平成8年度 研究報告 大分県産♯科学技術センター

味認識に関する研究

小幡睦憲・秋本恭喜・宮崎芳郎＊
機械電子部＊農水産物加工総合指導センター

Reseaヱ・Ch on Discヱ、imina七ion of Taste
MutsunoriOBATA・YasukiAKIWOTO。Yoshiro MIYAZAKI＊
Mechanics＆Electronics Division＊AgTiculturaland Fishery Products Processing Guidance Center
要旨

味認識装置を用いて，センサの安定性や味噌の識別に関する研究を行った．この装置は，PVC（ポリ塩化ビニル）躾に混入する脂質の種類や配合比を変化させることで，7種類のセンサを用意し，その応答結果を主成分分析することで，食品の識別を行っている。

PVC膜に混入している可塑剤の量を変化させて，センサの応答性や安定性を調べた．その結果，可塑剤の量が減少
すると，センサの応答性や安定性が低下することが分かった．可塑剤はセンサの応答性や安定性に強く影響与える。このため，今後，各脂質剤に対する最適な可塑剤の種類や量を調べていく必要がある。味噌の識別実験では，各種の味噌の分類が可能であることが分かった・また，味噌の熟成度とセンサの応答に関連性があったが，これは主として熟成していく過程において，pHが変化しているためと考えられる．

1．はじめにPVC脂質膜センサを用いてヲ食品の識別や品質管理を目的とした研究を行っている。昨年度はセンサの測定原理やセンサの作成方法，経時変化，実際の食品への適応について∴調査及び実験を行った。その結果9以下のことが分かった。

1。基本的な味物質は8種類のセンサの応答パターンより9各味物質の識別ができることがわかった。ただし9非電解物質であるしょ糖への応答は鈍かった．
2。センサの経時変化を調べた結果，偉からの脂質の溶けだしとみられる現象があった。このため，各センサの測定溶液は混合しないようにする必要がある．
3∴実際の食品を測定する場合はラ測定の再現性を高める

F壷g．1味認識装置ために，基準液の選定，測定方法の工夫，センサの管理を十分にする必要がある，
今年度は，味認識装置を用いて9センサの安定性や味噌の識別に関する研究を行ったので，それについて報告する．

膜電位を検出している。各センサ問の影響（脂質の溶け出しによる汚染）を取り除くため，各センサはガラス管により分離されている，データ処理部では，検出部からのデー

2．嬢認識装置
21装置の構成
Fig．1は装置の構成を示している一装置は検出部，ハンドラー部（ロボットアーム），データ処理部より構成されている．検出部では，7本のセンサと参照電極で脂質膜のタをA／D変換してパソコンに取り込み主成分分析を行っている．ハンドラー部ではテロポットがパソコンからの制御により自動測定を行いラ 再現性の向上を図っている．
2．2 測定方法

味認識装置では，測定の再現性を向上させるために，安一一二ご、ニーー平成8年度 研究報告 大分県産業科学技術センター
定液の電位を繰り返して測定を行い，その測定結果が安定条件を満たした後に，基準液＼測定液の電位を測定するようにしている．その手順を示すと以下のようになる．
（1）安定液を測定

安定液にセンサを浸けて30秒後に電位Ⅴを測定。
前回の電位Ⅴとの差の絶対値が安定判定条件（q。5mV）以下になるまで測定を繰り返す。安定判定条件を満たしたと
きき このⅤをVb oとするu（2）基準液を測定基準液に浸けて30秒後の電位Vbを測定。

10（3）安定液を測定

100

測定液のNaCl濃度（涌）

安定液にセンサを浸けて30秒後に電位Ⅴを測定．

F岳g．2 可塑剤の量に対する応答性

前回の電位Ⅴとの差の絶対値が安定判定条件（0．5mV）以下になるまで測定を繰り返す．安定判定条件を満たしたと
き9 このⅤをVa oとする。

0（4）サンプルを測定． ：ミ〕

サンプル液に浸けて30秒後の電位Vaを測定．

￣40（5）測定値（相対電位）の計算） ：ミミ ■＼ぐ

（Vb−Vb o）−（Va】Va o）をサンプル測定値

讐瀾（相対電位）とする。

二・iJtlく）

3温 応答隠 安定性に関する実験；∴・31 目的≡≦、・PVC脂質膜センサには，可塑剤を混入させている。可開始

10日後

20日後

塑剤は本来，ポリマ｝分子間に浸透して分子間力を弱め，Fig．3 測定液1m掴馳G葦に対する安定性

分子鎖を運動しやすくして，ポリマーを軟化させるもので︑リ﹂一

れV nU一（Dま−n−OCtylphenylphosphonate）である，可塑剤の量によ一択する必要がある．現在，使用している可塑剤は抑PP爪‖lぎ︶なる．このため，高分子の種類によって適当な可塑剤を選

4 ハわV OO︵鷲︶建轡諾瞥と結合力が弱すぎて可塑剤としての効果が期待できなく爪‖︶＋︵‖Uある．また，可塑剤は，極性，非極性部分をもち，非極性部分が過大であると高分子鎖との結合力が弱まり，過小だって，PVC間の結合力が変化するために，水溶液中のイオンが膜に入り込む塞が変化して，感度や安定性に影響を及ぼす。そこで，可塑剤の量を変化させて9応答性や安定性に対する影響を詞べた。
開始

3．2 実験方法
常温に戻したT宣jF（テトラヒト■ロフラン）18†nlを3つの各ビーカも0日後20日後F壷g．堵 測定液1独酌離＝に対照る安定性ー入れ，PlrC800mgを埋拝しながらビーカーに加えて，完全に溶解させた（完全に溶けないときは超音波にかける）。
これにチトリオクチルメチルアンモニウムグロライドを0，269mlを加え9それぞい9 測定液は，1麟 まOm軋100脚aClとした．

れにDOPPlmユ，1。5ml，0．25mlを加えて撹拝した。この溶

3．3 結果液をシャーレに流し込みゃ常温で湿度の保たれた水平なとFig．2は可塑剤の量に対する応答性を示している．相対ころで乾燥させ，膜3枚を作成した．この膜はプローブの電位は基準液0。1雨脚aClに対する測定濃の電位を示して先に，THFにPVCを1％（重量％）溶解させた液を塗っている。図からも分かるように9 可塑剤の量が0．25mlのと貼りつけた。基準確，安定被，保存液は，0．ま脚aClを用きに応答性が悪くなっている．これは，可塑剤の量が減少

lこ二二l

平成8年廣 研究報告 大分県産♯科学技術センターを洗浄し，その後試料液に浸し，すぐに電位変化を測定す
0

る過渡的測定法により，再現性，安定性の向上を図ってい−20る。その面では，測定前後のプロセスの影響を受けるとい‡芸【40うことになる．このため，測定前後のプロセスを測定サン

ヽ一∈；

題

プルに最適な条件に設定する必要がある．

【604．3 センサの管理

讐−80

センサは少なくなくとも，7目前から基準液に浸して，蟹一100十分センサを基準液に馴染ませておく必要がある。これは∴〕：j

経時変化の結果からも分かるように，脂質の溶けだし等に＿、：ワよる影響をなくすためである。また，基準液がPVC膜内柑冒後開始

20日復に浸透するため，これによる電気的な特性の変化も少なくする必要がある白例えば，味噌を測定する電極は，常に味円臥5測定液10洲弼aC雪に対する安定性

噌を溶かした溶液に冷蔵庫内で浸しておいて，定期的に彼の交換をする必要がある，して，PVCの結合力が増加したために，膜の中に入り込む水溶液中のイオン物質の量が減少したためと考えられる。

Fまg。3，4，5は安定性の結果を示している．なお，センサは測定をしない時はラ0．1血郡aCl溶液中に保管をした．図−5からも分かるように，可塑剤が0．25mlのときセンサの応′￣ヽ

答が10日後，20日後と減少しているのが分かる。0．5ml

宅−10と1mlの時は，わずかに増加した．まだデータ数が少ない）

ので，はっきりしたことは言えないが∴可塑剤が安定性に影響を及ぼしていることが分かった。今後，再現性や可塑閣 ≡；∴架剤の種類を変化させて，実験を継続していく予定である．

−20

4，実際の食品の測定実際の食品を測定する場合，測定の再現性を高めるためOに以下のことが重要となる，

iOO

200300

熟成目数（日）a）基準液の選定．

F岳乱6 味噌熟成過程での応答b）測定方法の工夫．
c）センサの管理。
41基準液の選定

基本的な指針として払相対電位値を10mV以下にするように基準液を選定する必要がある。
このため，味噌の測定では，あるメーカーの製品を基準液として使用している，これは，仮にユmM KCi溶液を基準液に使用した場合，相対電位が大きくなり9再現性が悪くなるためである．
ヰ．2 測定方法のエ夫
電極電位の再現性，安定性は重要である．本来，電位（ポテンシオメトリック）測定は高インピーダンスの測定であるため，電気的誘導を拾いやすい．さらに，PVC膜表面の電位を測定するために，汚れの吸着，脂質分子の脱離などにより電位が変動しやすい。これらの問題に対処するた賢妻g。7 各種味噌の主成分分析結果

めに，測定サイクル中に基準液に電極を数回浸して膜表面−34−100平成8年度 研究報告 大分県産♯科学技術センター

4．4 味噌の測定結果

このため，今後，各脂質剤に対する最適な可塑剤の種類や

4．ヰ．1実験方法

量を調べていく必要がある−

味噌の熟成過程における応答と各種味噌の識別を目的として，主成分分析を行った．
熟成過程の実験に用いたサンプルは，平成6年9月に仕込み9室温で平成7年9月まで熟成させた麹歩合10，食（2）味噌の熟成度とセンサの応答に関連性があったが，これは主として熟成していく過程において，アミノ酸量が変化しているためと考えられる．また，味噌の識別実験では，各種の味噌の分類が可能であることが分かった．

塩濃度11％の米味噌を熟成中に20回サンプリングして∴冷凍保管していたものを使用した∴級別実験では乍市
販の味噌を冷凍保管したものを使用した。各味噌とも、あらかじめ塩分濃度をモール法で測定し，ホモジナイザーで十分に拡散して9 塩分が1％になるように調整した。
基準根は仕込み後287日目の米味噌を用い，各測定ごとに新しいものと交換した．センサは基準液に浸し，チルド域の冷蔵庫で保管し，プリコンディションを行った，
軋4，2 結果Fig。6は味噌の熟成過程における各センサの応答結果を示している．センサ1，3はセンサ6とほぼ同じような応答を示した。センサ2，4はほとんど応答がなかった。
センサ7の動きがもっとも大きく，その動きから，1ケ月目まで，1〜9ケ月，9ケ．月以降の3グル←プに分けることができる．1ケ月目までは分解が急速に進む時期でありぎ
また，仕込んで9ケ月日は7月の夏の時期で，室温の上昇により熟成が速まる時期に当たる。熟成過程においてセンサの応答に関連性が認められたが，これは，熟成していく過程において，アミノ酸の量が変化しているためと考えられる。この結果，塩分濃度を一定にした米味噌の熟成度について，ある程度の熟成期間の判断が可能である。
Fまg。7は各種味噌の主成分分析結果を示している．各味噌において，5回の測定を行った∴図からも分かるように，測定結果を主成分分析することで，はっきりと各種味噌の識別ができている．しかし，主成分分析が各分布の距離が最大になるように配置するために，分析結果の軸が具体的に何を示すのかはよく分からなかった．ただしタセンサ7の応答値のみを見ると，熟成過程の実験結果と同様に，熟成期間の長いものと短いものに分類することができた。

5』緒言

妹認識装置を用いて，センサの安定性や味噌の識別に関する研究を行った．その結果以下のことが分かった。
（1）PVC厳に混入している可塑剤の塞が減少すると，センサの応答性や安定性が低下することが分かった。これは9可塑剤の量が減少して，PVCの結合力が増加したた
めに，膜の中に入り込む水溶液中のイオン物質の塞が減少したためと考えられる。また，可塑剤はセンサの安定性に強く影響与える。今回の実験ではヲ 可塑剤の量が0．25mlの時に，センサの応答が10日後，20日後と減少した。

∵∴∴一