チタン顔料着色低密度ポリエチレンフィルム（１．０ｗｔ％の二酸化チタン、４７μｍの厚さ、４０％のＴＡＰＰＩ不透明度）の同一の部片に由来する４つのフィルムスウォッチからなるものであった（それぞれ１回評価された）。また、ＵＶ光フィルター減衰光ビーム（３８５ｎｍ以下で本質的に完全な波長カットオフ）を用いて、スウォッチの２つの部片を評価した。ただし、前記ビームは、０．２８７Ｗ／ｃｍ2の光パワー密度を有していた。線形回帰分析から得られたＲ2値はすべて、９９．３％以上であり、かつ光ビーム中でＵＶ光減衰フィルターを用いたときと用いなかったときの平均擬一次速度定数は、それぞれ、０．００６２ｍｉｎ-1および０．０１１２ｍｉｎ-1であったことから、ＵＶ光の存在に対するリボフラビン劣化速度の感受性が示唆された。
【００７６】
実施例６
実施例３の場合と同一の方法条件を利用したが、評価サンプルは、二酸化チタン顔料着色低密度ポリエチレンフィルム（１．０ｗｔ％の二酸化チタン、４７μｍの厚さ、４０％のＴＡＰＰＩ不透明度）の同一の部片に由来する４つのフィルムスウォッチであった（それぞれ１回評価された）。また、０．２０１Ｗ／ｃｍ2の低減光パワー密度を用いて、前記スウォッチの２つを評価した。線形回帰分析から得られたＲ2値はすべて、９９．３％以上であり、かつ０．３７５Ｗ／ｃｍ2および０．２０１Ｗ／ｃｍ2の光パワー密度での平均擬一次速度定数は、それぞれ、０．０１１２ｍｉｎ-1および０．００４５ｍｉｎ-1であったことから、光パワー密度に対するリボフラビン劣化速度の感受性が示唆された。
【００７７】
実施例７
実施例３の場合と同一の方法条件を利用したが、評価サンプルは、二酸化チタン顔料着色低密度ポリエチレンフィルム（２．０ｗｔ％の二酸化チタン、５０μｍの厚さ、５３％のＴＡＰＰＩ不透明度）の同一の部片に由来する４つのフィルムスウォッチであった（それぞれ１回評価された）。また、二酸化炭素の雰囲気下でスウォッチの２つを評価した（１５分間のＣＯ２スパージングの後の試験溶液中の酸素は＜０．２ｐｐｍであり、試験溶液中の酸素レベルは、Ｏｃｅａｎ  Ｏｐｔｉｃｓ−Ｄｕｎｅｄｉｎ，Ｆｌｏｒｉｄａ−ＮｅｏＦｏｘ酸素センサーを用いて測定された。）。線形回帰分析から得られたＲ2値はすべて、９８．４％以上であった。空気雰囲気および二酸化炭素雰囲気での平均擬一次速度定数は、それぞれ、０．００５７ｍｉｎ-1および０．０１７２ｍｉｎ-1であったことから、サンプルセル中に存在する雰囲気に対するリボフラビンの光誘起劣化速度の感受性が示唆された。
【００７８】
実施例８
実施例３の場合と同一の方法条件を利用したが、評価サンプルは、二酸化チタン顔料着色低密度ポリエチレンフィルム（２．０ｗｔ％の二酸化チタン、４７μｍの厚さ、５３％のＴＡＰＰＩ不透明度）の同一の部片に由来する２つのフィルムスウォッチからなるものであり（それぞれ１回評価された）、初期リボフラビン濃度は、１５ｍｇ／Ｌであり、光強度は、フィルムスウォッチ位置で０．６００Ｗ／ｃｍ２であり、かつサンプルセル溶液のＨＰＬＣ分析は、光暴露実験の持続時間にわたり溶液中に挿入されたファイバー浸漬プローブ（Ｍｏｄｅｌ  ＃  ＦＤＰ−２００−０．２２−１．５−Ｓ；Ｂ＆Ｗ  Ｔｅｋ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗａｒｋ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）を用いたｉｎ−ｓｉｔｕ  ＵＶ−ＶＩＳ分光分析（６０分間にわたり１分ごとに捕獲された４４７ｎｍのリボフラビン吸光度データ）により置き換えられた。式１中の濃度値を吸光度に置き換えて、実施例１に示されるように速度定数データを計算した。線形回帰分析から得られたＲ２値はすべて、９９．７％以上であった。０．００５０ｍｉｎ−１の平均擬一次速度定数が判明したことから、サンプルセルから材料を取り出すことなく、光暴露された光感受性要素の劣化速度データの生成を達成しうることが示唆された。
【００７９】
実施例９
実施例２（図６）の光保護モデルの作成に使用されたものと同一の材料クラス内の既知のＴＡＰＰＩ不透明度の未試験材料の光保護性能を、前記モデルを用いて予測する。未試験材料のＴＡＰＰＩ不透明度を測定したところ、３５．９５％であった。モデルにより、ｋ’値０．０１１２ｍｉｎ-1が予測される。０、１０、２５、５０、７５、１００、および１２５分間の光暴露の後に行われたＨＰＬＣ分析を含む実施例１の方法を用いて、未試験材料のｋ’値を測定したところ、０．０１１１ｍｉｎ-1であった。これらの結果から、光保護モデルは、ＴＡＰＰＩ不透明度に基づく光保護性能の予測に有用であることが実証される。
【００８０】
実施例１０
３つの射出成形された顔料二酸化チタン充填高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）ボトル（ボトル寸法：高さ７．１６’’×幅３．２９’’×深さ２．１’’、全ボトル内容積：５２８ｍＬ）（前記ボトルは、ＴＡＰＰＩ不透明度値により識別される（それらの二酸化チタン含有量を調整することにより達成された））のそれぞれを、ボトル１つあたり１つのフラットな矩形形状のプラークが得られるように、それぞれカットした（プラーク寸法：長さ約１０．９ｃｍ×幅約６．４ｃｍ×厚さ約１２３２ミクロン）。最初の３つと同一の寸法および組成であるが非顔料着色である第４のボトルを同様にカットし、次いで、得られたプラークの片側を、アルミニウムフォイルの薄い（約１５ミクロン）シートにより完全にカバーした。実施例１に記載の方法条件を用いて、Ｘ、Ｙ、Ｚ、およびＦ（後者のコードは、フォイルラップされた非顔料着色プラークを表す）でコード化された４つのプラークの光保護性をデュプリケート方式で評価した。ただし、例外として、０、１０、２５、５０、７５、１００、および１２５分間の光暴露で、ＨＰＬＣ分析用のサンプルを取り出し、利用された光パワー密度は、０．４２５±０．００５Ｗ／ｃｍ2であった。プラークのそれぞれについて得られたリボフラビン劣化の平均擬一次速度定数（ｋ’）値を表３に示す。
【００８１】
【表３】
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【００８２】
実施例１１
実施例１０で切り出されたプラークとして研究された４つと同一の寸法および組成の複数のインタクトなボトルを漂白剤の水性溶液（１００ｐｐｍ塩素）で消毒し、脱イオン水／蒸溜水で十分に濯ぎ、そして排液した。光暴露を回避する努力を払って標準的な飲料加工を行った直後、乳製品、特定的には、２％ミルクおよびω−３脂肪酸強化２％ミルクを、前記ボトル内に個別にパッケージングした。次いで、充填されたボトルを消毒されたキャップでシールした。次いで、充填された非顔料着色ＨＤＰＥボトルのそれぞれに完全アルミニウムフォイルラップを適用した。充填されたボトルのコード化は、実施例１０で利用されるものを反映した。この作業により、８つの個別のサンプルボトルグループを生成した。それぞれ、異なるボトルコード／乳製品の組合せ（４つの異なるボトルコード×２つの異なる乳製品）に対応する。次いで、５週間にわたるミュレート小売り貯蔵暴露研究のために、前記グループを同時にかつランダムに単一のウォークイン式ライト付き冷却乳製品ケース（Ｆｒｉｅｄｒｉｃｈ  Ｆｌｏａｔｉｎｇ  Ａｉｒ飲料ケース、Ｍｏｄｅｌ  ＃  ６０−１０−１０５６，Ｓａｎ  Ａｎｔｏｎｉｏ，ＴＸ）内に配置した。前記研究中、光強度（３つの異なる内側位置でサンプリングされた）および前記ケース内の温度は、それぞれ、１１２２±４３９ルクスおよび２．７±０．８℃であることがわかった。サンプリング位置に依存して、ケースの内側の光強度は、低い３５５ルクスから高い１９４２ルクスまでの範囲内であった。あらかじめ決められた時間で、２つのボトルを８つのサンプルボトルグループのそれぞれからランダムに選択して、乳製品ケースから取り出した。次いで、分析化学者協会（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ）（ＡＯＡＣ）方法９６０．６５の改訂版に従って、分光蛍光光度計（Ｓｈｉｍａｄｚｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，Ｉｎｃ．，Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＭＤ）により、前記ボトルの内容物のリボフラビン濃度をトリプリケート方式で分析した（また、Ｗｅｂｓｔｅｒ，ＪＢ，Ｄｕｎｃａｎ，ＳＥ，Ｍａｒｃｙ，ＪＥ，Ｏ’Ｋｅｅｆｅ，ＳＦ．２００９．Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  ｌｉｇｈｔ  ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｆｌａｖｏｒ  ｉｎ  ｍｉｌｋ  ｂｙ  ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｒｉｂｏｆｌａｖｉｎ  ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ  ｂｙ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ．Ｊ．Ｆｏｏｄ  Ｓｃｉ．７４：３９０−３９８．；Ｂｒａｄｌｅｙ，ＲＬ．２０００．Ｄａｉｒｙ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｉｎ：Ｗｉｌｌｉａｍ  Ｈｏｒｗｉｔｚ  Ｗ，ｅｄｉｔｏｒ．Ｏｆｆｉｃｉａｌ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ＡＯＡＣ  Ｉｎｔｌ．Ｖｏｌ．ＩＩ．１７ｔｈ  ｅｄ．Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，Ｍｄ．：ＡＯＡＣ  Ｉｎｔ．１−８３．も参照されたい）。得られたリボフラビン濃度対光暴露時間データを表４に報告する。
【００８３】
【表４】
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【００８４】
【表５】
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【００８５】
【表６】
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【００８６】
実施例１に提供される統合速度式を利用して、それぞれのボトルコード／乳製品の組合せに対するリボフラビン劣化の擬一次速度定数（ｋ’）を表４のデータから計算した。線形回帰分析から得られたＲ2値は、４６％〜９１％の範囲内であり、この値は、実施例１０の方法から得られたものよりも著しく小さく、乳製品の複雑性および分析用のミルクサンプルを調製するのに必要とされる工程が原因である可能性が最も高い。得られたｋ’およびＲ2値を表５に提供する。
【００８７】
【表７】
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【００８８】
本実施例の表５中に含有されるｋ’データを、実施例１０の表３中に含有されるものと比較した。前記比較から、両方の乳製品に対する２組のデータ間の線形関係が明らかにされた（２％乳製品、Ｒ2＝９２％、ω−３含有２％乳製品、Ｒ2＝１００％）。
【００８９】
したがって、単純な水性リボフラビン溶液を利用した、かつサンプル１つあたりわずか数時間で終了する、実施例１０に記載の加速光暴露試験方法は、実世界の貯蔵条件（ライト付き冷蔵貯蔵ケース）下で実世界のパッケージング環境（ＨＤＰＥボトル）中に維持されたリボフラビン含有の複雑な食品系（ミルク）の長期間（３０＋日間）光暴露挙動を予測するために、本実施例に記載のかなり複雑な光暴露試験方法の代わりに、有利に使用可能であることがわかる。
【００９０】
実施例１２
８つのサンプルボトルグループのそれぞれに対して、実施例１１に記載の長期間暴露研究時のあらかじめ決められた時間で、６つのボトルを同時にかつランダムに貯蔵ケースから取り出して、それらの内容物を組み合わせて均一混合物を形成した。標準的三点比較検査方法（たとえば、ＡＳＴＭ  Ｅ１８８５−０４、官能分析標準試験方法−三点比較法）を用いてそれらの官能性を評価するために、約３時間後、得られた８つの混合物（使用時まで、４℃のウォークイン式冷蔵庫内に維持された氷充填クーラー中に１液量オンス部分で貯蔵された）を１グループのヒト被験者（個別の評価者）に提示した。また、２つの追加のサンプルボトルグループに由来する混合物を同一の光暴露時間点で評価した。これらの最後の２つのグループを実施例１１に記載されるように作成して貯蔵したが（一方のグループは、２％乳製品に、他方のグループは、ω−３脂肪酸強化２％乳製品に関連付けられる）、アルミニウムフォイルで包まれていない非顔料着色ＨＤＰＥボトルを利用した（４０．７％の平均ＴＡＰＰＩ不透明度およびボトルコード「Ｃ」）。表６は、官能評価が行われた貯蔵期間および得られた官能評価反応データ（全反応および適正反応）と一緒に、各乳製品に対して研究されたボトルコード一対比較を提供する。表６にはまた、適正評価者反応の数を評価者反応の全数で割り算することにより計算される、本研究ではＲとして表される、関連「適正反応割合」値も提供される。
【００９１】
【表８】
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【００９２】
官能データのモデリングは、食品系の官能貯蔵寿命などのパラメーターを推定するのに有用な手段を提供可能である（たとえば、Ｈｏｕｇｈ  ａｎｄ  Ｇａｒｉｔｔａ（Ｇ．Ｈｏｕｇｈ，Ｌ．Ｇａｒｉｔｔａ，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｓｅｎｓｏｒｙ  Ｓｔｕｄｉｅｓ，２７（２０１２）１３７−１４７）。
【００９３】
表６の検査から、Ｒ（ｔ）として表される計算されたＲ値に対する時間依存性が明らかにされる。ロジスティック成長式Ｒ（ｔ）＝Ａ＋（Ｂ−Ａ）／｛１＋ｅｘｐ［（ｔ−Ｃ）／Ｄ］｝を用いて評価された乳製品／ボトルコード一対比較組合せのすべてに対して、Ｒ（ｔ）データをモデリングした（非線形回帰）。式中、ｔは、暴露時間を表し、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤは、この三点比較法の枠内で以下のように特徴付け可能な定数である。
【００９４】
Ａ：この定数は、長暴露時間で所与の乳製品に対して、異なるサンプルボトルコード間で適正に識別可能な評価者の割合を表す。すべての評価者がそのような識別を提供可能であるとは限らないので、この定数の値は、典型的には、その理論最大値１．００未満であることに留意すべきである。この定数の値は、一般的には、評価者の集団および官能性が評価される製品による影響を受ける。
【００９５】
Ｂ：この定数は、初期暴露時間で所与の乳製品に対して、異なるサンプルボトルコード間で適正に識別可能な評価者の割合を表す。このような暴露研究の初期段階では、最も高い識別能の評価者を除いて、評価されるサンプルボトルグループ間の差は、通常、明白ではないことに留意すべきである。したがって、この定数（三点比較方法を用いる）は、典型的には、偶然の推測に関連付けられる０．３３の値からそれほどかけはなれていない。この定数の値もまた、一般的には、評価者の集団および官能性が評価される製品による影響を受ける。
【００９６】
Ｃ：この定数は、一般的には、パッケージタイプ（本研究の場合はミルクボトル）さらには製品タイプならびにパッケージの貯蔵時間および貯蔵条件により影響を受ける値であり、Ｒ（ｔ）関数が変化する暴露時間、別の言い方をすれば、定数Ｂにより定義される暴露時間識別領域（初期暴露時間）から定数Ａにより定義されるもの（長暴露時間）に移行する暴露時間を表す。本研究の目的では、我々は、前記時間（すなわちＣ）を官能貯蔵寿命（ＳＳＬ）として表し、本研究で評価されるサンプルボトルの光保護性能を定量化する測定基準として使用する。特定のボトルタイプに対して、ＳＳＬ値が増加することは、光保護能力が増加することを示唆し、別の言い方をすれば、本研究に参加した評価者の大多数が、所与の実験ボトルとアルミニウムフォイルラップした対照ボトルとの間で官能差を適正に識別できるようになるまでに、より長いサンプルボトル貯蔵時間を要することを示唆することに留意されたい。
【００９７】
Ｄ：この定数は、移行がＲ（ｔ）関数の変曲点を通っていかにシャープに行われるかの尺度を提供する。この定数の値もまた、一般的には、パッケージタイプ（本研究の場合はミルクボトル）さらにはパッケージの貯蔵時間および貯蔵条件による影響を受ける。
【００９８】
表６に与えられた時間依存「適正反応割合」データのロジスティック成長関数モデリングから導かれたＳＳＬデータを表７に列挙する。
【００９９】
【表９】
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【０１００】
実施例１０の表３中に含有されるＸ、Ｙ、およびＺプラーク由来のｋ’データを、それらの対応する半減期（ｔ1/2＝ｌｎ２／ｋ’）に変換した。これらを、本実施例の表７中に含有される対応するＳＳＬデータと比較した（プラーク⇔一対比較：Ｘ⇔Ｆ：Ｘ、Ｙ⇔Ｆ：Ｙ、およびＺ⇔Ｆ：Ｚ）。前記比較から、両方の乳製品に対する２組のデータ間の線形関係が明らかにされた（２％乳製品、Ｒ2＝１００％、ω−３含有２％乳製品、Ｒ2＝９６％）。
【０１０１】
したがって、単純な水性リボフラビン溶液を利用し、サンプル１つあたりわずか数時間で終了する、実施例１０に記載の加速光暴露試験方法は、実世界の貯蔵条件（ライト付き冷蔵貯蔵ケース）下で実世界のパッケージング環境（ＨＤＰＥボトル）中に維持されたリボフラビン含有の複雑な食品系（ミルク）の長期間（３０＋日間）官能性能を予測するために、本実施例に記載のより複雑な光暴露試験方法の代わりに、有利には使用可能であることがわかる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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