JP2020134526A - System and method for evaluating texture of food - Google Patents

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Abstract

To provide a system and a method for evaluating the texture of food more accurately.SOLUTION: A texture evaluation system 10 includes: a pressure distribution sensor 13; first artificial teeth 17, 18, 19; second artificial teeth 27, 28, 29; an artificial tongue 33; and texture evaluation means for evaluating a texture based on occlusion force data obtained in a manner that the pressure distribution sensor 13 measures changes with time of a pressing force on the first artificial teeth when a measurement target sample is pressed between the first and second artificial teeth several times and based on and tongue pressure data obtained in a manner that the pressure distribution sensor 13 measures changes with time of a pressing force on the artificial tongue 33 when the measurement target sample is pressed between the artificial tongue 33 and the pressure distribution sensor 13 several times.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えば、食品のサクサク感、ホロホロ感、ねっとり感、口どけ等の食感を評価するための、食感評価システムに関する。 The present invention relates to, for example, a texture evaluation system for evaluating a texture such as a crispy texture, a fluffy texture, a sticky texture, and a melting in the mouth.

食品のおいしさは、風味、香り、食感の3つから主に構成されていると言われている。これらの中でも、食感は、極めて繊細かつ複合的な情報から構成されている。このような食感、例えば、ねっとり感や口どけ等の複合的な要因によって決まるものについては、数値化が難しい。そのため、このような食感については、複数の評価者(パネリスト)による官能評価が一般的になされている。 It is said that the deliciousness of food is mainly composed of flavor, aroma, and texture. Among these, the texture is composed of extremely delicate and complex information. It is difficult to quantify such textures, for example, those determined by multiple factors such as stickiness and melting in the mouth. Therefore, such texture is generally sensory evaluated by a plurality of evaluators (panelists).

ただし、上記のパネリストによる官能評価は、バラツキが大きく、食感の客観的な評価が難しい。また、訓練したパネリストを多数養成する必要があり、手間とコストがかかる。 However, the sensory evaluation by the above panelists varies widely, and it is difficult to objectively evaluate the texture. In addition, it is necessary to train a large number of trained panelists, which is troublesome and costly.

そのため、食感について、なるべく客観的な評価ができるシステムが望まれている。このようなものとして、下記特許文献1には、試料を押圧する押圧装置と、前記試料の押圧時に前記試料から受ける圧力分布の経時的変化を計測する計測装置と、前記試料の破断前および破断後の圧力分布から得られた特徴量に基づいて前記試料の食感を評価する食感評価手段とを備えた、食感評価システムが開示されている。上記押圧装置は、上下一対のプレートを有しており、下側のプレート上に、計測装置をなす圧力分布センサが配置されている。 Therefore, a system that can evaluate the texture as objectively as possible is desired. As such, Patent Document 1 below describes a pressing device that presses a sample, a measuring device that measures a change over time in the pressure distribution received from the sample when the sample is pressed, and a pre-break and break of the sample. A texture evaluation system including a texture evaluation means for evaluating the texture of the sample based on the feature amount obtained from the subsequent pressure distribution is disclosed. The pressing device has a pair of upper and lower plates, and a pressure distribution sensor forming a measuring device is arranged on the lower plate.

特開2014−167470号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-167470

ところで、上記特許文献1の食感評価システムにおいては、一種類の押圧装置による、圧力分布の経時的変化から得られる特徴量に基づいてのみ、食感を評価する構成となっているので、ねっとり感や口どけ等の複合的な要因によって評価結果が決まる食感を評価する場合に、その精度に問題があることがあった。 By the way, in the texture evaluation system of Patent Document 1, the texture is evaluated only based on the feature amount obtained from the change over time of the pressure distribution by one kind of pressing device. When evaluating texture, the evaluation result is determined by multiple factors such as texture and mouthfeel, there was a problem with its accuracy.

したがって、本発明の目的は、より実際の食感に近い評価を行うことができる、食感評価システム及び食感評価方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a texture evaluation system and a texture evaluation method capable of performing an evaluation closer to an actual texture.

上記目的を達成するため、本発明の食感評価システムは、圧力分布の経時的変化を計測する圧力分布センサと、前記圧力分布センサ上に配置され、押圧力を前記圧力分布センサに伝えることが可能な第1人工歯と、前記第1人工歯の先端部に対向配置され、前記第1人工歯に対して近接離反可能に配置された第2人工歯と、前記圧力分布センサに対向配置され、該圧力分布センサに近接離反可能に配置された人工舌と、前記第1人工歯と前記第2人工歯との間で、駆動手段を介して被測定試料を複数回押圧したときに、前記第1人工歯にかかる押圧力の経時的変化を、前記圧力分布センサによって測定して得られる咬合力データ、及び、前記人工舌と前記圧力分布センサとの間で前記被測定試料を複数回押圧したときに、前記人工舌にかかる押圧力の経時的変化を、前記圧力分布センサによって測定して得られる舌圧データに基づいて、食感を評価する食感評価手段と、を備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the texture evaluation system of the present invention is arranged on the pressure distribution sensor for measuring the change of the pressure distribution with time and the pressure distribution sensor, and transmits the pressing force to the pressure distribution sensor. A possible first artificial tooth and a second artificial tooth which is arranged to face the tip of the first artificial tooth and is arranged so as to be close to and detached from the first artificial tooth, and are arranged to face the pressure distribution sensor. When the sample to be measured is pressed a plurality of times between the first artificial tooth and the second artificial tooth via the driving means, the artificial tongue arranged so as to be close to the pressure distribution sensor. The occlusal force data obtained by measuring the change over time of the pressing force applied to the first artificial tooth by the pressure distribution sensor, and the sample to be measured are pressed a plurality of times between the artificial tongue and the pressure distribution sensor. A texture evaluation means for evaluating the texture based on the tongue pressure data obtained by measuring the change with time of the pressing force applied to the artificial tongue by the pressure distribution sensor is provided. It is characterized by.

本発明の食感評価システムにおいては、上記構成の食感評価手段を有しているので、咬合力データと舌圧データとの両方に基づいて、食感を評価することができ、より実際の食感に近い評価を行うことができる。 Since the texture evaluation system of the present invention has the texture evaluation means having the above configuration, the texture can be evaluated based on both the bite force data and the tongue pressure data, and more actual texture can be evaluated. It is possible to make an evaluation close to the texture.

本発明の食感評価システムにおいては、前記食感評価手段は、食感の評価がなされたモデル試料の食感官能評価値、及び、前記モデル試料の前記咬合力データ及び前記舌圧データから導出された食感推定式に基づいて、前記被測定試料の前記咬合力データ及び前記舌圧データを用いて、前記被測定試料の食感を評価することが好ましい。この態様によれば、実際の食感をより反映した食感評価を行うことができる。 In the texture evaluation system of the present invention, the texture evaluation means is derived from the texture sensory evaluation value of the model sample whose texture has been evaluated, the occlusal force data of the model sample, and the tongue pressure data. It is preferable to evaluate the texture of the sample to be measured by using the occlusal force data and the tongue pressure data of the sample to be measured based on the texture estimation formula. According to this aspect, the texture evaluation that more reflects the actual texture can be performed.

本発明の食感評価システムにおいては、前記食感評価手段は、前記第1人工歯及び前記第2人工歯による1回目の押圧時にかかる押圧力の最大値をfB1、u回目の押圧時にかかる押圧力の最大値をfBuとして咬合力の特徴量を算出し、前記人工舌の1回目の押圧時にかかる押圧力の最大値をfT1、u回目の押圧時にかかる押圧力の最大値をfTuとして舌圧の特徴量を算出し、前記人工舌の1回目の押圧時に押圧力の最大値を検出した時点の、前記圧力分布センサのセル面積をA1、u回目の押圧時に押圧力の最大値を検出した時点の、前記圧力分布センサのセル面積をAuとして、舌圧分布の第1特徴量を算出し、前記人工舌の1回目の押圧時に前記圧力分布センサが押圧力の最大値を検出した時点の圧力の標準偏差をS1、u回目の押圧時に前記圧力分布センサが押圧力の最大値を検出した時点の圧力の標準偏差をS2として、舌圧分布の第2特徴量を算出し、前記咬合力の特徴量と、前記舌圧の特徴量と、前記舌圧分布の第1特徴量と、前記舌圧分布の第2特徴量とに基づいて食感の評価を行うことが好ましい。この態様によれば、被測定試料を複数回押圧して得られる前記咬合力データ及び前記舌圧データを、食感評価しやすい複数の特徴量に変換して、これらの特徴量に基づいて食感評価することができ、より一層実際の食感に近い評価を行うことができる。 In the texture evaluation system of the present invention, the texture evaluation means applies the maximum value of the pressing force applied at the time of the first pressing by the first artificial tooth and the second artificial tooth at the time of f B1 and u times of pressing. The characteristic amount of the occlusal force is calculated with the maximum value of the pressing force as f Bu , the maximum value of the pressing force applied during the first pressing of the artificial tongue is f T1 , and the maximum value of the pressing force applied during the uth pressing is f. The characteristic amount of tongue pressure is calculated as Tu , and the cell area of the pressure distribution sensor at the time when the maximum value of the pressing force is detected at the first pressing of the artificial tongue is A 1 , and the pressing pressure at the uth pressing is at the time of detection of the maximum value, the cell area of the pressure distribution sensor as a u, calculates the first feature quantity of tongue pressure distribution, maximum the pressure distribution sensor of the pressing force during the first pressing of the artificial tongue The second feature of the tongue pressure distribution is that the standard deviation of the pressure at the time when the value is detected is S 1 and the standard deviation of the pressure at the time when the pressure distribution sensor detects the maximum value of the pressing pressure at the uth pressing is S 2. The amount is calculated, and the texture is evaluated based on the characteristic amount of the occlusal force, the characteristic amount of the tongue pressure, the first characteristic amount of the tongue pressure distribution, and the second characteristic amount of the tongue pressure distribution. It is preferable to do so. According to this aspect, the bite force data and the tongue pressure data obtained by pressing the sample to be measured a plurality of times are converted into a plurality of feature quantities that are easy to evaluate the texture, and the food is eaten based on these feature quantities. It is possible to evaluate the texture, and it is possible to evaluate the texture even closer to the actual texture.

本発明の食感評価システムにおいては、前記第1人工歯及び前記第2人工歯による押圧と、前記人工舌による押圧とを、同時に行う駆動手段を有していることが好ましい。この態様によれば、第1人工歯及び第2人工歯による押圧と、人工舌による押圧とを同時に行うことによって、実際の口腔内における咀嚼動作に近い測定データを得ることができる。 In the texture evaluation system of the present invention, it is preferable to have a driving means for simultaneously performing the pressing by the first artificial tooth and the second artificial tooth and the pressing by the artificial tongue. According to this aspect, by simultaneously performing the pressing by the first artificial tooth and the second artificial tooth and the pressing by the artificial tongue, it is possible to obtain measurement data close to the actual masticatory operation in the oral cavity.

本発明の食感評価システムにおいては、前記第1人工歯は、その基部を、弾性部材を介して保持されており、該弾性部材を介して、前記圧力分布センサに圧力を伝えるように構成されていることが好ましい。この態様によれば、実際の歯茎にかかる押圧力に近い値として、押圧力を測定できる。 In the texture evaluation system of the present invention, the base of the first artificial tooth is held by an elastic member, and the pressure is transmitted to the pressure distribution sensor via the elastic member. Is preferable. According to this aspect, the pressing force can be measured as a value close to the pressing force applied to the actual gums.

本発明の食感評価システムにおいては、前記第1人工歯は、前記圧力センサに載置された支持部により、その基部が支持されており、前記第1人工歯にかかる圧力が、前記基部を介して前記圧力分布センサに伝達されるように構成されていることが好ましい。この態様によれば、第1人工歯にかかる圧力が、基部を介して圧力分布センサに伝達されるので、圧力分布センサへ伝達される圧力の損失を少なくすることができる。 In the texture evaluation system of the present invention, the base of the first artificial tooth is supported by a support portion mounted on the pressure sensor, and the pressure applied to the first artificial tooth presses the base. It is preferable that the pressure distribution sensor is configured to transmit the pressure distribution sensor. According to this aspect, since the pressure applied to the first artificial tooth is transmitted to the pressure distribution sensor via the base portion, the loss of pressure transmitted to the pressure distribution sensor can be reduced.

本発明の食感評価システムにおいては、前記第1人工歯及び前記第2人工歯は、それぞれ複数個のものが円弧状に配列されて対向配置されており、前記人工舌は、前記第2人工歯の前記円弧状の配列の内側に配置されていることが好ましい。この態様によれば、口腔内の歯の配列及び舌の配置により近づけることにより、実際の食感に近い押圧データを得ることができる。 In the texture evaluation system of the present invention, a plurality of the first artificial tooth and the second artificial tooth are arranged in an arc shape and opposed to each other, and the artificial tongue is the second artificial tooth. It is preferably arranged inside the arcuate array of teeth. According to this aspect, pressing data close to the actual texture can be obtained by bringing the tooth arrangement and the tongue arrangement closer to each other in the oral cavity.

一方、本発明の食感評価方法は、上記いずれかの食感評価システムを用い、未破砕の被測定試料及び破砕処理した被測定試料を用意し、それぞれの試料を前記食感評価システムによって測定して、それぞれの試料の前記咬合力データ及び前記舌圧データを得て、それぞれの試料の前記咬合力データ及び前記舌圧データに基づいて食感評価を行うことを特徴とする。 On the other hand, in the texture evaluation method of the present invention, an uncrushed sample to be measured and a crushed sample to be measured are prepared by using any of the above texture evaluation systems, and each sample is measured by the texture evaluation system. Then, the occlusal force data and the tongue pressure data of each sample are obtained, and the texture is evaluated based on the occlusal force data and the tongue pressure data of each sample.

本発明の食感評価方法においては、未破砕の被測定試料、及び、破砕処理した被測定試料のそれぞれについて、咬合力データと舌圧データとを得ることができるので、咀嚼によって変化する食品の状態を反映することができ、より実際に近い食感評価を行うことができる。 In the texture evaluation method of the present invention, bite force data and tongue pressure data can be obtained for each of the uncrushed sample to be measured and the crushed sample to be measured, so that the food changes depending on mastication. The state can be reflected, and the texture can be evaluated more realistically.

本発明の食感評価方法においては、前記破砕処理した被測定試料が、所定の咀嚼回数に対応した1種又は2種以上であることが好ましい。この態様によれば、咀嚼によって変化する食品の状態をより適切に反映して、食感評価を行うことができる。 In the texture evaluation method of the present invention, it is preferable that the sample to be crushed is one type or two or more types corresponding to a predetermined number of times of chewing. According to this aspect, the texture can be evaluated by more appropriately reflecting the state of the food that changes due to chewing.

本発明によれば、咬合力データと舌圧データとの両方に基づいて、食感を評価することができ、より実際の食感に近い評価を行うことができる。 According to the present invention, the texture can be evaluated based on both the bite force data and the tongue pressure data, and the evaluation closer to the actual texture can be performed.

本発明に係る食感評価システムの一実施形態を示しており、その概略構成の斜視図である。An embodiment of the texture evaluation system according to the present invention is shown, and is a perspective view of a schematic configuration thereof. 同食感評価システムを構成する第1人工歯近傍の要部拡大説明図である。It is an enlarged explanatory view of the main part near the 1st artificial tooth which constitutes the texture evaluation system. 同食感評価システムの要部拡大説明図である。It is an enlarged explanatory view of the main part of the texture evaluation system. 同食感評価システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the texture evaluation system. 本発明に係る食感評価方法のフローチャートである。It is a flowchart of the texture evaluation method which concerns on this invention. 同食感評価システムにて測定される被測定試料の状態を示す写真である。It is a photograph which shows the state of the sample to be measured measured by the texture evaluation system. (a)は、第1人工歯及び人工舌の近接離反時の、歯間距離と時間との関係を示すグラフ、(b)は、咀嚼過程の咬合力及び舌力と時間との関係を示すグラフ、及び、舌圧分布の変化を示す図である。(A) is a graph showing the relationship between the interdental distance and time when the first artificial tooth and the artificial tongue are separated from each other, and (b) shows the bite force and the relationship between tongue force and time in the mastication process. It is a graph and the figure which shows the change of the tongue pressure distribution. 種類の異なる被測定試料における、咬合力と時間との関係、及び、舌力と時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the bite force and time, and the relationship between tongue force and time in different kinds of samples to be measured. DA法による食感推定値と食感官能評価値との関係を示しており、(a)はサクサク感の結果のグラフ、(b)はホロホロ感の結果のグラフ、(c)はねっとり感の結果のグラフ、(d)は口どけの結果のグラフである。The relationship between the texture estimation value and the texture sensory evaluation value by the DA method is shown. (A) is a graph of the result of crispy feeling, (b) is a graph of the result of fluffy feeling, and (c) is a sticky feeling. The graph of the result, (d) is the graph of the result of melting in the mouth. TDS法による食感推定値と食感官能評価値との関係を示しており、(a)は食塊状態Iにおけるサクサク感の結果のグラフ、(b)は食塊状態Iにおけるホロホロ感の結果のグラフ、(c)は食塊状態IIにおけるねっとり感の結果のグラフ、(d)は食塊状態IIIにおけるねっとり感の結果のグラフである。The relationship between the texture estimated value by the TDS method and the texture sensory evaluation value is shown. (C) is a graph of the result of the sticky feeling in the bolus state II, and (d) is a graph of the result of the sticky feeling in the bolus state III. TI法による食感推定値と食感官能評価値との関係を示しており、(a)は食塊状態Iにおけるサクサク感の結果のグラフ、(b)は食塊状態IIにおけるサクサク感の結果のグラフ、(c)は食塊状態IIにおけるねっとり感の結果のグラフ、(d)は食塊状態IIIにおけるねっとり感の結果のグラフである。The relationship between the texture estimated value and the texture sensory evaluation value by the TI method is shown. (A) is a graph of the result of crispy feeling in the bolus state I, and (b) is the result of the crispy feeling in the bolus state II. (C) is a graph of the result of the sticky feeling in the bolus state II, and (d) is a graph of the result of the sticky feeling in the bolus state III. (a)は、実施例及び比較例1,2の、DA法における決定係数を比較した棒グラフ、(b)は、実施例及び比較例1,2の、TDS法における決定係数を比較した棒グラフ、(c)は、実施例及び比較例1,2の、TI法における決定係数を比較した棒グラフである。(A) is a bar graph comparing the coefficient of determination in the DA method of Examples and Comparative Examples 1 and 2, and (b) is a bar graph comparing the coefficient of determination of Examples and Comparative Examples 1 and 2 in the TDS method. (C) is a bar graph comparing the coefficients of determination in the TI method of Examples and Comparative Examples 1 and 2. DA法による食感推定値を、LOOCVにより検証した結果を示しており、(a)はサクサク感の結果を示すグラフ、(b)はホロホロ感の結果のグラフ、(c)はねっとり感の結果のグラフ、(d)は口どけの結果のグラフである。The result of verifying the texture estimation value by the DA method by LOOCV is shown, (a) is a graph showing the result of crispy feeling, (b) is the graph of the result of fluffy feeling, and (c) is the result of sticky feeling. The graph of (d) is a graph of the result of melting in the mouth. 実施例及び比較例1,2の、DA法における決定係数をLOOCVにより検証した結果を示す棒グラフである。It is a bar graph which shows the result of having verified the coefficient of determination in the DA method by LOOCV of Examples and Comparative Examples 1 and 2. 本発明に係る食感評価システムの他の実施形態を示しており、その概略構成の斜視図である。Another embodiment of the texture evaluation system according to the present invention is shown, and is a perspective view of a schematic configuration thereof. 同食感評価システムを構成する第1人工歯近傍の要部拡大説明図である。It is an enlarged explanatory view of the main part near the 1st artificial tooth which constitutes the texture evaluation system. 同食感評価システムの要部拡大説明図である。It is an enlarged explanatory view of the main part of the texture evaluation system. 同食感評価システムによる2種類のドーナツのうち、1種の咬合力及び舌力の計測結果を示しており、(a)は咬合力と時間との関係を示すグラフ、(b)は舌力と時間との関係を示すグラフである。Of the two types of donuts produced by the texture evaluation system, the measurement results of one type of bite force and tongue force are shown, (a) is a graph showing the relationship between bite force and time, and (b) is tongue force. It is a graph which shows the relationship between time and time. 同食感評価システムによる2種類のドーナツのうち、もう1種の咬合力及び舌力の計測結果を示しており、(a)は咬合力と時間との関係を示すグラフ、(b)は舌力と時間との関係を示すグラフである。Of the two types of donuts produced by the texture evaluation system, the measurement results of the bite force and tongue force of the other type are shown. (A) is a graph showing the relationship between bite force and time, and (b) is the tongue. It is a graph which shows the relationship between force and time.

以下、図面を参照して、本発明に係る食感評価システム、及び、食感評価方法の、一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the texture evaluation system and the texture evaluation method according to the present invention will be described with reference to the drawings.

(食感評価システムの構成)
図1には、本発明に係る食感評価システムの概略構成を示す斜視図が示されている。また、図2には、同食感評価システムを構成する第1人工歯近傍の要部拡大説明図、図3には、同食感評価システムの要部拡大説明図、図4には、同食感評価システムの概略構成を示すブロック図、図5には、本発明に係る食感評価方法のフローチャートが示されている。
(Structure of texture evaluation system)
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a texture evaluation system according to the present invention. Further, FIG. 2 is an enlarged explanatory view of a main part in the vicinity of the first artificial tooth constituting the texture evaluation system, FIG. 3 is an enlarged explanatory view of a main part of the texture evaluation system, and FIG. 4 is the same. A block diagram showing a schematic configuration of a texture evaluation system, FIG. 5, shows a flowchart of a texture evaluation method according to the present invention.

この実施形態における食感評価システム10(以下、「システム10」ともいう)は、センサ支持部11を有しており、このセンサ支持部11上に、圧力分布の経時的変化を計測する圧力分布センサ13(以下、単に「圧力センサ13」ともいう)が配置されている。また、図1に示すように、この圧力センサ13は、所定面積Ac(mm2)のセル13aが複数配列されて構成されている。なお、この実施形態におけるセル13aの面積Acは1mm2となっている。また、圧力センサ13は、例えば、ニッタ株式会社製のI−SCAN40(測定範囲44×44mm、空間分解能1mm、時間分解能10ms、圧力分解能50Pa)を用いることができる。 The texture evaluation system 10 (hereinafter, also referred to as “system 10”) in this embodiment has a sensor support portion 11, and a pressure distribution on the sensor support portion 11 for measuring a change in pressure distribution over time. A sensor 13 (hereinafter, also simply referred to as “pressure sensor 13”) is arranged. Further, as shown in FIG. 1, the pressure sensor 13 is configured by arranging a plurality of cells 13a having a predetermined area Ac (mm 2 ). The area Ac of the cell 13a in this embodiment is 1 mm 2 . Further, as the pressure sensor 13, for example, I-SCAN 40 (measurement range 44 × 44 mm, spatial resolution 1 mm, time resolution 10 ms, pressure resolution 50 Pa) manufactured by Nitta Corporation can be used.

上記圧力センサ13上には、略円環状をなした環状支持部15が配置されている。この環状支持部15には、例えば、ABS樹脂等からなる複数の第1人工歯17,18,19が、円弧状をなすように配列されている。図2を併せて参照すると、環状支持部15には、周方向に沿って複数の貫通孔21が形成されており、これらの貫通孔21の内部に、弾性部材23を介して、各第1人工歯17,18,19の基部17a,18a,19aがそれぞれ挿入されて保持されている。 An annular support portion 15 having a substantially annular shape is arranged on the pressure sensor 13. A plurality of first artificial teeth 17, 18, and 19 made of, for example, ABS resin are arranged in the annular support portion 15 so as to form an arc shape. Referring to FIG. 2 together, a plurality of through holes 21 are formed in the annular support portion 15 along the circumferential direction, and each of the first through holes 21 is formed inside the through holes 21 via the elastic member 23. The bases 17a, 18a, 19a of the artificial teeth 17, 18, 19 are inserted and held, respectively.

なお、ヒトの歯は、エナメル質及び歯槽骨といった硬組織と、それらの間の薄く柔らかい歯根膜とから構成されるものであり、本実施形態における第1人工歯17,18,19の保持構造は、それを模した構成となっている(第1人工歯17,18,19がエナメル質に相当し、環状支持部15が歯槽骨に相当し、弾性部材23が歯根膜に相当する)。 The human tooth is composed of hard tissues such as enamel and alveolar bone and a thin and soft periodontal ligament between them, and has a holding structure of the first artificial teeth 17, 18 and 19 in the present embodiment. (The first artificial teeth 17, 18 and 19 correspond to enamel, the annular support portion 15 corresponds to the alveolar bone, and the elastic member 23 corresponds to the periodontal ligament).

また、図2に示すように、貫通孔21内に配置された弾性部材23は、圧力センサ13に当接している。そのため、各第1人工歯17,18,19に押圧力が作用すると、その押圧力が、弾性部材23を介して圧力センサ13により検出されるようになっている。なお、この実施形態における弾性部材23は、厚さ1mmのゴムシートとなっている。 Further, as shown in FIG. 2, the elastic member 23 arranged in the through hole 21 is in contact with the pressure sensor 13. Therefore, when a pressing force acts on the first artificial teeth 17, 18 and 19, the pressing force is detected by the pressure sensor 13 via the elastic member 23. The elastic member 23 in this embodiment is a rubber sheet having a thickness of 1 mm.

更に、前記環状支持部15に対向する位置には、略円盤状をなした押圧部25が配置されている。この押圧部25と前記圧力センサ13との間には、処理装置40が接続されている(図1参照)。また、押圧部25の外周縁部であって、複数の第1人工歯17,18,19に対応する位置には、例えば、ABS樹脂等からなる複数の第2人工歯27,28,29が、円弧状をなすように配列されている。更に、押圧部25の、圧力分布センサ13との対向面側であって、複数の第2人工歯27,28,29の配列の内側には、例えば、シリコーン樹脂等からなる弾性材料から形成された、人工舌33が設けられている。 Further, a substantially disk-shaped pressing portion 25 is arranged at a position facing the annular support portion 15. A processing device 40 is connected between the pressing portion 25 and the pressure sensor 13 (see FIG. 1). Further, at the outer peripheral edge portion of the pressing portion 25, at positions corresponding to the plurality of first artificial teeth 17, 18, 19, for example, a plurality of second artificial teeth 27, 28, 29 made of ABS resin or the like are placed. , Arranged in an arc shape. Further, on the side of the pressing portion 25 facing the pressure distribution sensor 13, the inside of the arrangement of the plurality of second artificial teeth 27, 28, 29 is formed of, for example, an elastic material made of silicone resin or the like. In addition, an artificial tongue 33 is provided.

更に、前記押圧部25の上面側中央にはロッド25aが連結されており、処理装置40からの駆動信号に基づいて動作する駆動手段31(モータや、アクチュエータ、エアシリンダー等からなる)を介して、前記押圧部25が環状支持部15に近接離反するように駆動する(図4参照)。その結果、複数の第2人工歯27,28,29が、複数の第1人工歯17,18,19の先端部17b,18b,19bに対して近接離反すると共に、人工舌33が圧力センサ13に対して近接離反する。 Further, a rod 25a is connected to the center of the upper surface side of the pressing portion 25 via a driving means 31 (composed of a motor, an actuator, an air cylinder, etc.) that operates based on a driving signal from the processing device 40. , The pressing portion 25 is driven so as to be close to and separated from the annular support portion 15 (see FIG. 4). As a result, the plurality of second artificial teeth 27, 28, 29 are separated from each other with respect to the tips 17b, 18b, 19b of the plurality of first artificial teeth 17, 18, 19 and the artificial tongue 33 is the pressure sensor 13. Close to each other.

すると、図3に示すように、両人工歯の間に配置された被測定試料又は食感の評価がなされたモデル試料が、第2人工歯27,28,29によって押され、被測定試料又はモデル試料を介して第1人工歯17,18,19に押圧力が作用し、更にこの押圧力が弾性部材23を介して、圧力センサ13に伝達されて、同圧力センサ13によって測定される。これと同時に、人工舌33と圧力センサ13との間に配置された被測定試料又はモデル試料が、人工舌33によって押されて、その押圧力が圧力センサ13により測定される。すなわち、この実施形態における駆動手段31は、第1人工歯及び第2人工歯による押圧と、人工舌による押圧とを、同時に行うように構成されている。なお、圧力センサ13により測定される第1人工歯からの押圧力を、以下の説明において「咬合力」ともいい、圧力センサ13により測定される人工舌からの押圧力を、以下の説明において「舌圧」ともいい、その圧力分布を「舌圧分布」ともいう。 Then, as shown in FIG. 3, the sample to be measured or the model sample whose texture has been evaluated, which is arranged between the two artificial teeth, is pushed by the second artificial teeth 27, 28, 29, and the sample to be measured or the sample to be measured or A pressing force acts on the first artificial teeth 17, 18 and 19 via the model sample, and the pressing force is further transmitted to the pressure sensor 13 via the elastic member 23 and measured by the pressure sensor 13. At the same time, the sample to be measured or the model sample arranged between the artificial tongue 33 and the pressure sensor 13 is pushed by the artificial tongue 33, and the pressing pressure is measured by the pressure sensor 13. That is, the driving means 31 in this embodiment is configured to simultaneously perform pressing by the first artificial tooth and the second artificial tooth and pressing by the artificial tongue. The pressing force from the first artificial tooth measured by the pressure sensor 13 is also referred to as "occlusal force" in the following description, and the pressing force from the artificial tongue measured by the pressure sensor 13 is referred to as "pressing force from the artificial tongue" in the following description. It is also called "tongue pressure", and the pressure distribution is also called "tongue pressure distribution".

また、この実施形態の圧力センサ13は、センサ支持部11上に配置された1個のものからなり、人工歯による咬合力、及び、人工舌33による舌圧データの両方を、測定可能となっているが、圧力センサを複数設けて、人工歯による咬合力や、人工舌による舌圧データを、それぞれ測定する構成としてもよい。更に、第1人工歯及び第2人工歯は、それぞれ3個からなるが、1個や2個であってもよく、4個以上であってもよい。 Further, the pressure sensor 13 of this embodiment is composed of one one arranged on the sensor support portion 11, and can measure both the occlusal force by the artificial tooth and the tongue pressure data by the artificial tongue 33. However, a plurality of pressure sensors may be provided to measure the occlusal force of the artificial tooth and the tongue pressure data of the artificial tongue. Further, although the first artificial tooth and the second artificial tooth are each composed of three teeth, the number may be one or two, or four or more.

また、上記処理装置40は、上述したように、駆動手段31に所定タイミングで駆動信号を送ると共に、食感評価手段50を有している。この食感評価手段50は、第1人工歯17,18,19と第2人工歯27,28,29との間で、駆動手段31を介して被測定試料又はモデル試料を複数回押圧したときに、第1人工歯17,18,19にかかる押圧力の経時的変化を、圧力センサ13によって測定して得られる咬合力データ、及び、人工舌33と圧力センサ13との間で被測定試又はモデル試料を複数回押圧したときに、人工舌33にかかる押圧力の経時的変化を、圧力センサ13によって測定して得られる舌圧データに基づいて、食感を評価するものである。 Further, as described above, the processing device 40 sends a drive signal to the drive means 31 at a predetermined timing, and also has a texture evaluation means 50. When the texture evaluation means 50 presses the sample to be measured or the model sample a plurality of times between the first artificial teeth 17, 18, 19 and the second artificial teeth 27, 28, 29 via the driving means 31. In addition, the occlusal force data obtained by measuring the change over time of the pressing force applied to the first artificial teeth 17, 18 and 19 by the pressure sensor 13, and the test to be measured between the artificial tongue 33 and the pressure sensor 13. Alternatively, the texture is evaluated based on the tongue pressure data obtained by measuring the change with time of the pressing force applied to the artificial tongue 33 when the model sample is pressed a plurality of times by the pressure sensor 13.

図4に示すように、この実施形態における食感評価手段50は、圧力センサ13によって測定された咬合力データ及び舌圧データを記憶する、データ記憶部51と、該データ記憶部51に記憶された咬合力データ及び舌圧データに基づいて、被測定試料の特徴量を算出する特徴量算出部53と、該特徴量算出部53で算出された特徴量に基づいて、被測定試料の食感推定式を導出する食感推定式導出部55とを有している。この食感評価手段50は、ハードウェア的に実現してもよいし、ソフトウェア的に実現してもよい。 As shown in FIG. 4, the texture evaluation means 50 in this embodiment is stored in the data storage unit 51 and the data storage unit 51, which stores the occlusal force data and the tongue pressure data measured by the pressure sensor 13. The texture of the sample to be measured is based on the feature amount calculation unit 53 that calculates the feature amount of the sample to be measured based on the occlusal force data and the tongue pressure data, and the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 53. It has a texture estimation formula derivation unit 55 for deriving the estimation formula. The texture evaluation means 50 may be realized by hardware or software.

また、この実施形態における食感評価手段50には、モデル試料を用いて行った食感官能評価値と、圧力センサ13によって測定された咬合力データ及び舌圧データと、に基づいて導出された食感推定式があらかじめ設定されており、更に、本発明の食感評価方法は、被測定試料を用いて測定された咬合力データ及び舌圧データを、前記食感推定式に導入することで、被測定試料の食感を推定することができるようになっている。 Further, the texture evaluation means 50 in this embodiment was derived based on the texture sensory evaluation value performed using the model sample, the occlusal force data and the tongue pressure data measured by the pressure sensor 13. The texture estimation formula is set in advance, and further, the texture evaluation method of the present invention introduces the bite force data and the tongue pressure data measured using the sample to be measured into the texture estimation formula. , It is possible to estimate the texture of the sample to be measured.

次に、この実施形態における食感推定式の導出方法について、図5のフローチャートを参照して、より詳しく説明する。 Next, the method for deriving the texture estimation formula in this embodiment will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG.

今回、図6に示すような、6種類のドーナツ(A,B,C,D,E,F)を用意し、「サクサク感」、「ホロホロ感」、「ねっとり感」、「口どけ」の4つの食感について、食感推定式を導出し、得られた食感推定式を用いて前記4つの食感を推定した。 This time, we prepared 6 types of donuts (A, B, C, D, E, F) as shown in Fig. 6, and made them "crispy", "hollow", "sticky", and "melting". For the four textures, texture estimation formulas were derived, and the four textures were estimated using the obtained texture estimation formulas.

6種類の各ドーナツのそれぞれについて、後述する「(2)咬合力データ及び舌圧データ測定工程」の手順で、食塊状態I、食塊状態II、食塊状態IIIの、モデル試料を作製する。なお、図6に、作製された各モデル試料を示す。 For each of the six types of donuts, model samples of bolus state I, bolus state II, and bolus state III are prepared by the procedure of "(2) Bite force data and tongue pressure data measurement step" described later. .. Note that FIG. 6 shows each model sample produced.

図5の食感評価方法において、まず、モデル試料についてヒトによる官能評価を行って、食感官能評価値を取得する(ステップS1)。その後、各評価方法(後述のDA法、TDS法、TI法等)による、各食感官能項目(サクサク感、ホロホロ感、ねっとり感、口どけ等)について、それぞれ標準偏差を算出し、この標準偏差が所定値以上となったか否かを判定する(ステップS2)。なお、所定値以上となった項目を、システム10の食感推定式導出部55に入力する。 In the texture evaluation method of FIG. 5, first, a human sensory evaluation is performed on the model sample to obtain a texture sensory evaluation value (step S1). After that, the standard deviation is calculated for each texture sensory item (crispy feeling, fluffy feeling, sticky feeling, melting in the mouth, etc.) by each evaluation method (DA method, TDS method, TI method, etc. described later), and this standard. It is determined whether or not the deviation is equal to or greater than a predetermined value (step S2). The item having a predetermined value or more is input to the texture estimation formula derivation unit 55 of the system 10.

上述のステップと並列して、準備として所定の食塊状態I〜IIIのモデル試料を作製して、システム10の対応する第1人工歯と第2人工歯との間、及び、人工舌33と圧力センサ13との間にモデル試料をセットする。そして、駆動手段31を介して押圧部25を駆動させ、第1人工歯17,18,19及び人工舌33を圧力センサ13に対して近接離反させて、モデル試料を所定回数押圧し(ステップS3)、咬合力データ及び舌圧データを測定する(ステップS4)。その後、前記ステップS2で得られた官能評価値に基づいて、食感推定式を作成すべき測定データを選択し、同測定データに基づいて特徴量を抽出し、この特徴量に基づいて食感推定式を導出する(ステップS5)。 In parallel with the above steps, a model sample of predetermined bolus states I to III was prepared as a preparation, and between the corresponding first artificial tooth and the second artificial tooth of the system 10 and with the artificial tongue 33. A model sample is set between the pressure sensor 13 and the pressure sensor 13. Then, the pressing portion 25 is driven via the driving means 31, the first artificial teeth 17, 18, 19 and the artificial tongue 33 are moved away from each other with respect to the pressure sensor 13, and the model sample is pressed a predetermined number of times (step S3). ), The bite force data and the tongue pressure data are measured (step S4). After that, based on the sensory evaluation value obtained in step S2, measurement data for which a texture estimation formula should be created is selected, a feature amount is extracted based on the measurement data, and the texture is based on this feature amount. An estimation formula is derived (step S5).

また、この実施形態の食感評価手段50(図4参照)においては、(1)モデル試料についてヒトによる官能評価を行って、食感官能評価値を取得する工程(以下、「食感官能評価値取得工程」という)と、(2)モデル試料を押圧して、モデル試料の咬合力データ及び舌力データを測定する、咬合力データ及び舌圧データ測定工程と、(3)咬合力データ及び舌力データに基づいて食感推定式を導出する、食感推定式導出工程とがなされるようになっている。各工程について、以下に詳しく説明する。 Further, in the texture evaluation means 50 (see FIG. 4) of this embodiment, (1) a step of performing sensory evaluation by a human on a model sample and acquiring a texture sensory evaluation value (hereinafter, “texture sensory evaluation”). "Value acquisition process"), (2) occlusal force data and tongue pressure data measurement process that measures the occlusal force data and tongue force data of the model sample by pressing the model sample, and (3) occlusal force data and The texture estimation formula derivation process, which derives the texture estimation formula based on the tongue strength data, has been performed. Each step will be described in detail below.

(1)食感官能評価値取得工程
素材や製造方法の異なる食品(ここではドーナツ)について、食感官能評価値を取得する。具体的には、各食品(以下、「官能値測定試料」ともいう)について、ヒトが実際に喫食する官能評価試験により、官能評価値を取得する。官能評価値は、食感評価項目i(例えば、サクサク感(i=1)、ホロホロ感(i=2)、ねっとり感(i=3)、口どけ(i=4)等)ごとに設定する。
(1) Texture sensory evaluation value acquisition process Acquire texture sensory evaluation values for foods (here, donuts) with different materials and manufacturing methods. Specifically, for each food (hereinafter, also referred to as "sensory value measurement sample"), the sensory evaluation value is acquired by the sensory evaluation test actually eaten by humans. The sensory evaluation value is set for each texture evaluation item i (for example, crispy texture (i = 1), fluffy texture (i = 2), sticky texture (i = 3), mouthfeel (i = 4), etc.). ..

上記の「サクサク感」とは、食品が歯にあたる感じを意味し、「ホロホロ感」とは、食品が口の中で崩れる感じを意味し、「ねっとり感」とは、食品が口にまとわりつく感じや、食品が口の中でまとまっていく感じを意味し、「口どけ」とは、食品が唾液となじんで、口の中から速やかになくなっていく感じを意味する。なお、評価する食感としては、上記以外のものであってもよい。 The above-mentioned "crispy feeling" means the feeling that the food hits the teeth, the "hollow feeling" means the feeling that the food crumbles in the mouth, and the "sticky feeling" means the feeling that the food clings to the mouth. Or, it means the feeling that the food is gathered in the mouth, and "melting in the mouth" means the feeling that the food becomes familiar with saliva and quickly disappears from the mouth. The texture to be evaluated may be other than the above.

そして、各食感評価項目について、所定の食感評価手段で評価する。この実施形態では、周知の評価手段である、DA(Descriptive Analysis)法、TDS(Temporal Dominance Sensation)法、TI(Time Intensity)法によって、食感官能評価値を取得する。また、この実施形態では、試験員(パネリスト)は5名とし、食感評価項目の定義および強度について認識を合わせ、全員が同一軸で評価できるように訓練されたものとする。 Then, each texture evaluation item is evaluated by a predetermined texture evaluation means. In this embodiment, the texture sensory evaluation value is acquired by a well-known evaluation means, such as a DA (Descriptive Analysis) method, a TDS (Temporal Dominance Sensation) method, and a TI (Time Intensity) method. Further, in this embodiment, it is assumed that five examiners (panelists) are trained so that the definitions and strengths of the texture evaluation items are recognized and all can be evaluated on the same axis.

上記のDA法では、官能値測定試料を1口分試食する際に、食感評価項目(i=1〜4)のうち、1つの食感評価項目のみに注目して、対象食感の度合いを評価する。なお、上記食感評価項目iのうち、口どけ(i=4)は、このDA法のみで取得する。 In the above DA method, when tasting one mouthful of the sensory value measurement sample, the degree of the target texture is focused on only one texture evaluation item (i = 1 to 4). To evaluate. Of the texture evaluation items i, the mouthfeel (i = 4) is obtained only by this DA method.

上記のTDS法では、官能値測定試料を試食する過程において、最も印象的である食感評価項目(i=1〜3)の時間的変化を評価する。具体的には、試験開始5秒後に、1Hzのメトロノームに合わせて、官能値測定試料1口分の咀嚼を開始し、各時刻で最も印象が強い食感評価項目を選択することで、その時間的変化を時系列データとして記録する。試験員は、それぞれ自由に嚥下して試験を終了する。 In the above TDS method, in the process of tasting the sensory value measurement sample, the most impressive texture evaluation item (i = 1 to 3) is evaluated over time. Specifically, 5 seconds after the start of the test, chewing of one mouthful of the sensory value measurement sample was started in accordance with the 1 Hz metronome, and the texture evaluation item having the strongest impression at each time was selected for that time. Record changes as time series data. Each examiner swallows freely to complete the test.

上記のTI法では、官能値測定試料を試食する際に、1つの食感評価項目のみに注目し、その食感の時間的変化を評価する。具体的には、TDS法と同様の方法で官能値測定試料を咀嚼していき、対象食感の強度を評価して時系列データとして記録する。 In the above TI method, when tasting the sensory value measurement sample, attention is paid to only one texture evaluation item, and the temporal change of the texture is evaluated. Specifically, the sensory value measurement sample is chewed by the same method as the TDS method, the intensity of the target texture is evaluated, and it is recorded as time series data.

なお、ヒトの咀嚼においては、咀嚼が進行する(噛み砕く回数や押しつぶす回数が増加する)に連れて、食品の状態は時々刻々と変化する。このことを考慮して、咀嚼過程を準備期(0≦t≦5[s])、咀嚼期I(5≦t≦20[s])、咀嚼期II(20≦t≦35[s])、咀嚼期III(35≦t≦50[s])の4区間に分割する(咀嚼回数は、咀嚼期I<咀嚼期II<咀嚼期III)。後述するが、この実施形態では、上記のような咀嚼期I〜IIIの食塊状態を再現した、食塊状態I〜IIIのモデル試料を作製して、これらを本システム10による測定及び食感評価の対象とする。これに応じて、上記のTDS法及びTI法の官能評価値については、咀嚼期I〜IIIについて、それぞれ開始10秒間の平均値を、教師データとして用いる、食感官能評価値ni jとするものとする。 In human mastication, the state of food changes from moment to moment as the mastication progresses (the number of times of chewing and the number of times of crushing increase). In consideration of this, the mastication process is set in the preparatory stage (0 ≦ t ≦ 5 [s]), the mastication stage I (5 ≦ t ≦ 20 [s]), and the mastication stage II (20 ≦ t ≦ 35 [s]). , The mastication period III (35 ≦ t ≦ 50 [s]) is divided into four sections (the number of times of mastication is mastication period I <mastication period II <mastication period III). As will be described later, in this embodiment, model samples of the bolus states I to III that reproduce the bolus states of the chewing periods I to III as described above are prepared, and these are measured and textured by the present system 10. Be subject to evaluation. Correspondingly, regarding the sensory evaluation values of the above TDS method and TI method, the average value for 10 seconds after the start of each of the chewing periods I to III is used as the teacher data, and the texture sensory evaluation value n i j is used. It shall be.

また、各評価方法による、各食感官能項目iについて、それぞれ標準偏差を算出し、この標準偏差が所定値以上となった項目について、(3)食感推定式算出工程において食感推定式を導出するものとする。 In addition, the standard deviation is calculated for each texture sensory item i by each evaluation method, and for the items whose standard deviation is equal to or greater than the predetermined value, the texture estimation formula is used in the (3) texture estimation formula calculation process. It shall be derived.

(2)咬合力データ及び舌圧データ測定工程
まず、素材や製造方法の異なる食品(ここではドーナツ)について、上記官能評価における咀嚼期Iに対応した、未破砕のモデル試料(食塊状態Iのモデル試料)と、同咀嚼期II,IIIに対応した、破砕処理したモデル試料(食塊状態II,IIIのモデル試料)とを準備する。未破砕のモデル試料は、所定食品を所定の大きさに切り出して作製する。また、破砕処理したモデル試料は、所定食品を所定の大きさに切り出して、所定量の水を加え、ミキサー(例えば、岩谷産業株式会社製のクラッシュミルサー等)で所定時間破砕処理をした後、まとめて作製する。
(2) Bite force data and tongue pressure data measurement process First, for foods with different materials and manufacturing methods (here, donuts), an uncrushed model sample (of the bolus state I) corresponding to the masticatory period I in the above sensory evaluation. A model sample) and a crushed model sample (model sample of bolus states II and III) corresponding to the mastication stages II and III are prepared. The uncrushed model sample is prepared by cutting a predetermined food into a predetermined size. Further, the crushed model sample is obtained by cutting a predetermined food into a predetermined size, adding a predetermined amount of water, crushing the model sample with a mixer (for example, a crush miller manufactured by Iwatani Corporation) for a predetermined time, and then crushing the sample. Make all together.

具体的には、咀嚼期Iに対応した食塊状態Iのモデル試料は、食品を一口大の8g切り出して、未破砕のモデル試料を作製する(図6の食塊状態I参照)。咀嚼期IIに対応した食塊状態IIのモデル試料は、食品8gを切り出し、シリンジで水1.2mlを加え、ミキサーで0.5秒間破砕したものをまとめることで作製する(図6の食塊状態II参照)。咀嚼期IIIに対応した食塊状態IIIのモデル試料は、咀嚼期IIのモデル試料に、更に水1.2mlを加え、ミキサーで0.5秒間破砕したものをまとめることで作製する(図6の食塊状態III参照)。なお、上記の水分量および破砕時間は、ヒトが実際に食品を咀嚼した際の、唾液分泌量および食塊の触感を基に実験的に決定したものである。 Specifically, as the model sample of the bolus state I corresponding to the chewing period I, 8 g of a bite-sized food is cut out to prepare an uncrushed model sample (see the bolus state I of FIG. 6). A model sample of the bolus state II corresponding to the chewing stage II is prepared by cutting out 8 g of food, adding 1.2 ml of water with a syringe, and crushing the bolus for 0.5 seconds with a mixer (the bolus of FIG. 6). See state II). The model sample of the bolus state III corresponding to the mastication stage III is prepared by adding 1.2 ml of water to the model sample of the mastication stage II and crushing the sample for 0.5 seconds with a mixer (FIG. 6). See bolus state III). The above-mentioned water content and crushing time were experimentally determined based on the amount of saliva secreted and the tactile sensation of the bolus when a human actually chewed the food.

そして、図3に示すように、作製したモデル試料を二等分し、それぞれのモデル試料の中心が、第1人工歯17,18,19の中心、及び、人工舌33の中心と一致するように配置する。この状態で、上述したように、駆動手段31を介して押圧部25を駆動させることにより、第1人工歯17,18,19及び人工舌33が、圧力センサ13に対して近接離反させて、モデル試料を所定回数押圧することで、咬合力データ及び舌圧データを測定する。この実施形態におけるモデル試料は6種類の食品(図6に示したA,B,C,D,E,Fのドーナツ)であり、各種の食品について、食塊状態I、食塊状
態II、食塊状態IIIの3状態、すなわち、6種類×3状態=18種類の各モデル試料について、15回ずつの測定試験を実施する(総データ数Nは270)。
Then, as shown in FIG. 3, the prepared model sample is bisected so that the center of each model sample coincides with the centers of the first artificial teeth 17, 18 and 19 and the center of the artificial tongue 33. Place in. In this state, as described above, by driving the pressing portion 25 via the driving means 31, the first artificial teeth 17, 18, 19 and the artificial tongue 33 are brought close to and separated from the pressure sensor 13. By pressing the model sample a predetermined number of times, bite force data and tongue pressure data are measured. The model samples in this embodiment are six kinds of foods (a, B, C, D, E, and F donuts shown in FIG. 6), and for various foods, bolus state I, bolus state II, and food. A measurement test is carried out 15 times for each of the three states of the mass state III, that is, 6 types × 3 states = 18 types of model samples (total number of data N is 270).

また、上記の押圧部25の動作は、ヒトの咀嚼動作に基づき、下記の数式1に示すような正弦波状の軌道となるように設定する。
Further, the operation of the pressing portion 25 is set to have a sinusoidal trajectory as shown in the following mathematical formula 1 based on the human chewing operation.

なお、上記数式1において、hは第1人工歯及び第2人工歯の歯間距離、fは周波数、h0はオフセットである。この実施形態では、周波数fは1Hz、振幅αは、0≦t≦1/(2f)では15mm、1/(2f)≦t≦Tsでは5mmであり、オフセットh0は0.3mmである。また、咀嚼時間Tsは10s(1往復1sで、10往復する)である。 In the above formula 1, h is the interdental distance between the first artificial tooth and the second artificial tooth, f is the frequency, and h 0 is the offset. In this embodiment, the frequency f is 1 Hz, the amplitude α is 15 mm at 0 ≦ t ≦ 1 / (2f), 5 mm at 1 / (2f) ≦ t ≦ Ts, and the offset h 0 is 0.3 mm. The mastication time Ts is 10 s (1 round trip 1 s, 10 round trips).

咬合力データは、第1人工歯と第2人工歯との間で、モデル試料を複数回押圧したときに第1人工歯にかかる押圧力(咬合力)の経時的変化を、圧力センサ13によって測定して得られる。この実施形態の場合、第1人工歯17,18,19(以下、第1人工歯17をk=1、第1人工歯18をk=2、第1人工歯19をk=3として説明する)にかかる押圧力を、下記の数式2により、積分して算出する。
The bite force data is obtained by a pressure sensor 13 indicating a change over time in the pressing force (bite force) applied to the first artificial tooth when the model sample is pressed multiple times between the first artificial tooth and the second artificial tooth. Obtained by measurement. In the case of this embodiment, the first artificial tooth 17, 18, 19 (hereinafter, the first artificial tooth 17 will be described as k = 1, the first artificial tooth 18 will be described as k = 2, and the first artificial tooth 19 will be described as k = 3. ) Is integrated and calculated by the following mathematical formula 2.

上記数式2におけるAcは、圧力センサ13の一つのセル13aの面積1mm2であり、Pkm(m=1,...,Mk)は、各第1人工歯17,18,19の基部17a,18a,19aの底面と接触する、セル13aの圧力値である(Mkは、各歯に接触するセル数)。上記数式2のfk0を、仮咬合力とする。すなわち、図2に示すように、各第1人工歯17,18,19は、その外周面が、弾性部材23を介して、貫通孔21の内周に支持されているため、咬合力の一部は分散し、実際の咬合力よりも小さくなる。そのため、下記の数式3のキャリブレーション式で、咬合力fkを導出する。
Ac in the above formula 2 is an area of 1 mm 2 of one cell 13a of the pressure sensor 13, and P km (m = 1, ..., M k ) is the base of each of the first artificial teeth 17, 18, and 19. It is the pressure value of the cell 13a in contact with the bottom surfaces of 17a, 18a, 19a (M k is the number of cells in contact with each tooth). Let f k0 of the above formula 2 be a temporary bite force. That is, as shown in FIG. 2, since the outer peripheral surfaces of the first artificial teeth 17, 18, and 19 are supported by the inner circumference of the through hole 21 via the elastic member 23, one of the bite forces. The part is dispersed and becomes smaller than the actual bite force. Therefore, the bite force fx is derived by the calibration formula of the following formula 3.

なお、上記数式3における、bk2、bk1は、各第1人工歯17,18,19に対する係数パラメータであり、実験的に獲得されたものである。これらを下記表1に示す。
In addition, b k2 and b k1 in the above formula 3 are coefficient parameters for each of the first artificial teeth 17, 18 and 19, and were obtained experimentally. These are shown in Table 1 below.

一方、舌圧データは、人工舌33と圧力センサ13との間でモデル試料を複数回押圧したときに人工舌33にかかる押圧力(舌圧)の経時的変化を測定して得られる。この実施形態の場合、圧力センサ13の中でも、略円環状をなした環状支持部15の内側部分において測定されて得られたものであり、その分布を舌圧分布P(x,y)とする。 On the other hand, the tongue pressure data is obtained by measuring the time course of the pressing pressure (tongue pressure) applied to the artificial tongue 33 when the model sample is pressed a plurality of times between the artificial tongue 33 and the pressure sensor 13. In the case of this embodiment, the pressure sensor 13 is obtained by measuring in the inner portion of the annular support portion 15 having a substantially annular shape, and the distribution thereof is defined as the tongue pressure distribution P (x, y). ..

そして、上記の処理によって得られた咬合力fk(t)(k=1,2,3)、及び、舌圧分布P(x,y,t)を、食感評価手段50を構成するデータ記憶部51(図4参照)に記憶する。 Then, the bite force f k (t) (k = 1, 2, 3) and the tongue pressure distribution P (x, y, t) obtained by the above processing are used as data constituting the texture evaluation means 50. It is stored in the storage unit 51 (see FIG. 4).

測定された咬合力fk(t)に対して、3本の第1人工歯17,18,19の総咬合力fB(t)を、下記の数式4のように算出する。なお、以下の説明では、総咬合力を単に咬合力とする。
With respect to the measured bite force f k (t), the total bite force f B (t) of the three first artificial teeth 17, 18 and 19 is calculated by the following mathematical formula 4. In the following description, the total bite force is simply referred to as the bite force.

また、舌圧分布データについては,舌圧分布P(x,y,t)に加え,下記の数式5に示す舌力fT(t)を算出する。
For the tongue pressure distribution data, in addition to the tongue pressure distribution P (x, y, t), the tongue force f T (t) shown in the following mathematical formula 5 is calculated.

また、図7(a)には、第1人工歯及び人工舌の近接離反時の、歯間距離と時間との関係が示されている。同図7(a)に示すように、歯間距離付近では、実際の軌道が目標軌道に追従できていないが、図7(b)に示すように、咀嚼過程の咬合力、舌力、及び舌圧分布の変化を測定可能となっている。また、図8(a),(b)には、種類の異なるモデル試料について、咬合力と時間との関係、及び、舌力と時間との関係が示されている。 Further, FIG. 7A shows the relationship between the interdental distance and the time when the first artificial tooth and the artificial tongue are separated from each other. As shown in FIG. 7 (a), the actual trajectory cannot follow the target trajectory in the vicinity of the interdental distance, but as shown in FIG. 7 (b), the bite force, tongue force, and tongue force in the mastication process, and Changes in tongue pressure distribution can be measured. Further, FIGS. 8A and 8B show the relationship between the bite force and time and the relationship between the tongue force and time for different types of model samples.

(3)食感推定式導出工程
(特徴量の算出)
上記の咬合力データ及び舌圧データ測定工程により算出した、咬合力、舌力、舌圧分布から、食感推定式を導出するための、特徴量を抽出する。図8(a),(b)に示すように、咬合力及び舌力において、1ストローク中の最大値の時間的変化が、モデル試料の種類によって異なっており、舌圧分布の模様にも違いが見られる。この観点から、これらの違いを表す特徴量を設定する。
(3) Texture estimation formula derivation process (calculation of feature amount)
From the bite force, tongue force, and tongue pressure distribution calculated by the above-mentioned bite force data and tongue pressure data measurement steps, a feature amount for deriving a texture estimation formula is extracted. As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), the temporal change of the maximum value in one stroke in bite force and tongue force differs depending on the type of model sample, and the pattern of tongue pressure distribution also differs. Can be seen. From this point of view, the features that represent these differences are set.

すなわち、第1人工歯及び第2人工歯による1回目の押圧時にかかる押圧力の最大値(最大咬合力)をfB1、u回目の押圧時にかかる押圧力の最大値をfBu(uストローク目の最大咬合力)として咬合力の特徴量を算出し、以下の数式6,7,8に示す3つの特徴量x1,x2,x3を設定する。
That is, the maximum value (maximum bite force) of the pressing force applied during the first pressing by the first artificial tooth and the second artificial tooth is f B1 , and the maximum value of the pressing force applied during the u-th pressing is f Bu (u stroke). The feature amount of the bite force is calculated as the maximum bite force), and the three feature amounts x 1 , x 2 , and x 3 shown in the following formulas 6, 7, and 8 are set.

同様に、人工舌の1回目の押圧時にかかる押圧力の最大値(最大舌力)をfT1、u回目の押圧時にかかる押圧力の最大値をfTu(uストローク目の最大舌力)として舌圧の特徴量を算出し、以下の数式9,10,11に示す3つの特徴量x4,x5,x6を設定する。
Similarly, the maximum value of the pressing force (maximum tongue force) applied during the first pressing of the artificial tongue is f T1 , and the maximum value of the pressing force applied during the u-th pressing is f Tu (maximum tongue force of the u stroke). The characteristic amount of tongue pressure is calculated, and the three characteristic amounts x 4 , x 5 , and x 6 shown in the following formulas 9, 10 and 11 are set.

また、人工舌の1回目の押圧時に、押圧力の最大値を検出した時点の、圧力センサ13のセル面積をA1、u回目の押圧時に、押圧力の最大値を検出した時点の、圧力センサ13のセル面積をAuとして、以下の数式12,13に示す舌圧分布の第1特徴量x7,x8を設定する。
Also, during the first pressing of the artificial tongue, at the time of detection of the maximum value of the pressing force, the cell area of the pressure sensor 13 at the time of pressing the A 1, u th, at the time of detection of the maximum value of the pressing force, the pressure the cell area of the sensor 13 as a u, sets the first feature amount x 7, x 8 tongue pressure distribution shown in the following equation 12.

更に、人工舌の1回目の押圧時に、圧力センサ13が押圧力の最大値を検出した時点の、圧力の標準偏差をS1、u回目の押圧時に、圧力センサ13が押圧力の最大値を検出した時点の、圧力の標準偏差をS2として、以下の数式14,15に示す舌圧分布の第2特徴量x9,x10を設定する。
Further, the standard deviation of the pressure at the time when the pressure sensor 13 detects the maximum value of the pressing force at the first pressing of the artificial tongue is S 1 , and the pressure sensor 13 determines the maximum value of the pressing force at the time of the u-th pressing. Let S 2 be the standard deviation of the pressure at the time of detection, and set the second characteristic quantities x 9 and x 10 of the tongue pressure distribution shown in the following equations 14 and 15.

以上の特徴量x1〜x10は、各モデル試料について、各状態(食塊状態I〜III)ごとにそれぞれ設定する。すなわち、食塊状態Iにおける各モデル試料の咬合力、舌力、舌圧分布のデータから、10個の特徴量x1 I〜x10 Iを算出し、食塊状態IIにお
ける各モデル試料の咬合力、舌力、舌圧分布のデータから、10個の特徴量x1 II〜x10 IIを算出し、食塊状態IIIにおける、各モデル試料の咬合力、舌力、舌圧分布のデータから、10個の特徴量x1 III〜x10 IIIを算出する。
The above feature quantities x 1 to x 10 are set for each model sample for each state (food mass states I to III). That is, 10 feature quantities x 1 I to x 10 I are calculated from the data of the bite force, tongue force, and tongue pressure distribution of each model sample in the bolus state I, and the bite of each model sample in the bolus state II. From the data of force, tongue force, and tongue pressure distribution, 10 feature quantities x 1 II to x 10 II are calculated, and from the data of bite force, tongue force, and tongue pressure distribution of each model sample in the bolus state III. Calculate 10 feature quantities x 1 III to x 10 III .

(食感推定式の導出)
所定の食感評価手段により算出された特徴量に基づいて、所定の食感評価項目iについて、食感推定式を導出する。上記のDA法による官能評価値については、食感評価項目i(i=「1」のサクサク感、i=「2」のホロホロ感、i=「3」のねっとり感、i=「4」の口どけ)ごとに食感推定式を作成する。すなわち、食感官能評価値niを目的変数、各食塊状態I〜IIIについてそれぞれ10個の特徴量、合計で30個の特徴量x1 I〜x10 II、x1 II〜x10 II、x1 III〜x10 IIIを説明変数に設定し、重回
帰分析を行って、以下の数式16に示すような食感推定式を作成する。なお、下記の数式16において、a0は定数項、a1 I〜a10 IIIは偏回帰係数である。
(Derivation of texture estimation formula)
Based on the feature amount calculated by the predetermined texture evaluation means, a texture estimation formula is derived for the predetermined texture evaluation item i. Regarding the sensory evaluation value by the above DA method, the texture evaluation item i (i = "1" crispy feeling, i = "2" fluffy feeling, i = "3" sticky feeling, i = "4" Create a texture estimation formula for each mouthfeel). That is, the object variable texture sensory evaluation value n i, 10 pieces of feature quantities respectively for each bolus state I to III, the feature quantity of 30 in total x 1 I ~x 10 II, x 1 II ~x 10 II , X 1 III to x 10 III are set as explanatory variables, and multiple regression analysis is performed to create a texture estimation formula as shown in the following formula 16. In the following mathematical formula 16, a 0 is a constant term, and a 1 I to a 10 III are partial regression coefficients.

一方、上記のTDS法及びTI法による官能評価値については、食塊状態j(j=I〜III)ごとに、また、食感評価項目i(i=「1」のサクサク感、i=「2」のホロホロ感、i=「3」のねっとり感)ごとに、食感推定式を作成する。すなわち、食感官能評価値ni jを目的変数、各食塊状態I〜IIIにおける10個の特徴量x1 j〜x10 jを説明変数に設定し、重回帰分析を行って、以下の数式17に示すような食感推定式を作成する。なお、下記数式17において、a0は定数項、a1 j〜a10 jは偏回帰係数である。
On the other hand, regarding the sensory evaluation values by the TDS method and the TI method described above, for each bolus state j (j = I to III), and the texture evaluation item i (i = "1" crispy feeling, i = " A texture estimation formula is created for each (2) fluffy feeling and i = “3” sticky feeling). That is, the object variable texture sensory evaluation value n i j, and sets the 10 feature quantities x 1 j ~x ten j in each bolus state I~III the explanatory variables by performing multiple regression analysis, the following A texture estimation formula as shown in Equation 17 is created. In the following mathematical formula 17, a 0 is a constant term, and a 1 j to a 10 j are partial regression coefficients.

また、上記の数式16,17の食感推定式を作成後、偏回帰係数al j=0(j=I〜III、l=1〜10)の帰無仮説について検定を行い、危険率5%以上の特徴量が存在する場合、その中で最大の特徴量を除去して、再度重回帰分析を行う。この処理を、すべての特徴量の危険率が5%未満になるまで繰り返し、最終的な食感官能評価値の推定式を導出する。 In addition, after creating the texture estimation formulas of the above equations 16 and 17, the null hypothesis of the partial regression coefficient a l j = 0 (j = I to III, l = 1 to 10) is tested, and the risk rate is 5 If% or more of the features are present, the largest feature is removed and the multiple regression analysis is performed again. This process is repeated until the risk factor of all the features is less than 5%, and the final estimation formula of the texture sensory evaluation value is derived.

なお、この実施形態におけるモデル試料は、ドーナツとなっているが、例えば、固形状の食品であれば特に限定するものではなく、ベーカリー食品、畜肉加工品、米菓、揚げ物などが挙げられる。 The model sample in this embodiment is a donut, but the model sample is not particularly limited as long as it is a solid food, and examples thereof include bakery foods, processed meat products, rice crackers, and fried foods.

そして、この実施形態における食感評価手段50を用いた本発明の食感評価方法においては、被測定試料についても、上述したモデル試料と同様に、(2)咬合力データ及び舌圧データ測定工程、及び、(3)食感推定式導出工程で、被測定試料の咬合力データ及び舌圧データを測定するとともに、その特徴量を算出し、あらかじめ設定されているモデル試料の食感推定式に基づいて、被測定試料の特徴量を用いて、被測定試料の食感を推定するようになっている。 Then, in the texture evaluation method of the present invention using the texture evaluation means 50 in this embodiment, the measurement sample is also the same as the model sample described above, (2) occlusal force data and tongue pressure data measurement step. , And (3) In the process of deriving the texture estimation formula, the occlusal force data and tongue pressure data of the sample to be measured are measured, and the feature amount is calculated to obtain the texture estimation formula of the preset model sample. Based on this, the texture of the sample to be measured is estimated using the characteristic amount of the sample to be measured.

次に、上記構成からなる食感評価システム10及び食感評価方法の作用効果について説明する。 Next, the action and effect of the texture evaluation system 10 and the texture evaluation method having the above configuration will be described.

すなわち、このシステム10においては、(1)食感の評価がなされたモデル試料の食感官能評価値を得ると共に、このモデル試料について、(2)第1人工歯17,18,19と第2人工歯27,28,29の間でモデル試料を複数回押圧したときに、第1人工歯にかかる押圧力の経時的変化を、圧力センサ13によって測定して得られる咬合力データ、及び、人工舌33と圧力センサ13との間でモデル試料を複数回押圧したときに、人工舌33にかかる押圧力の経時的変化を、圧力センサ13によって測定して得られる舌圧データに基づいた食感推定式を導出し、このモデル試料の咬合力データ及び舌圧データから導出された食感推定式に基づいて、被測定試料の咬合力データと舌圧データを用いて、食感を推定することができる。そのため、例えば、ねっとり感や口どけ等の、従来食感推定が難しいとされた食感であっても、より実際の食感に近い評価を行うことができる。 That is, in this system 10, (1) the texture sensory evaluation value of the model sample whose texture has been evaluated is obtained, and (2) the first artificial teeth 17, 18, 19 and the second are obtained for this model sample. When the model sample is pressed multiple times between the artificial teeth 27, 28, and 29, the occlusal force data obtained by measuring the change with time of the pressing force applied to the first artificial tooth by the pressure sensor 13 and the artificial tooth and the artificial tooth. When the model sample is pressed multiple times between the tongue 33 and the pressure sensor 13, the texture of the artificial tongue 33 based on the tongue pressure data obtained by measuring the change over time in the pressing force applied to the artificial tongue 33 by the pressure sensor 13. Derivation of the estimation formula, and estimation of the texture using the bite force data and tongue pressure data of the sample to be measured based on the texture estimation formula derived from the bite force data and tongue pressure data of this model sample. Can be done. Therefore, for example, even if the texture is difficult to estimate in the past, such as a sticky texture or melting in the mouth, it is possible to evaluate the texture closer to the actual texture.

そして、上記食感評価方法においては、未破砕の被測定試料、及び、破砕処理した被測定試料のそれぞれについて、咬合力データと舌圧データとを得ることができるので、咀嚼によって変化する食品の状態を反映することができ、より実際に近い食感評価を行うことができる。 Then, in the above texture evaluation method, bite force data and tongue pressure data can be obtained for each of the uncrushed sample to be measured and the crushed sample to be measured, so that the food changes depending on chewing. The state can be reflected, and the texture can be evaluated more realistically.

また、この食感評価方法においては、破砕処理した被測定試料が、所定の咀嚼回数に対応した1種又は2種以上であることが好ましい。この実施形態では、所定の咀嚼回数の咀嚼期IIにおける、官能評価値測定試料に対応して、食塊状態IIIの被測定試料が作製され、咀嚼期IIよりも咀嚼回数が多い咀嚼期IIIにおける、官能評価値測定試料に対応して、食塊状態IIIの被測定試料が作製されている。そのため、咀嚼によって変化する食品の状態をより適切に反映して、食感評価を行うことができる。 Further, in this texture evaluation method, it is preferable that the sample to be crushed is one type or two or more types corresponding to a predetermined number of times of chewing. In this embodiment, a sample to be measured in the bolus state III is prepared corresponding to the sensory evaluation value measurement sample in the mastication period II having a predetermined number of mastications, and in the mastication period III in which the number of mastications is larger than that in the mastication period II. , A sample to be measured in the bolus state III has been prepared corresponding to the sample for measuring the sensory evaluation value. Therefore, the texture can be evaluated by more appropriately reflecting the state of the food that changes due to mastication.

更にこの実施形態における食感評価手段50は、第1人工歯17,18,19及び第2人工歯27,28,29による1回目の押圧時にかかる押圧力の最大値をfB1、u回目の押圧時にかかる押圧力の最大値をfBuとして咬合力の特徴量を算出し、人工舌33の1回目の押圧時にかかる押圧力の最大値をfT1、u回目の押圧時にかかる押圧力の最大値をfTuとして舌圧の特徴量を算出し、人工舌33の1回目の押圧時に押圧力の最大値を検出した時点の圧力センサ13のセル面積をA1、u回目の押圧時に押圧力の最大値を検出した時点の圧力センサ13のセル面積をAuとして、舌圧分布の第1特徴量を算出し、人工舌33の1回目の押圧時に圧力センサ13が押圧力の最大値を検出した時点の圧力の標準偏差をS1、u回目の押圧時に圧力センサ13が押圧力の最大値を検出した時点の圧力の標準偏差をS2として、舌圧分布の第2特徴量を算出し、咬合力の特徴量と、舌圧の特徴量と、舌圧分布の第1特徴量と、舌圧分布の第2特徴量とに基づいて食感の評価を行うように構成されている。そのため、被測定試料を複数回押圧して得られる咬合力データ及び舌圧データを、食感評価しやすい複数の特徴量に変換して、これらの特徴量に基づいて食感を推定することができ、より一層実際の食感に近い評価を行うことができる。 Further, the texture evaluation means 50 in this embodiment sets the maximum value of the pressing force applied at the time of the first pressing by the first artificial teeth 17, 18, 19 and the second artificial teeth 27, 28, 29 to f B1 , u. The characteristic amount of occlusal force is calculated with the maximum value of the pressing force applied during pressing as f Bu , and the maximum value of the pressing force applied during the first pressing of the artificial tongue 33 is f T1 , and the maximum value of the pressing force applied during the uth pressing. The characteristic amount of tongue pressure is calculated with the value as f Tu , and the cell area of the pressure sensor 13 at the time when the maximum value of the pressing pressure is detected at the first pressing of the artificial tongue 33 is A 1 , and the pressing pressure at the uth pressing. the cell area of the pressure sensor 13 at the time of detection of the maximum value of as a u, calculates the first feature quantity of tongue pressure distribution, the maximum value the pressure sensor 13 of the pressing force during the first pressing of the artificial tongue 33 The second feature amount of the tongue pressure distribution is calculated with the standard deviation of the pressure at the time of detection as S 1 and the standard deviation of the pressure at the time when the pressure sensor 13 detects the maximum value of the pressing pressure at the uth pressing as S 2. However, the texture is evaluated based on the occlusal force feature, the tongue pressure feature, the tongue pressure distribution first feature, and the tongue pressure distribution second feature. .. Therefore, the bite force data and the tongue pressure data obtained by pressing the sample to be measured a plurality of times can be converted into a plurality of feature quantities that are easy to evaluate the texture, and the texture can be estimated based on these feature quantities. It is possible to make an evaluation that is closer to the actual texture.

また、この実施形態のシステム10は、第1人工歯17,18,19及び第2人工歯27,28,29による押圧と、人工舌33による押圧とを、同時に行う駆動手段31を有している。そのため、第1人工歯17,18,19及び第2人工歯27,28,29による押圧と、人工舌33による押圧とを同時に行うことによって、実際の口腔内における咀嚼動作に近い測定データを得ることができる。 Further, the system 10 of this embodiment has a driving means 31 that simultaneously performs pressing by the first artificial teeth 17, 18, 19 and the second artificial teeth 27, 28, 29 and pressing by the artificial tongue 33. There is. Therefore, by simultaneously performing the pressing by the first artificial teeth 17, 18, 19 and the second artificial teeth 27, 28, 29 and the pressing by the artificial tongue 33, measurement data close to the actual masticatory movement in the oral cavity can be obtained. be able to.

更にこの実施形態においてシステム10においては、図2に示すように、第1人工歯17,18,19は、その基部17a,18a,19aを、弾性部材23を介して保持されており、この弾性部材23を介して、圧力センサ13に圧力を伝えるように構成されている。そのため、実際の歯茎にかかる押圧力に近い値として、押圧力を測定することができる。 Further, in the system 10 in this embodiment, as shown in FIG. 2, the first artificial teeth 17, 18, 19 have their bases 17a, 18a, 19a held via the elastic member 23, and the elasticity thereof. It is configured to transmit pressure to the pressure sensor 13 via the member 23. Therefore, the pressing force can be measured as a value close to the pressing force applied to the actual gums.

また、この実施形態のシステム10においては、複数の第1人工歯17,18,19及び第2人工歯27,28,29が、円弧状に配列されて対向配置されており、人工舌33は、複数の第2人工歯27,28,29の円弧状の配列の内側に配置されている。そのため、第1人工歯17,18,19や、第2人工歯27,28,29、人工舌33を、口腔内の歯の配列及び舌の配置により近づけることにより、実際の食感に近い押圧データを得ることができる。 Further, in the system 10 of this embodiment, a plurality of first artificial teeth 17, 18, 19 and second artificial teeth 27, 28, 29 are arranged in an arc shape and arranged to face each other, and the artificial tongue 33 is , A plurality of second artificial teeth 27, 28, 29 are arranged inside an arcuate array. Therefore, by bringing the first artificial teeth 17, 18, 19 and the second artificial teeth 27, 28, 29, and the artificial tongue 33 closer to the arrangement of the teeth and the arrangement of the tongue in the oral cavity, the pressing close to the actual texture. You can get the data.

(食感評価方法)
次に、本発明に係る食感評価方法について説明する。この実施形態における食感評価方法は、未破砕の被測定試料及び破砕処理した被測定試料を用意し、それぞれの試料を食感評価システム10によって測定して、それぞれの試料の咬合力データ及び舌圧データを得て、それぞれの試料の咬合力データ及び舌圧データに基づいて食感評価を行うものとなっている。また、この実施形態においては、破砕処理した被測定試料が、所定の咀嚼回数に対応した1種又は2種以上となっている。
(Texture evaluation method)
Next, the texture evaluation method according to the present invention will be described. In the texture evaluation method in this embodiment, an uncrushed sample to be measured and a crushed sample to be measured are prepared, each sample is measured by the texture evaluation system 10, and the occlusal force data and tongue of each sample are measured. The pressure data is obtained, and the texture is evaluated based on the occlusal force data and the tongue pressure data of each sample. Further, in this embodiment, the sample to be crushed is one type or two or more types corresponding to a predetermined number of times of chewing.

(官能評価及び推定すべき試料の選択)
モデル試料としての6種類の各ドーナツについて、上述した「(1)食感官能評価値取得工程」で説明した手順で、食感官能評価値を取得する。その結果を下記表2〜4に示す。表2がDA法による結果であり、表3がTDS法による結果であり、表4がTI法による結果である。
(Sensory evaluation and selection of samples to be estimated)
For each of the six types of donuts as a model sample, the texture sensory evaluation value is acquired by the procedure described in "(1) Texture sensory evaluation value acquisition step" described above. The results are shown in Tables 2-4 below. Table 2 shows the results by the DA method, Table 3 shows the results by the TDS method, and Table 4 shows the results by the TI method.

上記の表2〜4の結果のうち、食感官能評価値の標準偏差が極端に小さい場合、測定データに基づく食感推定式を作成する意義はない。すなわち、食感官能評価値の標準偏差が所定値以上の、食感評価項目についてのみ、食感推定式を導出する。ここでDA法においては、食感官能評価値の分布の標準偏差が0.1以上の評価項目を推定対象とし、全ての評価項目(サクサク、ホロホロ感、ねっとり感、口どけ)について推定する。また、TDS法においては、食感官能評価値の分布の標準偏差が10以上の評価項目を推定対象とし、食塊状態Iの「サクサク感」と「ホロホロ感」、食塊状態IIの「ねっとり感」、食塊状態IIIの「ねっとり感」について推定する。更にTI法においては、食感官能評価値の分布の標準偏差が0.1以上の評価項目を推定対象とし、食塊状態Iの「サクサク感」、食塊状態IIの「サクサク感」と「ねっとり感」、食塊状態IIIの「ねっとり感」について推定する。 Among the results in Tables 2 to 4 above, when the standard deviation of the texture sensory evaluation value is extremely small, it is meaningless to create a texture estimation formula based on the measurement data. That is, the texture estimation formula is derived only for the texture evaluation items in which the standard deviation of the texture sensory evaluation value is equal to or more than a predetermined value. Here, in the DA method, evaluation items having a standard deviation of the distribution of texture sensory evaluation values of 0.1 or more are targeted for estimation, and all evaluation items (crispy, fluffy feeling, sticky feeling, melting in the mouth) are estimated. Further, in the TDS method, evaluation items having a standard deviation of the distribution of the texture sensory evaluation value of 10 or more are estimated, and the “crispy feeling” and “hollow feeling” of the loaf state I and the “sticky feeling” of the loaf state II. Estimate the "feeling" and the "stickiness" of the loaf state III. Furthermore, in the TI method, evaluation items having a standard deviation of the distribution of texture sensory evaluation values of 0.1 or more are estimated, and the “crispy feeling” of the loaf state I and the “crispy feeling” and “crispy feeling” of the loaf state II are used. Estimate the "stickiness" and the "stickiness" of the loaf state III.

(特徴量の算出及び食感推定式の導出)
まず、各モデル試料について、上述した「(2)咬合力データ及び舌圧データ測定工程」で説明した手順で、咬合力データ及び舌圧データを測定する。その後、上述した「(3)食感推定式導出工程」で説明した手順で、上記数式6〜15に基づいて特徴量を算出したうえで、上記数式16,17に示す食感推定式を導出する。その結果を下記表5〜7に示す。表5がDA法による結果であり、表6がTDS法による結果であり、表7がTI法による結果である。なお、各表5〜7には、食感推定式における定数項及び偏回帰係数が記載されている。また、空欄は、al j=0を示している。なお、被測定試料についても、モデル試料と同様の手順で、咬合力データ及び舌圧データを測定した後、特徴量を算出する。
(Calculation of features and derivation of texture estimation formula)
First, for each model sample, the bite force data and the tongue pressure data are measured by the procedure described in "(2) Bite force data and tongue pressure data measurement step" described above. After that, the feature amount is calculated based on the above formulas 6 to 15 by the procedure described in the above-mentioned "(3) Texture estimation formula derivation step", and then the texture estimation formula shown in the above formulas 16 and 17 is derived. To do. The results are shown in Tables 5 to 7 below. Table 5 shows the results by the DA method, Table 6 shows the results by the TDS method, and Table 7 shows the results by the TI method. In addition, in each Table 5-7, the constant term and the partial regression coefficient in the texture estimation formula are described. Further, the blank indicates a l j = 0. For the sample to be measured, the feature amount is calculated after measuring the bite force data and the tongue pressure data in the same procedure as the model sample.

上記の表5〜7の結果及び上記の数式16,17に基づいて、各評価方法における各食感評価項目の、食感推定式を導出する。例えば、DA法による「サクサク感」の食感推定式は、下記の数式18のようになる。
Based on the results in Tables 5 to 7 above and the formulas 16 and 17 above, a texture estimation formula for each texture evaluation item in each evaluation method is derived. For example, the texture estimation formula for "crispy texture" by the DA method is as shown in the following formula 18.

(食感推定式を用いた食感の推定)
各モデル試料について算出した特徴量を、上記の数式18のように導出した、各評価方法における各食感評価項目の食感推定式に入力して、各モデル試料の食感推定値を算出した。そして、各食感推定値について、食感官能評価値と比較した。その結果が、図9〜11に示されている。図9には、DA法による結果が示されており、図10には、TDS法による結果が示されており、図11には、TI法による結果が示されている。また、図9〜11の各グラフにおいて、横軸は食感官能評価値、縦軸は食感推定値である。なお、各グラフには、推定精度を比較するための、決定係数R2の結果が併記されている。一般的に決定係数R2の値は0.49よりも大きければ食感推定値の食感官能評価値に対するあてはまりが良いとされる。そして、食感を推定したい被測定試料については、モデル試料について導出した食感推定式に、被測定試料の咬合力データ及び舌圧データから得られる特徴量を導入することによって、その食感を推定することができる。
(Estimation of texture using texture estimation formula)
The feature amount calculated for each model sample was input to the texture estimation formula of each texture evaluation item in each evaluation method derived as in the above formula 18, and the texture estimation value of each model sample was calculated. .. Then, each texture estimated value was compared with the texture sensory evaluation value. The results are shown in FIGS. 9-11. FIG. 9 shows the result by the DA method, FIG. 10 shows the result by the TDS method, and FIG. 11 shows the result by the TI method. Further, in each graph of FIGS. 9 to 11, the horizontal axis is the texture sensory evaluation value, and the vertical axis is the texture estimated value. The results of the coefficient of determination R 2 for comparing the estimation accuracy are also shown in each graph. Generally, if the value of the coefficient of determination R 2 is larger than 0.49, it is considered that the estimated texture value fits well with the texture sensory evaluation value. Then, for the sample to be measured for which the texture is to be estimated, the texture can be obtained by introducing the feature amount obtained from the bite force data and the tongue pressure data of the sample to be measured into the texture estimation formula derived for the model sample. Can be estimated.

(比較例による食感の推定)
本発明による、咬合力データ及び舌圧データの両者による食感推定の精度を比較するために、各モデル試料について、咬合力データのみで食感推定を行うと共に(比較例1)、舌圧データのみで食感推定を行った(比較例2)。すなわち、比較例1は、咬合力に関する特徴量(下付添え字1〜3)のみを使用して食感推定式を作成し、比較例2は、舌圧に関する特徴量(下付添え字4〜10)のみを使用して食感推定式を作成して、それぞれ食感推定を行っている。その結果が、図12に示されている。図12(a)には、DA法における決定係数を棒グラフにしたもの、図12(b)には、TDS法における決定係数を棒グラフにしたもの、図12(c)には、DA法における決定係数を棒グラフにしたものが示されており、各グラフには、咬合力データ及び舌圧データの両者による決定係数も併せて示されている。
(Estimation of texture by comparative example)
In order to compare the accuracy of texture estimation based on both bite force data and tongue pressure data according to the present invention, texture estimation is performed using only bite force data for each model sample (Comparative Example 1), and tongue pressure data. The texture was estimated only by using only (Comparative Example 2). That is, in Comparative Example 1, a texture estimation formula was created using only the feature amount related to bite force (subscripts 1 to 3), and in Comparative Example 2, the feature amount related to tongue pressure (subscript 4). A texture estimation formula is created using only 10), and the texture is estimated for each. The result is shown in FIG. FIG. 12 (a) is a bar graph of the coefficient of determination in the DA method, FIG. 12 (b) is a bar graph of the coefficient of determination in the TDS method, and FIG. 12 (c) is a determination in the DA method. A bar graph of the coefficients is shown, and each graph also shows the coefficient of determination based on both the bite force data and the tongue pressure data.

(食感推定値の精度)
各モデル試料の各食感推定値の精度について検討した。この推定精度は、官能評価値と推定値との間の決定係数R2で評価する。
(Accuracy of texture estimate)
The accuracy of each texture estimate of each model sample was examined. This estimation accuracy is evaluated by the coefficient of determination R 2 between the sensory evaluation value and the estimated value.

図9(a)〜(d)に示すDA法による4つの食感評価項目については、R2≧0.75の精度で推定できており、食感推定式による食感推定値の食感官能評価値に対するあてはまりが良いことが分かる。また、表5に示すように、DA法における各食感評価項目のすべての食感推定式について、咬合力データおよび舌圧データに基づく特徴量(それぞれ下付添え字1〜3及び4〜10)が含まれている。この結果は、歯と舌の両機能が活用されていることを意味する。また、図12(a)に示すように、全4種の食感評価項目について、両特徴量を用いた場合の決定係数が最も高い値となっており、人工歯及び人工舌の両者を有する本発明の有効性が確認できる。更に、表5に示すように、全4種の食感評価項目の推定式において,食塊状態I,II,IIIにおける特徴量(それぞれ上付添え字がI,II,III)が含まれており、前記食塊状態I,II,IIIが活用されていることを意味する。 The four texture evaluation items by the DA method shown in FIGS. 9 (a) to 9 (d) can be estimated with an accuracy of R 2 ≥ 0.75, and the texture sensation of the texture estimated value by the texture estimation formula. It can be seen that the fit to the evaluation value is good. In addition, as shown in Table 5, for all texture estimation formulas of each texture evaluation item in the DA method, feature quantities based on bite force data and tongue pressure data (subscripts 1 to 3 and 4 to 10, respectively). )It is included. This result means that both tooth and tongue functions are utilized. Further, as shown in FIG. 12A, the coefficient of determination when both feature amounts are used is the highest value for all four types of texture evaluation items, and both artificial teeth and artificial tongues are included. The effectiveness of the present invention can be confirmed. Furthermore, as shown in Table 5, in the estimation formulas of all four types of texture evaluation items, the feature amounts in the loaf states I, II, and III (the superscripts are I, II, and III, respectively) are included. This means that the bolus states I, II, and III are utilized.

一方、TDS法やTI法においては、図10(a),(b)及び図11(a)に示すように、食塊状態Iにおける食感推定はR2≧0.70の精度で推定できている。その反面、図10(c)や図11(b),(c)に示すように、食塊状態II,IIIにおける食感推定はR2<0.60の精度にとどまっている。したがって、水分を含む半固形の食塊状態II,IIIの特性を評価するための、適切な特徴量が設定されていなかったためと考えられる。これは、表6,7に示すように、推定式に含まれている特徴量、すなわち有効な特徴量が、2〜4個と少ないことからもわかる。ただし、図12(b),(c)に示すように、TDS法及びTI法による食感の推定結果においては、すべての食感評価項目について、咬合力データと舌圧データの両特徴量を用いた場合の決定係数が最も高い値となっている。すなわち、人工歯及び人工舌の両者を有する本発明の有効性が確認できる。 On the other hand, in the TDS method and the TI method, as shown in FIGS. 10 (a), 10 (b) and 11 (a), the texture estimation in the bolus state I can be estimated with an accuracy of R 2 ≥ 0.70. ing. On the other hand, as shown in FIGS. 10 (c), 11 (b), and 11 (c), the texture estimation in the loaf states II and III has an accuracy of R 2 <0.60. Therefore, it is probable that an appropriate feature amount for evaluating the characteristics of the semi-solid loaf states II and III containing water was not set. This can be seen from the fact that, as shown in Tables 6 and 7, the feature amounts included in the estimation formula, that is, the effective feature amounts are as small as 2 to 4. However, as shown in FIGS. 12 (b) and 12 (c), in the texture estimation results by the TDS method and the TI method, both the bite force data and the tongue pressure data feature amounts are used for all texture evaluation items. The coefficient of determination when used is the highest value. That is, the effectiveness of the present invention having both an artificial tooth and an artificial tongue can be confirmed.

(LOOCVによる推定精度の検証)
食感推定式の作製手法の妥当性を確認するために、周知のLeave−one−out交差検証(LOOCV)を用いた食感推定も実施した。推定値の計算手順は以下の通りである。すなわち、全データ(測定データと食感官能評価値のセット)をN個とすると、1個のデータを未知食塊データとして取り除く。残りのN−1個データを用いて、推定式を作成し、取り除いた1個のデータに対して食感官能評価値の推定値を算出する。この作業を全N個のデータそれぞれについて繰り返す。食感官能評価値は、DA法によって得た。
(Verification of estimation accuracy by LOOCV)
In order to confirm the validity of the method for producing the texture estimation formula, texture estimation using well-known Leave-one-out cross-validation (LOOCV) was also performed. The procedure for calculating the estimated value is as follows. That is, assuming that all the data (set of measurement data and texture sensory evaluation value) are N, one data is removed as unknown loaf data. An estimation formula is created using the remaining N-1 data, and the estimated value of the texture sensory evaluation value is calculated for the removed one data. This work is repeated for each of all N data. The texture sensory evaluation value was obtained by the DA method.

また、図14には、各モデル試料について、咬合力データ及び舌圧データの両者で食感推定を行ったもの(実施例)、咬合力データのみで食感推定を行ったもの(比較例1)、舌圧データのみで食感推定を行ったもの(比較例2)の、決定係数について比較した棒グラフが示されている。なお、図14は、DA法における決定係数を棒グラフにしたものである。図14に示すように、咬合力データ及び舌圧データの両者で食感推定を行った実施例における決定係数が、咬合力データのみで食感推定を行った比較例1や、舌圧データのみで食感推定を行った比較例2よりも大きく、本発明における食感推定式の妥当性が確認できた。 Further, in FIG. 14, for each model sample, the texture was estimated using both the bite force data and the tongue pressure data (Example), and the texture was estimated using only the bite force data (Comparative Example 1). ), A bar graph comparing the determination coefficients of the texture estimation performed only by the tongue pressure data (Comparative Example 2) is shown. Note that FIG. 14 is a bar graph showing the coefficient of determination in the DA method. As shown in FIG. 14, the determination coefficient in the example in which the texture was estimated using both the bite force data and the tongue pressure data is only the comparative example 1 in which the texture was estimated using only the bite force data and the tongue pressure data. It was larger than Comparative Example 2 in which the texture was estimated in, and the validity of the texture estimation formula in the present invention was confirmed.

(食感推定式に寄与する特徴量についての考察)
表5に示す、DA法における「口どけ」の食感推定式に寄与する特徴量について考察する。食塊状態Iにおいて、a7 I<0は、初回の舌圧面積が小さいほど「口どけ」が大きくなることに対応する。また、a10 I<0は、咀嚼が進むに連れ、舌圧分布の標準偏差が小さくなるほど「口どけ」が大きくなることに対応する。更に食塊状態IIにおいて、a1 II>0は、初回の咬合力の値が大きいほど「口どけ」が大きくなることに対応する。また、a6 II<0は、咀嚼が進むに連れて舌力が減少していくほど「口どけ」が大きくなることに対応する。食塊状態IIIにおいて、a3 III<0及びa8 III<0は、咀嚼が進むに連れて咬合力および舌圧面積が減少していくほど「口どけ」が大きくなることに対応する。以上の性質は、「咀嚼初期では壊れにくく歯応えがあるほど、咀嚼後期では歯応え・舌触りが無くなるほど、「口どけ」の推定値が大きくなる」と整理することができる。これは、ヒトが「口どけ」を評価する要因と直感的に一致している。このように本発明による食感推定、対象とする食感評価項目において口腔内でどのような現象が起き、何をヒトが感知しているか、物理的に解明するツールとなる可能性がある。
(Consideration of features that contribute to the texture estimation formula)
The features that contribute to the texture estimation formula of "mouth melting" in the DA method shown in Table 5 will be considered. In the bolus state I, a 7 I <0 corresponds to the smaller the initial tongue pressure area, the larger the “melting in the mouth”. In addition, a 10 I <0 corresponds to the fact that as the mastication progresses, the smaller the standard deviation of the tongue pressure distribution, the greater the “melting in the mouth”. Further, in the bolus state II, a 1 II > 0 corresponds to the larger the value of the initial bite force, the larger the “melting in the mouth”. In addition, a 6 II <0 corresponds to the fact that the “melting in the mouth” increases as the tongue strength decreases as the mastication progresses. In the bolus state III, a 3 III <0 and a 8 III <0 correspond to an increase in “melting in the mouth” as the bite force and tongue pressure area decrease as mastication progresses. The above properties can be summarized as "the more difficult it is to break in the early stage of mastication and the more chewy it is, and the less crunchy and texture it feels in the latter stage of mastication, the greater the estimated value of" melting in the mouth "." This is intuitively consistent with the factors that humans evaluate for "melting in the mouth." As described above, it may be a tool for physically elucidating what kind of phenomenon occurs in the oral cavity and what is perceived by humans in the texture estimation and the target texture evaluation item according to the present invention.

図15〜19には、本発明に係る食品評価システム及び食感評価方法の、他の実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。 FIGS. 15 to 19 show other embodiments of the food evaluation system and texture evaluation method according to the present invention. The same parts as those in the above embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図15に示すように、この実施形態の食品評価システム10A(以下、単に「システム10A」ともいう)は、環状支持部15A(本発明における「支持部」をなす)が略四角環状をなしている。すなわち、この環状支持部15Aは、互いに平行に配置された一対の側壁35,35と、これらの一対の側壁35,35の端部どうしを連結する一対の連結壁36,37とからなり、これらの壁によって、略長方形状の長孔16が形成されている。なお、一方の連結壁36は、他方の連結壁37よりも幅広に形成されている。 As shown in FIG. 15, in the food evaluation system 10A of this embodiment (hereinafter, also simply referred to as “system 10A”), the annular support portion 15A (which forms the “support portion” in the present invention) forms a substantially square ring. There is. That is, the annular support portion 15A is composed of a pair of side walls 35, 35 arranged parallel to each other and a pair of connecting walls 36, 37 connecting the ends of the pair of side walls 35, 35. A substantially rectangular elongated hole 16 is formed by the wall of the above. It should be noted that one connecting wall 36 is formed wider than the other connecting wall 37.

上記の幅広の連結壁36に、複数の第1人工歯17,18,19が、直線状をなすように配列されている。図16に示すように、連結壁36には、その長手方向に沿って所定間隔で複数の貫通孔21が形成されており、各貫通孔21の底部には、平板状をなした硬質部材38が、圧力センサ13の上面に当接した状態でそれぞれ載置されている。また、硬質部材38は、各第1人工歯17,18,19の基部17a,18a,19aの底面に固着されて、一体化している。更に、硬質部材38は、各第1人工歯17,18,19の基部17a,18a,19aの外径よりも一回り大きく形成されており、各貫通孔21の底部において抜け止め保持されるようになっている(図16参照)。 A plurality of first artificial teeth 17, 18, and 19 are arranged in a straight line on the wide connecting wall 36. As shown in FIG. 16, a plurality of through holes 21 are formed in the connecting wall 36 at predetermined intervals along the longitudinal direction thereof, and a flat plate-shaped hard member 38 is formed at the bottom of each through hole 21. Are placed in contact with the upper surface of the pressure sensor 13. Further, the hard member 38 is fixed to and integrated with the bottom surfaces of the bases 17a, 18a, 19a of the first artificial teeth 17, 18, 19. Further, the hard member 38 is formed to be one size larger than the outer diameter of the bases 17a, 18a, 19a of the first artificial teeth 17, 18, 19 so as to be held at the bottom of each through hole 21. (See FIG. 16).

また、硬質部材38は、第1人工歯17,18,19と同程度、或いは、それよりも硬い材料からなる。更に、各貫通孔21には、上記硬質部材38を介して、各第1人工歯17,18,19の基部17a,18a,19aがそれぞれ挿入されて保持されている。すなわち、この実施形態では、各第1人工歯17,18,19と、圧力センサ13との間に、硬質部材38が介在している。そのため、各第1人工歯17,18,19に押圧力が作用すると、その押圧力が、硬質部材38を介して圧力センサ13により検出されるようになっている。 Further, the hard member 38 is made of a material that is as hard as or harder than the first artificial teeth 17, 18, 19. Further, the base portions 17a, 18a, 19a of the first artificial teeth 17, 18, 19 are inserted and held in the through holes 21 via the hard member 38, respectively. That is, in this embodiment, the hard member 38 is interposed between the first artificial teeth 17, 18, 19 and the pressure sensor 13. Therefore, when a pressing force acts on the first artificial teeth 17, 18 and 19, the pressing force is detected by the pressure sensor 13 via the hard member 38.

また、圧力センサ13に対向配置される人工舌33Aは、環状支持部15Aに形成した長孔16に適合する略長方形状をなしており、長孔16に挿脱可能となっている。なお、環状支持部15Aに対向配置された押圧部25には、複数の第2人工歯27,28,29が、環状支持部15A側の第1人工歯17,18,19と整合する位置に設けられていると共に、上記の人工舌33Aが配置されている。また、このシステム10Aにおいても、前記システム10と同様に、複数の第2人工歯27,28,29が、複数の第1人工歯17,18,19の先端部17b,18b,19bに対して近接離反すると共に、人工舌33Aが圧力センサ13に対して近接離反するようになっている。 Further, the artificial tongue 33A arranged to face the pressure sensor 13 has a substantially rectangular shape that fits the elongated hole 16 formed in the annular support portion 15A, and can be inserted into and detached from the elongated hole 16. In the pressing portion 25 arranged to face the annular support portion 15A, a plurality of second artificial teeth 27, 28, 29 are located at positions consistent with the first artificial teeth 17, 18, 19 on the annular support portion 15A side. In addition to being provided, the artificial tongue 33A is arranged. Further, also in this system 10A, similarly to the system 10, a plurality of second artificial teeth 27, 28, 29 are provided with respect to the tip portions 17b, 18b, 19b of the plurality of first artificial teeth 17, 18, 19. The artificial tongue 33A is moved away from the pressure sensor 13 at the same time.

そして、この実施形態の食感評価システムにおいても、前記実施形態の食感評価システムと同様に、例えば、ねっとり感や口どけ等の、従来食感推定が難しいとされた食感であっても、より実際の食感に近い評価を行うことができる。 Further, in the texture evaluation system of this embodiment as well as the texture evaluation system of the above-described embodiment, even if the texture is conventionally considered to be difficult to estimate, such as a sticky texture or a melting in the mouth. , It is possible to evaluate the texture closer to the actual texture.

また、この実施形態のシステム10Aでは、第1人工歯17,18,19は、圧力センサ13に載置された支持部(ここでは環状支持部15A)により、その基部17a,18a,19aが支持されており(図16参照)、第1人工歯17,18,19にかかる圧力が、基部17a,18a,19aを介して圧力センサ13に伝達されるように構成されている。そのため、第1人工歯17a,18a,19aにかかる圧力が、基部17a,18a,19aを介して圧力センサ13に伝達されるので、圧力センサ13へ伝達される圧力の損失を少なくすることができる。 Further, in the system 10A of this embodiment, the first artificial teeth 17, 18 and 19 are supported by the base portions 17a, 18a and 19a by the support portion (here, the annular support portion 15A) mounted on the pressure sensor 13. (See FIG. 16), the pressure applied to the first artificial teeth 17, 18, 19 is configured to be transmitted to the pressure sensor 13 via the bases 17a, 18a, 19a. Therefore, the pressure applied to the first artificial teeth 17a, 18a, 19a is transmitted to the pressure sensor 13 via the bases 17a, 18a, 19a, so that the loss of pressure transmitted to the pressure sensor 13 can be reduced. ..

更にこの実施形態では、第1人工歯17,18,19は、その基部17a,18a,19aを、硬質部材38を介してそれぞれ保持されており、各硬質部材38を介して、圧力センサ13に圧力を伝えるように構成されている。そのため、第1人工歯17a,18a,19aにかかる押圧力が、硬い硬質部材38を介して圧力センサ13に伝達されるので、第1人工歯17a,18a,19aからの圧力を、その損失をより少なくして、圧力センサ13へ効率良く伝達することができる。 Further, in this embodiment, the first artificial teeth 17, 18, 19 have their bases 17a, 18a, 19a held via the hard member 38, respectively, and the pressure sensor 13 is held via the hard member 38. It is configured to transmit pressure. Therefore, the pressing force applied to the first artificial teeth 17a, 18a, 19a is transmitted to the pressure sensor 13 via the hard hard member 38, so that the pressure from the first artificial teeth 17a, 18a, 19a is lost. With less, it can be efficiently transmitted to the pressure sensor 13.

図18には、上記実施形態の食感評価システム10Aによって、2種類のドーナツG,Hを計測した際の、咬合力と舌力の計測結果が示されている。ドーナツG,Hは、それぞれ8gに切り出したものを、咀嚼0回目相当のドーナツとした。また、咀嚼が進行した状態の食塊を再現するため、ドーナツGは32gに切り出した後、4分割し、4.8mLの水を加えて馴染ませ、Trio Science社製の7段変速型ブレンダーを用いて、1速で2.4秒間破砕処理を行い、8gずつまとめて咀嚼が進行した状態の食塊を作成した。この食塊は、評価者3名により、ヒトが咀嚼したドーナツGの15回咀嚼後の状態と同質であることを確認した。 FIG. 18 shows the measurement results of the bite force and the tongue force when the two types of donuts G and H are measured by the texture evaluation system 10A of the above embodiment. The donuts G and H were cut into 8 g each and used as donuts equivalent to the 0th chewing. In addition, in order to reproduce the bolus in a state where mastication has progressed, donut G was cut into 32 g, divided into four, and 4.8 mL of water was added to blend them, and a 7-speed blender manufactured by Trio Science was used. Using this, a crushing treatment was carried out at 1st speed for 2.4 seconds, and 8 g of each bolus was prepared in a state where mastication had progressed. It was confirmed by three evaluators that this bolus was of the same quality as the state of donut G chewed by humans after 15 chews.

一方、ドーナツHは32gに切り出した後、5mm幅に輪切りし、さらに輪に向かって垂直方向から半分に分割した。更に、4.8mLの水を加えて馴染ませ、Trio Science社製の7段変速型ブレンダーを用いて、1速で1.8秒間破砕処理を行い、8gずつまとめて咀嚼が進行した状態の食塊を作成した。この食塊は、評価者3名により、ヒトが咀嚼したドーナツHの15回咀嚼後の状態と同質であることを確認した。 On the other hand, the donut H was cut into 32 g, sliced into 5 mm widths, and further divided into halves from the vertical direction toward the rings. Furthermore, 4.8 mL of water is added and blended, and a 7-speed blender manufactured by Trio Science is used to crush the food at 1st speed for 1.8 seconds, and 8 g of the food is chewed in batches. Created a lump. It was confirmed by three evaluators that this bolus was of the same quality as the state of donut H chewed by humans after 15 chews.

図18(a),(b)は、ドーナツGにおける、咀嚼0回目相当、及び、15回目目相当の食塊を、上記食感計測システム10Aを用いて計測した際のデータであり、(a)は咬合力と時間との関係を示すグラフであり、(b)は舌力と時間との関係を示すグラフである。 18 (a) and 18 (b) are data when the bolus corresponding to the 0th time and the 15th time of chewing in the donut G was measured by using the texture measurement system 10A, and (a). ) Is a graph showing the relationship between the bite force and time, and (b) is a graph showing the relationship between the tongue force and time.

図19(a),(b)は、ドーナツHにおける、咀嚼0回目相当、及び、15回目目相当の食塊を、上記食感計測システム10Aを用いて計測した際のデータであり、(a)は咬合力と時間との関係を示すグラフであり、(b)は舌力と時間との関係を示すグラフである。 19 (a) and 19 (b) are data when the bolus corresponding to the 0th time and the 15th time of chewing in the donut H was measured by using the texture measurement system 10A, and (a). ) Is a graph showing the relationship between the bite force and time, and (b) is a graph showing the relationship between the tongue force and time.

これらのデータを比較すると、ドーナツの種類(G,H)によって検知される咬合力、及び、舌力が異なっており、食塊の状態による差異が、計測データからも客観的に評価することができた。 Comparing these data, the bite force and tongue force detected by the type of donut (G, H) are different, and the difference depending on the state of the bolus can be objectively evaluated from the measurement data. did it.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、各種の変形実施形態が可能であり、そのような実施形態も本発明の範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modified embodiments are possible within the scope of the gist of the present invention, and such embodiments are also included in the scope of the present invention. ..

10,10A 食感評価システム(システム)
11 センサ支持部
13 圧力分布センサ(圧力センサ)
13a セル
15,15A 環状支持部
16 長孔
17,18,19 第1人工歯
17a,18a,19a 基部
17b,18b,19b 先端部
21 貫通孔
23 弾性部材
25 押圧部
25a ロッド
27,28,29 第2人工歯
31 駆動手段
33,33A 人工舌
35 側壁
36,37 連結壁
38 硬質部材
40 処理装置
50 食感評価手段
51 データ記憶部
53 特徴量算出部
55 食感推定式導出部
10,10A Texture evaluation system (system)
11 Sensor support 13 Pressure distribution sensor (pressure sensor)
13a Cell 15, 15A Circular support 16 Long holes 17, 18, 19 First artificial teeth 17a, 18a, 19a Base 17b, 18b, 19b Tip 21 Through hole 23 Elastic member 25 Pressing part 25a Rod 27, 28, 29 2 Artificial tooth 31 Driving means 33, 33A Artificial tongue 35 Side wall 36, 37 Connecting wall 38 Hard member 40 Processing device 50 Texture evaluation means 51 Data storage unit 53 Feature amount calculation unit 55 Texture estimation formula derivation unit

Claims (9)

圧力分布の経時的変化を計測する圧力分布センサと、
前記圧力分布センサ上に配置され、押圧力を前記圧力分布センサに伝えることが可能な第1人工歯と、
前記第1人工歯の先端部に対向配置され、前記第1人工歯に対して近接離反可能に配置された第2人工歯と、
前記圧力分布センサに対向配置され、該圧力分布センサに近接離反可能に配置された人工舌と、
前記第1人工歯と前記第2人工歯との間で、駆動手段を介して被測定試料を複数回押圧したときに、前記第1人工歯にかかる押圧力の経時的変化を、前記圧力分布センサによって測定して得られる咬合力データ、及び、前記人工舌と前記圧力分布センサとの間で前記被測定試料を複数回押圧したときに、前記人工舌にかかる押圧力の経時的変化を、前記圧力分布センサによって測定して得られる舌圧データに基づいて、食感を評価する食感評価手段と、を備えていることを特徴とする食感評価システム。
A pressure distribution sensor that measures changes in pressure distribution over time,
A first artificial tooth arranged on the pressure distribution sensor and capable of transmitting a pressing force to the pressure distribution sensor,
A second artificial tooth that is arranged to face the tip of the first artificial tooth and is arranged so as to be close to and separated from the first artificial tooth.
An artificial tongue that is placed facing the pressure distribution sensor and is placed so that it can be separated from the pressure distribution sensor.
When the sample to be measured is pressed a plurality of times between the first artificial tooth and the second artificial tooth via a driving means, the pressure distribution changes over time of the pressing force applied to the first artificial tooth. The occlusal force data measured by the sensor and the change over time in the pressing force applied to the artificial tongue when the sample to be measured is pressed a plurality of times between the artificial tongue and the pressure distribution sensor. A texture evaluation system including a texture evaluation means for evaluating a texture based on tongue pressure data measured by the pressure distribution sensor.
前記食感評価手段は、食感の評価がなされたモデル試料の食感官能評価値、及び、前記モデル試料の前記咬合力データ及び前記舌圧データから導出された食感推定式に基づいて、前記被測定試料の前記咬合力データ及び前記舌圧データを用いて、前記被測定試料の食感を評価する、請求項1に記載の食感評価システム。 The texture evaluation means is based on the texture sensory evaluation value of the model sample whose texture has been evaluated, and the texture estimation formula derived from the occlusal force data and the tongue pressure data of the model sample. The texture evaluation system according to claim 1, wherein the texture of the sample to be measured is evaluated by using the bite force data and the tongue pressure data of the sample to be measured. 前記食感評価手段は、前記第1人工歯及び前記第2人工歯による1回目の押圧時にかかる押圧力の最大値をfB1、u回目の押圧時にかかる押圧力の最大値をfBuとして咬合力の特徴量を算出し、
前記人工舌の1回目の押圧時にかかる押圧力の最大値をfT1、u回目の押圧時にかかる押圧力の最大値をfTuとして舌圧の特徴量を算出し、
前記人工舌の1回目の押圧時に押圧力の最大値を検出した時点の、前記圧力分布センサのセル面積をA1、u回目の押圧時に押圧力の最大値を検出した時点の、前記圧力分布センサのセル面積をAuとして、舌圧分布の第1特徴量を算出し、
前記人工舌の1回目の押圧時に前記圧力分布センサが押圧力の最大値を検出した時点の圧力の標準偏差をS1、u回目の押圧時に前記圧力分布センサが押圧力の最大値を検出した時点の圧力の標準偏差をS2として、舌圧分布の第2特徴量を算出し、
前記咬合力の特徴量と、前記舌圧の特徴量と、前記舌圧分布の第1特徴量と、前記舌圧分布の第2特徴量とに基づいて食感の評価を行う、請求項1又は2に記載の食感評価システム。
In the texture evaluation means, the maximum value of the pressing force applied during the first pressing by the first artificial tooth and the second artificial tooth is f B1 , and the maximum value of the pressing force applied during the u-th pressing is f Bu. Calculate the force feature and
The feature amount of tongue pressure was calculated by setting the maximum value of the pressing force applied during the first pressing of the artificial tongue as f T1 and the maximum value of the pressing force applied during the u-th pressing as f Tu .
The cell area of the pressure distribution sensor at the time when the maximum value of the pressing force is detected at the time of the first pressing of the artificial tongue is A 1 , and the pressure distribution at the time of detecting the maximum value of the pressing force at the time of the u-th pressing. the cell area of the sensor as a u, calculates the first feature quantity of tongue pressure distribution,
The pressure distribution sensor standard deviation of the pressure of time when the pressure distribution sensor during the first pressing of the artificial tongue detects a maximum value of the pressing force during the pressing of the S 1, u th detects a maximum value of the pressing force The second feature of the tongue pressure distribution was calculated with the standard deviation of the pressure at the time point as S 2 .
Claim 1 which evaluates the texture based on the characteristic amount of the bite force, the characteristic amount of the tongue pressure, the first characteristic amount of the tongue pressure distribution, and the second characteristic amount of the tongue pressure distribution. Or the texture evaluation system according to 2.
前記第1人工歯及び前記第2人工歯による押圧と、前記人工舌による押圧とを、同時に行う駆動手段を有している、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の食感評価システム。 The texture evaluation system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a driving means for simultaneously performing pressing by the first artificial tooth and the second artificial tooth and pressing by the artificial tongue. .. 前記第1人工歯は、その基部を、弾性部材を介して保持されており、該弾性部材を介して、前記圧力分布センサに圧力を伝えるように構成されている、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の食感評価システム。 Any of claims 1 to 4, wherein the base of the first artificial tooth is held via an elastic member, and the pressure is transmitted to the pressure distribution sensor via the elastic member. The texture evaluation system described in item 1. 前記第1人工歯は、前記圧力センサに載置された支持部により、その基部が支持されており、前記第1人工歯にかかる圧力が、前記基部を介して前記圧力分布センサに伝達されるように構成されている、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の食感評価システム。 The base of the first artificial tooth is supported by a support portion mounted on the pressure sensor, and the pressure applied to the first artificial tooth is transmitted to the pressure distribution sensor via the base. The texture evaluation system according to any one of claims 1 to 4, which is configured as described above. 前記第1人工歯及び前記第2人工歯は、それぞれ複数個のものが円弧状に配列されて対向配置されており、前記人工舌は、前記第2人工歯の前記円弧状の配列の内側に配置されている、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の食感評価システム。 A plurality of the first artificial tooth and the second artificial tooth are arranged in an arc shape and arranged to face each other, and the artificial tongue is inside the arc-shaped arrangement of the second artificial tooth. The texture evaluation system according to any one of claims 1 to 6, which is arranged. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の食感評価システムを用い、
未破砕の被測定試料及び破砕処理した被測定試料を用意し、
それぞれの試料を前記食感評価システムによって測定して、それぞれの試料の前記咬合力データ及び前記舌圧データを得て、
それぞれの試料の前記咬合力データ及び前記舌圧データに基づいて食感評価を行うことを特徴とする食感評価方法。
Using the texture evaluation system according to any one of claims 1 to 7,
Prepare an uncrushed sample to be measured and a crushed sample to be measured.
Each sample was measured by the texture evaluation system to obtain the bite force data and the tongue pressure data of each sample.
A texture evaluation method characterized in that texture evaluation is performed based on the bite force data and the tongue pressure data of each sample.
前記破砕処理した被測定試料が、所定の咀嚼回数に対応した1種又は2種以上である、請求項8に記載の食感評価方法。 The texture evaluation method according to claim 8, wherein the crushed sample to be measured is one type or two or more types corresponding to a predetermined number of times of chewing.
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