DE69122807T2 - Methode zur Geschmackserkennung für die detaillierte Unterscheidung von Substanzen mit guter Reproduzierbarkeit unter Verwendung von künstlichen Lipidmembranen - Google Patents
Methode zur Geschmackserkennung für die detaillierte Unterscheidung von Substanzen mit guter Reproduzierbarkeit unter Verwendung von künstlichen LipidmembranenInfo
- Publication number
- DE69122807T2 DE69122807T2 DE69122807T DE69122807T DE69122807T2 DE 69122807 T2 DE69122807 T2 DE 69122807T2 DE 69122807 T DE69122807 T DE 69122807T DE 69122807 T DE69122807 T DE 69122807T DE 69122807 T2 DE69122807 T2 DE 69122807T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- taste
- reference solution
- samples
- sample
- potential
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 235000019640 taste Nutrition 0.000 title claims description 177
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims description 72
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 title claims description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 38
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 title description 12
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 title description 2
- 239000012088 reference solution Substances 0.000 claims description 67
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 60
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 30
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 4
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 claims description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 claims 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 29
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 9
- 230000014860 sensory perception of taste Effects 0.000 description 7
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 5
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 3
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 235000020007 pale lager Nutrition 0.000 description 3
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011496 sports drink Nutrition 0.000 description 3
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 235000013334 alcoholic beverage Nutrition 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 150000002433 hydrophilic molecules Chemical class 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 230000005653 Brownian motion process Effects 0.000 description 1
- 241000206672 Gelidium Species 0.000 description 1
- GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N N-[2-(1H-indol-3-yl)ethyl]-N-methylprop-2-en-1-amine Chemical compound CN(CCC1=CNC2=C1C=CC=C2)CC=C GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010419 agar Nutrition 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- -1 anionic lipid Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 235000019658 bitter taste Nutrition 0.000 description 1
- 238000005537 brownian motion Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000015095 lager Nutrition 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 235000019583 umami taste Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0001—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00 by organoleptic means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/02—Food
- G01N33/14—Beverages
- G01N33/146—Beverages containing alcohol
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/817—Enzyme or microbe electrode
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum Erfassen von Geschmack unter Verwendung von künstlichen Lipidmembranen.
- Außerdem betrifft die Erfindung eine Technik zum Erfassen und Messen eines Unterschieds im Geschmack von Getränken und Nahrungsmitteln, der bisher mit einem künstlichen Sensor schwer zu messen ist, durch Verwendung eines Sensors, der den Geschmackssinn als einen der fünf Sinne des Menschen ersetzen kann.
- Ferner betrifft die Erfindung eine Technik zum Erfassen eines Unterschieds im Geschmack von Nahrungsmitteln, beispielsweise Getränken und alkoholischen Getränken. Die Erfindung betrifft also eine Technik, die eine Qualitätskontrolle von Getränken und Alkoholika bei den Herstellern durch ein automatisiertes Maschinensystem ohne Einsatz menschlicher Arbeit ermöglicht.
- Es heißt, daß fundamentale Geschmackselemente aus Salzig, Süß, Bitter, Sauer und "Umami" bestehen. Diese Elemente haben jeweils unterschiedliche Grade. Es wird davon ausgegangen, daß ein Unterschied zwischen diesen Geschmacksrichtungen, der durch menschliche Sinne beurteilt werden kann, oder ein Unterschied zwischen verschiedenen Graden desselben Geschmacks, beispielsweise Salzig, der durch menschliche Sinne beurteilt werden kann, als physikalisch meßbarer Wert erfaßt werden kann und daß ein meßbarer Geschmack oder ein meßbarer Geschmacksunterschied (vergleichsweiser oder relativer Geschmack) in der vorliegenden Beschreibung als Geschmack bezeichnet wird.
- Die Anmelder haben bereits eine Patentanmeldung für eine Erfindung mit dem Titel "Taste Sensing System Using Artificial Lipid Membranes" eingereicht, die als EP-A-410 356 veröffentlicht wurde. Die Beschreibung und ihre beigefügten Zeichnungen zeigen, daß eine Lipidmolekülmembran mit einer Matrixstruktur, in der ein Lipidmaterial, das hydrophobe Moleküle und hydrophile Moleküle aufweist, in einer Polymermatrix fixiert ist und die hydrophilen Moleküle des Lipids in der Matrixoberfläche angeordnet sind, als Geschmackssensor dienen kann, der den menschlichen Geschmackssinn ersetzen kann.
- Ein solcher Geschmackssensor wird nachstehend kurz dargestellt.
- Fig. 9 zeigt eine schematische Ansicht der Bildung einer solchen Lipidmolekülmembran durch ein Expressionsverfahren, das bei einem Verfahren zur Gestaltung einer chemischen Substanz verwendet wird. Jedes in Fig. 9 gezeigte Lipidmolekül weist folgendes auf: eine hydrophile Gruppe a, d. h. einen hydrophilen Bereich a, der durch einen kugelförmigen Bereich, welcher durch einen Kreis angedeutet ist, repräsentiert ist, und eine Kettenstruktur b (beispielsweise eine Alkylgruppe) eines Kohlenwasserstoffs, in dem sich eine Atomanordnung erstreckt. In Fig. 9 erstrecken sich zwei Ketten, um ein Molekül zu repräsentieren, so daß sie insgesamt eine Molekülgruppe bilden. Dieser Kettenbereich des Kohlenwasserstoffs ist ein hydrophober Bereich b. Diese Lipidmoleküle 31 sind in einer Oberflächenstruktur einer Matrix 33 eines Membranmaterials 32, d. h. in der Oberfläche einer planaren breiten Mikrostruktur und im Inneren der Matrix 33 aufgenommen, so daß sie darin gelöst sind (beispielsweise 31' in Fig. 9). Die Moleküle 31 sind derart aufgenommen, daß die hydrophilen Bereiche an der Oberfläche angeordnet sind.
- Die Fig. 10A und 10B zeigen einen Mehrkanal-Geschmackssensor, der von einer solchem Lipidmolekülmembran Gebrauch macht. Die Fig. 10A und 10B zeigen drei Erfassungsteile oder Meßbereiche von Mehrkanal-Elektroden.
- In den Fig. 10A und 10B sind Löcher, die einen Durchmesser von 1,5 mm haben, in einem Grundmaterial gebildet, und Silberstäbe sind in die Löcher eingesetzt, um Elektroden zu bilden. Die Lipidmolekülmembran ist auf das Grundelement aufgebracht, so daß sie mit den Elektroden durch eine Pufferschicht in Kontakt steht.
- Fig. 11 zeigt ein Geschmacksmeßsystem, bei dem der vorstehend beschriebene Mehrkanal-Geschmackssensor verwendet wird.
- Eine wäßrige Lösung aus Geschmackssubstanzen wurde hergestellt und als eine zu messende Lösung 11 in ein Gefäß 12 wie etwa einen Becher eingebracht. Eine Geschmackssensoranordnung 13, die durch Anordnen von Lipidmembranen und Elektroden auf einer Acrylplatte (Grundelement) wie vorstehend beschrieben, hergestellt worden war, wurde in jede zu messende Lösung 11 eingebracht. Bevor die Sensoranordnung 13 verwendet wurde, wurde ein Elektrodenpotential durch Tränken mit einer wäßrigen Lösung aus Kaliumchlorid mit einer Konzentration von 1 mmol/l stabilisiert. In Fig. 11 repräsentieren schwarze Punkte 14-1, ..., 14-8 die Lipidmembranen.
- Eine Referenzelektrode 15 wurde als Elektrode zum Erzeugen eines Referenz-Meßpotentials hergestellt und in die zu messende Lösung eingebracht. Die Geschmackssensoranordnung 13 und die Referenzelektrode 15 wurden um einen vorbestimmten Abstand voneinander getrennt. Die Oberfläche der Elektrode 15 war mit einem Material bedeckt, das durch Fixieren von Kaliumchlorid einer Konzentration von 100 mmol/l in Agar-Agar als eine Pufferschicht 16 hergestellt war. Daher besteht das Elektrodensystem aus: Silber 2 Suberchlorid 4 Lipidmembran 3 (14) zu messender Lösung 11 Pufferschicht (Kaliumchlorid 100 mmol/l) 16 Silberchlorid 4 Silber 2.
- Elektrische Signale von den Lipidmembranen werden als 8-Kanal- Signale jeweils Pufferverstärkern 19-1, ..., 19-8 über Leitungsdrähte 17-1, ..., 17-8 zugeführt. Ausgangssignale der Pufferverstärker 19 werden von einem Analogschalter (8-Kanal) 20 ausgewählt und in einen A/D-Wandler 21 eingegeben. Ein elektrisches Signal von der Referenzelektrode 15 wird als Referenzpotential ebenfalls dem A/D-Wandler 21 über einen Leitungsdraht 18 zugeführt. Eine Differenz zwischen dem Referenzpotential und einem Potential von der Membran wird in ein Digitalsignal umgewandelt, um in einem Mikrocomputer 22 verarbeitet und äuf einem X-Y-Koordinatenschreiber 23 angezeigt zu werden.
- Bei diesem Beispiel wird ein 8-Kanal-Geschmackssensor verwendet. Die Kanäle weisen eine Lipidmolekülmembran auf, die in Tabelle 1 gezeigt ist, wobei die Kanäle verschiedene Ansprechcharakteristiken in bezug auf einen Geschmack haben, so daß eine große Menge an Geschmacksinformation erhalten wird, um so den menschliche Geschmackssinn zu reproduzieren. Tabelle 1
- Es wird angenommen, daß eine Elektrode des Geschmackssensors ein Potentialprofil, wie in Fig. 12 gezeigt, hat. In Fig. 12 ist ein Intramembran-Potentialgradient als 0 ausgedrückt (positive und negative Ladungen sind in der Membran gleichmäßig verteilt).
- Wenn ein Geschmack durch Anwendung der vorstehend beschriebenen Lipidmolekülmembran (die einfach auch als Lipidmembran bezeichnet wird) zu erfassen und zu messen ist, sind verschiedene neue Gegenmaßnahmen erforderlich.
- Wenn beispielsweise eine Geschmacksqualitätskontrolle durchzuführen ist, um Nahrungsmittel mit nur geringfüg unterschiedlichem Geschmack zu unterscheiden oder um Nahrungsmittel herzustellen, deren nur geringfügig unterschiedlicher Geschmack unterschieden werden muß, wird daher eine Differenz zwischen Geschmackssensorausgangssignalen klein. Aus diesem Grund muß ein durch den Sensor erhaltener Meßwert gut reproduzierbar sein, und ein Meßwert darf sich nicht ändern.
- Mit der herkömmlichen Geschmacksmessung, bei der die vorstehend beschriebene Lipidmembran verwendet wird, können solche neuen Anforderungen jedoch nicht befriedigt werden.
- Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein neues und verbessertes Verfahren zur Geschmackserfassung bereitzustellen, das künstliche Lipidmembranen verwendet, die den Geschmack von Substanzen mit hoher Reproduzierbarkeit genau unterscheiden können.
- Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zum getrennten Erfassen des jeweiligen Geschmacks einer Vielzahl von gleichartigen Proben unter Anwendung eines Geschmackssensors, der eine Lipidmembran verwendet, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- (a) Bereitstellen einer Referenzlösung, die einen Geschmack hat, der mit dem Geschmack von einer der Proben der Vielzahl von Proben identisch oder ähnlich ist;
- (b) Messen der Referenzlösung unter Anwendung des Geschmackssensors, um einen gemessenen Potentialwert V0 zu erhalten;
- (c) Messen einer der Proben der Vielzahl von Proben unter Anwendung des Geschmackssensors, um einen gemessenen Potentialwert Vi zu erhalten; und
- (d) Berechnen eines relativen Werts Vi - V0 eines Referenzwerts der Probe aus dem gemessenen Potentialwert V0 der Referenzlösung und dem gemessenen Potentialwert Vi der Probe, wobei
- die Schritte (b) bis (d) für jede der Vielzahl von Proben wiederholt ausgeführt werden.
- Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zum individuellen Erfassen des jeweiligen Geschmacks einer Vielzahl von ähnlichen Proben unter Anwendung eines Geschmackssensors, der eine Lipidmembran verwendet, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- (a) Bereitstellen einer Referenzlösung, die einen Geschmack hat, der mit einem Geschmack von einer der Proben der Vielzahl von Proben identisch oder gleichartig ist;
- (b) Messen einer der Proben der Vielzahl von Proben unter Anwendung des Geschmackssensors, um einen gemessenen Potentialwert Vi zu erhalten;
- (c) Messen der Referenzlösung unter Anwendung des Geschmackssensors, um einen gemessenen Potentialwert V0 zu erhalten; und
- (d) Berechnen eines relativen Werts Vi - V0 eines Referenzwerts der Probe aus dem gemessenen Potentialwert V0 der Referenzlösung und dem gemessenen Potentialwert Vi der Probe, wobei
- die Schritte (b) bis (d) für jede der Vielzahl von Proben wiederholt ausgeführt werden.
- Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Erfassen des Geschmacks einer Probe bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- Vorspannen eines Geschmackssensors, der eine Lipidmembran aufweist, die ein Potentialansprechverhalten repräsentiert als Reaktion auf den Geschmack der Probe, durch Eintauchen des Geschmackssensors in eine Referenzlösung, die einen Geschmack hat, der dem Geschmack der Probe ähnlich ist;
- periodisches Stimulieren des Geschmackssensors durch intermittierendes Eintauchen des Geschmackssensors in die Referenzlösung oder die Probe und Entfernen des Geschmackssensors daraus für eine vorbestimmte Anzahl von Malen;
- synchrones Messen des Potentialansprechverhaltens des Geschmackssensors in bezug auf die Referenzlösung und die Probe im wesentlichen zu dem gleichen Zeitpunkt wie dem, zu dem ein Membranpotential des Geschmackssensors eine Stabilisierungstendenz während des Stimulationsschritts zeigt; und
- Auswerten des Geschmacks der Probe nach dem Meßschritt in Abhängigkeit von einem relativen Wert zwischen einem Potentialansprechverhalten des Geschmackssensors in bezug auf die Referenzlösung und einem Potentialansprechverhalten des Geschmackssensors in bezug auf die Probe.
- Die Erfindung wird aus der nachstehenden genauen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, wobei
- Fig. 1A, 1E und 1C Flußdiagramme von Meßschritten sind, wobei Fig 1A ein Flußdiagram der Meßschritte der Erfindung ist, Fig. 1B ein Flußdiagramm eines Beispiels der Meßschritte ist, die in den Schritten 2, 4 und 5 der Meßschritte der Erfindung gemeinsam angewandt werden, und Fig. 1C ein Flußdiagramm der herkömmlichen Meßschritte ist;
- Fig. 1D ein Blockschaltbild eines Geschmackserfassungssystems ist, das bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung angewandt wird;
- Fig. 2A, 2B und 2C Potentialprofile von Geschmackssensorelektroden zeigen;
- Fig. 3A und 3B schematisch das durch das herkömmliche Meßverfahren erhaltene Meßergebnis zeigen, wobei Fig. 3A schematisch das Meßergebnis mittels gemessener Potentiale zeigt und Fig. 3B schematisch das Meßergebnis mittels Potentialdifferenzen zwischen Potentialen von Probenlösungen und einem Potential der Referenzlösung bei jeder Messung zeigt;
- Fig. 4A und 4B schematisch das durch das Meßverfahren der Erfindung erhaltene Meßergebnis zeigen, wobei Fig. 4A das Meßergebnis mittels der gemessenen Potentiale zeigt und Fig. 4B schematisch das Meßergebnis mittels Potentialdifferenz zwischen Potentialen von Probenlösungen und einem Potential der Referenzlösung bei jeder Messung zeigt;
- Fig. 5A und 5B die Anderungen des Oberflächenpotentials und des Intramembranpotentials über die Zeit zeigen;
- Fig. 6 die Meßschritte gemäß der Erfindung zeigt;
- Fig. 7A und 7B Intramembran-Potentialansprechverläufe in bezug auf Sportgetränke zeigen, wobei Fig. 7A den Verlauf zeigt, der erhalten wird, wenn nur die Mittelwerte der jeweiligen Proben in den jeweiligen Kanälen genutzt werden, und Fig. 7B den Verlauf zeigt, der erhalten wird, wenn sämtliche Meßwerte der jeweiligen Proben der jeweiligen Kanäle genutzt werden;
- Fig. 8A und 8B Intramembran-Potentialansprechverläufe in bezug auf Bier zeigen, wobei Fig. 8A den Verlauf zeigt, der erhalten wird, wenn nur die Mittelwerte der jeweiligen Proben der jeweiligen Kanäle genutzt werden, und Fig. 8B den Verlauf zeigt, der erhalten wird, wenn sämtliche Meßwerte der jeweiligen Proben der jeweiligen Kanäle genutzt werden;
- Fig. 9 eine schematische Ansicht ist, die eine Struktur einer Lipidmembran für eine Lipidmembran durch ein Expressionsverfahren zeigt, das bei einem Verfahren zur Gestaltung einer chemischen Substanz angewandt wird;
- Fig. 10A und 10B schematische Ansichten eines Geschmackssensors sind, wobei Fig. 10A eine Vorderansicht desselben und Fig. 10B eine Schnittansicht desselben ist;
- Fig. 11 ein Geschmacksmeßsystem zeigt; und
- Fig. 12 das Potentialprofil der Geschmackssensorelektroden zeigt.
- Nachstehend wird auf die derzeit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, wie sie in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind, im einzelnen Bezug genommen, wobei in sämtlichen Zeichnungen gleiche Bezugszeichen für gleiche oder entsprechende Teile verwendet sind.
- Zunächst wird ein Überblick über die Erfindung gegeben.
- Genauer gesagt, es müssen bei der Geschmacksmessung unter Verwendung einer Lipidmembran der Sensor selbst und die Art und Weise seiner Anwendung verbessert werden, um neuen Anforderungen in bezug auf das genaue Unterscheiden eines Geschmacks einer Substanz mit guter Reproduzierbarkeit gerecht zu werden. Nachstehend wird die Reproduzierbarkeit des Meßwerts des Sensors betrachtet. Die folgenden zwei Faktoren werden als Hauptfaktoren angesehen, die die Reproduzierbarkeit verschlechtern (siehe Fig. 2A).
- Wenn ein Getränk (eine Probenlösung) als Meßobjekt in eine Lipidmembran eindringt, tritt im Inneren der Lipidmembran und an der Lipidmembranoberfläche ein Intramembranpotential Vm auf. Das Intramembranpotential scheint in Abhängigkeit von der Umgebung zu schwanken. Gemäß zahlreichen Meßbeispielen wird das Intramembranpotential beispielsweise durch folgendes beeinflußt: Aufbringen einer mechanischen Schwingung auf die zu messende Probenlösung, wiederholtes Entnehmen und Eintauchen der Lipidmembran aus der bzw. in die Probenlösung, restliche Probenlösung von einer vorhergehenden Messung an der Lipidmembran und dergleichen. Daher wird das Intramembranpotential nicht konstant.
- Wie in Fig. 2A gezeigt ist, kann ein Potential Vm unter einer bestimmten Bedingung auch dann zu Vm' werden, wenn dieselbe zu messende Probenlösung verwendet wird, indem beispielsweise eine mechanische Schwingung aufgebracht wird.
- Wenn eine Probenlösung von einer bestimmten Lipidmembran gemessen wird, dringen die Geschmacksmoleküle in die Lipidmembran ein oder (insbesondere Geschmacksmoleküle mit hohem Adsorptionsvermögen, wie etwa eine Bittersubstanz) lagern sich an der Oberfläche der Lipidmembran an. Infolgedessen ändert sich die Ladungsdichte an der Oberfläche der Lipidmembran, und die Ansprechcharakteristiken ändern sich. Dann ändert sich, auch wenn dieselbe zu messende Probe verwendet wird, das Oberflächenpotential der Lipidmembran, beispielsweise Vs zu Vs' in Fig. 2A. Eine Schwankung des Oberflächenpotentials der Membran aufgrund einer Änderung der Ladungen an der Oberfläche der Lipidmembran wird als Hysterese beobachtet.
- Fig. 2B und 2C werden im einzelnen beschrieben. Fig. 2B und 2C zeigen Beispiele des Potentialprofils der Geschmackssensorelektroden, bei denen anionische Lipidmembranen verwendet werden. Fig. 2B zeigt einen Zustand, in dem der Geschmackssensor in die zu messende Lösung eingetaucht ist. Eine elektrische Doppelschicht wird von den Anionen, die an der Membranoberfläche fixiert sind, und den Kationen im Bereich der Membranoberfläche gebildet. Ein Ionendichteprofil wird durch die Brownsche Molekularbewegung erzeugt, wobei mit zunehmender Entfernung von der Membranoberfläche die Ionendichte um so geringer ist, so daß die diffuse elektrische Doppeischicht gebildet wird.
- Das Potential an der Membranoberfläche, das durch die diffuse elektrische Doppelschicht erhalten wird, ist um ein Potential Vs niedriger als das der Referenzelektrode. Das Potentialprofil in der zu messenden Lösung zeigt wegen des Ionendichteprofils eine Kurve, wie sie in Fig. 2B zu sehen ist.
- Ionen dringen aus der zu messenden Lösung in die Membran ein. Ein Potentialprofil wird in der Membran durch eine Differenz in den Eindringraten zwischen den Anionen und den Kationen erzeugt.
- Fig. 2C zeigt einen Zustand, in dem Geschmackssubstanzen an der Membranoberfläche adsorbiert sind. Der Zustand der diffusen elektrischen Doppelschicht wird durch die adsorbierten Geschmackssubstanzen geändert, und die Potentialdifferenz in bezug auf die Referenzelektrode wird von Vs zu Vs' geändert. Das Intramembranpotential schwankt aus dem folgenden Grund. Wenn die Geschmackssubstanz an der Membranoberfläche adsorbiert wird, wird nämlich die Ladungsdichte an der Membranoberfläche geändert, und der Zustand der in die Membran eindringfähigen Geschmackssubstanz wird somit geändert, was zu der Schwankung des Intramembranpotentials führt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Potentialdifferenz zwischen der Seite der zu messenden Lösung und der Seite der Ag-Elektroden von Vm zu Vm' geändert.
- Eine als Ausgangssignal des Geschmackssensors gemessene Potentialdifferenz (Vout) läßt sich wie folgt ausdrücken:
- Vout Vro + Vs + Vm + Vr,
- wobei Vro das Oxidations-Reduktions-Potential der Referenzelektrode ist, das als konstant angenommen wird, Vr das Oxidations-Reduktions-Potential der Ag-Elektroden ist, Vs das Oberflächenpotential ist, das in Abhängigkeit von dem Meßobjekt und der Meßbedingung schwankt, und Vm das Intramembranpotential ist, wobei Vm und Vr in diesem Beispiel negativ sind.
- Fig. 2A ist die Kombination der Fig. 2B und 2C.
- Bei der Erfindung sind die folgenden drei Punkte zu beachten, um den beiden vorstehend beschriebenen Hauptfaktoren, die die Reproduzierbarkeit verschlechtern, zu begegnen.
- (1) Eine Referenzlösung, die eine wäßrige Lösung einer Substanz mit einem Grundgeschmack des gleichen Typs wie demjenigen der zu messenden Probenlösung ist und die einen Geschmack hat, der demjenigen der zu messenden Probenlösung ähnlich ist, wird hergestellt. Die Messung wird für die Referenzlösung und die zu messende Probenlösung durchgeführt.
- Infolgedessen wird eine Hysterese verhindert, und die Geschmacksmessung wird durchgeführt, indem ein Relativwert in bezug auf die Referenzlösung gemessen wird, so daß eine Schwankung im Meßergebnis verringert wird.
- Das Ergebnis dieser Messung kann schematisch wie in Fig. 3A und 3B dargestellt werden. Fig. 3A zeigt drei Kreise A, B und C. Jedes gemessene Membranpotential wird in einen entsprechenden Kreis geschrieben. Der Mittelpunkt des Kreises A bezeichnet das Membranpotential der Referenzlösung der herkömmlichen Technik. Der gemessene Potentialwert schwankt innerhalb dieses Kreises A. Es wird angenommen, daß die Kreise B und C den gemessenen Potentialwertbereich des Geschmacks eines bestimmten Kaffees bezeichnen. Die Messung beginnt mit einem gemessenen Potentialwert der Referenzlösung. Dann wird der Geschmack des Kaffees als ein gemessener Potentialwert in dem Kreis B gemessen. Der Ablauf kehrt zu der Messung der Referenzlösung entlang einem Pfeil zurück, und ein weiterer Potentialwert in dem Kreis A wird als der gemessene Potentialwert vorgegeben. Der Ablauf geht dann zu der Messung des Geschmacks des Kaffees als einem Meßwert weiter. Die gleichen Abläufe werden wiederholt, und der Geschmack des Kaffees wird als ein gemessener Potentialwert gemessen. Ebenso wird der Geschmack eines anderen Kaffees als eine andere Probenlösung als gemessene Potentialwerte , und gemessen. Auf diese Weise bezeichnet der Kreis A den Hysteresebereich, und der gemessene Potentialwert des Geschmacks schwankt innerhalb der Bereiche der Kreise B und C. Fig. 3B zeigt eine Schwankung des Relativwerts, der erhalten wird, indem jeweils Differenzen zwischen den gemessenen Potentialwerten bis und den gemessenen Potentialwerten bis berechnet werden. Eine Wiederholung des Kreises A = die Kreise B und C ist die herkömmliche Geschmacksmessung unter Verwendung von Lipidmembranen.
- Gemäß dem Meßverfahren der Erfindung wird eine Referenzlösung hergestellt, die einen Geschmack hat, der demjenigen der zu messenden Probenlösung ähnlich ist, und der Geschmack wird als Differenz zwischen der Referenzlösung und der zu messenden Probenlösung gemessen. Daher schwankt das Membranpotential nicht leicht zwischen der Referenzlösung und der zu messenden Probenlösung. Fig. 4A ist eine schematische Ansicht, die dieses Verfahren als die Bewegung unter Kreisen D, E und F zeigt. Die Kreise D, E und F sind kleiner als die Kreise A, B und C. Somit ist die Schwankung in Fig. 4A geringer. Fig. 4B zeigt jeweils die Differenzen zwischen gemessenen Potentialwerten ' bis ' und Werten ' bis ' auf die gleiche Weise wie in Fig. 3B. In Fig. 3B ist die Schwankung groß, und die Werte der beiden Proben überlappen sich teilweise, was zu einer Schwierigkeit beim Unterscheiden der Geschmacksnoten führt. Im Gegensatz dazu ist in Fig. 4B die Schwankung gering, und das Unterscheiden der Geschmacksnoten ist leicht.
- Dies verhindert, daß die zu messende Probenlösung in die Membran eindringt.
- Fig. 5A zeigt Änderungen des Intramembranpotentials und des Oberflächenpotentials eines Lipidmembranpotentials über die Zeit. Die Abszisse bezeichnet die Zeit t, und die Ordinate bezeichnet ein Potential V. Es wird angenommen, daß ein auf der linken Seite der Zeichnung kontinuierlicher Zustand zu einem Zeitpunkt t = 0 durch externes Aufbringen einer Kraft gestört wird. Es wird beispielsweise angenommen, daß der Sensor, der für eine lange Zeitdauer in die Referenzlösung eingetaucht war, plötzlich aus der Referenzlösung entnommen wird. Wie in Fig. 5A gezeigt ist, ändert sich das Oberflächenpotential abrupt und kehrt in den Ausgangszustand zurück, wobei es über eine vergleichsweise kurze Zeitdauer eine Änderung zeigt. Im Gegensatz dazu ändert sich das Intramembranpotential nur geringfügig und langsam und erreicht dann langsam einen Gleichgewichtszustand. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Änderung des Intramembranpotentials durch Ionendiffusion in die Membran bewirkt wird und die Diffusion als physikalisches Phänomen zeitlich ein allmählich ablaufendes Phänomen ist. Aus diesen Gründen bleibt der Einfluß des Intramembranpotentials bestehen, wenn ein Lipidmembranpotential gemessen wird, nachdem sich das Oberflächenpotential stabilisiert hat und bevor das Intramembranpotential den Gleichgewichtszustand erreicht hat. Wenn die Messung wiederholt unter den gleichen Meßbedingungen durchgeführt wird, kann jedoch eine Änderung des Intramembranpotentials über die Zeit als konstant erkannt werden. Infolgedessen kann ein gemessener Potentialwert, der frei von einer Beeinflussung durch ein Intramembranpotential ist, auf eine relative Weise erhalten werden (wenn eine Differenz zwischen zwei gemessenen Werten berechnet wird).
- Fig. 5B zeigt die zeitliche Steuerung der tatsächlichen zyklischen Messung einschließlich der Bereiche, die den Schritten 2, 3 und 4 und den Schritten 5 und 6 in Fig. 1A entsprechen.
- Das Oberflächenpotential wird innerhalb einer relativ kurzen Zeitdauer nach der Beendigung der Störung stabilisiert, wohingegen das Intramembranpotential allmählich den Gleichgewichtszustand erreicht. Wenn der Zyklus von Störung und Beendigung (in Abhängigkeit von der zu messenden Probenlösung usw.) mehrmals durchgeführt wird, wird eine Differenz des Potentials V0 zwischen dem Strom und den letzten Messungen jedoch klein (beispielsweise 2 bis 5 mV T 0,2 bis 0,5 mV). Wird die Messung einer Probenlösung Ai gemäß dem gleichen Zyklus (Störung Beendigung) durchgeführt, wenn die Differenz des Potentials V0 ein Grenzwert oder kleiner wird, kann die Differenz des Potentials V0 aufgehoben werden. Dies ist möglich, weil die Intramembranpotentiale der Referenzlösung und der Probenlösung an jedem Meßpunkt im wesentlichen gleich sind, auch wenn das Intramembranpotential den Gleichgewichtszustand nicht erreicht.
- Vorstehendes wird wie folgt in einzelnen beschrieben.
- a) Die Referenzlösung und die Probe haben ähnlichen Geschmack.
- b) Das Oberflächenpotential wird innerhalb einer relativ kurzen Zeitdauer stabilisiert.
- c) Das Intramembranpotential wird innerhalb einer relativ langen Zeitdauer stabilisiert.
- d) Das Intramembranpotential erreicht einen stabilisierten Zustand, der von dem gemäß c) verschieden ist, durch Stimulieren der Membran.
- e) Nach dem Stabilisieren des Oberflächenpotentials ist eine Änderung von Vo oder Vi eine Änderung des Intramembranpotentials selbst. Beispielsweise hingen Differenzen von Vo bei in Fig. 5B gezeigten Messungen von dem Intramembranpotential ab, so daß der andere stabilisierte Zustand erreicht wird, wie vorstehend in d) beschrieben ist.
- f) Werte von Vm des anderen stabilisierten Zustand gemäß d) repräsentieren einen im wesentlichen gleichen Wert bei Messungen der Referenzlösung und der Probe, so daß Vm aufgehoben werden kann.
- (3) Die Messung wird während des konstanten periodischen Sensorbetriebs durchgeführt.
- Diese Maßnahmen werden angewandt, um den Einfluß des Intramembranpotentials zu minimieren. Um die Messung auf diese Weise durchzuführen, muß die Referenzlösung erstens eine Zusammensetzung haben, die derjenigen der zu messenden Probenlösung ähnlich ist (manchmal wird eine zu messende Probenlösung oder ein Gemisch aus einer Vielzahl von zu messenden Probenlösungen als Referenzlösung hergestellt), so daß der Unterschied zwischen der Probenlösung und der Referenzlösung nicht sehr groß ist. Zweitens muß der Geschmackssensor ausreichend in die Referenzlösung eingetaucht werden. Drittens muß der Zyklus des Entnehmens des Geschmackssensors aus der Referenzlösung (Aufheben des Eintauchens in die Referenzlösung), des erneuten Eintauchens des Geschmackssensors in die zu messende Probenlösung und des Messens des Membranpotentials wiederholt werden. Es muß bestätigt werden, daß die Schwankung in einen vorbestimmten Bereich fällt, und es wird ein gemessener Geschmackswert erhalten.
- Fig. 1A ist ein Flußdiagramm der Meßschritte, bei denen sämtliche der drei vorstehend beschriebenen Möglichkeiten angewandt werden. Fig. 1C ist ein Flußdiagramm des herkömmlichen Verfahrens zum Messen eines Geschmacks unter Anwendung eines Geschmackssensors, wobei der Geschmackssensor in einer Kaliumchloridlösung mit einer Konzentration von 1 mmol/l gehalten wird, und die Kaliumchloridlösung mit einer Konzentration von 1 mmol/l als die Referenzlösung verwendet wird. Fig. 1B zeigt einen Meßschritt I, der in den Schritten 2, 4 und 5 des Flußdiagramms von Fig. 1A angewandt wird. Bei dem Flußdiagramm von Fig. 1A machen die Schritte 1 bis 4 von der vorstehend beschriebenen Methode (1) und die Schritte 2, 4 und 5 von den vorstehend beschriebenen Methoden (2) und (3) Gebrauch.
- Das Flußdiagramm von Fig. 1A zeigt folgendes: (1) Da ein Unterschied zwischen der Referenzlösung und der zu messenden Probenlösung klein wird, wird eine Meßschwankung verringert. (2) Da die Messung durchgeführt wird, nachdem sich das Oberflächenpotential stabilisiert hat und während sich das Intramembranpotential allmählich ändert, wird die Meßdauer verkürzt. Ferner kann (3) eine Änderung des Intramembranpotentials durch eine konstante periodische Messung aufgehoben werden. (4) Wenn der Geschmackssensor für eine ausreichende Zeitdauer in die Referenzlösung eingetaucht wird, kann der Betrieb des Geschmackssensors stabilisiert werden. (5) Eine Art Stimulation wird auf die Oberfläche des Geschmackssensors bei der Messung aufgebracht, indem der Sensor intermittierend in eine Lösung des gleichen Typs wie die zu messende Lösung eingetaucht wird, was zu einer gut reproduzierbaren Geschmacksmessung führt.
- Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung auf der Grundlage des vorstehend erläuterten Prinzips werden nachstehend beschrieben.
- Fig. 1D zeigt ein Geschmackserfassungssystem, das bei den nachstehenden Ausführungsformen angewandt wird. In Fig. 1D bezeichnen die Bezugszeichen 101, 102, ... 10n Behälter, die mit einer Vielzahl von zu messenden Proben A1, A2, ..., An gefüllt sind, die ähnliche Geschmacksnoten haben. Das Bezugszeichen 100 bezeichnet einen Behälter, der mit einer Referenzlösung A0 gefüllt ist, die einen Geschmack hat, der demjenigen der Vielzahl von zu messenden Proben ähnlich ist. Die Behälter 100, 101, 102, ..., 10n sind durch Leitungen 111, 112, ..., 11n jeweils mit einer Pumpe 214 verbunden. Die Pumpe 214 wird von einer Steuerung 215 so gesteuert, daß sie selektiv die Referenzlösung A0 oder eine Probe der Vielzahl der zu messenden Proben A1, A2, ..., An durch eine Leitung 210 in einen Sensor 216 leitet. Der Sensor 216, eine Meßeinheit 217, die ein Signal von dem Sensor 216 empfängt, und ein Display 218 zum Anzeigen der von der Meßeinheit 217 übermittelten Meßdaten funktionieren auf die gleiche Weise wie die entsprechenden Bestandteile des in Fig. 11 gezeigten Mehrkanal-Geschmacksmeßsystems.
- Es ist zu beachten, daß die Steuerung 215 auch den Sensor 216 und die Meßeinheit 217 zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Pumpe 214 steuert und die Funktion hat, das gesamte Geschmackserfassungssystem gemäß den in den Fig. 1A und 1B gezeigten Flußdiagrammen und die Geschmackserfassungsschritte der nachstehend beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen zu steuern.
- In Beispiel 1 wurden die Geschmacksnoten (zum Auseinanderhalten eines Unterschied) von vier Getränken (A, Al, TL und P), die in Japan als Sportgetränke im Handel erhältlich sind, durch ein in Fig. 11 gezeigtes Meßsystem als zu messende Proben unter Anwendung eines Geschmackssensors (siehe die Fig. 10A und 10B) unter Verwendung einer vorstehend beschriebenen Lipidmembran gemessen. Als Lipidmembranen, die bei dem Geschmackssensor verwendet wurden, wurden acht Typen (diese werden nacheinander als Lipidmembranen 1 bis 8 bezeichnet, und die durch sie erhaltenen Potentialsignale werden als Kanäle 1 bis 8 bezeichnet) der in Tabelle 1 aufgeführten Lipidmoleküle ausgewählt. Eine Lösung als Gemisch aus den vier Sportgetränken A, Al, Tl und P wurde als Referenzlösung A0 hergestellt. Die Geschmackserfassungsschritte sind wie folgt:
- [0] Eintauchen des Geschmackssensors, der die Lipidmembran verwendet, in die Referenzlösung A0 für ca. 10 h.
- [1] Zehnmaliges Ausführen des Zyklus des Eintauchens und Entnehmens des Geschmackssensors in die bzw. aus der Referenzlösung (zum Waschen). Diese Behandlung kann umformuliert werden in: Waschen des Geschmackssensors mit der Referenzlösung (zum Waschen), intermittierendes Eintauchen des Geschmackssensors in die Referenzlösung oder Stimulieren der Oberfläche der Lipidmembran des Geschmackssensors.
- [2] Eintauchen des Geschmackssensors in die zum Messen hergestellte Referenzlösung. Nach Ablauf von 20 s Messen des Potentials des Geschmackssensors und Bestimmen des gemessenen Potentialwerts als V0.
- [3] Zweimaliges oder häufigeres Wiederholen der Schritte [1] und [2]. Nach jeder Messung Feststellen, ob eine Differenz zwischen dem aktuellen gemessenen Potentialwert V0 und dem letzten gemessenen Potentialwert V0 ein vorbestimmter Wert oder kleiner ist. Wenn sie der vorbestimmte Wert oder kleiner ist (d. h., wenn V0 stabilisiert ist), Weitergehen zum nächsten Schritt [4].
- [4] Entnehmen des Geschmackssensors aus der Referenzlösung A0 (zum Messen) und Waschen mit einer zu messenden Probenlösung (zum Waschen). Zehnmaliges Wiederholen dieses Waschschritts [4] auf die gleiche Weise wie in Schritt [1].
- [5] Eintauchen des Geschmackssensors in eine zu messende Probenlösung Ai (zum Messen). Nach Ablauf von 20 s Messen eines Potentials Vi des Geschmackssensors. Ein Wert DV = Vi - V0 wird als Geschmack erhalten.
- [6] Zurückgehen zu dem Meßschritt [1] und Wiederholen der Schritte [1], [2], [4] und [5]. Wenn dieser Zyklus eine vorbestimmte Anzahl von Malen wiederholt worden ist, Beenden der Schritte.
- Fig. 6 zeigt diese Schritte.
- Im Fall einer Vielzahl von zu messenden Probenlösungen kann die Reihenfolge des Messens der Proben bestimmt, die Messung wiederholt durchgeführt und ein Mittelwert gebildet werden.
- Fig 7A (standardisierter Mittelwert) und Fig. 7B (standardisierter Wert) zeigen Meßergebnisse (fj Messungen) der Kanäle 1 bis 8. Die Ordinate repräsentiert ein Potential dividiert durch eine Standardabweichung der Messung. Aus den Meßergebnissen ist ersichtlich, daß in den Kanälen 1, 5 und 6 die Produkttypen unterschieden werden können, da die Änderung trotz der Tatsache, daß ΔV klein ist, sehr gering ist, daß in sämtlichen Kanälen 1 bis 8 die Produkte voneinander unterschieden werden können und daß die Produkte AL und L ähnliche Geschmacksnoten haben. Die Tatsache, daß die Produkte AL und L ähnliche Geschmacksnoten haben, deckt sich mit der durch den menschlichen Geschmackssinn gemachten Feststellung. Es ist ferner ersichtlich, daß die Kanäle 5 und 6 auch dann eine ziemlich hohe Produktunterscheidungsfähigkeit haben, wenn sie unabhängig genutzt werden. Eine weitere zuverlässige Unterscheidung kann vorgenommen werden, indem die Signale der Kanäle 1 bis 8 addiert werden.
- Ein Geschmackssensor, der die gleiche Lipidmembran wie in Beispiel 1 verwendet, wird angewandt. Die Geschmacksnoten von sieben verschiedenen Biersorten, die in Japan von den Herstellern A, K, S und Y im Handel erhältlich sind (wovon drei Sorten DA, DK und DS sind, die als trockenes Bier bezeichnet werden; drei Sorten MK, MS und MY sind, die als Malzbier bezeichnet werden; und Lagerbier LK als Referenzlösung verwendet wird) wurden gemessen und verglichen. LK ist ein Bier, von dem es heißt, daß sein Merkmal ein bitterer Geschmack ist. Tatsächlich ist es jedoch für Durchschnittsmenschen schwierig, Geschmacksunterschiede zwischen diesen Biersorten festzustellen, bzw. unmöglich, die Geschmacksnoten der sieben Biersorten genau zu unterscheiden.
- Die Meßschritte sind mit den in Beispiel 1 beschriebenen identisch. Fig. 8A (standardisierter Mittelwert) und Fig. 8B (standardisierter Wert) zeigen die Meßergebnisse. Die Kanäle 1, 2 und 8 haben die Fähigkeit, zwischen den verschiedenen Biersorten zu unterscheiden. Die Biere DA und DS haben ähnliche Geschmacksnoten, was sich mit der durch den menschlichen Geschmackssinn gemachten Feststellung deckt.
- Um einen Geschmack durch einen Geschmackssensor, der Lipidmoleküle verwendet, gut reproduzierbar zu erfassen und zu messen, wird gemäß der Erfindung eine Lösung als Referenzlösung verwendet, deren Zusammensetzung der einer zu messenden Probenlösung ähnlich ist, wird der Geschmackssensor ausreichend in die Referenzlösung eingetaucht, werden bei jedem Meßzyklus ähnliche Stimulationen auf den Geschmackssensor aufgebracht und wird als Meßzeitpunkt ein Zeitpunkt nach dem Stabilisieren des Oberflächenpotentials und während der allmählichen Änderung des Intramembranpotentials ausgewählt. Infolgedessen wird die Reproduzierbarkeit eines durch den Geschmackssensor erhaltenen Meßwerts erhöht, und eine Änderung des Meßwerts wird verringert, was eine Geschmackserfassung ermöglicht, die derjenigen des menschlichen Geschmackssinns gleich ist, der herkömmlicherweise durch nichts ersetzt werden kann.
- Wenn das Lipidmembranpotential des Geschmackssensors wiederholt gemessen und sein Mittelwert gebildet wird, dann wird die Geschmacksunterscheidungsfähigkeit weiter verbessert.
- Was Bier anbetrifft, kann eine Unterscheidungsfähigkeit, die der durch den menschlichen Geschmackssinn erreichten, ähnlich ist, erzielt werden, um Bier zu unterscheiden. Beispielsweise wurden die Ähnlichkeit zwischen den trockenen Bieren der Hersteller A und S und die nicht vorhandene Annlichkeit zwischen dem trockenen Bier des Herstellers K und denjenigen der Hersteller A und S bestätigt.
- Schließlich können gemäß der Erfindung Nahrungsmittel, die sich im Geschmack nur geringfügig unterscheiden, mit einer ausreichenden Reproduzierbarkeit unterschieden werden, was zu der Qualitätskontrolle solcher Nahrungsmittel beiträgt.
Claims (15)
1. Verfahren zum getrennten Erfassen des jeweiligen
Geschmacks einer Vielzahl von gleichartigen Proben unter
Anwendung eines Geschmackssensors, der eine Lipidmembran
verwendet&sub1;
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
(a) Bereitstellen einer Referenzlösung, die einen
Geschmack hat, der mit einem Geschmack von einer der
Proben der Vielzahl von Proben identisch oder ähnlich
ist;
(b) Messen der Referenzlösung unter Anwendung des
Geschmackssensors, um einen gemessenen Potentialwert VO
zu erhalten;
(c) Messen einer der Proben der Vielzahl von Proben unter
Anwendung des Geschmackssensors, um einen gemessenen
Potentialwert Vi zu erhalten;
(d) Berechnen eines relativen Werts Vi - VO der Probe aus
dem gemessenen Potentialwert VO der Referenzlösung
und dem gemessenen Potentialwert Vi der Probe; und
(e) wiederholtes Ausführen der Schritte (b) bis (d) für
jede der Vielzahl von Proben.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Geschmackssensor vor der Geschmackserfassung für
einen vorbestimmten Zeitraum in die Referenzlösung
getaucht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß vor der Geschmackserfassung
eine erste Zeitdauer, beginnend mit dem Eintauchen des
Geschmackssensors in die Referenzlösung bis zur
Stabilisierung
eines Oberflächenpotentials des
Geschmackssensors, und eine zweite Zeitdauer bis zur Stabilisierung
eines Intramembranpotentials des Geschmackssensors
gemessen werden,
und daß der Schritt des Messens der Referenzlösung und
der Schritt des Messens der Probe während im wesentlichen
des gleichen Zeitraums durchgeführt werden, der länger
als die erste Zeitdauer und kürzer als die zweite
Zeitdauer ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 31
dadurch gekennzeichnet,
daß vor der Geschmackserfassung wiederholt eine Messung
durchgeführt wird, während gleichzeitig der
Geschmackssensor intermittierend in die Referenzlösung eingetaucht
wird, und daß, wenn eine Änderung eines gemessenen
Potentialwerts in einen vorbestimmten Bereich fällt, eine
Geschmackserfassung durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Referenzlösung ein Lösungsgemisch aus der
Vielzahl von Proben aufweist.
6. Verfahren zum individuellen Erfassen des jeweiligen
Geschmacks einer Vielzahl von ähnlichen Proben unter
Anwendung eines Geschmackssensors, der eine Lipidmembran
verwendet,
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
(a) Bereitstellen einer Referenzlösung, die einen
Geschmack hat, der mit einem Geschmack von einer der
Proben der Vielzahl von Proben identisch oder
gleichartig ist;
(b) Messen einer der Proben der Vielzahl von Proben unter
Anwendung des Geschmackssensors, um einen gemessenen
Potentialwert Vi zu erhalten;
(c) Messen der Referenzlösung unter Anwendung des
Geschmackssensors, um einen gemessenen Potentialwert VO
zu erhalten;
(d) Berechnen eines relativen Werts Vi - VO der Probe aus
dem gemessenen Potentialwert VO der Referenzlösung
und dem gemessenen Potentialwert Vi der Probe; und
(e) wiederholtes Ausführen der Schritt (b) bis (d) für
jede der Vielzahl von Proben.
7. Verfahren zum Erfassen des Geschmacks einer Probe,
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
- Vorspannen eines Geschmackssensors, der eine
Lipidmembran aufweist, die ein Potentialansprechverhalten
repräsentiert als Reaktion auf den Geschmack der Probe,
durch Eintauchen des Geschmackssensors in eine
Referenzlösung, die einen Geschmack hat, der mit dem
Geschmack der Probe ähnlich ist;
- periodisches Stimulieren des Geschmackssensors durch
intermittierendes Eintauchen des Geschmackssensors in
die Referenzlösung oder die Probe und Entfernen des
Geschmackssensors daraus für eine vorbestimmte Anzahl von
Malen;
- synchrones Messen eines Potentialansprechverhaltens des
Geschmackssensors in bezug auf die Referenzlösung und
die Probe im wesentlichen zu dem gleichen Zeitpunkt wie
dem, zu dem ein Membranpotential des Geschmackssensors
eine Stabilierungstendenz während des
Stimulationsschritts zeigt; und
- Auswerten des Geschmacks der Probe nach dem Meßschritt
in Abhängigkeit von einem relativen Wert zwischen einem
Potentialansprechverhalten des Geschmackssensors in
bezug auf die Referenzlösung und einem
Potentialansprechverhalten des Geschmackssensors in bezug auf die Probe.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Geschmackssensor eine Vielzahl von Lipidmembranen
aufweist, die jeweils verschiedene
Potentialansprechverhalten repräsentieren.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswertung des Geschmacks der Probe auf der Basis
von Mehrkanaldaten in Abhängigkeit von den jeweiligen
Potentialansprechverhalten der Vielzahl von
Lipidmembranen des Geschmackssensors ausgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zu messende Probe eine Vielzahl von Proben
aufweist, die ähnlichen Geschmack haben.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Referenzlösung einen Geschmack hat, der mit dem
von einer der Proben der Vielzahl von Proben identisch
ist.
12. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Referenzlösung einen Geschmack hat, der mit dem
der Vielzahl von Proben ähnlich ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Referenzlösung ein Lösungsgemisch aus der
Vielzahl von Proben enthält.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Messung mit dem Geschmackssensor in der
Reihenfolge erst mit der Referenzlösung und anschließend mit
der Probe ausgeführt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Messung mit dem Geschmackssensor in der
Reihenfolge erst mit der Probe und anschließend mit der
Referenzlösung ausgeführt wird.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2176584A JP3037971B2 (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | アジ検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69122807D1 DE69122807D1 (de) | 1996-11-28 |
| DE69122807T2 true DE69122807T2 (de) | 1997-05-28 |
Family
ID=16016122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE69122807T Expired - Lifetime DE69122807T2 (de) | 1990-07-04 | 1991-07-04 | Methode zur Geschmackserkennung für die detaillierte Unterscheidung von Substanzen mit guter Reproduzierbarkeit unter Verwendung von künstlichen Lipidmembranen |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5302262A (de) |
| EP (1) | EP0464820B1 (de) |
| JP (1) | JP3037971B2 (de) |
| DE (1) | DE69122807T2 (de) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3547760B2 (ja) * | 1995-03-30 | 2004-07-28 | アンリツ株式会社 | 分子膜を用いた味覚センサによる味測定方法 |
| FR2760533B1 (fr) * | 1997-03-06 | 1999-05-28 | Alpha Mos Sa | Appareil et procede de caracterisation de liquides |
| JP4002688B2 (ja) * | 1998-12-17 | 2007-11-07 | サッポロビール株式会社 | 酒類の味評価方法 |
| US6418949B1 (en) * | 2000-06-28 | 2002-07-16 | Fu Tai Umbrella Works Ltd. | Multiple-fold umbrella shaft having telescopic tubes outwardly decreased in concave quadrants |
| CN1325907C (zh) * | 2001-02-21 | 2007-07-11 | 巴西农业研究公司 | 通过总体选择性分析混合物的传感器及其在传感器系统中的应用 |
| EP1380976A1 (de) * | 2002-07-12 | 2004-01-14 | Accenture Global Services GmbH | Bestimmung eines Geruchs- oder Geschmacksprofils eines Benutzers um die Preferenzen des Benutzers vorauszusagen |
| TWI301542B (en) * | 2005-01-05 | 2008-10-01 | Ind Tech Res Inst | Taste sensing mixture and a sensor using the same and a sensory system using the same |
| CN101322027B (zh) * | 2006-12-27 | 2013-07-10 | 智能传感器技术股份有限公司 | 味道识别装置和利用该装置的味道识别系统 |
| JP5164046B2 (ja) * | 2009-02-25 | 2013-03-13 | 有限会社エフ・テイ・イノベーション | 味覚とエネルギーによる非可食性物質の特定方法 |
| WO2012121618A1 (en) | 2011-03-09 | 2012-09-13 | Legin Andrey Vladimirovich | Multisensor and method for evaluating taste characteristics of analytes |
| CN111801578A (zh) * | 2018-01-03 | 2020-10-20 | 奥胡斯大学 | 用于表征水溶液的聚(二乙炔)传感器阵列 |
| WO2025159205A1 (ja) * | 2024-01-26 | 2025-07-31 | 国立大学法人九州大学 | うま味センサ膜、うま味センサ膜の製造方法及びうま味センサ膜を用いた"うま味"を検出する方法 |
| CN118858548B (zh) * | 2024-09-14 | 2025-01-03 | 浙江大学 | 基于生物感知的特异性数字化评价味觉信息的方法及系统 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE158834C (de) * | ||||
| US3556950A (en) * | 1966-07-15 | 1971-01-19 | Ibm | Method and apparatus for automatic electrochemical analysis |
| US3925168A (en) * | 1972-07-26 | 1975-12-09 | Anaconda American Brass Co | Method of monitoring the active roughening agent in a copper plating bath |
| CA1064852A (en) * | 1975-12-31 | 1979-10-23 | Cominco Ltd. | Method for evaluating a system for electrodeposition of metals |
| US4119406A (en) * | 1976-05-06 | 1978-10-10 | Miles Laboratories, Inc. | Calibration apparatus |
| JPS5834777B2 (ja) * | 1978-01-26 | 1983-07-28 | 五三二 黒瀬 | 味覚測定方法 |
| US4251290A (en) * | 1979-01-02 | 1981-02-17 | Gomez Ernesto E | Thermopile formed of conductors |
| US4490216A (en) * | 1983-02-03 | 1984-12-25 | Molecular Devices Corporation | Lipid membrane electroanalytical elements and method of analysis therewith |
| CA1223039A (en) * | 1984-03-26 | 1987-06-16 | Michael Thompson | Chemical selective sensors utilizing admittance modulated membranes |
| US4849343A (en) * | 1984-08-03 | 1989-07-18 | Krull Ulrich J | Process for analysis using a lipid membrane |
| US4661235A (en) * | 1984-08-03 | 1987-04-28 | Krull Ulrich J | Chemo-receptive lipid based membrane transducers |
| US4925969A (en) * | 1985-02-04 | 1990-05-15 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for preparing ethyl-alpha-amino-gamma-oxo-gamma-phenybutyrate derivatives |
| USH201H (en) * | 1985-08-23 | 1987-01-06 | United States Of America | Biosensors from membrane proteins reconstituted in polymerized lipid bilayers |
| US4637861A (en) * | 1985-12-16 | 1987-01-20 | Allied Corporation | Stabilized, lipid membrane-based device and method of analysis |
| JPS62251659A (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-02 | Hitachi Ltd | 味覚検出装置 |
| JP2509573B2 (ja) * | 1986-07-25 | 1996-06-19 | 株式会社東芝 | 光・熱―周波数変換機能膜 |
| US4801540A (en) * | 1986-10-17 | 1989-01-31 | Calgene, Inc. | PG gene and its use in plants |
| JP2816550B2 (ja) * | 1987-03-11 | 1998-10-27 | 相互薬工株式会社 | 苦味または匂い物質の検出方法 |
| JPS63241354A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-06 | Hitachi Ltd | 味覚検出装置 |
-
1990
- 1990-07-04 JP JP2176584A patent/JP3037971B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-07-04 DE DE69122807T patent/DE69122807T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-07-04 EP EP91111129A patent/EP0464820B1/de not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-05-19 US US08/064,342 patent/US5302262A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0464820A1 (de) | 1992-01-08 |
| JP3037971B2 (ja) | 2000-05-08 |
| JPH0464053A (ja) | 1992-02-28 |
| DE69122807D1 (de) | 1996-11-28 |
| EP0464820B1 (de) | 1996-10-23 |
| US5302262A (en) | 1994-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69122807T2 (de) | Methode zur Geschmackserkennung für die detaillierte Unterscheidung von Substanzen mit guter Reproduzierbarkeit unter Verwendung von künstlichen Lipidmembranen | |
| DE69635642T2 (de) | Verfahren zur geschmacksfeststellung mit einem aus einer molekularen membran hergestellten geschmackssensor | |
| DE69025663T2 (de) | System zur Geschmackserkennung mit künstlichen Lipid-Membranen | |
| DE3513168C2 (de) | ||
| DE69032977T2 (de) | Biodetektionsinstrument und auswertungsverfahren | |
| DE69623006T2 (de) | Sensor | |
| DE3687646T2 (de) | Biosensor und dessen herstellung. | |
| DE3854992T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Feststellung eines Tunnelstroms und einer elektrochemischen Reaktion | |
| DE10359173B4 (de) | Messvorrichtung mit mehreren auf einem Substrat angeordneten potentiometrischen Elektrodenpaaren | |
| DE2548405A1 (de) | Miniatursonde | |
| DE2844879A1 (de) | Verfahren zum nachweisen einer antigen/antikoerper-reaktion | |
| DE69318932T2 (de) | Verfahren zur selektiven Überwachung von Spurenbestandteilen in Plattierungsbädern | |
| DE3852122T2 (de) | Immobilisierung von biofunktionellem material, daraus erzeugtes element und massnahme zu dessen verwendung. | |
| WO2005073708A2 (de) | Verfahren zur messung der konzentration oder konzentrationsänderung einer redoxaktiven substanz und zugehörige vorrichtung | |
| DE2415997A1 (de) | Biochemisches temperaturempfindliches fuehlergeraet und verfahren zur messung von reaktionsmittelkonzentrationen damit | |
| DE69024453T2 (de) | Verbessertes Kalibrierungsverfahren | |
| EP0581081A1 (de) | Verfahren zur Bestimmung von Persäuren | |
| DE3406773A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur chemischen analyse | |
| EP2246694B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Konzentration eines Analyten in einer Probeflüssigkeit | |
| DE69420298T2 (de) | Verfahren zur Überwachung von wesentlichen Bestandteilen in Plattierungsbädern | |
| DE1773958A1 (de) | Verfahren zum Messen des Wassergehaltes von fluessigen Kohlenwasserstoffen | |
| DE1598196A1 (de) | Elektrochemische Apparatur | |
| DE69318933T2 (de) | Verfahren zur Feststellung von wesentlichen Bestandteilen in andere mitniedersetzende Bestandteile enthaltenden Plattierungsbädern | |
| EP1910831B1 (de) | Verfahren und system zur konzentrationsbestimmung eines analyt-enzym-komplexes oder analyt-enzym-konjugats, insbesondere zur elektrochemischen detektion des analyten | |
| DE19635910A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Sauerstoffkonzentrations-Detektorelementes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: INTELLIGENT SENSOR TECHNOLOGY, INC., ATSUGI KANAGA Owner name: YAMAFUIJ, KAORU, FUKUOKA, JP Owner name: TOKO, KIYOSHI, FUKUOKA, JP Owner name: HAYASHI, KENSHI, FUKUOKA, JP |