(57)【要約】  食品サンプルに応じて該食品サンプルのアロマを分析するのに適した湿度にて安定的に食品サンプルアロマを分析することができる分析方法及び分析装置を提供する。該食品サンプルアロマの分析方法は、  （Ａ）食品サンプルに応じて該食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度を決定するステップ、  （Ｂ）食品サンプルからアロマ含有ガスを取得するステップ、  （Ｃ）アロマ含有ガスを冷却するステップ、  （Ｄ）決定した分析ガス湿度となるように、冷却されたアロマ含有ガスを昇温して分析ガスを得るステップ、及び  （Ｅ）アロマセンサを用いて分析ガスのアロマを分析するステップ、を含む。
2020054455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）食品サンプルに応じて該食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度を決定するステップ、
（Ｂ）食品サンプルからアロマ含有ガスを取得するステップ、
（Ｃ）アロマ含有ガスを冷却するステップ、
（Ｄ）決定した分析ガス湿度となるように、冷却されたアロマ含有ガスを昇温して分析ガスを得るステップ、及び
（Ｅ）アロマセンサを用いて分析ガスのアロマを分析するステップ、
を含む食品サンプルアロマの分析方法。
【請求項２】
食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度（相対湿度％）が、該食品サンプルのアロマの官能評価時のガス湿度をＨｓ（相対湿度％）としたとき、Ｈｓ±１０％である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｈｓは、食品サンプルに応じて３０〜８０％の範囲で決定される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
食品サンプルが水分を含む、請求項１〜３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
食品サンプルがコーヒーである、請求項１〜４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度をＨｅ（相対湿度％）としたとき、ステップ（Ｄ）にて得られる分析ガスの湿度（相対湿度％）が、Ｈｅ±５％である、請求項１〜５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
ステップ（Ｃ）にて得られる冷却されたアロマ含有ガスの温度をＴ１（℃）、ステップ（Ｄ）にて得られる分析ガスの湿度及び温度をそれぞれＨ（相対湿度％）及びＴ（℃）としたとき、Ｈが以下の式（１）：
【数１】
2020054455.tif 000011
を満たす、請求項１〜６の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
ステップ（Ｂ）において、３０〜８０℃のアロマ含有ガスを取得する、請求項１〜７の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
ステップ（Ｅ）において、アロマセンサの検出信号について主成分分析を行うことにより分析ガスのアロマを評価する、請求項１〜８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
４以上の検出信号（評価データの次元数）について主成分分析を行う、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
食品サンプルからアロマ含有ガスを取得する取得部材と、
該食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度となるように、アロマ含有ガスの湿度を調整して分析ガスを調製する湿度調整手段と、
分析ガスのアロマを検出し検出信号として出力するセンサと
を含む、食品サンプルアロマの分析装置。
【請求項１２】
食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度（相対湿度％）が、該食品サンプルのアロマの官能評価時のガス湿度をＨｓ（相対湿度％）としたとき、Ｈｓ±１０％である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
Ｈｓは、食品サンプルに応じて３０〜８０％の範囲で決定される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度をＨｅ（相対湿度％）としたとき、湿度調整手段は、湿度（相対湿度％）がＨｅ±５％の範囲にある分析ガスを調製する、請求項１１〜１３の何れか１項に記載の装置。
【請求項１５】
湿度調整手段が、
食品サンプルから取得したアロマ含有ガスを冷却する冷却器、及び
冷却されたアロマ含有ガスを昇温して分析ガスを調製する分析ガス調製器
を含む、請求項１１〜１４の何れか１項に記載の装置。
【請求項１６】
冷却器により冷却されるアロマ含有ガスの温度をＴ１（℃）、分析ガス調製器により調製される分析ガスの湿度及び温度をそれぞれＨ（相対湿度％）及びＴ（℃）としたとき、Ｈが以下の式（１）：
【数２】
2020054455.tif 000012
を満たすように湿度調整手段が運転される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
食品サンプルからアロマ含有ガスを取得する取得部材と、
該食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度となるように、アロマ含有ガスの湿度を調整して分析ガスを調製する湿度調整手段と、
を含む、食品サンプルアロマの分析ガス調製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品サンプルアロマの分析方法、分析装置及び分析ガス調製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品開発において、人が直接その食品を味わい、味覚、嗅覚を活用して、食品の特徴や嗜好性を評価する官能評価は、最も有効な手段の一つである。しかし、官能評価には高い技術力やコストが求められるため、簡便な食品アロマの分析手法として、アロマセンサの開発が行われてきた。【０００３】
現在までに、水晶振動子（特許文献１）、表面プラズモン共鳴（特許文献２、非特許文献１）、応力（非特許文献２）、電界効果トランジスタ（特許文献３）、金属酸化物半導体（特許文献４）、電極（特許文献５）、構造色（非特許文献３）などを用いた数多くのセンサデバイスや原理が提案されている。いずれのセンサも、サンプルガス中に含まれる水分により、検出標的となる匂い分子由来の出力信号が乱される課題を抱えており、この湿度外乱の課題を解決するために、サンプルガス中の水分を除去する試みが行われてきた（特許文献６、７）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２５８４２号公報
【特許文献２】特開２００９−２６４９６４号公報
【特許文献３】特開２００２−３１０９６９号公報
【特許文献４】特開２００３−１７２５６５号公報
【特許文献５】特表２０１５−５０８３０４号公報
【特許文献６】特開平１０−１３２７７３号公報
【特許文献７】特許第３１６６６５７号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ａｎｇｅｗ．  Ｃｈｅｍ．  Ｉｎｔ．  Ｅｄ．  ２０１２，  ５１，  １０３９４−１０３９８
【非特許文献２】Ｎａｎｏ  Ｌｅｔ，．  ２０１１，  １１，  １０４４−１０４８
【非特許文献３】Ｎａｔ．  Ｃｏｍｍｕｎ．，  ２０１４，  ５，  ３０４３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、センサの感度や精度を向上させるためにサンプルガス中の水分を除去する技術では、人による官能評価とは異なる湿度条件で測定が行われることとなる。食品サンプルアロマは、環境湿度によってアロマ成分組成や人の感じる官能が変化することから、その官能評価にあたっては、食品サンプルに応じて適切な湿度条件下で実施されている。そのため、食品サンプルのアロマをセンサ分析する場合であっても、人の官能に近い分類や意味づけを定量的に行うためには、該食品サンプルのアロマを官能評価する際と同様の湿度条件下で分析を実施することが望まれる。【０００７】
また、センサから出力されるアロマ検出信号は、環境湿度の変動に影響されることから、サンプルガスの湿度を一定に保つ必要がある。【０００８】
本発明の課題は、食品サンプルに応じて該食品サンプルのアロマを分析するのに適した湿度にて安定的に食品サンプルアロマを分析することができる分析方法及び分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の課題につき鋭意検討した結果、サンプルガスを冷却し昇温して所定湿度の分析ガスを調製する技術（以下「本発明の分析ガス調製技術」ともいう。）により上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１０】
すなわち、本発明は以下の内容を含む。
［１］  （Ａ）食品サンプルに応じて該食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度を決定するステップ、
（Ｂ）食品サンプルからアロマ含有ガスを取得するステップ、
（Ｃ）アロマ含有ガスを冷却するステップ、
（Ｄ）決定した分析ガス湿度となるように、冷却されたアロマ含有ガスを昇温して分析ガスを得るステップ、及び
（Ｅ）アロマセンサを用いて分析ガスのアロマを分析するステップ、
を含む食品サンプルアロマの分析方法。
［２］  食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度（相対湿度％）が、該食品サンプルのアロマの官能評価時のガス湿度をＨｓ（相対湿度％）としたとき、Ｈｓ±１０％である、［１］に記載の方法。
［３］  Ｈｓは、食品サンプルに応じて３０〜８０％の範囲で決定される、［２］に記載の方法。
［４］  食品サンプルが水分を含む、［１］〜［３］の何れかに記載の方法。
［５］  食品サンプルがコーヒーである、［１］〜［４］の何れかに記載の方法。
［６］  食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度をＨｅ（相対湿度％）としたとき、ステップ（Ｄ）にて得られる分析ガスの湿度（相対湿度％）が、Ｈｅ±５％である、［１］〜［５］の何れかに記載の方法。
［７］  ステップ（Ｃ）にて得られる冷却されたアロマ含有ガスの温度をＴ１（℃）、ステップ（Ｄ）にて得られる分析ガスの湿度及び温度をそれぞれＨ（相対湿度％）及びＴ（℃）としたとき、Ｈが以下の式（１）：
【数１】
2020054455.tif 000003
を満たす、［１］〜［６］の何れかに記載の方法。
［８］  ステップ（Ｂ）において、３０〜８０℃のアロマ含有ガスを取得する、［１］〜［７］の何れかに記載の方法。
［９］  ステップ（Ｅ）において、アロマセンサの検出信号について主成分分析を行うことにより分析ガスのアロマを評価する、［１］〜［８］の何れかに記載の方法。
［１０］  ４以上の検出信号（評価データの次元数）について主成分分析を行う、［９］に記載の方法。
［１１］  食品サンプルからアロマ含有ガスを取得する取得部材と、
該食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度となるように、アロマ含有ガスの湿度を調整して分析ガスを調製する湿度調整手段と、
分析ガスのアロマを検出し検出信号として出力するセンサと
を含む、食品サンプルアロマの分析装置。
［１２］  食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度（相対湿度％）が、該食品サンプルのアロマの官能評価時のガス湿度をＨｓ（相対湿度％）としたとき、Ｈｓ±１０％である、［１１］に記載の装置。
［１３］  Ｈｓは、食品サンプルに応じて３０〜８０％の範囲で決定される、［１２］に記載の装置。
［１４］  食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度をＨｅ（相対湿度％）としたとき、湿度調整手段は、湿度（相対湿度％）がＨｅ±５％の範囲にある分析ガスを調製する、［１１］〜［１３］の何れかに記載の装置。
［１５］  湿度調整手段が、
食品サンプルから取得したアロマ含有ガスを冷却する冷却器、及び
冷却されたアロマ含有ガスを昇温して分析ガスを調製する分析ガス調製器
を含む、［１１］〜［１４］の何れかに記載の装置。
［１６］  冷却器により冷却されるアロマ含有ガスの温度をＴ１（℃）、分析ガス調製器により調製される分析ガスの湿度及び温度をそれぞれＨ（相対湿度％）及びＴ（℃）としたとき、Ｈが以下の式（１）：
【数２】
2020054455.tif 000004
を満たすように湿度調整手段が運転される、［１５］に記載の装置。
［１７］  食品サンプルからアロマ含有ガスを取得する取得部材と、
該食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度となるように、アロマ含有ガスの湿度を調整して分析ガスを調製する湿度調整手段と、
を含む、食品サンプルアロマの分析ガス調製装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、食品サンプルに応じて該食品サンプルのアロマを分析するのに適した湿度にて安定的に食品サンプルアロマを分析することができる分析方法及び分析装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る食品サンプルアロマの分析装置の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る食品サンプルアロマの分析装置の模式図である。
【図３】図３は、実施例で使用したモデル装置系を示す模式図である。
【図４】図４は、冷却器として空気容量７０ｍｌのジムロートを使用した本発明の分析ガス調製技術の一態様において、サンプルガスの冷却温度と、分析ガスの絶対湿度の関係を示す図である。実線は、Ｔｅｔｅｎｓの式から理論的に計算される絶対湿度を示し、白丸は実施例で得られた分析ガスの絶対湿度の実測値を示す。
【図５】図５は、本発明の分析ガス調製技術において、サンプル温度及びサンプルガスの冷却温度と、実施例で得られた分析ガスの絶対湿度の実測値との関係を示す図である。
【図６】図６は、本発明の分析ガス調製技術において、サンプルガスの冷却温度及び冷却時間と、実施例で得られた分析ガスの絶対湿度の実測値との関係を示す図である。
【図７】図７は、図６に示す実測値について、Ｔｅｔｅｎｓの式から理論的に計算される絶対湿度との相対誤差を示す図である。
【図８】図８は、冷却器として空気容量３０ｍｌあるいは１２０ｍｌのジムロートを使用した本発明の分析ガス調製技術の一態様において、サンプルガスの冷却温度と、分析ガスの絶対湿度の関係を示す図である。実線は、Ｔｅｔｅｎｓの式から理論的に計算される絶対湿度を示し、黒三角は空気容量３０ｍｌの冷却器を使用して得られた分析ガスの絶対湿度の実測値を示し、白四角は空気容量１２０ｍｌの冷却器を使用して得られた分析ガスの絶対湿度の実測値を示す。
【図９】図９は、本発明の一実施形態に係る分析方法を用いてコーヒーアロマを分析・評価した結果を示す図である（比較参照サンプルは水）。図９（Ａ）は、アロマセンサ検出信号の主成分分析により得られた、第１主成分（ＰＣ１）及び第２主成分（ＰＣ２）のスコアパターンに関する２次元マップを示し、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の枠中を拡大した図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態に係る分析方法を用いて産地の異なる４種のコーヒーについてアロマを分析・評価した結果を示す図（主成分分析により得られた２次元マップ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
【００１４】
［食品サンプルアロマの分析方法］
本発明は、アロマセンサを用いて食品サンプルアロマを分析するための新規な方法を提供する。
【００１５】
先述のとおり、アロマセンサを用いた従来の食品サンプルアロマの分析技術においては、湿度外乱によるセンサ出力の不安定化・センサ感度の著しい低下を回避するために、サンプルガス中の水分を除去しセンサ分析に供していた。斯かる従来技術では、人による官能評価とは異なる湿度条件にてセンサ分析を実施することから、食品サンプルアロマを分析・評価するにあたって、人の官能に近い分類や意味づけを定量的に行うことは困難であった。
【００１６】
本発明においては、食品サンプルから取得したサンプルガス（アロマ含有ガス）を冷却し昇温して所定湿度の分析ガスを調製する。斯かる分析ガス調製技術によれば、冷却温度と昇温後の分析ガス温度を管理することにより、分析ガスの湿度を自由かつ安定に制御することができる。本発明において、「分析ガス」とは、分析に供されるガスを意味する。
【００１７】
本発明者らは、斯かる分析ガス調製技術を用いて湿度制御された分析ガスをセンサ分析に供したところ、アロマを安定的に分析・評価し得ることを見出した。本発明は、アロマセンサを用いて食品サンプルアロマを分析するにあたって、官能評価時と同様の湿度条件下で安定的にアロマを分析・評価することを実現するものであり、人の官能に近い分類や意味づけを定量的に行うことに著しく寄与するものである。
【００１８】
一実施形態において、本発明の食品サンプルアロマの分析方法は、食品サンプルから取得したアロマ含有ガスを冷却し昇温して所定湿度の分析ガスを調製すること、及び、アロマセンサを用いて該分析ガスを分析すること、を含む。
【００１９】
食品サンプルとしては、アロマの分析・評価が望まれる任意の食品サンプルが挙げられ、その種類は限定されない。本発明において、「食品」とは、人や動物によって経口摂取される物を広く意味し、生鮮食品（肉、魚介、卵、牛乳、穀物、豆類、芋類、キノコ類、野菜、海藻、果物、ハーブ等）、加工食品（漬物、佃煮、乾物、練り製品、瓶詰、缶詰、冷凍食品、レトルト食品、インスタント食品、乳製品、菓子類、ペットフード等）、調理・調味用材料（油脂類、甘味料、調味料、香辛料）、飲料（コーヒー、ジュース、茶、清涼飲料、アルコール飲料等）、健康食品等を包含する。
【００２０】
人による官能評価時の湿度と同等の湿度にて、アロマセンサを用いて安定的にアロマを分析・評価し得るという本発明の利点をより享受し得る観点から、食品サンプルとしては、水分を含む食品サンプルが好ましい。中でも、官能評価時の湿度が高い傾向にある、含水率の高い食品サンプル（例えば、含水率が１０％以上、３０％以上、５０％以上、７０％以上、８０％以上、又は９０％以上（重量基準））が好適である。
【００２１】
食品サンプルから取得したアロマ含有ガスは、その取得方法にもよるが、食品サンプル（及び環境雰囲気）に由来する水分を含む。ここで、温度ｔ（℃）、相対湿度ｈ（％）のガスに含まれる水分量（絶対湿度：ｇ／ｍ３）は、飽和水蒸気圧に係るＴｅｔｅｎｓの経験式を考慮して、以下の式で表すことができる。例えば、温度５０℃、相対湿度５０％のガスの絶対湿度は４１．４ｇ／ｍ３であり、温度４０℃、相対湿度１００％（湿分飽和状態）のガスの絶対湿度は５１．１ｇ／ｍ３である。
【００２２】
【数３】
2020054455.tif 000005
【００２３】
本発明の方法においては、食品サンプルガスから取得したアロマ含有ガスを冷却し昇温して所定湿度の分析ガスを調製する。冷却温度と昇温後の分析ガス温度を管理することにより、分析ガスの湿度を簡便、自由かつ安定に制御するにあたっては、冷却温度においてアロマ含有ガスが湿分飽和状態となるように操作することが好ましい。後述のとおり、食品サンプルから取得するアロマ含有ガスの湿度Ｈ０（相対湿度％）と冷却温度Ｔ１（℃）の関係を考慮して、食品サンプルに応じて操作条件を決定することが好ましい。冷却温度Ｔ１（℃）において湿分飽和状態にあるアロマ含有ガスに含まれる水分量（絶対湿度；ｇ／ｍ３）は、絶対湿度に係る上記式において、ｔ＝Ｔ１（℃）、ｈ＝１００（％）を代入すれば求められる。
【００２４】
冷却の後、アロマ含有ガスを昇温して所定湿度の分析ガスを調整する。昇温前後において、アロマ含有ガスに含まれる水分量は維持されるため、昇温後の分析ガスの温度が決まれば、その温度における飽和水蒸気量Ａと、アロマ含有ガスに含まれる水分量Ｂから、分析ガスの相対湿度（％）を式：Ｂ／Ａ×１００により決定し得る。ここで、アロマ含有ガスに含まれる水分量Ｂは、上記のとおり、絶対湿度に係る上記式において、ｔ＝Ｔ１（℃）、ｈ＝１００（％）を代入すれば求められる（冷却温度Ｔ１（℃）において湿分飽和状態にある場合）。また、昇温後の分析ガスの温度をＴ（℃）とすると、その温度Ｔ（℃）における飽和水蒸気量Ａは、絶対湿度に係る上記式において、ｔ＝Ｔ（℃）、ｈ＝１００（％）を代入すれば求められる。そして昇温後の分析ガスの相対湿度（％）は、以下の式のとおり、Ｔ１とＴの関数として理論的に表すことができる。例えば、Ｔ＝２５（℃）の場合、Ｔ１を５〜２０（℃）の範囲で変化させることにより、分析ガスの相対湿度（％）を３０〜７５％という広い範囲で変化させ得る。
【００２５】
【数４】
2020054455.tif 000006
【００２６】
本発明の方法において、食品サンプルから取得したアロマ含有ガスを温度Ｔ１（℃）に冷却し温度Ｔ（℃）に昇温して分析ガスを調製するにあたって、調製された分析ガスの湿度（相対湿度％）は、上記理論式から算出される値と厳密に一致することは必要とされない。上記理論式から算出される値との差異が数％オーダーであれば、十分に本発明の利点を享受し得る。対象とする食品サンプルに応じて、冷却手段、昇温手段の仕様や、キャリア空気の流速を調整するなどして、差異が数％オーダーに収まるように校正すればよい。好適な一実施形態において、冷却温度をＴ１（℃）、昇温後の分析ガスの温度をＴ（℃）としたとき、分析ガスの湿度Ｈ（相対湿度％）は、以下の式（１）を満たす。
【００２７】
【数５】
2020054455.tif 000007
【００２８】
本発明において、アロマセンサは特に限定されず、食品サンプルのアロマを検出し検出信号を出力できる任意のセンサを用いてよい。導電率、電圧、起電力、温度、ピエゾ効果、屈折率、蛍光強度、界面インピーダンス、共振周波数、表面弾性波等の種々の観測量に基づく検出信号を出力できる任意のセンサを用いてよく、水晶振動子式、半導体式、ダイオード式、トランジスタ式、サーミスタ式、表面弾性波式、表面プラズモン共鳴式、電気化学式、固体電解質式、接触燃焼式等のセンサが挙げられる。食品サンプルから取得したサンプルガス（アロマ含有ガス）を冷却し昇温して所定湿度の分析ガスを調製する本発明においては、人による官能評価時の湿度と同等の湿度にて、任意のアロマセンサを用いて安定的にアロマを分析・評価することができる。
【００２９】
好適な一実施形態において、本発明の食品サンプルアロマの分析方法は、
（Ａ）食品サンプルに応じて該食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度を決定するステップ、
（Ｂ）食品サンプルからアロマ含有ガスを取得するステップ、
（Ｃ）アロマ含有ガスを冷却するステップ、
（Ｄ）決定した分析ガス湿度となるように、冷却されたアロマ含有ガスを昇温して分析ガスを得るステップ、及び
（Ｅ）アロマセンサを用いて分析ガスのアロマを分析するステップ、
を含む。
【００３０】
−ステップ（Ａ）−
ステップ（Ａ）において、食品サンプルに応じて該食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度を決定する。
【００３１】
先述のとおり、食品サンプルアロマは、環境湿度によってアロマ成分組成や人の感じる官能が変化することから、その官能評価にあたっては、食品サンプルに応じて適切な湿度条件下で実施されている。また、食品サンプルを摂取する環境の影響をも加味した官能評価を行う場合、同一食品サンプルについて異なる湿度条件下で官能評価を行う場合もある。食品サンプルのアロマの官能評価時の湿度Ｈｓ（相対湿度％）は、食品サンプルに応じて、通常、３０〜８０％の範囲で決定される。例えば、一態様において、コーヒーをはじめとする飲料のアロマの官能評価は、通常３０〜８０％、好適には４０〜６０％の湿度Ｈｓ（相対湿度％）条件下で実施されている。
【００３２】
本発明の食品サンプルアロマの分析方法は、該食品サンプルアロマを官能評価する際と同様の湿度条件下で実施することを特徴とする。好適な一実施形態において、食品サンプルアロマを分析するのに適した分析ガス湿度（相対湿度％）は、該食品サンプルアロマの官能評価時のガス湿度をＨｓ（相対湿度％）としたとき、Ｈｓ±１０％である。該分析ガス湿度（相対湿度％）は、より好ましくはＨｓ±８％、Ｈｓ±６％、又はＨｓ±５％である。本発明の方法によれば、官能評価時の湿度Ｈｓ（相対湿度％）が高い食品サンプルについても、上記分析ガス湿度条件にて、アロマセンサを用いてアロマを分析・評価することができる。例えば、官能評価時の湿度Ｈｓ（相対湿度％）が、３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、又は７０％以上である食品サンプルについても、上記分析ガス湿度条件にて、アロマセンサを用いてアロマを分析・評価することができる。
【００３３】
−ステップ（Ｂ）−
ステップ（Ｂ）において、食品サンプルからアロマ含有ガスを取得する。
【００３４】
取得方法は、食品サンプルからセンサ分析に必要な量のアロマ含有ガスを取得し得る限り特に限定されず、密閉系、開放系の何れにおいて取得してもよい。例えば、食品サンプルを密閉容器に収容し、そこにキャリアガスを流通させることにより、食品サンプル由来のアロマを含有するキャリアガスをアロマ含有ガスとして取得してよい。キャリアガスは、センサ分析が可能である限り特に限定されないが、官能評価を行う際の雰囲気は大気（空気）であるため、通常、空気を用いればよい。あるいはまた、開放系にて、食品サンプル近傍の空気（アロマ含有空気）をポンプ等により吸引し取得してもよい。
【００３５】
ステップ（Ｂ）にて取得するアロマ含有ガスの温度は特に限定されず、通常３０〜８０℃であってよい。また、ステップ（Ｂ）にて取得するアロマ含有ガスの湿度は特に限定されないが、後述のステップ（Ｃ）にて得られる冷却されたアロマ含有ガスが湿分飽和状態となるように、次の条件を満たすことが好ましい。すなわち、ステップ（Ｂ）にて取得されたアロマ含有ガスの湿度及び温度をそれぞれＨ０（相対湿度％）及びＴ０（℃）とし、ステップ（Ｃ）にて冷却されたアロマ含有ガスの温度をＴ１（℃）としたとき、Ｈ０が以下の式（２）を満たすことが好ましい。例えば、Ｔ０＝５０℃、Ｔ１＝１０℃の場合、Ｈ０≧１１．３６％であることが好ましく、Ｔ０＝８０℃、Ｔ１＝５℃の場合、Ｈ０≧２．３３％であることが好ましい。
【００３６】
【数６】
2020054455.tif 000008
【００３７】
含水率の低い食品サンプルからアロマ含有ガスを取得する場合、とりわけ開放系においてアロマ含有ガスを取得する場合は、食品サンプルから取得するアロマ含有ガスの温度Ｔ０（℃）及び湿度Ｈ０（相対湿度％）とステップ（Ｃ）における冷却温度Ｔ１（℃）の関係を考慮して、上記式（２）を満たすように予め操作条件（食品サンプル温度、冷却温度、アロマ含有ガスの取得部材の配置等）を決定することが好ましい。
【００３８】
−ステップ（Ｃ）−
ステップ（Ｃ）において、アロマ含有ガスを冷却する。
【００３９】
冷却方法は、アロマ含有ガスを所期の温度に冷却し得る限り特に限定されず、例えば、ペルチェ素子や冷媒を使用した熱交換法が挙げられる。
【００４０】
本発明の食品サンプルアロマの分析方法においては、食品サンプルから取得したアロマ含有ガスをステップ（Ｃ）にて冷却し、後述のステップ（Ｄ）にて昇温することにより、所定湿度の分析ガスを調製することができる。その原理は、式（１）に関連して先述したとおりである。冷却温度と昇温後の分析ガス温度を管理することにより、分析ガスの湿度を簡便、自由かつ安定に制御するにあたっては、先述のとおり、ステップ（Ｃ）において、アロマ含有ガスが湿分飽和状態となるようにアロマ含有ガスを冷却することが好ましい。
【００４１】
ステップ（Ｃ）にて得られる、冷却されたアロマ含有ガスの温度Ｔ１（℃）は、水分凝結による障害を回避しつつアロマセンサによる安定的なアロマの分析・評価を実現する観点から、０℃を超え２０℃以下の範囲に設定することが好ましく、５〜２０℃の範囲において設定することがより好ましい。したがって、好適な一実施形態において、ステップ（Ｃ）にて得られる、冷却されたアロマ含有ガスの温度Ｔ１（℃）は５〜２０℃である。
【００４２】
温度Ｔ１（℃）を斯かる範囲に設定することにより、ステップ（Ｄ）にて得られる分析ガスの湿度Ｈ（相対湿度％）を広い範囲にて制御することが可能となると共に、アロマセンサによる安定的なアロマの分析・評価を実現することができる。アロマセンサによる安定的なアロマの分析・評価を実現し得る観点から、ステップ（Ｃ）にて得られる、冷却されたアロマ含有ガスの水分量（絶対湿度）は、好ましくは２０ｇ／ｍ３以下、より好ましくは１８ｇ／ｍ３以下、１６ｇ／ｍ３以下、１４ｇ／ｍ３以下、１２ｇ／ｍ３以下、又は１０ｇ／ｍ３以下である。該水分量の下限は特に限定されないが、ステップ（Ｄ）にて所期の湿度Ｈ（相対湿度％）を有する分析ガスを得る観点から、５ｇ／ｍ３以上、６ｇ／ｍ３以上、又は７ｇ／ｍ３以上とし得る。ここで、温度２０℃において湿分飽和状態にあるガス中の水分量（絶対湿度）は、上記の絶対湿度に関する式においてｔ＝２０（℃）、ｈ＝１００（％）を代入することにより求められ、約１７．３ｇ／ｍ３である。また、温度５℃において湿分飽和状態にあるガス中の水分量（絶対湿度）は、同式にてｔ＝５（℃）、ｈ＝１００（％）を代入することにより求められ、約６．７ｇ／ｍ３である。
【００４３】
ステップ（Ｃ）においてアロマ含有ガスを冷却すると、凝縮水が生じる。生じた凝縮水は、ステップ（Ｄ）に付す前に、アロマ含有ガスと分離する必要がある。分離が不十分であると、ステップ（Ｄ）にて昇温した際に再度蒸発し、所期の湿度を実現することの障害となる。
【００４４】
−ステップ（Ｄ）−
ステップ（Ｄ）において、決定した分析ガス湿度となるように、冷却されたアロマ含有ガスを昇温して分析ガスを得る。
【００４５】
昇温方法は、冷却されたアロマ含有ガスを所期の温度に昇温し得る限り特に限定されず、ヒータ等を用いて加熱してもよいし、外部環境との熱交換により昇温してもよい。
【００４６】
ステップ（Ｄ）にて得られる、分析ガスの温度Ｔ（℃）は、上記冷却温度Ｔ１（℃）との関係において、所期の湿度Ｈ（相対湿度％）を有する分析ガスが得られる限りにおいて、特に限定されない。アロマセンサの仕様に応じて、通常、２０〜５０℃の範囲において設定すればよい。
【００４７】
食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度（相対湿度％）は、先述のとおり、好ましくはＨｓ±１０％（ここで、Ｈｓは、該食品サンプルのアロマの官能評価時のガス湿度）である。ステップ（Ａ）にて決定した、斯かる好適な分析ガス湿度（相対湿度％）をＨｅとしたとき、ステップ（Ｄ）にて実際に得られる分析ガスの湿度（相対湿度％）は、好ましくはＨｅ±５％、より好ましくはＨｅ±３％又はＨｅ±１％である。このように所期の分析ガス湿度を精度よく調製するにあたっては、式（１）に関連して先述したとおり、ステップ（Ｃ）にて湿分飽和状態にある温度Ｔ１（℃）のアロマ含有ガスを得ると共に、ステップ（Ｄ）にて該アロマ含有ガスを温度Ｔ（℃）に正確に昇温することが重要である。斯かる冷却、昇温の操作は、具体的に使用する冷却手段、昇温手段の熱交換能に応じて条件（アロマ含有ガスの流速（ひいては冷却手段や昇温手段とアロマ含有ガスとの接触時間）等）を決定、校正することができる。
【００４８】
−ステップ（Ｅ）−
ステップ（Ｅ）において、アロマセンサを用いて分析ガスのアロマを分析する。
【００４９】
食品サンプルから取得したアロマ含有ガスを冷却し昇温して所定湿度の分析ガスを調製する技術を採用する本発明においては、分析ガス中の水分量（絶対湿度）を一定値以下に抑えつつ分析ガスの相対湿度を広い範囲にて制御することが可能である。こうして得られた分析ガスについて、アロマセンサによりアロマの分析を実施することにより、官能評価時のガス湿度と同様の湿度条件下で安定的にアロマの分析・評価を行うことができる。
【００５０】
本発明に用いられるアロマセンサについては先述のとおりである。アロマを検出すると、アロマセンサは、その種類に応じて種々の観測量に基づく検出信号を出力する。
【００５１】
ステップ（Ｅ）において、斯かる検出信号を解析することにより、分析ガスのアロマを評価してよい。検出信号の解析法は特に限定されないが、例えば、多変量解析、好ましくは主成分分析により実施してよい。したがって、本発明の好適な一実施形態において、ステップ（Ｅ）において、主成分分析によって分析ガスのアロマを評価する。
【００５２】
主成分分析によって分析ガスのアロマを評価する場合、アロマセンサの構成にもよるが、４以上の検出信号（評価データの次元数）について主成分分析を行うことが好ましい。評価データの次元数は、好ましくは４以上、より好ましくは６以上、８以上、又は１０以上である。該次元数の上限は特に限定されないが、通常、１０００以下、５００以下、１００以下などとし得る。
【００５３】
主成分分析によりアロマを評価する場合の、主成分の数はアロマを適切に評価し得る限り特に限定されず、例えば２であってよく、３以上、４以上であってもよい。斯かる主成分のスコアパターンをマップ化することにより、食品サンプルアロマを分かり易く評価することができる。
【００５４】
なお、アロマセンサによるアロマの分析と、アロマセンサにより出力された検出信号の解析（アロマの評価）とは、異なるタイミングで実施してもよく、また、異なる場所で実施してもよい。
【００５５】
［食品サンプルアロマの分析装置］
本発明は、アロマセンサを用いて食品サンプルアロマを分析するための新規な装置を提供する。
【００５６】
以下、本発明の分析装置について説明するが、該分析装置は、本発明の食品サンプルアロマの分析方法を実施し得る装置である。したがって、本発明の食品サンプルアロマの分析方法について述べた原理や利点は該分析装置についても妥当する。
【００５７】
一実施形態において、本発明の食品サンプルアロマの分析装置は、
食品サンプルからアロマ含有ガスを取得する取得部材と、
該食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度となるように、アロマ含有ガスの湿度を調整して分析ガスを調製する湿度調整手段と、
分析ガスのアロマを検出し検出信号として出力するセンサと
を含む。
【００５８】
−取得部材−
取得部材は、食品サンプルからセンサ分析に必要な量のアロマ含有ガスを取得し得る限り特に限定されず、密閉系にてアロマ含有ガスを取得する部材（以下「密閉系取得部材」ともいう。）、開放系にてアロマ含有ガスを取得する部材（以下「開放系取得部材」ともいう。）のいずれであってもよい。
【００５９】
密閉系取得部材としては、密閉系にて食品サンプルからアロマ含有ガスを取得し得る限り構成は特に限定されず、例えば、食品サンプルを収容するための密閉容器と、該密閉容器に設けられたキャリアガス流入口（入口）と、該密閉容器に設けられたアロマ含有キャリアガス（アロマ含有ガス）の取出口（出口）と、キャリアガスを流通させるための流通手段とを含んでよい。流通手段により密閉容器内にキャリアガスを流入させると、食品サンプルから発したアロマはキャリアガスと混合されアロマ含有キャリアガスが得られる。斯かるアロマ含有キャリアガスをアロマ含有ガスとして取出口から取得すればよい。流通手段としては、キャリアガスを流通させ得る限り特に限定されず、各種ポンプ等を用いればよい。流通手段はまた、取得するアロマ含有ガスの量、流速を制御するために、マスフローコントローラ等の流量制御器を含むことが好ましい。キャリアガスは、アロマのセンサ分析を阻害しない限り特に限定されないが、官能評価を行う際の雰囲気は大気（空気）であるため、通常、空気を用いればよい。
【００６０】
開放系取得部材としては、開放系にて食品サンプルからアロマ含有ガスを取得し得る限り構成は特に限定されず、例えば、食品サンプル近傍のアロマ含有空気をアロマ含有ガスとして吸引し得る吸引手段と、吸引したアロマ含有ガスを後段の湿度調整手段へと供給するための供給手段とを含んでよい。吸引手段としては、アロマ含有ガスを吸引し得る限り特に限定されず、各種ポンプ等を用いればよい。吸引手段はまた、取得するアロマ含有ガスの量、流速を制御するために、マスフローコントローラ等の流量制御機を含むことが好ましい。供給手段としては、例えば、菅を用いてよい。
【００６１】
本発明の分析装置は、該取得部材で取得されるアロマ含有ガスの湿度Ｈ０（相対湿度％）が、先述の式（２）を満たすように構成され、運転されることが好ましい。
【００６２】
−湿度調整手段−
本発明の分析装置は、食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度となるように、アロマ含有ガスの湿度を調整して分析ガスを調製する湿度調整手段を備えることを特徴とする。
【００６３】
食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度（相対湿度％）は、該食品サンプルのアロマの官能評価時のガス湿度をＨｓ（相対湿度％）としたとき、Ｈｓ±１０％であり、より好ましくはＨｓ±８％、Ｈｓ±６％、又はＨｓ±５％である。湿度調整手段を備える本発明の分析装置によれば、官能評価時の湿度Ｈｓ（相対湿度％）が高い食品サンプルについても、上記分析ガス湿度条件にて、アロマセンサを用いてアロマを安定的に分析・評価することができる。食品サンプルのアロマの官能評価時の湿度Ｈｓ（相対湿度％）は、食品サンプルに応じて、通常、３０〜８０％の範囲で決定される。湿度調整手段を備える本発明の分析装置においては、官能評価時の湿度Ｈｓ（相対湿度％）が３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、又は７０％以上である食品サンプルについても、上記分析ガス湿度条件にて、アロマセンサを用いてアロマを安定的に分析・評価することを実現し得る。
【００６４】
湿度調整手段は、アロマ含有ガスを冷却し昇温して所定湿度の分析ガスを調製する先述の湿度調整技術を実現し得るように構成される。好適な一実施形態において、湿度調整手段は、
食品サンプルから取得したアロマ含有ガスを冷却する冷却器、及び
冷却されたアロマ含有ガスを昇温して分析ガスを調製する分析ガス調製器
を含む。
【００６５】
冷却器としては、アロマ含有ガスを所期の温度に冷却し得る限り特に限定されず、例えば、ペルチェ素子や冷媒を使用した熱交換器が挙げられる。ペルチェ素子を使用した熱交換器としては、ペルチェ素子によりアロマ含有ガスを冷却し得る限り特に構成は限定されず、例えば、ペルチェ素子によって冷却された金属部材と、該金属部材と接触しており、その内部をアロマ含有ガスが流通し得るように構成された菅部材とを含んでよい。冷媒を使用した熱交換器としては、冷媒によりアロマ含有ガスを冷却し得る限り特に構成は限定されず、例えば、冷媒により冷却された金属部材と、該金属部材と接触しており、その内部をアロマ含有ガスが流通し得るように構成された菅部材とを含んでよい。斯かる一態様として、熱交換器は、その内部をアロマ含有ガスが流通し得るように構成された管部材と、該管部材と接触するように該管部材の周囲に配置されており、その内部を冷媒が流通し得るように構成された管部材とを含んでもよい。あるいはまた、その内部をアロマ含有ガスが流通し得るように構成された容器と、該容器の内部に配置され且つその内部を冷媒が流通し得るように構成された管部材とを含んでよい。例えば、冷媒として冷水を使用したジムロートのようなガラス製冷却器を用いてもよい。
【００６６】
冷却器は、冷却器から出力されるアロマ含有ガスの温度Ｔ１（℃）を、好ましくは０℃を超え２０℃以下の範囲にて制御し得るように、より好ましくは５〜２０℃の範囲にて制御し得るように、構成され、運転される。斯かる温度Ｔ１（℃）を達成し得る限り、冷却器を構成する各部材の寸法や、冷却器によるアロマ含有ガスの冷却時間は何ら限定されない。
【００６７】
アロマセンサによる安定的なアロマの分析・評価を実現し得る観点から、冷却器は、該冷却器から出力されるアロマ含有ガスの水分量（絶対湿度）が、好ましくは２０ｇ／ｍ３以下、より好ましくは１８ｇ／ｍ３以下、１６ｇ／ｍ３以下、１４ｇ／ｍ３以下、１２ｇ／ｍ３以下、又は１０ｇ／ｍ３以下となるように構成され、運転される。該水分量の下限は特に限定されないが、分析ガス調整器にて所期の湿度Ｈ（相対湿度％）を有する分析ガスを得る観点から、５ｇ／ｍ３以上、６ｇ／ｍ３以上、又は７ｇ／ｍ３以上であることが好ましい。
【００６８】
冷却器は、アロマ含有ガスの冷却により生じた凝縮水を分離し得る機構（例えば、凝縮水トラップ）を備えることが好ましい。
【００６９】
分析ガス調整器は、冷却器により出力されたアロマ含有ガスを所期の温度Ｔ（℃）に昇温して分析ガスを得ることができる限り特に限定されない。所期の温度Ｔ（℃）が室温以下である場合、例えば、分析ガス調整器は、その内部をアロマ含有ガスが流通し得るように構成された菅部材を含み、外部環境とアロマ含有ガスとを熱交換させて所期の温度Ｔ（℃）にアロマ含有ガスを昇温させてよい。所期の温度Ｔ（℃）が、室温より高い場合などは、その内部をアロマ含有ガスが流通し得るように構成された菅部材と、該菅部材を加熱する加熱器とを含み、加熱器の発する熱によりアロマ含有ガスを所期の温度Ｔ（℃）に昇温させてよい。温度Ｔ（℃）は、冷却温度Ｔ１（℃）との関係において、所期の湿度Ｈ（相対湿度％）を有する分析ガスが得られる限り特に限定されないが、アロマセンサの仕様に応じて、通常、２０〜５０℃の範囲において設定すればよい。
【００７０】
本発明の分析装置では、湿度調整手段における冷却温度Ｔ１（℃）と昇温後の分析ガス温度Ｔ（℃）を管理することにより、分析ガスの湿度を自由かつ安定に制御することが可能である。食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度（相対湿度％）は、先述のとおり、好ましくはＨｓ±１０％（ここで、Ｈｓは、該食品サンプルのアロマの官能評価時のガス湿度）である。斯かる好適な分析ガス湿度（相対湿度％）をＨｅとしたとき、湿度調整手段にて実際に得られる分析ガスの湿度（相対湿度％）は、好ましくはＨｅ±５％、より好ましくはＨｅ±３％又はＨｅ±１％である。
【００７１】
したがって好適な一実施形態において、本発明の分析装置は、冷却器により冷却されるアロマ含有ガスの温度をＴ１（℃）、分析ガス調製器により調製される分析ガスの湿度及び温度をそれぞれＨ（相対湿度％）及びＴ（℃）としたとき、Ｈが以下の式（１）を満たすように湿度調整手段が運転される。
【００７２】
【数７】
2020054455.tif 000009
【００７３】
このように所期の分析ガス湿度を精度よく調製するにあたっては、冷却器において湿分飽和状態にある温度Ｔ１（℃）のアロマ含有ガスを得ると共に、分析ガス調整器にて該アロマ含有ガスを温度Ｔ（℃）に正確に昇温することが重要である。具体的に使用する冷却器や分析ガス調整器（昇温手段）の熱交換能に応じて条件（アロマ含有ガスの流速（ひいては冷却器や昇温手段とアロマ含有ガスとの接触時間）等）を決定、校正すればよい。
【００７４】
−アロマセンサ−
アロマセンサは特に限定されず、食品サンプルのアロマを検出し検出信号を出力できる任意のセンサを用いてよい。導電率、電圧、起電力、温度、ピエゾ効果、屈折率、蛍光強度、界面インピーダンス、共振周波数、表面弾性波等の種々の観測量に基づく検出信号を出力できる任意のセンサを用いてよく、水晶振動子式、半導体式、ダイオード式、トランジスタ式、サーミスタ式、表面弾性波式、表面プラズモン共鳴式、電気化学式、固体電解質式、接触燃焼式等のセンサが挙げられる。湿度調整手段を備える本発明の分析装置においては、人による官能評価時の湿度と同等の湿度にて、任意のアロマセンサを用いて安定的にアロマを分析・評価することができる。
【００７５】
本発明の分析装置は、上記の取得部材、湿度調整手段及びアロマセンサを備える限り、さらに他の部材、構成を含んでもよい。例えば、本発明の分析装置は、アロマセンサにより出力された検出信号を解析するための解析装置をさらに含んでもよい。例えば、多変量解析、好ましくは主成分分析により検出信号を解析するための解析装置であってよい。解析装置の構成は特に限定されず、例えば、アロマセンサにより出力された検出信号を解析するための解析アプリケーションがインストールされたコンピュータ装置を用いてよい。斯かる解析装置を含む場合、官能評価時と同様の湿度条件下で安定的にアロマを分析し得るという利点も相俟って、本発明の分析装置は、人の官能に近い分類や意味づけを定量的に行うことに著しく寄与し得る。なお、先述のとおり、斯かる解析装置は、本発明の分析装置とは異なる場所に配置され、本発明の分析装置による食品サンプルアロマの分析とは異なるタイミングにて、該分析結果を利用してアロマの評価を行ってもよい。
【００７６】
図１に、本発明の一実施形態に係る分析装置の概略構成図を示す。図１においては、食品サンプルから一定の流速にてアロマ含有ガスを取得するためのポンプ及び流速制御機と、食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度となるように、アロマ含有ガスの湿度を調整するための湿度調整器と、分析ガスのアロマを分析するためのセンサとを示す。分析装置におけるポンプ及び流速制御機の配置を分かり易く示すために、図１においては、食品サンプルについても配置を示す。
【００７７】
図１に示すとおり、食品サンプルから一定の流速にてアロマ含有ガスを取得するためのポンプ及び流速制御機は、アロマ含有ガスの流路上の任意の位置に配置すればよく、センサ下流に配置してもよく（図１左）、湿度調整器とセンサの間に流速制御機を、センサ下流にポンプをそれぞれ配置してもよく（図１中）、分析装置の最上流に配置してもよい（図１右；密閉系にてアロマ含有ガスを取得する場合）。なお、ポンプ及び流速制御機に関して、食品サンプルからアロマ含有ガスを取得する取得部材の一要素としてこれまで説明してきたが、これらは湿度調整手段の一要素として解釈してもよい。
【００７８】
図２に、本発明の一実施形態に係る分析装置の模式図を示す。図２に示す分析装置は、ペルチェ素子を用いた熱交換器（冷却器）と、その内部をアロマ含有ガスが流通し得るように構成されており、外部環境とアロマ含有ガスとを熱交換させて所期の温度にアロマ含有ガスを昇温させるように構成された菅部材（分析ガス調製器）とを含む湿度調整手段を含む。ペルチェ素子を使用した熱交換器（冷却器）は、ペルチェ素子により冷却された金属ロッドと、該金属ロッドに巻かれた、その内部をアロマ含有ガスが流通し得るように構成された菅部材とを含む。各部材の寸法や、冷却器によるアロマ含有ガスの冷却時間は、所期の冷却温度Ｔ１（℃）を達成し得る限り、何ら限定されないのは先述のとおりであるが、例えば、直径５ｍｍ×長さ１０ｍｍ以上あるいは直径１０ｍｍ×長さ５ｍｍ以上の寸法を有する金属ロッドを用いてよく、該金属ロッドに巻かれた菅部材は、内径０．５〜１０ｍｍの範囲としてよい。アロマ含有ガスの流速は、例えば、１〜１００ｍｌ／ｍｉｎの範囲で設定してよい。分析ガス調製器として用いられる菅部材の寸法や、その内部を流通するアロマ含有ガスの流速も同様に設定してよい。
【００７９】
［食品サンプルアロマの分析ガス調製装置］
本発明はまた、官能評価時のガス湿度と同様の湿度条件下で、アロマセンサを用いた安定なアロマの分析を実現する、新規な食品サンプルアロマの分析ガス調製装置を提供する。
【００８０】
該分析ガス調製装置は、食品サンプルから取得したアロマ含有ガスを冷却し昇温して所定湿度の分析ガスを調製する先述の湿度調整方法を実施し得る装置である。したがって、本発明の分析方法や分析装置について述べた原理や利点は該分析ガス調製装置についても妥当する。
【００８１】
一実施形態において、本発明の食品サンプルアロマの分析ガス調製装置は、
食品サンプルからアロマ含有ガスを取得する取得部材と、
該食品サンプルのアロマを分析するのに適した分析ガス湿度となるように、アロマ含有ガスの湿度を調整して分析ガスを調製する湿度調整手段と、
を含む。
【００８２】
取得部材及び湿度調整手段の詳細は、本発明の分析装置に関連して先に説明したとおりである。本発明の分析ガス調製装置は、冷却されるアロマ含有ガスの温度をＴ１（℃）、調製される分析ガスの湿度及び温度をそれぞれＨ（相対湿度％）及びＴ（℃）としたとき、Ｈが先の式（１）を満たすように湿度調整手段が運転されることを特徴とする。本発明の分析ガス調製装置は、分析ガス中の水分量（絶対湿度）を一定値以下に抑えつつ分析ガスの相対湿度を広い範囲にて制御することが可能である。本発明の分析ガス調製装置により調製した分析ガスについて、アロマセンサによりアロマの分析を実施することにより、官能評価時のガス湿度と同様の湿度条件下で安定的にアロマの分析・評価を行うことができる。
【実施例】
【００８３】
＜実施例１：湿度制御技術の検討１＞
食品サンプルから取得したアロマ含有ガスの湿度を精度よく制御するため、冷却除湿法を利用した湿度制御について検討した。冷却除湿法では、サンプルガスを任意の温度に冷却することで、各冷却温度での湿分飽和ガスを作り出し、余分な水分を結露させ除去する。その後、湿分飽和ガスをセンシング温度に昇温することで、所定の相対湿度を有するサンプルガス（分析ガス）を安定的に調製する。【００８４】
本検討は、ガラス製冷却器を用いたモデル装置系を使用して実施した（図３）。ガラス製冷却器としてジムロート（空気容量７０ｍｌ）を使用し、各冷却温度（５℃、１０℃、１５℃、２０℃）に調整された冷却水を流すことにより冷却した。冷却水は、冷却水循環装置（ＥＤ、Ｊｕｌａｂｏ  ｌａｂｏｔｅｃｈ社）を用いて温度調整した。サンプルとして、水３００ｍｌを４口フラスコ（容量５００ｍｌ）に入れ、オイルバスにて各サンプル温度（３０℃、４０℃、５０℃、６０℃、７０℃、８０℃）に調整した。この４口フラスコに、ポンプ（ＬＶ−１２５Ａ、Ｌｉｎｉｃｏｎ社）を用いて空気を供給した。供給する空気の流速は、マスフローコントローラ（ＭＦＣ、Ｋｏｆｌｏｃ  ８５００、流速制御範囲０．１〜５ｓｌｍ、Ｋｏｆｌｏｃ社）を用いて１．０Ｌ／分に制御した。この条件では、サンプルガス（加湿空気）は冷却器において４．２秒間冷却される。なお、マスフローコントローラ、ポンプ及び４口フラスコは、テフロンチューブ（内径５ｍｍ）を用いて各々接続した。冷却器から出力された冷却ガスは長さ５０ｃｍのテフロンチューブ（内径５ｍｍ）を通過する間に、室温２５℃に昇温された。得られたサンプルガス（分析ガス）の相対湿度と温度を、湿度センサ（ＨＤ２３０１．０Ｒ、Ｄｅｌｔａ  Ｏｈｍ社）を用いて測定した。相対湿度Ｈ（％）と温度Ｔ（℃）の各測定値を、以下の式に代入して、絶対湿度（ｇ／ｍ３）を算出した。【００８５】
【数８】
2020054455.tif 000010
【００８６】
各サンプル温度、各冷却温度について、上記操作を実施した。その結果、分析ガスの湿度は、サンプル温度に関わらず、冷却温度に依存して決定されることを確認した。詳細には、冷却温度５℃、１０℃、１５℃及び２０℃について、分析ガスの相対湿度は、それぞれ３０．７±０．６％、３９．５±０．５％、５２．９±０．６％及び７０．０±０．７％であり、絶対湿度は、それぞれ６．７±０．１ｇ／ｍ３、９．１±０．０ｇ／ｍ３、１２．４±０．３ｇ／ｍ３及び１６．５±０．２ｇ／ｍ３であり、数値も安定していた。図４に、各冷却温度について、理論的に計算される絶対湿度（図４の実線；各冷却温度にて湿分飽和ガス［Ｈ＝１００％］が得られていることを前提として算出される絶対湿度）と、本検討にて得られた分析ガスの絶対湿度の実測値（図４の白丸）とを示す。両者は実質的に一致しており、これは、本検討に使用したモデル装置系の仕様において、（ｉ）サンプルから各冷却温度における湿分飽和ガスが得られたこと（取得したサンプルガスを各冷却温度に冷却できると共に各冷却温度にて湿分飽和状態にあるサンプルガスを得ることができたこと）、また、（ｉｉ）冷却後のサンプルガスを所定のセンシング温度に昇温できたことを示す。【００８７】
＜実施例２：湿度制御技術の検討２＞
実施例１と同じモデル装置系（図３）を使用して、４口フラスコに供給する空気の流速を変化させることにより冷却器におけるサンプルガスの冷却時間を変化させ、湿度が制御可能であるかを確認した。【００８８】
本検討は、供給する空気の流速を、マスフローコントローラ（ＭＦＣ、Ｋｏｆｌｏｃ  ８５００、流速制御範囲０．１〜５  ｓｌｍ、Ｋｏｆｌｏｃ社）により０．５Ｌ／分から４．０Ｌ／分の範囲で所定の値（０．５Ｌ／分、１Ｌ／分、２Ｌ／分、３Ｌ／分、４Ｌ／分）に制御しサンプルガスの冷却時間を変化させた以外は、実施例１と同様に実施した。その結果、図５に示すとおり、分析ガスの湿度は、サンプル温度に関わらず、冷却温度に依存して決定されることを確認した。また、図６には、各冷却温度における、サンプルガスの冷却時間と、得られた分析ガスの絶対湿度の実測値の関係を、図７には、理論的に計算される絶対湿度からの誤差を示す。冷却温度が５℃から１５℃の範囲では冷却時間に関わらず、分析ガスの絶対湿度は一定の値を示し（図６）、理論的に計算される絶対湿度との誤差も５％以内であった（図７）。冷却温度が２０℃では、冷却時間が１．１秒間から４．２秒間の範囲において、分析ガスの絶対湿度は一定の値を示し（図６）、理論値との誤差も５％以内であった（図７）。したがって、本検討に使用したモデル装置系の仕様において、サンプルガスの流速を適切に設定する限り、冷却温度とセンシング温度を決定することにより、先述の式（１）を満たすように分析ガスの湿度を安定的に制御できることを確認した。【００８９】
＜実施例３：湿度制御技術の検討３＞
ガラス製冷却器としてサイズの異なるジムロート（空気容量３０ｍｌあるいは１２０ｍｌ）を使用した以外は、実施例１と同じモデル装置系（図３）を使用して、湿度が制御可能であるかを確認した。【００９０】
ジムロートに、各冷却温度（５℃、１０℃、１５℃、２０℃）に調整された冷却水を流すことにより冷却した。冷却水は、冷却水循環装置（ＥＤ、Ｊｕｌａｂｏ  ｌａｂｏｔｅｃｈ社）を用いて温度調整した。サンプルとして、水３００ｍｌを４口フラスコ（容量５００ｍｌ）に入れ、オイルバスにてサンプル温度（５０℃）に調整した。この４口フラスコに、ポンプ（ＬＶ−１２５Ａ、Ｌｉｎｉｃｏｎ社）を用いて空気を供給した。供給する空気の流速は、マスフローコントローラ（ＭＦＣ、Ｋｏｆｌｏｃ  ８５００、流速制御範囲０．１〜５ｓｌｍ、Ｋｏｆｌｏｃ社）を用いて２．０Ｌ／分に制御した。この条件では、サンプルガス（加湿空気）は空気容量３０ｍｌの冷却器において０．９秒間、空気容量１２０ｍｌの冷却器において３．６秒間、各々冷却される。なお、マスフローコントローラ、ポンプ及び４口フラスコは、テフロンチューブ（内径５ｍｍ）を用いて各々接続した。冷却器から出力された冷却ガスは長さ５０ｃｍのテフロンチューブ（内径５ｍｍ）を通過する間に、室温２５℃に昇温された。得られたサンプルガス（分析ガス）の相対湿度と温度を、湿度センサ（ＨＤ２３０１．０Ｒ、Ｄｅｌｔａ  Ｏｈｍ社）を用いて測定した。相対湿度Ｈ（％）と温度Ｔ（℃）の各測定値を、絶対湿度に係る上記式に代入して、絶対湿度（ｇ／ｍ３）を算出した。【００９１】
図８に、各冷却温度について、理論的に計算される絶対湿度（図８の実線；各冷却温度にて湿分飽和ガス［Ｈ＝１００％］が得られていることを前提として算出される絶対湿度）と、本検討にて得られた分析ガスの絶対湿度の実測値（図８の黒三角は空気容量３０ｍｌ、白四角は空気容量１２０ｍｌの冷却器を各々使用した場合）とを示す。両者は実質的に一致しており、これは、本検討に使用したモデル装置系の仕様において、容量の異なる冷却器を用いても、湿度が制御できることを示している。【００９２】
実施例１〜３に示したサンプルガスの流速など具体的な運転条件は、特定のモデル装置系について示したものである。食品サンプルアロマの評価にあたっては、使用する冷却器やセンシング温度への昇温手段などの仕様に応じて、予め実施例１〜３に示すような湿度制御の検討を行い、先述の式（１）を満たすように分析ガスの湿度を安定的に制御するのに好適な運転条件を決定・校正する。これにより、食品サンプルに応じて該食品サンプルのアロマを分析するのに適した湿度でのアロマセンサによる安定的な分析・評価を実現することができる。【００９３】
＜実施例４：食品サンプルアロマの分析・評価＞
食品サンプルとしてコーヒーを使用し、湿度制御下においてコーヒーアロマの分析・評価を実施した。
（１）食品サンプルの調製
ブラジル産コーヒー豆（アラビカ種、深煎り）を粉砕し、コーヒー粉を調製した。調製したコーヒー粉２８ｇから、ペーパーフィルターを用いて液体コーヒーを熱湯５００ｍｌで抽出した。得られた液体コーヒー３００ｍｌ分を食品サンプルとして使用した。
（２）食品サンプルアロマの分析・評価
実施例１に記載のモデル装置系（図３）を使用して、食品サンプルから分析ガスを調製した。食品サンプル温度は５０℃、供給する空気の流速は１Ｌ／分であり、冷却温度は１０℃、１５℃及び２０℃に設定した。冷却ガスは２５℃に昇温した後、アロマセンサにて分析した。アロマセンサには、ＮｅＯｓｅ  Ｐｒｏ（Ａｒｙｂａｌｌｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社）を使用し、６４種の検出信号（評価データの次元数６４）を得た。得られた検出信号について統計分析フリーソフト「Ｒ」（Ｒ  Ｃｏｒｅ  Ｔｅａｍ製）を用いた主成分分析（ＰＣＡ）を実施してアロマを評価した。また、食品サンプル（液体コーヒー）３００ｍｌに代えて水３００ｍｌを用いた以外は、上記と同様にして、参照データを得た。図９には、第１主成分（ＰＣ１）及び第２主成分（ＰＣ２）のスコアパターンに関する２次元マップを示す（図９（Ｂ）は図９（Ａ）の枠中を拡大した図である）。
冷却温度を１０℃に設定した分析ガス、すなわち、相対湿度４０％、絶対湿度９．２ｇ／ｍ３の分析ガスに関しては、コーヒーアロマから得られる主成分スコアパターンと、水蒸気から得られる主成分スコアパターンを明確に区別することができた（図９Ａ）。冷却温度を１５℃及び２０℃に設定した分析ガス（それぞれ相対湿度５３％及び７０％）では、コーヒーアロマから得られる主成分スコアパターンと水蒸気から得られる主成分スコアパターンに小さいながらも差を観察することができた（図９Ｂ）。斯かる結果は、湿度を安定的に制御し得る本発明の分析方法・分析装置によれば、アロマセンサの性能を引き出すことができること、また、コーヒーなどの食品サンプルのアロマを適切な湿度下でアロマセンサにより安定的に分析・評価できることを示す。【００９４】
＜実施例５：食品サンプルアロマの分析・評価＞
食品サンプルとして各産地のコーヒーを使用し、コーヒーアロマを分析するのに適した分析ガス湿度（相対湿度４０％）にてコーヒーアロマの分析・評価を実施した。
（１）食品サンプルの調製
エチオピア産、タンザニア産、コロンビア産及びブラジル産のコーヒー豆を各々粉砕し、コーヒー粉を調製した。調製した各コーヒー粉２８ｇから、ペーパーフィルターを用いて液体コーヒーを熱湯５００ｍｌで抽出した。得られた液体コーヒー３００ｍｌ分を食品サンプルとして使用した。
（２）食品サンプルアロマの分析・評価
実施例１に記載のモデル装置系（図３）を使用して、食品サンプルから分析ガスを調製した。食品サンプル温度は５０℃、供給する空気の流速は１Ｌ／分であり、冷却温度は１０℃に設定した。冷却ガスは２５℃に昇温した後（分析ガスの相対湿度４０％）、アロマセンサにて評価した。アロマセンサには、ＮｅＯｓｅ  Ｐｒｏ（Ａｒｙｂａｌｌｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社）を使用し、６４種の検出信号（評価データの次元数６４）を得た。得られた検出信号について統計分析フリーソフト「Ｒ」（Ｒ  Ｃｏｒｅ  Ｔｅａｍ製）を用いた主成分分析（ＰＣＡ）を実施してアロマを評価した。図１０に、第１主成分（ＰＣ１）及び第２主成分（ＰＣ２）のスコアパターンに関する２次元マップを示す。
その結果、エチオピア産、タンザニア産、コロンビア産及びブラジル産の各コーヒーアロマから得られる主成分スコアパターンを互いに明確に区別することができた（図１０）。斯かる結果は、湿度を安定的に制御し得る本発明の分析方法・分析装置によれば、アロマセンサの性能を引き出すことができること、また、産地によって微妙に異なるコーヒーのアロマの差を分析・評価できることを示す。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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