(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子材と、両親媒性物質と、可塑剤とを混合して所定厚さに形成された分子膜において、
前記高分子材としてＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）約８００ｍｇに対して、前記両親媒性物質としてＴＯＭＡ（トリオクチルメチルアンモニウムクロリド）が０．００１５ｍｍｏｌ〜０．１５ｍｍｏｌの範囲で含まれ、前記可塑剤としてＤＯＰＰ（ジオクチルフェニルフォスフォネート）が１ｍｌ含まれていることを特徴とする分子膜。
【請求項２】
高分子材と、両親媒性物質と、可塑剤とを混合して所定厚さに形成された分子膜において、
前記高分子材としてＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）約８００ｍｇに対して、前記両親媒性物質としてＴＤＡ（テトラドデシルアンモニウムブロミド）が０．１２３ｍｍｏｌ含まれ、前記可塑剤としてＤＯＰＰ（ジオクチルフェニルフォスフォネート）またはＮＰＰＥ（２−ニトロフェニルフェニルエーテル）が０．４ｍｌ〜０．８ｍｌの範囲で含まれていることを特徴とする分子膜。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、味等を分析するためのセンサとして用いる分子膜において、タンニンやイソα酸等の苦み物質に対する感度を向上させるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
味等の分析を行うために用いる分子膜は、脂質等の両親媒性物質または苦み物質と、高分子材と、可塑剤とを所定の割合で混合して膜状に形成されたものであり、この分子膜を液体に浸けると、両親媒性物質または苦み物質が液体の成分に感応して膜の電位が変化する。
【０００３】
このような分子膜は、一般に特定の味を呈する物質だけに選択的に応答するものではなく複数の物質に応答するので、多数の成分を含む液体を分析する場合には、特性が異なる複数種類の分子膜を用いて測定を行い、この複数の測定結果の相関を調べて、様々な味を識別している。
【０００４】
ところが、お茶等に含まれているタンニンやビール等に含まれているイソα酸等のようにマイナスに荷電された苦み物質は、プラスの極性を有する分子膜に対して吸着性を示すので、他の物質に比べて選択的な応答が得られる。
【０００５】
このため、苦み物質を分析対象とする場合には、主にプラスの極性を有する分子膜が用いられている。
【０００６】
例えば、苦み物質を分析する場合、高分子材ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）８００ｍｇに、脂質としてＴＯＭＡ（トリオクチルメチルアンモニウムクロリド）１ｍｍｏｌ（ミリモル）、可塑剤としてＤＯＰＰ（ジオクチルフェニルフォスフォネート）１ｍｌを混合して、約２００μｍの厚さに形成された分子膜を使用していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人が食品や飲料等で酸味、塩味、旨味を通常の強さで感じる場合、その食品や飲料にはかなり高い濃度で酸物質、塩物質、旨味物質が含まれているのに対し、人が食品や飲料等で苦みを通常の強さで感じる場合でも、その食品や飲料に含まれる苦み物質の濃度は相当に低い。
【０００８】
つまり、人の苦みに対する感度は高いので、苦みが必要な食品や飲料でもその苦み物質の濃度は非常に低い場合が多い。
【０００９】
これに対し、従来の分子膜の苦みに対する感度は、たとえ前記のように選択的に応答する分子膜を用いたとしても低く、飲料等に含まれる微量な苦み物質の検出は困難であった。
【００１０】
本発明は、この問題を解決し、苦み物質等を高感度に検出できる分子膜を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１の分子膜は、
高分子材と、両親媒性物質と、可塑剤とを混合して所定厚さに形成された分子膜において、
前記高分子材としてＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）約８００ｍｇに対して、前記両親媒性物質としてＴＯＭＡ（トリオクチルメチルアンモニウムクロリド）が０．００１５ｍｍｏｌ〜０．１５ｍｍｏｌの範囲で含まれ、前記可塑剤としてＤＯＰＰ（ジオクチルフェニルフォスフォネート）が１ｍｌ含まれている。
また、請求項２の分子膜は、
高分子材と、両親媒性物質と、可塑剤とを混合して所定厚さに形成された分子膜において、
前記高分子材としてＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）約８００ｍｇに対して、前記両親媒性物質としてＴＤＡ（テトラドデシルアンモニウムブロミド）が０．１２３ｍｍｏｌ含まれ、前記可塑剤としてＤＯＰＰ（ジオクチルフェニルフォスフォネート）またはＮＰＰＥ（２−ニトロフェニルフェニルエーテル）が０．４ｍｌ〜０．８ｍｌの範囲で含まれている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
発明者らは、各種実験からタンニンやイソα酸等の苦み物質に対する分子膜の感度が、分子膜の両親媒性物質または苦み物質および可塑剤の濃度の変化に大きく依存することを発見した。
【００１３】
以下、この実験について説明する。
図１は、実験に用いたシステムを示している。
このシステムは、基準液、サンプル液あるいは洗浄液を入れるための容器１１、参照電極１２、分子膜センサ１５、参照電極１２の電位を基準とする分子膜センサ１５の電圧を検出するための電圧検出器２０、電圧検出器２０の出力をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器２１、Ａ／Ｄ変換器２１の出力に対する演算処理を行う演算装置２２、演算装置２２の処理結果を出力する出力装置２３によって構成されている。
【００１４】
ここで、参照電極１２の表面は、塩化カリウム１００ｍＭを寒天で固化した緩衝層１３で覆われており、リード線１２ａによって電圧検出器２０に接続されている。
【００１５】
また、分子膜センサ１５は、アクリル等の基材１６の表面に分子膜１７が固定され、その分子膜１７の反対面には、参照電極１２の緩衝層１３と同一の緩衝層１８を介して電極１９が設けられており、この電極１９がリード線１５ａによって電圧検出器２０に接続されている。
【００１６】
この分子膜１７は、高分子材と、脂質等の両親媒性物質または苦み物質と、可塑剤とを混合して膜状に形成されたものであり、ここでは、高分子材として前記ＰＶＣ８００ｍｇと、プラスの極性を有する分子膜として、第四級アンモニウム塩の脂質の中の前記ＴＯＭＡまたはＴＤＡ（テトラドデシルアンモニウムブロミド）と、可塑剤として前記ＤＯＰＰまたはＮＰＰＥ（２−ニトロフェニルフェニルエーテル）とを混合したものを、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）１０ｍｌに溶解し、これを平底の容器（例えば８５ｍｍφのシャーレ）内で約３０度Ｃで２時間加熱して、ＴＨＦを揮散させることによって得られた厚さ２００μｍのものを使用している。
【００１７】
また、実験用のサンプル液としては、タンニンのサンプル液（塩化カリウム３０ｍＭ、酒石酸０．３ｍＭ、タンニン酸０．０５ｗｔ％の溶液）と、イソα酸のサンプル液（塩化カリウム３０ｍＭ、酒石酸０．３ｍＭ、イソα酸０．０１ｖｏｌ％の溶液）を用い、洗浄液については、吸着性の強い苦み物質に対して高い洗浄効果を示すエタノール等の有機溶剤の希釈液（例えば３０パーセント）に塩化カリウム（ＫＣｌ）と水酸化カリウム（ＫＯＨ）とを混合したものを用いた。
【００１８】
この実験には２種類の測定方法を用いている。
即ち、第１の測定方法は相対値測定と呼ばれ、図２に示すように、基準液に参照電極１２と分子膜センサ１５を漬けてその電圧Ｖｒを記憶した後に、参照電極１２と分子膜センサ１５をサンプル液に漬けてからそのときの電圧Ｖを記憶し、電圧同士の差Ｖ−Ｖｒを、サンプル液に含まれる苦み物質に対する分子膜１７の応答値（相対値）として求めてから、参照電極１２と分子膜センサ１５を洗浄して次の測定に移るというものである。
【００１９】
また、第２の測定方法はＣＰＡ測定と呼ばれ、図３に示すように、基準液に参照電極１２と分子膜センサ１５を漬けてその電圧Ｖｒを記憶した後に、少なくとも分子膜センサ１５をサンプル液に漬け、さらに、この分子膜センサ１５をかるく洗浄（予備洗浄）して吸着物質以外の成分を除去してから再び基準液に戻してそのときの電圧Ｖｒ′を記憶し、電圧同士の差Ｖｒ′−Ｖｒを、サンプル液に含まれていた苦み物質に対する分子膜１７の応答値（ＣＰＡ値）として求めてから、参照電極１２と分子膜センサ１５を洗浄して、次の測定に移るというものである。
【００２０】
なお、実際に実験を行う際には、これら２つの測定方法を別々に行わずに、１つのサンプルに対して、基準液の測定→サンプル液の測定→予備洗浄→基準液の再測定→本洗浄という処理を行い、相対値とＣＰＡ値とを求めている。
【００２１】
図４は、高分子材ＰＶＣ８００ｍｇ、可塑剤ＤＯＰＰ１ｍｌの条件で、脂質ＴＯＭＡの含有量だけが異なる複数の分子膜を用いて、タンニンのサンプル液の相対値とＣＰＡ値を求めた結果を示している。なお、この測定結果は、同一条件で複数回測定して得られた相対値とＣＰＡ値をそれぞれ平均化したものである。
【００２２】
この図４から、脂質ＴＯＭＡがおよそ０．０２ｍｍｏｌの含有量で相対値およびＣＰＡ値とも最高感度になることが判った。
【００２３】
また、従来の分子膜の脂質の含有量は１ｍｍｏｌ程度であるから、図４に示しているように脂質ＴＯＭＡの含有量をおよそ０．００１５ｍｍｏｌ（１．１５ｍｇ）〜０．１５ｍｍｏｌ（１１５ｍｇ）の範囲Ａにすることで、従来より高い感度が得ることができる。
【００２４】
また、図５は、高分子材ＰＶＣ８００ｍｇ、脂質ＴＤＡ０．１２３ｍｍｏｌ（５０ｍｇ）の条件で、可塑剤ＤＯＰＰの含有量だけが異なる複数の分子膜を用いて、タンニンのサンプル液に対して相対値とＣＰＡ値を求めた結果（前記同様に平均値）を示している。
【００２５】
この図５から、ＤＯＰＰの含有量がおよそ０．４ｍｌのときに相対値およびＣＰＡ値とも最高感度となる特性が得られた。
【００２６】
また、従来の分子膜の可塑剤ＤＯＰＰの含有量は１ｍｌ程度であるから、その含有量をおよそ０．２ｍｌ〜０．８ｍｌの範囲にすることで、従来より高い感度が得ることができる。
【００２７】
ただし、可塑剤ＤＯＰＰの含有量が０．４ｍｌ以下の範囲では、測定値のバラツキが大きくなるという傾向が見られる。
【００２８】
この点を考慮すると、可塑剤ＤＯＰＰの含有量を図５のように０．４ｍｌ〜０．８ｍｌの範囲Ｂにすることで、精度が高く従来より高感度な分子膜が得られる。
【００２９】
また、図６は、高分子材ＰＶＣ８００ｍｇ、脂質ＴＤＡ０．１２３ｍｍｏｌ（５０ｍｇ）の条件で、可塑剤として前記ＮＰＰＥを用い、その含有量だけが異なる複数の分子膜を用いて、イソα酸のサンプル液に対して相対値とＣＰＡ値を求めた結果（前記同様に平均値）を示している。
【００３０】
この図６から、可塑剤ＮＰＰＥの含有量がおよそ０．６ｍｌのときに相対値およびＣＰＡ値とも最高感度となる特性が得られた。
【００３１】
また、このＮＰＰＥを可塑剤として用いた分子膜の場合も、その含有量をおよそ０．４ｍｌ〜０．８ｍｌの範囲Ｃにすることで、従来の分子膜より高い感度でイソα酸を検出することができる。
【００３２】
以上の実験結果から、高分子材約８００ｍｇに対して、両親媒性物質または苦み物質が０．００１５ｍｍｏｌ〜０．１５ｍｍｏｌの範囲で含まれ、可塑剤が０．４ｍｌ〜０．８ｍｌの範囲で含まれた分子膜を用いることで、タンニンやイソα酸等の苦み物質に対する感度を従来より格段に高く検出できることが判る。
【００３３】
図７は、従来の分子膜（高分子材ＰＶＣ８００ｍｇ、脂質ＴＯＭＡ１ｍｍｏｌ、可塑剤ＤＯＰＰ１ｍｌ）と、前記した範囲のなかで最良に近い実施例として、高分子材ＰＶＣ８００ｍｇ、脂質ＴＤＡ０．１２３ｍｍｏｌ（５０ｍｇ）、可塑剤ＤＯＰＰ０．６ｍｌの分子膜を用いて、銘柄の異なる３種類の茶飲料（茶Ａ〜茶Ｃ）を測定した結果（ＣＰＡ値）を示している。
【００３４】
この図７から明らかなように、従来の分子膜に比べて、実施例の分子膜は、いずれの茶についてもおよそ１．５倍高い感度を有しており、低濃度の苦み物質を格段に高感度に検出できた。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の分子膜は、高分子材としてＰＶＣ約８００ｍｇに対して、両親媒性物質としてＴＯＭＡ（トリオクチルメチルアンモニウムクロリド）が０．００１５ｍｍｏｌ〜０．１５ｍｍｏｌの範囲で含まれ、可塑剤としてＤＯＰＰ（ジオクチルフェニルフォスフォネート）が１ｍｌ含まれている。また、両親媒性物質としてＴＤＡ（テトラドデシルアンモニウムブロミド）が０．１２３ｍｍｏｌ含まれ、可塑剤としてＤＯＰＰ（ジオクチルフェニルフォスフォネート）またはＮＰＰＥ（２−ニトロフェニルフェニルエーテル）が０．４ｍｌ〜０．８ｍｌの範囲で含まれている。このため苦み物質を格段に高い感度で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実験に使用した測定システムの構成図
【図２】測定方法を示すフローチャート
【図３】測定方法を示すフローチャート
【図４】脂質の含有量と感度の関係を示す図
【図５】可塑剤ＤＯＰＰの含有量と感度との関係を示す図
【図６】可塑剤ＮＰＰＥの含有量と感度との関係を示す図
【図７】銘柄の異なる茶の測定結果を示す図
【符号の説明】
１１  容器
１２  参照電極
１５  分子膜センサ
１７  分子膜
２０  電圧検出器
２１  Ａ／Ｄ変換器
２２  演算装置
２３  出力装置
【図１】
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【図２】
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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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【図７】
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