ISSN 2186-9138
食品の二次機能分析について 1/6

JFRL ニュース

Vol.7

No25

Aug.

2023

食品の二次機能分析について～味・外観・硬さ・においの測定～

はじめに「おいしい」という感覚はかなり複雑で，味やにおいだけではなく，食べ物の色や形，喫食時の食感や音などさまざまな要素が複雑に影響しており，食べる人の体調や食べるときの環境，食文化などにも左右されます 1） 。
食品機能論では，食品の もつ機能を，栄養素とし ての一次機能，嗜好性と しての二次機能，生体内調節を行う三次機能に分類 2） していますが ，JFRL では，おいしさ，すなわち嗜好性 (二次機能)の主な構成要素である味・外観・硬さ・においをそれぞれ分析機器により評価する試験を受託しています(JFRL ではこれらの分析を二次機能分析と称しています）。
二次機能分析は，嗜好性を構成するこれらの要素を客観的なデータに置き換えることができます。二次機能分析の 代表的な活用シーンとしては，①商品の差別化・特徴付け，②肉・果物等の熟成・熟度の評価，③消費(賞味)期限設定における官能評価の裏付け，④食品の保存等による劣化の評価 などが考えられます。
このように様々な用途に活用できる 二次機能分析 について，今回は測定方法や測定事例を紹介します。

二次機能分析 の測定方法
JFRL では，二次機能分析として 4 つのカテゴリについてそれぞれの機器 (味：味覚センサー，外観：ビジュアルアナライザー，硬さ：クリープメータ，におい： GC-MS)を用いて測定しています。それぞれの二次機能分析の特徴と JFRL が使用している分析機器を表 -1 に示しました(機器の写真はメーカーより提供 )。二次機能分析では，比較試験として 2 つ以上の測定結果を比較します。 例えば次項に記載の活用シーン①差別化・特徴付け では 2 種類以上の商品の測定結果を，活用シーン②熟成・熟度 ,活用シーン③食品期限設定 ,活用シーン④劣化の評価では，測定ポイント 2 箇所以上の測定結果を比較します。

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JFRL ニュース編集委員会 東京都渋谷区元代々木町 52-1

食品の二次機能分析について

表-1

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二次機能分析に用いる機器の特徴
味： 味覚センサー

食品の「味」を比較評価する。酸味 ，苦味，渋味，旨味，塩味，甘味の測定が可能。
食品の味を人間の舌で感じるように客観的に評価できる。
インテリジェントセンサーテクノロジー製 TS-5000Z【測定例】野菜類，果実類，飲料，酒類，調味料など
外観： ビジュアルアナライザー
食品などの複雑かつ不均一なサンプル表面の色や形 ，大きさを数値化する。
アルファ・モス・ジャパン製 IRIS VA400【測定例】野菜類，果実類，パンの焼き色など
硬さ： クリープメータ
食品の食感を力に置き換えて数値化する。一定速度で食品を圧縮することにより，食品が破断したときの硬さなどを求めることが可能。
山電製 RE2-33005C【測定例】錠剤，ゼリー ，介護食品などにおい： GC-MS
固相マイクロ抽出(SPME)を用いたガスクロマトグラフィー質量分析(GC-MS)法と多変量解析ソフトを用いた解析により ，においの変化に影響を与えた物質を検索する。
GERSTEL 製 MPS2 多機能オートサンプラ+ Agilent Technologies,Inc.
製 7890A GC/5975C TAD MSD【測定例】油菓子，パン など

分析事例
1

味覚センサーを用いた味の分析
リンゴの種類による味の違いを評価した測定例です (活用シーン①差別化・特徴付け )。
リンゴは品種によって食感や甘味，酸味などの特徴が異なります。図 -1 に測定したリンゴの甘味と酸味の二次元散布図を示しました。品種による甘味，酸味の強弱を可視化することができました。図-2 にレーダーチャートを用い て，サンフジの味を測定した 5 種類のリンゴの 平均値と比較した例を示しました。甘味，酸味，旨味，塩味において味の差があり，図 -1 に示すよう，甘味が強く酸味が弱い品種であると特徴づけることができました。
リンゴなどの青果物の場合には ，味覚センサーの塩味は味の厚みに表現を置き換えて ，評価を行うことがあります。
なお，図-1 及び図-2 は，JFRL における測定例であり，一般的な品種の特徴を示すものではありません。
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図-1

2

リンゴの二次元散布図

図-2

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リンゴのレーダーチャート

ビジュアルアナライザ ーを用いた外観分析
等級の異なる桃の測定例を図 -3 に示しました (活用シーン①差別化・特徴付け)。
桃の真円度とカラーパターンを図-3 に示しました。カラーパターンは，外観を構成する色要素の存在割合を示した棒グラフです。規格外に比べてエクセレントの桃は赤の割合が多く円に近い(真円度が大きい)ことがわかります。

図-3等級の異なる桃の色・形の比較

室温で 5 日間保存したバナナのカラーパターンの 測定例を図-4 に示しました(活用シーン②熟成・熟度)。保存中の経時的な色の変化をモニタリングすることで，熟度の進行を数値化することができました。

図-4

保存によるバナナの色の変化

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クリープメータを用いた硬さの分析
室温で，15 日間保存した食パンの 測定例を示しました(活用シーン③食品期限設定)。
保存による硬さと水分の変化を 図-5 に示し，並行して行なった官能評価の結果を表 -2 に示しました。官能評価では， 3 日後と 7 日後に差が見られず，「ぱさついている。ふんわり感が弱い」という結果でしたが，クリ ープメータを用いた硬さの分析では，保存開始時から 15 日後までで，経時的に最大荷重の数値が大きくなり，また，水分値においても減少がみられ，食パンが硬くなったことがわかります。
なお，加工食品の消費(賞味)期限設定は，食品表示法により，科学的・合理的な根拠をもって適正に設定することが要求されています 3） 。

最大荷重(N)

水分(g/100g)

445443水 分 (右軸 )432
最 大 荷 重(左 軸 )
数 値 が 大き い 程硬 い42141040
開始時

1日後
図-5表-2
検査項目

食感

3日後

7日後

10日後

15日後

室温保存した食パンの硬さ及び水分の結果室温保存した食パンの官能評価 の結果
保存日数
3 日後

7 日後ぱさついている。

ぱさついている。

ふんわり感が弱い。

ふんわり感が弱い。

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GC-MS で測定したにおい成分の多変量解析 を用いた分析
25 ℃で 111 日間保存した かりんとうの 測定例を示しま した(活用シーン④劣化の評価)。
SPME 法(固相マイクロ抽出法)により揮発性を有する成分を捕集し ，これを GC-MS で測定しました。得られた全イオンカレントクロマトグラム中の各ピークについて ，多変量解析(主成分分析)により経時的に変化しているピ ークを抽出，得られた物質リスト中から ，においに関与する成分を検索しました。
その結果，脂質の酸化により生じることが知られているアルデヒド類 ，アルコール類，脂肪酸類の経時的な増加が確認され ました(図-6，7 及び表-3)。これらの成分変化が，油の酸化臭の増加に寄与していると考えられま した。
表-4 に示した官能評価の油の酸化臭の結果は，30 日後に「やや感じる」，82 日後に「かなり感じる」，111 日後に「非常に感じる 」となり，油の酸化臭に関与するヘキサナ ールなどの増加との関連がみられ ました。

ヘ キ サ ナー ル

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図-6

かりんとうの全イオンカレントクロマトグラム(①～⑨：経時的な増加ピーク)

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表-3

ピーク①～⑨の同定結果

図-7

ヘキサナ ールの抽出イオンのピーク
面積の変化

表-4
検査項目
油の酸化臭

25 ℃で保存した かりんとうの官能評価の結果
保存日数30 日後

82 日後

111 日後やや感じる。

かなり感じる。

非常に感じる。

おわりに二次機能分析と 官能評価や微生物試験，各種理化学試験 を組み合わせることで，それぞれの特徴を活かしたより総合的・客観的な評価が可能となります。また，二次機能分析では，官能評価によるデータ取得が難しい以下のようなケ ースでも測定が可能です。

・パネリストへの負担の大きい酒類・香辛料・苦味物質を含むサンプルなど・クレーム対応などの喫食が困難なサンプル・消費期限・賞味期限を超えた範囲の評価

二次機能分析はお客様の ニーズに応じた様々なシ ーンにご利用いただけます。

参考資料
1）佐藤成美：「おいしさ」の科学 ，講談社(2018)2）荒井綜一ほか：機能性食品の事典，朝倉書店 (2007)
3）消費者庁：食品表示法等(法令及び一元化情報)

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