JP3355412B2

JP3355412B2 - 味覚センサ及び味覚センサ用有機膜

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Publication number: JP3355412B2
Application number: JP26954192A
Authority: JP
Inventors: 馨山藤; 潔都甲; 健司林; 秀和池崎; 理江子東久保; 勝史佐藤
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1992-09-12
Filing date: 1992-09-12
Publication date: 2002-12-09
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: JPH075147A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、人間の五感を代行で
きる人工的なセンサに係り、とくに味覚という、従来は
人工的なセンサでは代行できないとされた、ヒトの感覚
に代わるセンサあるいはトランスデューサと呼ばれる電
子素子に関する。

【０００２】

【用語の意味】味の基本要素として、塩味、甘味、苦
味、酸味、うま味があると言われていて、それぞれに程
度の大小があるものとされている。人間の感覚で評価で
きるこれらの味の違いは、あるいは、塩味なら塩味につ
いての（同種の）味の違いは、物理的に計測可能な量と
して把握できるものとし、計測可能な味または味の違い
（比較又は対比的な味）をここでは「アジ」と称するこ
ととする。

【０００３】

【従来の技術】従来は、例えば特開昭62−187252号公報
にあるように複数の味覚センサの出力値から測定対象物
における各原味（基本味）成分すなわち選択された呈味
物質の濃度を算出し、各濃度値を人の味覚に合った各原
味の強さを表す値に補正することでアジを測定してい
た。しかし、前記公報にいう味覚センサとは各基本味を
呈する物質を選択的に検出する化学センサまたは物理セ
ンサであり、具体的には塩味は食塩濃度計で、酸味は水
素イオン指数計で、甘味は測定対象物の液体の屈折率を
利用した糖度計であった。これらのセンサは選択的であ
るから例えば塩味の強さを測定しようとしている食塩濃
度計は食塩の濃度の測定はできるが、塩味を呈する他の
物質の濃度は測定できず、人の味覚に合うように補正す
るといっても限界があり、正しく感覚量で示すことは不
可能であった。色に例えてこれをいえば、単一の色しか
検知しないセンサを用いてカラーの結果を得ようとする
ようなものであった。

【０００４】同一出願人は、さきに「味覚センサ及びそ
の製造方法」について特許出願をすませた（特願平１−
190819号）。この出願の明細書及び図面には、疎水性の
部分と、親水性の部分とをもつ分子で成る脂質性物質
を、高分子のマトリックス内に定着させ、その表面に脂
質性分子の親水性部分が整列するような構造をもつ脂質
性分子膜が、アジのセンサ、すなわち、人間の味覚に代
わりうる味覚センサとなることを示した。

【０００５】前記脂質性分子膜の膜式図を、化学物の設
計法で使われている表現方法で表わしたものが図３であ
る。脂質性分子のうち円で示した球状部は親水基ａすな
わち親水性部位ａであり、それから原子配列が長く延び
る炭化水素の鎖構造ｂ（例えばアルキル基）がある。図
ではいずれの場合も２本の鎖が延びて一つの分子を表わ
しており、全体で分子群を構成している。この炭化水素
の鎖の部分は、疎水性部位ｂである。このような脂質性
分子群６が、膜部材７の表面のマトリックス８（表面の
構造、平面的なひろがりをもったミクロな構造）の中
に、一部はマトリックス内部に溶け込ませた形（例えば
図３の６′）で収容されている。その収容のされ方は、
親水性部位が表面に配列するようなものとなっている。

【０００６】この脂質性分子膜を用いて、マルチチャン
ネルの味覚センサとしたものが図５(a),(b) である。本
図ではマルチチャンネルのアレイ電極のうち三つの感応
部が示されている。図示の例では、基材１に 0.5mmφの
孔を貫通して、それに銀の丸棒を差し込み電極２とし
た。脂質性分子膜３は緩衝層４を介して電極２に接触す
るように基材１に張りつけている。

【０００７】前記マルチチャンネルの味覚センサを用い
たアジの測定系を図６に示す。呈味物質の水溶液を作
り、それを被測定溶液11とし、ビーカーのような容器12
に入れる。被測定溶液中に、前に述べたような、アクリ
ル板（基材）上に脂質膜と電極とを配置して作った味覚
センサアレイ13を入れた。使用前に、塩化カリウム 1m
mole／l 水溶液で電極電位を安定化した。図中、14−
１，……14−８は各々の脂質膜を黒点で示したものであ
る。測定の基準となる電位を発生する電極として参照電
極15を用意し、それを被測定溶液に入れる。味覚センサ
アレイ13と参照電極15とは所定の距離を隔てて設置す
る。参照電極15の表面には、緩衝層16として、塩化カリ
ウム 100m mole／l を寒天で固化したもので覆ってある
から、結局、電極系は銀２｜塩化銀｜脂質膜３(14)｜被
測定溶液12｜緩衝層（塩化カリウム 100m mole／l ）16
｜塩化銀｜銀２という構成となっている。

【０００８】脂質膜からの電気信号は、図では８チャン
ネルの信号となり、リード線17−１，……，17−８によ
ってそれぞれバッファ増幅器19−１，……，19−８に導
かれる。バッファ増幅器19の各出力は、アナログスイッ
チ（８チャンネル）20で選択されてＡ／Ｄ変換器21に加
えられる。参照電極15からの電気信号もリード線18を介
してＡ／Ｄ変換器21に加えられ、膜からの電位との差を
ディジタル信号に変換する。このディジタル信号はマイ
クロコンピュータ22で適当に処理され、またＸ−Ｙレコ
ーダ23で表示される。この例では、８チャンネルの味覚
センサが用いられ、各チャンネルは、人間の味覚を再現
できるような多くの味覚情報を得るために、それぞれア
ジに対して異なる応答特性を持つ表３に示すような脂質
を混入した脂質性分子膜で構成されている。

【０００９】

【表３】

【００１０】また、同一出願人は、「味覚センサおよび
その製造方法」（特願平３−020450号）及び「センサ」
（特願平３−122636号）の特許出願も済ませた。これら
の出願の明細書及び図面で先の出願（特願平１−190819
号）よりさらに人の味覚器官に近い分子膜を示した。前
記「味覚センサおよびその製造方法」（特願平３−0204
50号）では、この分子膜の材料として親水基と疎水基と
を有する両親媒性物質（脂質も含まれる）と呼ばれるも
のあるいはアルカロイド等の苦味物質を利用可能な分子
膜の構造を示した。この構造は、図４に示すように基板
１に設けられたベース膜９に両親媒性分子群６あるいは
苦味物質の分子群６が円で示される親水性の部位を外に
向けて整列し、単分子膜を構成している。そして、「セ
ンサ」（特願平３−122636号）では、基板電極に疎水基
等を直に化学結合した構成を示し、耐久性の向上した、
蔗糖等の非電解質に対する感度の向上したセンサを示し
た。

【００１１】同一出願人のこれらの明細書にいう味覚セ
ンサは正に味覚センサであって、人の味覚器官である舌
に近い物理化学的性質を持ち、呈味物質が異なっても同
様なアジであれば同様な出力が得られるし、異なるアジ
に対してもなんらかの出力が得られる。色に例えてこれ
をいえば、カラーで検出できるセンサである。

【００１２】前項で述べたように、例えば特開昭62−18
7252号公報にあるような、呈味物質を選択的に検出する
化学センサまたは物理センサを複数種類用いたアジの測
定では、被測定液に含まれる呈味物質を残らず検出する
のは困難であり、アジの検出がしきれないので、いかに
補正しても人の味覚に合うような測定結果は得られなか
った。

【００１３】一方、被測定液に含まれる呈味物質の種類
にかかわらず、アジを検出できる味覚センサを用いれ
ば、アジ検出の漏れはずっと少ないが、前記味覚センサ
の出力特性が非線形であるから、ある程度信号処理が複
雑で、学習データ数が膨大となり、ときに精度が悪い等
の問題があった。

【００１４】そこで、同一出願人は、さきに「アジ測定
方法」について特許出願をすませた（特願平３― 87598
号）。この出願の明細書及び図面では、前記味覚センサ
を用いたものでありながら、信号処理が簡単な、学習デ
ータ数が少なくて済む、精度の良いアジ測定方法を示
し、測定対象物に含まれる各基本味の強さを各基本味を
呈する物質を代表する代表呈味物質の濃度に換算した値
として求まることを示した。両親媒性物質または苦味物
質の分子膜を用いた味覚センサの出力は非線形であり、
それがために信号処理が複雑になるとされていたが、発
明者等は実験によりある限られた範囲内においては、各
基本味について味覚センサの出力が線形とみなせること
を発見した。この事実に基づいて下記の方法により前述
の課題を解決した。

【００１５】両親媒性物質または苦味物質の分子膜
を用いた味覚センサを複数使用し、まず始めに、測定範囲内における各味覚センサの各
基本味に対する感度を求め、次にで求めた感度を使って、各味覚センサの出力
からアジの強さを演算することとした。アジの強さは測
定対象物に含まれる各基本味について代表となる呈味物
質を決めて、その呈味物質の濃度に換算した値で求め
た。

【００１６】ある限られた範囲内においては、各基本味
について味覚センサの出力が線形とみなせるので、基準
液Ｅ0 と基準液Ｅ0 にある量の基本味Ａi を呈する物質
Ｂiを加えた感度測定用液を味覚センサＳj で測定すれ
ば、それらの出力から加えた基本味（を呈する物質の濃
度）に対する味覚センサＳj の感度Ｗijが求まる。

【００１７】そして、前記味覚センサＳj で基準液Ｅ0
及び被測定サンプル液Ｅs を測定し、味覚センサＳj の
出力Ｖj0及びＶjsと前記感度Ｗijを式(1) に代入して、
連立方程式を解けば各基本味（を呈する物質の濃度ｘi
）が求まる。Ｖjs−Ｖj0＝ΣＷij・log ( ｘi ／ｒi ） ………（１）（Σの範囲は i＝1 から mまで）ここでｒi は基準液Ｅ0 中の基本味Ａi を呈する物質Ｂ
i の濃度である。

【００１８】例えば、基本味Ａi を４種類（ i＝1,2,3,
4 ）、味覚センサＳj を８種類（ j＝1,2,3,4,5,6,7,8
）とすると、下記のような連立方程式が各被測定サン
プル液毎にたてられる。ここで、式（１）のlog ( ｘi
／ｒi ）はＸi と置く。Ｖ1s−Ｖ10＝Ｗ11Ｘ1 ＋Ｗ21Ｘ2 ＋Ｗ31Ｘ3 ＋Ｗ41Ｘ4 Ｖ2s−Ｖ20＝Ｗ12Ｘ1 ＋Ｗ22Ｘ2 ＋Ｗ32Ｘ3 ＋Ｗ42Ｘ4 Ｖ3s−Ｖ30＝Ｗ13Ｘ1 ＋Ｗ23Ｘ2 ＋Ｗ33Ｘ3 ＋Ｗ43Ｘ4 Ｖ4s−Ｖ40＝Ｗ14Ｘ1 ＋Ｗ24Ｘ2 ＋Ｗ34Ｘ3 ＋Ｗ44Ｘ4 Ｖ5s−Ｖ50＝Ｗ15Ｘ1 ＋Ｗ25Ｘ2 ＋Ｗ35Ｘ3 ＋Ｗ45Ｘ4 Ｖ6s−Ｖ60＝Ｗ16Ｘ1 ＋Ｗ26Ｘ2 ＋Ｗ36Ｘ3 ＋Ｗ46Ｘ4 Ｖ7s−Ｖ70＝Ｗ17Ｘ1 ＋Ｗ27Ｘ2 ＋Ｗ37Ｘ3 ＋Ｗ47Ｘ4 Ｖ8s−Ｖ80＝Ｗ18Ｘ1 ＋Ｗ28Ｘ2 ＋Ｗ38Ｘ3 ＋Ｗ48Ｘ4 この連立方程式を最小二乗法で解いて各基本味を呈する
物質の濃度ｘi が求まる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】これまでに述べたよう
な味覚センサや測定方法を用いることで、アジの測定が
比較的簡単に、かつ、精度よくできるようになったもの
の、まだ次のような問題があった。すなわち、前記味覚
センサの甘味に対する感度は塩味や酸味、苦味に対する
感度に比べて低く、前記連立方程式中の甘味の項が占め
るウエイトが小さいため、前記連立方程式を解いて得ら
れる甘味を呈する物質の濃度の誤差が大きくなってしま
うことである。この発明の目的は、前記問題を解決し、
測定誤差の少ないアジ情報（特に甘味に対する）の得ら
れる味覚センサ及び味覚センサ用有機膜を実現すること
である。

【００２０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、酸味と塩味は電解質によって呈される味であり、味
覚センサはそれら電解質の陽イオンや陰イオンに反応す
ることで酸味や塩味を検出しているということを利用
し、電解質の陽イオンや陰イオンに対する反応が実質的
に零となるようにした。

【００２１】すなわち、味覚センサを、電極と、該電極
の被測定溶液に接する側の面全体を覆って該電極に固定
され、かつ、被測定溶液に接する側に親水性部位を向け
た複数種類の両親媒性物質又は苦味物質の分子群とを備
えたものとし、前記複数種類の両親媒性物質又は苦味物
質の組合せと混合割合とを選ぶことにより、前記被測定
溶液に接する側に向けられた親水性部位の全電荷の和が
実質的に零となるように構成した。

【００２２】また、味覚センサ用有機膜を、親水性部位
と疎水性部位とを有する複数種類の両親媒性物質又は苦
味物質の分子群と、該両親媒性物質又は苦味物質の分子
群を収容し得るマトリックスを表面に有する膜とから構
成し、前記両親媒性物質又は苦味物質の分子群の少なく
とも一部は前記膜のマトリックス内にその親水性部位が
表面に配列するように収容され、かつ、前記複数種類の
両親媒性物質又は苦味物質の組合せと混合割合とを選ぶ
ことにより表面に配列した親水性部位の全電荷の和が実
質的に零となるように構成した。

【００２３】

【作用】酸味と塩味は電解質によって呈される味であ
り、味覚センサはそれら電解質の陽イオンや陰イオンに
反応することで酸味や塩味を検出している。従って、味
覚センサ用膜の表面の全電荷の和が零であれば、見掛け
上イオンには反応しない。つまり出力は零となる。

【００２４】

【実施例】この発明の味覚センサ及び味覚センサ用有機
膜を図１及び図２に示す。先に挙げた図３、図４に示す
従来の味覚センサ及び味覚センサ用膜との違いは、水溶
液中で正に帯電する苦味物質または両親媒性物質の分子
群６１（図１及び図２において親水性部位ａを白丸で示
す）と負に帯電する両親媒性物質の分子群６２（図１及
び図２において親水性部位ａを黒丸で示す）とが味覚セ
ンサまたは味覚センサ用有機膜全体として電荷が実質的
に零となるような割合で含まれていることである。この
発明に用いられる苦味物質及び両親媒性物質の例を水溶
液中での帯電の極性と共に表１にまとめた。

【００２５】

【表１】

【００２６】これらの両親媒性物質の分子構造上の特徴
は、図１〜図４の模式図に示したように、原子配列が長
手方向に延びる疎水性部位と、その長く延びた原子群の
一端部またはその近くに、親水性部位がある点を指摘で
きる。しかも、親水性部位として、リン酸基、アミノ
基、アンモニウム基、カルボキシル基、水酸基などが存
在する。

【００２７】前記苦味物質及び両親媒性物質の中から、
水溶液中で負に帯電するジオクチルフォスフェート（２
Ｃ₈ＰＯＯＨ）と水溶液中で正に帯電するトリオクチル
メチルアンモニウムクロライド（ＴＯＭＡ）とを用いて
実験を行った。２Ｃ₈ＰＯＯＨとＴＯＭＡの混合比は
１００：０、９０：１０、７０：３０、５０：５
０、４５：５５、４０：６０、３５：６５、３
０：７０とした。

【００２８】両親媒性物質を支持するマトリックスは、
容易に入手でき、取扱いも簡単な、熱可塑性のポリ塩化
ビニル（ＰＶＣ）を用いた。ＰＶＣは、テトラヒドロフ
ラン（ＴＨＦ）、ニトロベンゼン、シクロヘキサノン等
に溶け、可塑剤との混合比を変えることにより、軟質に
も、硬質にもすることができるから、用途に応じて使い
分けができる便利さがある上に、品質の安定性、成形の
容易さも特徴とされる。

【００２９】ＰＶＣ、可塑剤、両親媒性物質を概ね２：
３：１の重量比で混合する。可塑剤を添加しないと出来
上がりの有機膜が白濁していたり、不均一になったりし
て好ましくない。また、両親媒性物質・可塑剤の選び
方、混合する比率、混合の仕方によっても、出来上がっ
た有機膜に白濁や不均一を生ずることがある。可塑剤と
してフタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）、ジオクチルフェニ
ルフォスフォネート（ＤＯＰＰ）あるいはリン酸トリク
レシル（ＴＣＰ）を用い、前記混合比の両親媒性物質
（２Ｃ₈ＰＯＯＨとＴＯＭＡ）とＰＶＣとを混合したも
の約４００ｍｇを、ＴＨＦ１０ｃｃに溶解し、それを均
一な加熱された板上で約３０°Ｃに保つこと約２時間、
ＴＨＦを揮散させて、有機膜を形成した。こうして得ら
れた有機膜の厚さはほぼ２００μｍであった。ＴＨＦを
揮散させるには、室温で減圧しても目的を達成すること
はできるが、多少の加熱をするほうが、良い膜が得られ
るようである。

【００３０】この有機膜を約１０ｍｍｏｌｅ／ｌの食塩
水、あるいは塩化カリウム水溶液などの電解質溶液に１
分間ほど浸すと、両親媒性物質の持つ親水基が表面に整
列した分子配列が安定した状態で得られ、味覚センサと
しての機能を果たすものとなる。なお、苦味物質及び両
親媒性物質を固定するマトリックスを作る材料として
は、前記ＰＶＣの他に表２に掲げる物質がある。

【００３１】

【表２】

【００３２】前記方法で作製した有機膜を用いてマルチ
チャンネル型の味覚センサとした。マルチチャンネル型
の味覚センサは図５(a) 、(b) のようなものであり、ま
た、このマルチチャンネル型の味覚センサを用いたアジ
の測定系は図６に示すものである。いずれも〔従来の技
術〕の欄に述べた通りである。

【００３３】マルチチャンネル型の味覚センサは８チャ
ンネルであり、１〜８チャンネルにはそれぞれ前記２Ｃ
₈ＰＯＯＨとＴＯＭＡの混合比１００：０、９０：
１０、７０：３０、５０：５０、４５：５５、
４０：６０、３５：６５、３０：７０の有機膜を用
いている。被測定溶液としては、酸味を呈する物質とし
て酒石酸、塩味を呈する物質として塩化ナトリウムを選
び、それらの水溶液を用いた。

【００３４】この実験から得られた結果を図７(a) 、
(b) に示す。図７(a) は酒石酸に対する応答パターンで
あり、図７(b) は塩化ナトリウムに対する応答パターン
である。これらは、濃度によるパターンの変化を示した
もので上方にあるパターンが高濃度のときのものであ
る。混合した両親媒性物質は前述のように、リン酸基を
親水基として持つジオクチルフォスフェート（２Ｃ₈Ｐ
ＯＯＨ）とアンモニウム基を親水基として持つトリオク
チルメチルアンモニウムクロライド（ＴＯＭＡ）であ
る。水溶液中では２Ｃ₈ＰＯＯＨは負に帯電し、ＴＯＭ
Ａは正に帯電する。

【００３５】従って、２Ｃ₈ＰＯＯＨのみを混入した膜
（チャンネル１）は、酒石酸（酸味）の水素イオン、Ｎ
ａＣｌ（塩味）のナトリウムイオンいずれにも応答す
る。一方、２Ｃ₈ＰＯＯＨとＴＯＭＡを等量混入した膜
（チャンネル４）は水溶液中での表面電荷の和は零であ
るためナトリウムイオンにはわずかしか応答しない。し
かし、水素イオンは吸着性があるため膜電位を変化させ
る。図７(b) から２Ｃ₈ＰＯＯＨとＴＯＭＡの比を（４
７〜４８）：（５３〜５２）とすれば塩味に応答しない
有機膜が得られることがわかる。

【００３６】酸味あるいは塩味に応答しない有機膜を作
製するときの苦味物質または両親媒性物質の種類と混合
比について述べる。２Ｃ８ＰＯＯＨとＴＯＭＡの例から
わかるように、水溶液中で負に帯電する両親媒性物質と
正に帯電する苦味物質または両親媒性物質とを等量混入
すれば塩味に応答しない有機膜を作製できるというわけ
ではない。例えば、苦味物質または両親媒性物質は種類
によって、水溶液中でイオンとなる割合（解離度）、解
離した苦味物質または両親媒性物質の単位量あたりの塩
味を呈する物質のイオンと結合する親水基の電荷の量、
苦味物質または両親媒性物質の有機膜表面への配列のし
易さ等が異なる。そして、有機膜の水溶液中での表面電
荷は、これらの要因が総合されて決定する。苦味物質ま
たは両親媒性物質が水溶液中で正に帯電するか、負に帯
電するかについては表１に挙げたように参考となるデー
タがあるが、他の要因についてのデータはないので、前
述のように苦味物質または両親媒性物質の混合比を変え
て実験し最適な混合比を求めることになる。

【００３７】また、塩味に応答しない有機膜の場合は、
有機膜の水溶液中での表面電荷の和が零であればよいの
であるが、酸味に応答しない有機膜の場合は、酸味を呈
する物質がイオン化したとき陽イオンである水素イオン
はペアとなっていた陰イオンより約１００倍位有機膜の
親水基と結びつく力が強いので、表面の電荷が水素イオ
ンの吸着する負の電荷１に対して、正の電荷約１００と
なるように苦味物質または両親媒性物質の種類と混合比
を選ぶことになる。

【００３８】前述の実施例は、従来の技術の項で挙げた
同一出願人の先願「味覚センサ及びその製造方法」（特
願平１−190819号）の味覚センサ用脂質膜にこの発明を
適用したものであるが、同じく同一出願人の先願である
「味覚センサおよびその製造方法」（特願平３−020450
号）及び「センサ」（特願平３−122636号）で開示した
味覚センサにも適用することができる。

【００３９】上記の実験のほかにも発明者らは、相互作
用の再現について併せて実験し、次のような事実を発見
した。いずれも有用な発明を生むものであり、ここに開
示する。まずはじめに考察すべきことは、人間が感じる
食品の味についてである。酸味と塩味は電解質によって
呈される味であるため、電位応答を測定する現在の味覚
センサでは、苦味とともに測定が容易な味質である。そ
こで、単独の味の質であれば、５基本味へのマルチチャ
ンネルセンサのパターンに適当な処理を施すことにより
定量化が可能である。しかしながら、我々が普段口にす
る食品の味は様々な味が混合されたものである。味物質
は混合することにより影響を及ぼしあい、各々を単独に
口にした場合とは味の強度が異なってしまう。このよう
な味の相互作用は、官能検査により検証されている。し
かし、大脳という最終段階の処理を経た後のあいまいな
感覚により定量化されるため、その相互作用の程度は検
査により様々な結果が得られており、一般法則はない。
つまり、単独味であればいくつかの定量化された尺度を
目安とすることができるが、混合味、即ち一般の食品に
対しては定量化の指標とすべき値や法則はない。そこで
次のような段階を踏むことによって味の定量化が可能と
なる。

【００４０】第１は、マルチチャンネル型脂質膜センサ
により味を測定することが可能であることが示唆されて
いるので、まずこのセンサの膜電位応答のふるまいを生
物の味受容器応答電位に近づけることである。そのため
には、アジに対する特性の異なる複数の脂質を混合して
作製した脂質膜を使用し、膜電位応答のふるまいと生物
の味受容器応答電位との比較を行った。これが図８であ
り、混入した脂質はアゾレクチン（大豆より抽出したレ
シチン）と２Ｃ₈ＰＯＯＨである。比較に用いたものは
ラットの味細胞の受容器電位である。図８より、ここで
用いている膜が生体系と非常によく似たふるまいをして
おり、閾値なども生体系とほぼ一致していることがわか
る。このように、脂質膜の組成を調整することで、膜の
応答特性を受容器電位とほとんど同じにすることができ
る。ここでは、いずれもアゾレクチンと２Ｃ₈ＰＯＯＨ
の混合膜を示したが、生物が持つ味受容細胞の受容特性
は非常に多様であり、このように膜組成の調整により生
物に対応する膜を作製することが可能であることが判明
した。このような組成を変えた脂質膜を多数用意するこ
とで、ラット以外の動物（ヒトを含む）の受容器レベル
の味の応答パターンと同じ情報をもつセンサの出力パタ
ーンを得ることが可能となる。

【００４１】第２は、脂質の混合比を連続的に変化させ
た膜を用いて酸味（酒石酸）と塩味（ＮａＣｌ）を測定
した、前述の実験結果（図７(a) 、(b) ）から、酸味の
特徴はチャンネル１〜４は横一直線のパターンとなり、
塩味はチャンネル１〜８で右下がりのパターンとなるこ
とがわかる。このパターンの特徴を利用することによ
り、酸味あるいは塩味の強さを計算した。ここで、チャ
ンネル１，４，８の電位をそれぞれＶ1 ，Ｖ4 ，Ｖ8 と
し、それらの値が酸味度あるいは塩味度を表しており、
それらの相乗平均を酸味度あるいは塩味度と仮に定義す
る。すなわち、酸味度＝√（Ｖ1 ・Ｖ4 ）……………（２）塩味度＝√（Ｖ1 ・Ｖ8 ）……………（３）とする。図９は酒石酸（酸味）とＮａＣｌ（塩味）の混
合溶液に対するパターンの一例であるが、式（２）を用
いて酸味度を求めると図１０のようになる。図１０より
塩味を加えた場合に、酸味は単独のときよりも強くなっ
ている。これは、ヒトの味覚において酸味と塩味が強調
しあうという味の相互作用の結果と一致する。また、図
１１に式（２）より求めた種々の酸味物質の強さと、ヒ
トの感覚との対応を示す。図１１より、センサとヒトの
感覚値が１対１に対応し、このセンサがヒトの味覚をか
なり再現できていることがわかる。

【００４２】

【発明の効果】酸味あるいは塩味が電解質によって呈さ
れる味であることに着目し、水溶液中で親水基が正の電
荷を持つ苦味物質、正の電荷を持つ両親媒性物質、負の
電荷を持つ両親媒性物質とを適当な割合で混合すること
で、その表面の電荷を調整した味覚センサ及び味覚セン
サ用有機膜が得られた。これらの味覚センサまたは味覚
センサ用有機膜を用いることで、アジに対する情報量が
増える。とりわけ、その測定が難しいとされる甘味に対
して有効であり、アジの情報を処理して各基本味の強さ
を求めようとするときに、酸味あるいは塩味に対して無
感度の膜を用いることで、例えば、アジの連立方程式中
の甘味の項のウエイトを大きくして、甘味の強さの測定
誤差を小さくすることができる。

【００４３】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の味覚センサ用有機膜の断面を示す模
式図。

【図２】この発明の味覚センサの断面を示す模式図。

【図３】従来の味覚センサ用有機膜の断面を示す模式
図。

【図４】従来の味覚センサの断面を示す模式図。

【図５】味覚センサの模式図であり、(a) は正面図、
(b) は断面図。

【図６】アジの測定系を示す図。

【図７】濃度によるパターンの変化を示す図であり、
(a) は酒石酸（酸味）、(b) は塩化ナトリウム（塩味）
の濃度によるパターンの変化を示す図。

【図８】味覚センサの電位応答とラットの味受容器電位
応答とを比較した図であり、(a) は塩酸（酸味）、(b)
は塩化ナトリウム（塩味）、(c) は塩酸キニーネに対す
る電位応答の図。

【図９】塩化ナトリウムに酒石酸を加えた混合溶液に対
する応答パターンを示す図。

【図１０】塩味混合による酸味度の変化を示す図。

【図１１】味覚センサの出力と人間の感覚値とを比較し
た結果を示す図。

【符号の説明】

１基材（基板）２電極３脂質膜４緩衝膜５リード線６両親媒性物質又は苦味物質の分子群７膜部材８マトリックス９ベース膜１１被測定溶液１２容器１３味覚センサアレイ１４各々の脂質膜（黒点で示す）１５参照電極１６緩衝層１７リード線１８リード線１９バッファ増幅器２０アナログスイッチ２１Ａ／Ｄ変換器２２マイクロコンピュータ２３Ｘ−Ｙレコーダ２４接地電位６１正に帯電する両親媒性物質または苦味物質の分子
群６２負に帯電する両親媒性物質の分子群

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者林健司鹿児島県鹿児島市下伊敷町3315番地伊敷東住宅１−503 (72)発明者池崎秀和東京都港区南麻布五丁目10番27号アンリツ株式会社内 (72)発明者東久保理江子東京都港区南麻布五丁目10番27号アンリツ株式会社内 (72)発明者佐藤勝史東京都港区南麻布五丁目10番27号アンリツ株式会社内 (56)参考文献特開平４−238263（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 27/333 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電極（２）と、該電極の被測定溶液に接する側の面全体を覆って該電極
に固定され、かつ、水溶液中で正に帯電する苦味物質、
正に帯電する両親媒性物質、負に帯電する両親媒性物質
の分子群のうちの正に帯電する分子群と負に帯電する分
子群とが、被測定溶液に接する側に向けた親水性部位の
全電荷の和が実質的に零となる割合で含まれている有機
膜とを備えた味覚センサ。
【請求項２】マトリックスを表面に有する膜（７）
と、親水性部位（ａ）と疎水性部位（ｂ）とを有し、前記膜
のマトリックス内に前記親水性部位が表面に配列するよ
うに収容された分子群とを備え、前記分子群には、水溶液中で正に帯電する苦味物質、正
に帯電する両親媒性物質、負に帯電する両親媒性物質の
分子群のうちの正に帯電する分子群と負に帯電する分子
群とが、表面に配列した親水性部位の全電荷の和が実質
的に零となる割合で含まれていることを特徴とする味覚
センサ用有機膜。