JPH0634592A - 食品の品質検知用ガスセンサ - Google Patents
食品の品質検知用ガスセンサInfo
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- JPH0634592A JPH0634592A JP21209792A JP21209792A JPH0634592A JP H0634592 A JPH0634592 A JP H0634592A JP 21209792 A JP21209792 A JP 21209792A JP 21209792 A JP21209792 A JP 21209792A JP H0634592 A JPH0634592 A JP H0634592A
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- methylpyrazine
- soup
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- soups
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 食品工業分野においてスープ類等の加工食品
の品質評価を簡便、迅速、かつ安価に行う。 【構成】 三酸化タングステン（ＷＯ3）に金、ロジウ
ム、ルテニウム、白金、イリジウム、ジルコニウム及び
ガドリニウムから選ばれる一種以上の成分を分散し、こ
れを素子材料として半導体ガスセンサを構成する。そし
て、この半導体ガスセンサによってスープ類等の加工食
品に含まれる香気成分である２−メチルピラジンを検出
する。
の品質評価を簡便、迅速、かつ安価に行う。 【構成】 三酸化タングステン（ＷＯ3）に金、ロジウ
ム、ルテニウム、白金、イリジウム、ジルコニウム及び
ガドリニウムから選ばれる一種以上の成分を分散し、こ
れを素子材料として半導体ガスセンサを構成する。そし
て、この半導体ガスセンサによってスープ類等の加工食
品に含まれる香気成分である２−メチルピラジンを検出
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、食品工業分野において
スープ類等の加工食品の品質管理に有効に使用すること
ができる食品の品質検知用ガスセンサに関する。
スープ類等の加工食品の品質管理に有効に使用すること
ができる食品の品質検知用ガスセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】加工食
品であるコンソメスープ等のスープ類は、脂肪族炭化水
素、芳香族炭化水素、アルデヒド、ケトン、フラン類、
エステル、硫黄化合物、窒素化合物、フェノール、油脂
等の種々の呈味成分、香気成分を含有する。したがっ
て、スープ類の製造においては、その呈味性、香気性を
的確に評価し、その結果に基づいて各工程を管理するこ
とが重要である。
品であるコンソメスープ等のスープ類は、脂肪族炭化水
素、芳香族炭化水素、アルデヒド、ケトン、フラン類、
エステル、硫黄化合物、窒素化合物、フェノール、油脂
等の種々の呈味成分、香気成分を含有する。したがっ
て、スープ類の製造においては、その呈味性、香気性を
的確に評価し、その結果に基づいて各工程を管理するこ
とが重要である。
【０００３】従来、スープ類等の加工食品の製造工程に
おける味やにおいに対する品質管理は、人間の感覚に頼
る官能試験を中心にし、糖度や透視度等を測定するとい
った評価法で行われているのが現状である。しかし、近
年加工食品の品質については厳しい要求がなされるよう
になっており、従来のような評価法では十分な品質管理
を行うことが困難になっている。
おける味やにおいに対する品質管理は、人間の感覚に頼
る官能試験を中心にし、糖度や透視度等を測定するとい
った評価法で行われているのが現状である。しかし、近
年加工食品の品質については厳しい要求がなされるよう
になっており、従来のような評価法では十分な品質管理
を行うことが困難になっている。
【０００４】特に味やにおいの官能試験については、客
観的に評価しようとすれば、専門パネルの養成あるいは
それらの複数の人による評価が必要であり、製造工程で
の即対応は難しいこととなり、いわゆる味のプロが長年
の勘に頼っているのが現状である。一方、食品の味やに
おいの代表的成分を機器分析を行うことにより、品質管
理することも考えられる。味の分析手段としては、高速
液体クロマトグラフ及び酵素や微生物センサ等があり、
またにおいの分析手段としてはガスクロマトグラフや半
導体センサ等がある。しかし、高速液体クロマトグラフ
やガスクロマトグラフは装置が複雑で高価な上、操作も
煩雑であるため、現場での管理には不適である。またそ
の他のセンサ類では、寿命や感度での問題がみられる。
特に、加工食品に含まれるにおい成分を酸化錫型半導体
ガスセンサで検出することも提案されている。しかし、
この酸化錫型ガスセンサは感度及び選択性が悪く、実用
的でない。
観的に評価しようとすれば、専門パネルの養成あるいは
それらの複数の人による評価が必要であり、製造工程で
の即対応は難しいこととなり、いわゆる味のプロが長年
の勘に頼っているのが現状である。一方、食品の味やに
おいの代表的成分を機器分析を行うことにより、品質管
理することも考えられる。味の分析手段としては、高速
液体クロマトグラフ及び酵素や微生物センサ等があり、
またにおいの分析手段としてはガスクロマトグラフや半
導体センサ等がある。しかし、高速液体クロマトグラフ
やガスクロマトグラフは装置が複雑で高価な上、操作も
煩雑であるため、現場での管理には不適である。またそ
の他のセンサ類では、寿命や感度での問題がみられる。
特に、加工食品に含まれるにおい成分を酸化錫型半導体
ガスセンサで検出することも提案されている。しかし、
この酸化錫型ガスセンサは感度及び選択性が悪く、実用
的でない。
【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、スープ類等の加工食品の品質評価を簡便、迅速、か
つ安価に行うことが可能なセンサを提供することを目的
とする。
で、スープ類等の加工食品の品質評価を簡便、迅速、か
つ安価に行うことが可能なセンサを提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは、
上記目的を達成するために種々検討を行った過程で、ま
ずスープ類に含まれる香気成分をＧＣ−ＭＳで分析し、
この香気成分がスープ類の官能評価に大きな影響を与え
ることを見いだすとともに、スープ類に含まれる香気成
分に高感度に応答するガスセンサを開発すればスープ類
の品質管理を簡便に精度良く行なえることに想到した。
そして、スープ類から発生する代表的な香気成分である
２−メチルピラジンに着目し、この２−メチルピラジン
に優れた応答特性を示す半導体ガスセンサ材料を探索す
るとともに、実際のスープに対するセンサの感度と官能
評価との対応について検討した。その結果、金、ロジウ
ム、ルテニウム、白金、イリジウム、ジルコニウム及び
ガドリニウムから選ばれる一種以上の成分を均一に分散
した三酸化タングステン（ＷＯ3）をセンサ素子材料と
して用いた場合、２−メチルピラジンに対して優れた応
答特性を示し、スープ類等の品質評価のためのセンサと
して有用な半導体ガスセンサが得られることを知見し、
本発明をなすに至った。
上記目的を達成するために種々検討を行った過程で、ま
ずスープ類に含まれる香気成分をＧＣ−ＭＳで分析し、
この香気成分がスープ類の官能評価に大きな影響を与え
ることを見いだすとともに、スープ類に含まれる香気成
分に高感度に応答するガスセンサを開発すればスープ類
の品質管理を簡便に精度良く行なえることに想到した。
そして、スープ類から発生する代表的な香気成分である
２−メチルピラジンに着目し、この２−メチルピラジン
に優れた応答特性を示す半導体ガスセンサ材料を探索す
るとともに、実際のスープに対するセンサの感度と官能
評価との対応について検討した。その結果、金、ロジウ
ム、ルテニウム、白金、イリジウム、ジルコニウム及び
ガドリニウムから選ばれる一種以上の成分を均一に分散
した三酸化タングステン（ＷＯ3）をセンサ素子材料と
して用いた場合、２−メチルピラジンに対して優れた応
答特性を示し、スープ類等の品質評価のためのセンサと
して有用な半導体ガスセンサが得られることを知見し、
本発明をなすに至った。
【０００７】したがって、本発明は、金、ロジウム、ル
テニウム、白金、イリジウム、ジルコニウム及びガドリ
ニウムから選ばれる一種以上の成分を分散した三酸化タ
ングステンをセンサ素子材料とし、２−メチルピラジン
応答性を有することを特徴とする食品の品質検知用ガス
センサを提供する。
テニウム、白金、イリジウム、ジルコニウム及びガドリ
ニウムから選ばれる一種以上の成分を分散した三酸化タ
ングステンをセンサ素子材料とし、２−メチルピラジン
応答性を有することを特徴とする食品の品質検知用ガス
センサを提供する。
【０００８】この場合、本発明においては、金、ロジウ
ム、ルテニウム、白金、イリジウム、ジルコニウム及び
ガドリニウムから選ばれる成分（添加成分）として、金
又はロジウムを用いることが特に好ましく、これにより
スープ類の品質検知にきわめて有効なセンサを得ること
ができる。また、三酸化タングステンに対する上記添加
成分の分散量［添加成分／（三酸化タングステン＋添加
成分）］は、０．００４〜１０重量％、特に０．０４〜
４重量％とすることが好ましい。添加成分の分散量が
０．００４重量％未満であると感度が得られなくなるこ
とがあり、１０重量％を超えると感度が低下することが
ある。三酸化タングステンへの添加成分の分散は、コロ
イド吸着法、共沈法等の公知の方法で行うことができ
る。なお、本発明センサの構造に限定はなく、通常の半
導体ガスセンサと同様の構造とする事ができる。
ム、ルテニウム、白金、イリジウム、ジルコニウム及び
ガドリニウムから選ばれる成分（添加成分）として、金
又はロジウムを用いることが特に好ましく、これにより
スープ類の品質検知にきわめて有効なセンサを得ること
ができる。また、三酸化タングステンに対する上記添加
成分の分散量［添加成分／（三酸化タングステン＋添加
成分）］は、０．００４〜１０重量％、特に０．０４〜
４重量％とすることが好ましい。添加成分の分散量が
０．００４重量％未満であると感度が得られなくなるこ
とがあり、１０重量％を超えると感度が低下することが
ある。三酸化タングステンへの添加成分の分散は、コロ
イド吸着法、共沈法等の公知の方法で行うことができ
る。なお、本発明センサの構造に限定はなく、通常の半
導体ガスセンサと同様の構造とする事ができる。
【０００９】
【実施例】次に、実施例及び比較例により本発明を具体
的に示すが、本発明は下記実施例に限定されるものでは
ない。
的に示すが、本発明は下記実施例に限定されるものでは
ない。
【００１０】実施例・比較例 以下に述べるように種々の半導体ガスセンサを作製し、
スープ類中のにおい成分に対するこれらセンサの特性を
調べた。 （１）センサ素子の作製 ｎ型半導体であるＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＷＯ3及びＺｎＯ
をベース材料とし、これらに約３０種類の金属酸化物や
貴金属を添加して粉末試料（センサ素子材料）を調製し
た。得られた粉末試料を用いてセンサ素子を作製した。
スープ類中のにおい成分に対するこれらセンサの特性を
調べた。 （１）センサ素子の作製 ｎ型半導体であるＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＷＯ3及びＺｎＯ
をベース材料とし、これらに約３０種類の金属酸化物や
貴金属を添加して粉末試料（センサ素子材料）を調製し
た。得られた粉末試料を用いてセンサ素子を作製した。
【００１１】粉末試料の調製 イ．金属酸化物の添加 ＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＷＯ3及びＺｎＯの粉末（ベース材
料）にそれぞれ金属酸化物を添加して粉末試料を調製し
た。金属酸化物の添加は、調製条件を統一するために主
に酢酸塩を用いた。まず、目的金属の酢酸塩を、酸化物
となったときにベース材料に対して所定の割合になるよ
うに混合した。さらに蒸留水を加え、攪拌しながら試料
がペースト状になるまで水を蒸発させ、１０５〜１１０
℃に保たれた乾燥器中で１２時間乾燥させた。その後、
粉砕して空気中において６００℃で５時間焼成した。こ
のようにして添加した酸化物は、Ｌｉ2Ｏ，Ｎａ2Ｏ，Ｋ
2Ｏ，Ｒｂ2Ｏ，Ｃｓ2Ｏ，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，Ｂ
ａＯ，Ｙ2Ｏ3，Ｃｒ2Ｏ3，ＭｎＯ2，Ｃｏ3Ｏ4，Ｎｉ
Ｏ，ＣｕＯ，ＺｎＯ，Ａｌ2Ｏ3，ＳｎＯ2，ＰｂＯ，Ｂ
ｉ2Ｏ3，Ｌａ2Ｏ3，ＣｅＯ2，Ｐｒ6Ｏ11，Ｎｄ2Ｏ3，Ｓ
ｍ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，Ｇｄ2Ｏ3，Ｅｒ2Ｏ3である。酢酸塩
の存在しない金属については、アンモニウム塩、硫酸塩
などから含浸法により添加を行った。このようにして添
加した酸化物は、ＴｉＯ2，ＺｒＯ2，Ｖ2Ｏ5，Ｍｏ
Ｏ3，ＷＯ3である。
料）にそれぞれ金属酸化物を添加して粉末試料を調製し
た。金属酸化物の添加は、調製条件を統一するために主
に酢酸塩を用いた。まず、目的金属の酢酸塩を、酸化物
となったときにベース材料に対して所定の割合になるよ
うに混合した。さらに蒸留水を加え、攪拌しながら試料
がペースト状になるまで水を蒸発させ、１０５〜１１０
℃に保たれた乾燥器中で１２時間乾燥させた。その後、
粉砕して空気中において６００℃で５時間焼成した。こ
のようにして添加した酸化物は、Ｌｉ2Ｏ，Ｎａ2Ｏ，Ｋ
2Ｏ，Ｒｂ2Ｏ，Ｃｓ2Ｏ，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，Ｂ
ａＯ，Ｙ2Ｏ3，Ｃｒ2Ｏ3，ＭｎＯ2，Ｃｏ3Ｏ4，Ｎｉ
Ｏ，ＣｕＯ，ＺｎＯ，Ａｌ2Ｏ3，ＳｎＯ2，ＰｂＯ，Ｂ
ｉ2Ｏ3，Ｌａ2Ｏ3，ＣｅＯ2，Ｐｒ6Ｏ11，Ｎｄ2Ｏ3，Ｓ
ｍ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，Ｇｄ2Ｏ3，Ｅｒ2Ｏ3である。酢酸塩
の存在しない金属については、アンモニウム塩、硫酸塩
などから含浸法により添加を行った。このようにして添
加した酸化物は、ＴｉＯ2，ＺｒＯ2，Ｖ2Ｏ5，Ｍｏ
Ｏ3，ＷＯ3である。
【００１２】ロ．貴金属の添加 ＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＷＯ3及びＺｎＯの粉末（ベース材
料）にそれぞれ貴金属を添加して粉末試料を調製した。
貴金属の添加はコロイド吸着法で行った。まず、貴金属
のコロイド溶液とベース材料粉末とを所定の比率で混合
し、室温で５時間攪拌した。静置してから貴金属コロイ
ドがベース材料粉末に完全に吸着したことを確かめた
後、濾過、乾燥し、さらに６００℃で５時間焼成した。
このようにして添加した貴金属は、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，
Ｐｔ，Ｒｈ，Ｒｕである。
料）にそれぞれ貴金属を添加して粉末試料を調製した。
貴金属の添加はコロイド吸着法で行った。まず、貴金属
のコロイド溶液とベース材料粉末とを所定の比率で混合
し、室温で５時間攪拌した。静置してから貴金属コロイ
ドがベース材料粉末に完全に吸着したことを確かめた
後、濾過、乾燥し、さらに６００℃で５時間焼成した。
このようにして添加した貴金属は、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，
Ｐｔ，Ｒｈ，Ｒｕである。
【００１３】センサ素子の作製 図１に示すように、アルミナ絶縁管（内径０．４ｍｍ、
外径１．２ｍｍ）に電極として２本のＰｔ線（０．３ｍ
ｍφ）を３ｍｍの間隔で巻き付け、これをセンサ素子台
とした。粉末試料を水で練ってペースト状にして素子台
に塗布し、室温で乾燥後、空気中において７００℃で４
時間焼成してセンサ素子を得た。
外径１．２ｍｍ）に電極として２本のＰｔ線（０．３ｍ
ｍφ）を３ｍｍの間隔で巻き付け、これをセンサ素子台
とした。粉末試料を水で練ってペースト状にして素子台
に塗布し、室温で乾燥後、空気中において７００℃で４
時間焼成してセンサ素子を得た。
【００１４】（２）センサ特性の測定 次に、得られたセンサ素子の特性を測定した。 測定方法 イ．装置 センサ素子の応答は、回路の基準抵抗の両端の出力電圧
を求める方法（電流検出法）により測定した。また、セ
ンサ素子はスポット溶接により素子ホルダーに接続し
た。
を求める方法（電流検出法）により測定した。また、セ
ンサ素子はスポット溶接により素子ホルダーに接続し
た。
【００１５】ロ．手順 素子ホルダーを装着した反応管に空気を３００ｃｍ3／
分の流速で流通させた。この場合、測定温度に進む前に
５００℃×３０分の前処理を行った。その後測定温度ま
で冷却し、空気中における素子抵抗の定常値（Ｒa）を
求め、さらに被検ガスを流通させ、素子抵抗の定常値
（Ｒg）を求めた。その後、ガスを空気に切り換え、素
子抵抗がある程度定常値に回復した後に５００℃×３０
分の処理を行ってから次の測定に進んだ。
分の流速で流通させた。この場合、測定温度に進む前に
５００℃×３０分の前処理を行った。その後測定温度ま
で冷却し、空気中における素子抵抗の定常値（Ｒa）を
求め、さらに被検ガスを流通させ、素子抵抗の定常値
（Ｒg）を求めた。その後、ガスを空気に切り換え、素
子抵抗がある程度定常値に回復した後に５００℃×３０
分の処理を行ってから次の測定に進んだ。
【００１６】ハ．ガス感度の解析 測定時に得られるセンサの応答曲線の一例を図２に示
す。この図の空気中及び被検ガス中の出力電圧を求める
と、以下の２式を用いてそれぞれの素子抵抗Ｒを求める
ことができる。 Ｒa＝ｒ（Ｅ／Ｖa−１） Ｒg＝ｒ（Ｅ／Ｖg−１） ここで、ｒは基準抵抗、Ｅは印加電圧、Ｖは出力電圧、
添字ａ，ｇはそれぞれ空気中、ガス中を示す。さらに、
ガス感度Ｓは空気中の素子抵抗に対する被検ガス中の素
子抵抗の比で表される。 Ｓ＝Ｒa／Ｒg また、９０％応答時間は被検ガスを導入してから出力電
圧が ０．９×（Ｖg−Ｖa）＋Ｖa を示す時間までとした。
す。この図の空気中及び被検ガス中の出力電圧を求める
と、以下の２式を用いてそれぞれの素子抵抗Ｒを求める
ことができる。 Ｒa＝ｒ（Ｅ／Ｖa−１） Ｒg＝ｒ（Ｅ／Ｖg−１） ここで、ｒは基準抵抗、Ｅは印加電圧、Ｖは出力電圧、
添字ａ，ｇはそれぞれ空気中、ガス中を示す。さらに、
ガス感度Ｓは空気中の素子抵抗に対する被検ガス中の素
子抵抗の比で表される。 Ｓ＝Ｒa／Ｒg また、９０％応答時間は被検ガスを導入してから出力電
圧が ０．９×（Ｖg−Ｖa）＋Ｖa を示す時間までとした。
【００１７】 ２−メチルピラジンに対するセンサ特性の測定 ２−メチルピラジンに対するセンサ素子の感度を温度２
００〜５００℃で測定した。ガス感度は、湿潤空気をキ
ャリアガスとして被検ガス中とキャリアガス中の素子抵
抗の比から求めた。すなわち、実際のコンソメスープを
被検ガスとして食品製造工程などで２−メチルピラジン
の検知を行うとすると、水蒸気の影響は避けられないも
のと考えられる。このため、２−メチルピラジン検知に
は２−メチルピラジン水溶液のバブリングによって発生
した蒸気を被検ガスとして採用した。つまり、ガスセン
サでは通常乾燥空気をベースとして定常状態を示したと
きの材料の抵抗値をＲaとして採用しているが、２−メ
チルピラジンの検知については水のみをバブリングした
ものをベースとして様々な材料の検知特性を調べた。な
お、キャリヤーガスとしての空気流量は３００ｃｍ3／
分、恒温槽温度は３０℃、２−メチルピラジン水溶液濃
度は１０ｍＭ（気相濃度２０ｐｐｍ）とした。
００〜５００℃で測定した。ガス感度は、湿潤空気をキ
ャリアガスとして被検ガス中とキャリアガス中の素子抵
抗の比から求めた。すなわち、実際のコンソメスープを
被検ガスとして食品製造工程などで２−メチルピラジン
の検知を行うとすると、水蒸気の影響は避けられないも
のと考えられる。このため、２−メチルピラジン検知に
は２−メチルピラジン水溶液のバブリングによって発生
した蒸気を被検ガスとして採用した。つまり、ガスセン
サでは通常乾燥空気をベースとして定常状態を示したと
きの材料の抵抗値をＲaとして採用しているが、２−メ
チルピラジンの検知については水のみをバブリングした
ものをベースとして様々な材料の検知特性を調べた。な
お、キャリヤーガスとしての空気流量は３００ｃｍ3／
分、恒温槽温度は３０℃、２−メチルピラジン水溶液濃
度は１０ｍＭ（気相濃度２０ｐｐｍ）とした。
【００１８】イ．ＷＯ3単独素子の特性 ＷＯ3単独素子の湿潤空気中、被検ガス中の抵抗値及び
感度の温度依存性を図３，４に示す。
感度の温度依存性を図３，４に示す。
【００１９】ロ．アルカリ金属、アルカリ土類金属酸化
物を添加した素子の特性 ＷＯ3にアルカリ金属酸化物を添加した素子の抵抗値及
び感度の温度依存性を図５〜７に示す。また、ＷＯ3に
アルカリ土類金属酸化物を添加した素子の抵抗値及び感
度の温度依存性を図８，９に示す。どちらの金属酸化物
も添加量は５重量％である。アルカリ金属酸化物の添加
によりベースの抵抗値が数倍から数千倍大きくなってい
る。アルカリ土類金属酸化物を添加した場合も同じよう
な傾向があった。
物を添加した素子の特性 ＷＯ3にアルカリ金属酸化物を添加した素子の抵抗値及
び感度の温度依存性を図５〜７に示す。また、ＷＯ3に
アルカリ土類金属酸化物を添加した素子の抵抗値及び感
度の温度依存性を図８，９に示す。どちらの金属酸化物
も添加量は５重量％である。アルカリ金属酸化物の添加
によりベースの抵抗値が数倍から数千倍大きくなってい
る。アルカリ土類金属酸化物を添加した場合も同じよう
な傾向があった。
【００２０】ハ．遷移金属酸化物を添加した素子の特性 ＷＯ3に遷移金属酸化物を５重量％添加した素子の抵抗
値及び感度の温度依存性の代表例を図１０，１１に示
す。遷移金属酸化物の添加により抵抗値はほとんどの素
子で増加した。
値及び感度の温度依存性の代表例を図１０，１１に示
す。遷移金属酸化物の添加により抵抗値はほとんどの素
子で増加した。
【００２１】ニ．希土類金属酸化物を添加した素子の特
性 ＷＯ3に希土類金属酸化物を５重量％添加した素子の抵
抗値及び感度の温度依存性を図１２〜１４に示す。全て
の素子のベースの抵抗値が２００℃から５００℃へと温
度上昇にともなって単調に減少する傾向を示している。
性 ＷＯ3に希土類金属酸化物を５重量％添加した素子の抵
抗値及び感度の温度依存性を図１２〜１４に示す。全て
の素子のベースの抵抗値が２００℃から５００℃へと温
度上昇にともなって単調に減少する傾向を示している。
【００２２】ホ．貴金属を添加した素子の特性 ＷＯ3に貴金属をコロイド吸着法で０．４重量％添加し
た素子の抵抗値及び感度の温度依存性を図１５，１６に
示す。３００℃ではガスに応答させて５〜６分後にほぼ
定常値に達した。それ以上の温度では３０秒以内で定常
値に達する傾向を示した。Ｐｔ−ＷＯ3素子は６種の貴
金属添加素子の中で特異的な応答を示した。すなわち、
２００℃で３５分程度被検ガスに応答させても定常値に
は達しないものの、２００程度の高い感度を示した。３
００℃で優れた応答特性を示したのはＲｈ−ＷＯ3素子
であった。すなわち、１分程度で９０％応答し、回復に
は１０分程度かかるものの、１４０程度の高い感度を示
した。また、３００℃ではＲｕ−ＷＯ3素子も優れた応
答・回復特性を示した。すなわち、１分程度でほぼ完全
に応答し、１０分程度で元の抵抗値レベルまで回復し
た。感度は５０であった。４００℃，５００℃ではＲｈ
−ＷＯ3，Ｒｕ−ＷＯ3の両素子とも感度が小さくなる傾
向にあった。この温度領域で優れた応答特性をもってい
るのはＡｕ−ＷＯ3素子であった。すなわち、感度は４
００℃で３０、５００℃で８．５とＷＯ3単独素子に比
べてあまり大きくないが、応答回復はどちらの温度でも
３０秒以内で９０％以上達成された。
た素子の抵抗値及び感度の温度依存性を図１５，１６に
示す。３００℃ではガスに応答させて５〜６分後にほぼ
定常値に達した。それ以上の温度では３０秒以内で定常
値に達する傾向を示した。Ｐｔ−ＷＯ3素子は６種の貴
金属添加素子の中で特異的な応答を示した。すなわち、
２００℃で３５分程度被検ガスに応答させても定常値に
は達しないものの、２００程度の高い感度を示した。３
００℃で優れた応答特性を示したのはＲｈ−ＷＯ3素子
であった。すなわち、１分程度で９０％応答し、回復に
は１０分程度かかるものの、１４０程度の高い感度を示
した。また、３００℃ではＲｕ−ＷＯ3素子も優れた応
答・回復特性を示した。すなわち、１分程度でほぼ完全
に応答し、１０分程度で元の抵抗値レベルまで回復し
た。感度は５０であった。４００℃，５００℃ではＲｈ
−ＷＯ3，Ｒｕ−ＷＯ3の両素子とも感度が小さくなる傾
向にあった。この温度領域で優れた応答特性をもってい
るのはＡｕ−ＷＯ3素子であった。すなわち、感度は４
００℃で３０、５００℃で８．５とＷＯ3単独素子に比
べてあまり大きくないが、応答回復はどちらの温度でも
３０秒以内で９０％以上達成された。
【００２３】ヘ．素子の２−メチルピラジン濃度依存性 前述した中で２−メチルピラジン検知に優れたＷＯ3系
の素子、Ａｕ−ＷＯ3素子、Ｒｈ−ＷＯ3素子について、
被検ガスの濃度依存性を調べた。２−メチルピラジン水
溶液濃度は１〜５０ｍＭ（気相濃度２〜１００ｐｐｍ）
で変化させた。３００〜５００℃での濃度依存性を図１
７〜１９に示す。これらより、感度の濃度依存性は３０
０℃でＲｈ−ＷＯ3素子が最も大きいことがわかる。ま
た、低濃度の２−メチルピラジンに対する感度が最も高
かったのは４００℃でのＡｕ−ＷＯ3素子であった。応
答・回復特性に着目すると、３００℃，４００℃では応
答に大差はないが、５００℃では９０％応答時間が約１
０秒と応答が速くなった。また、濃度による応答速度の
差は一定温度ではあまりみられなかった。
の素子、Ａｕ−ＷＯ3素子、Ｒｈ−ＷＯ3素子について、
被検ガスの濃度依存性を調べた。２−メチルピラジン水
溶液濃度は１〜５０ｍＭ（気相濃度２〜１００ｐｐｍ）
で変化させた。３００〜５００℃での濃度依存性を図１
７〜１９に示す。これらより、感度の濃度依存性は３０
０℃でＲｈ−ＷＯ3素子が最も大きいことがわかる。ま
た、低濃度の２−メチルピラジンに対する感度が最も高
かったのは４００℃でのＡｕ−ＷＯ3素子であった。応
答・回復特性に着目すると、３００℃，４００℃では応
答に大差はないが、５００℃では９０％応答時間が約１
０秒と応答が速くなった。また、濃度による応答速度の
差は一定温度ではあまりみられなかった。
【００２４】ト．素子の２−メチルピラジンに対する選
択性 ２−メチルピラジンに対する選択性を、湿潤空気をベー
スとして実際のスープに含まれる下記４種類のにおい成
分について調べた。 カプロンアルデヒド：Ｃ5Ｈ11ＣＨＯ ３−メチル−２−ブタノン：ＣＨ3ＣＯＣ（ＣＨ3）3 ニ硫化ジメチル：ＣＨ3ＳＳＣＨ3 アセトン：ＣＨ3ＣＯＣＨ3 ＺｒＯ2−ＷＯ3、Ｇｄ2Ｏ3−ＷＯ3、Ａｕ−ＷＯ3、Ｒｈ
−ＷＯ3の各素子を用い、これらの物質について選択性
を測定した。濃度は１０ｍＭの２−メチルピラジン水溶
液の蒸気中の２−メチルピラジン濃度と同じ２０ｐｐｍ
となるようにした。アセトンについては、２−メチルピ
ラジンと同様に水溶液のバブリングを行って２０ｐｐｍ
のアセトン蒸気を発生させた。結果を図２０〜２３に示
す。
択性 ２−メチルピラジンに対する選択性を、湿潤空気をベー
スとして実際のスープに含まれる下記４種類のにおい成
分について調べた。 カプロンアルデヒド：Ｃ5Ｈ11ＣＨＯ ３−メチル−２−ブタノン：ＣＨ3ＣＯＣ（ＣＨ3）3 ニ硫化ジメチル：ＣＨ3ＳＳＣＨ3 アセトン：ＣＨ3ＣＯＣＨ3 ＺｒＯ2−ＷＯ3、Ｇｄ2Ｏ3−ＷＯ3、Ａｕ−ＷＯ3、Ｒｈ
−ＷＯ3の各素子を用い、これらの物質について選択性
を測定した。濃度は１０ｍＭの２−メチルピラジン水溶
液の蒸気中の２−メチルピラジン濃度と同じ２０ｐｐｍ
となるようにした。アセトンについては、２−メチルピ
ラジンと同様に水溶液のバブリングを行って２０ｐｐｍ
のアセトン蒸気を発生させた。結果を図２０〜２３に示
す。
【００２５】チ．検討 水の共存下で２−メチルピラジンに対して優れた検知特
性を示したのはＲｈ又はＡｕをＷＯ3に添加した素子で
あった。すなわち、Ａｕ−ＷＯ3素子は４００℃におい
て感度４０を示し、応答もかなり速かった。Ｒｈ−ＷＯ
3素子は３００℃で１４０という大きな感度を示した。
Ａｕ−ＷＯ3素子、Ｒｈ−ＷＯ3素子は数ｐｐｍレベルの
２−メチルピラジンの検知が可能であり、２〜１００ｐ
ｐｍの範囲では濃度の対数値と感度の対数値との間に良
好な直線性を示した。また、Ｒｈ−ＷＯ3素子は３００
℃と４００℃でカプロンアルデヒドなどの４種類のにお
い成分に対してかなり高い２−メチルピラジン選択性を
持つことがわかった。
性を示したのはＲｈ又はＡｕをＷＯ3に添加した素子で
あった。すなわち、Ａｕ−ＷＯ3素子は４００℃におい
て感度４０を示し、応答もかなり速かった。Ｒｈ−ＷＯ
3素子は３００℃で１４０という大きな感度を示した。
Ａｕ−ＷＯ3素子、Ｒｈ−ＷＯ3素子は数ｐｐｍレベルの
２−メチルピラジンの検知が可能であり、２〜１００ｐ
ｐｍの範囲では濃度の対数値と感度の対数値との間に良
好な直線性を示した。また、Ｒｈ−ＷＯ3素子は３００
℃と４００℃でカプロンアルデヒドなどの４種類のにお
い成分に対してかなり高い２−メチルピラジン選択性を
持つことがわかった。
【００２６】スープの検知 官能評価の異なる３種類のスープ蒸気に対するセンサ素
子の感度を２００〜５００℃で測定した。ガス感度は、
乾燥空気をキャリアガスとして被検ガス中とキャリアガ
ス中の素子抵抗の比から求めた。素子としてはＡｕ−Ｗ
Ｏ3、Ｒｈ−ＷＯ3、Ａｕ−ＳｎＯ2及びＲｈ−ＳｎＯ2の
各素子を用いた。
子の感度を２００〜５００℃で測定した。ガス感度は、
乾燥空気をキャリアガスとして被検ガス中とキャリアガ
ス中の素子抵抗の比から求めた。素子としてはＡｕ−Ｗ
Ｏ3、Ｒｈ−ＷＯ3、Ａｕ−ＳｎＯ2及びＲｈ−ＳｎＯ2の
各素子を用いた。
【００２７】イ．スープサンプル ３種のコンソメスープサンプルの内一つは市販されてい
る標準品（Average Soup）で、あとの二つは官能試験で
標準品よりも良い香りがすると評価されたスープサンプ
ル（Good Soup）と、標準品よりもにおいの評価が低か
ったスープサンプル（Bad Soup）である。
る標準品（Average Soup）で、あとの二つは官能試験で
標準品よりも良い香りがすると評価されたスープサンプ
ル（Good Soup）と、標準品よりもにおいの評価が低か
ったスープサンプル（Bad Soup）である。
【００２８】ロ．測定方法 スープサンプルの蒸気の発生は濾紙ホルダーを用いる方
法で行った。すなわち、この方法は、サンプル注入口を
有するな密閉セル内に濾紙を配置し、上記サンプル注入
口からセル内にサンプルを注入して濾紙に含浸させた
後、このサンプルを気化させて測定部に導入する方法で
ある。キャリアガスは乾燥空気を用い流量３００ＣＣＭ
とした。濾紙は孔径１μｍのものを用いた。恒温槽の温
度は５０℃又は６０℃とした。測定手順は一つのサンプ
ルについて下記１〜４の通りとした。このルーチンを２
〜３回繰り返した。 １．５５０℃で安定化。 ２．３００℃で安定化、感度測定。 ３．５５０℃で安定化。 ４．４００℃で安定化、感度測定。
法で行った。すなわち、この方法は、サンプル注入口を
有するな密閉セル内に濾紙を配置し、上記サンプル注入
口からセル内にサンプルを注入して濾紙に含浸させた
後、このサンプルを気化させて測定部に導入する方法で
ある。キャリアガスは乾燥空気を用い流量３００ＣＣＭ
とした。濾紙は孔径１μｍのものを用いた。恒温槽の温
度は５０℃又は６０℃とした。測定手順は一つのサンプ
ルについて下記１〜４の通りとした。このルーチンを２
〜３回繰り返した。 １．５５０℃で安定化。 ２．３００℃で安定化、感度測定。 ３．５５０℃で安定化。 ４．４００℃で安定化、感度測定。
【００２９】ハ．スープの評価とセンサ感度 恒温槽温度５０℃でのスープサンプルに対する感度を図
２４，２５に示す。これらより、Ａｕ−ＷＯ3素子及び
Ｒｈ−ＷＯ3素子は３種類のスープについて感度の差が
かなり大きいことがわかる。また、恒温槽温度６０℃で
のスープサンプルに対する感度を図２６，２７に示す。
いずれの場合も、５０℃のときより感度が数倍高くなっ
ていることが分かる。３００℃ではほぼ全ての素子で、
また４００℃ではＡｕ−ＷＯ3、Ｒｈ−ＷＯ3の２素子で
スープ評価と感度とが対応した。この場合、３００℃で
はＲｈ−ＷＯ3素子が、４００℃ではＡｕ−ＷＯ3素子が
スープ間の感度差が大きかった。
２４，２５に示す。これらより、Ａｕ−ＷＯ3素子及び
Ｒｈ−ＷＯ3素子は３種類のスープについて感度の差が
かなり大きいことがわかる。また、恒温槽温度６０℃で
のスープサンプルに対する感度を図２６，２７に示す。
いずれの場合も、５０℃のときより感度が数倍高くなっ
ていることが分かる。３００℃ではほぼ全ての素子で、
また４００℃ではＡｕ−ＷＯ3、Ｒｈ−ＷＯ3の２素子で
スープ評価と感度とが対応した。この場合、３００℃で
はＲｈ−ＷＯ3素子が、４００℃ではＡｕ−ＷＯ3素子が
スープ間の感度差が大きかった。
【００３０】ニ．検討 サンプルの発生温度が５０℃の場合には、測定温度３０
０℃ではスープの官能評価に対応してガス感度が大きく
なった。しかし、水から最も官能評価が高かったスープ
までの感度差はＲｈ−ＷＯ3素子で１０程度と低かっ
た。測定温度４００℃ではスープ評価と感度とが対応し
たのはＡｕ−ＷＯ3素子とＲｈ−ＷＯ3素子であった。Ｓ
ｎＯ2をベース材料とした素子では明瞭なサンプル間の
差異は感度に反映されなかった。サンプル発生温度を６
０℃として実際のスープの条件に近づけると、サンプル
間の差異がかなり明瞭に感度に現れた。測定温度３００
℃では全ての素子でスープ評価と感度とが対応した。測
定温度４００℃では明瞭なスープ間の差異が表れたのは
Ａｕ−ＷＯ3素子とＲｈ−ＷＯ3素子の二つのみであっ
た。このように、スープの評価に対応してＡｕ−ＷＯ3
素子及びＲｈ−ＷＯ3素子の感度は増加しており、評価
の高いスープほど２−メチルピラジンを主とする香気成
分を多く含んでいるものと考えられる。これは、半導体
ガスセンサを用いてスープ類の品質管理を簡単に行える
ことを示している。
０℃ではスープの官能評価に対応してガス感度が大きく
なった。しかし、水から最も官能評価が高かったスープ
までの感度差はＲｈ−ＷＯ3素子で１０程度と低かっ
た。測定温度４００℃ではスープ評価と感度とが対応し
たのはＡｕ−ＷＯ3素子とＲｈ−ＷＯ3素子であった。Ｓ
ｎＯ2をベース材料とした素子では明瞭なサンプル間の
差異は感度に反映されなかった。サンプル発生温度を６
０℃として実際のスープの条件に近づけると、サンプル
間の差異がかなり明瞭に感度に現れた。測定温度３００
℃では全ての素子でスープ評価と感度とが対応した。測
定温度４００℃では明瞭なスープ間の差異が表れたのは
Ａｕ−ＷＯ3素子とＲｈ−ＷＯ3素子の二つのみであっ
た。このように、スープの評価に対応してＡｕ−ＷＯ3
素子及びＲｈ−ＷＯ3素子の感度は増加しており、評価
の高いスープほど２−メチルピラジンを主とする香気成
分を多く含んでいるものと考えられる。これは、半導体
ガスセンサを用いてスープ類の品質管理を簡単に行える
ことを示している。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のセンサ
は、加工食品に含まれる香気成分である２−メチルピラ
ジンに対する応答特性に優れ、特にコンソメスープ等の
スープ類の品質管理に有効に使用することができるもの
である。
は、加工食品に含まれる香気成分である２−メチルピラ
ジンに対する応答特性に優れ、特にコンソメスープ等の
スープ類の品質管理に有効に使用することができるもの
である。
【図１】センサ素子の一例を示す斜視図である。
【図２】センサ素子の応答曲線の一例を示すグラフであ
る。
る。
【図３】ＷＯ3単独素子の抵抗値を示すグラフである。
【図４】ＷＯ3単独素子の２−メチルピラジンに対する
感度の温度依存性を示すグラフである。
感度の温度依存性を示すグラフである。
【図５】アルカリ金属酸化物を添加したＷＯ3素子の抵
抗値を示すグラフである。
抗値を示すグラフである。
【図６】アルカリ金属酸化物を添加したＷＯ3素子の抵
抗値を示すグラフである。
抗値を示すグラフである。
【図７】アルカリ金属酸化物を添加したＷＯ3素子の２
−メチルピラジンに対する感度の温度依存性を示すグラ
フである。
−メチルピラジンに対する感度の温度依存性を示すグラ
フである。
【図８】アルカリ土類金属酸化物を添加したＷＯ3素子
の抵抗値を示すグラフである。
の抵抗値を示すグラフである。
【図９】アルカリ土類金属酸化物を添加したＷＯ3素子
の２−メチルピラジンに対する感度の温度依存性を示す
グラフである。
の２−メチルピラジンに対する感度の温度依存性を示す
グラフである。
【図１０】遷移金属酸化物を添加したＷＯ3素子の抵抗
値を示すグラフである。
値を示すグラフである。
【図１１】遷移金属酸化物を添加したＷＯ3素子の２−
メチルピラジンに対する感度の温度依存性を示すグラフ
である。
メチルピラジンに対する感度の温度依存性を示すグラフ
である。
【図１２】希土類金属酸化物を添加したＷＯ3素子の抵
抗値を示すグラフである。
抗値を示すグラフである。
【図１３】希土類金属酸化物を添加したＷＯ3素子の抵
抗値を示すグラフである。
抗値を示すグラフである。
【図１４】希土類金属酸化物を添加したＷＯ3素子の２
−メチルピラジンに対する感度の温度依存性を示すグラ
フである。
−メチルピラジンに対する感度の温度依存性を示すグラ
フである。
【図１５】貴金属を添加したＷＯ3素子の抵抗値を示す
グラフである。
グラフである。
【図１６】貴金属を添加したＷＯ3素子の２−メチルピ
ラジンに対する感度の温度依存性を示すグラフである。
ラジンに対する感度の温度依存性を示すグラフである。
【図１７】Ａｕ−ＷＯ3素子及びＲｈ−ＷＯ3素子の３０
０℃における２−メチルピラジンに対する感度の濃度依
存性を示すグラフである。
０℃における２−メチルピラジンに対する感度の濃度依
存性を示すグラフである。
【図１８】Ａｕ−ＷＯ3素子及びＲｈ−ＷＯ3素子の４０
０℃における２−メチルピラジンに対する感度の濃度依
存性を示すグラフである。
０℃における２−メチルピラジンに対する感度の濃度依
存性を示すグラフである。
【図１９】Ａｕ−ＷＯ3素子及びＲｈ−ＷＯ3素子の５０
０℃における２−メチルピラジンに対する感度の濃度依
存性を示すグラフである。
０℃における２−メチルピラジンに対する感度の濃度依
存性を示すグラフである。
【図２０】ＷＯ3系素子の２００℃における２−メチル
ピラジンに対する選択性を示すグラフである。
ピラジンに対する選択性を示すグラフである。
【図２１】ＷＯ3系素子の３００℃における２−メチル
ピラジンに対する選択性を示すグラフである。
ピラジンに対する選択性を示すグラフである。
【図２２】ＷＯ3系素子の４００℃における２−メチル
ピラジンに対する選択性を示すグラフである。
ピラジンに対する選択性を示すグラフである。
【図２３】ＷＯ3系素子の５００℃における２−メチル
ピラジンに対する選択性を示すグラフである。
ピラジンに対する選択性を示すグラフである。
【図２４】センサ素子の３００℃におけるスープに対す
る感度（恒温槽温度５０℃）を示すグラフである。
る感度（恒温槽温度５０℃）を示すグラフである。
【図２５】センサ素子の４００℃におけるスープに対す
る感度（恒温槽温度５０℃）を示すグラフである。
る感度（恒温槽温度５０℃）を示すグラフである。
【図２６】センサ素子の３００℃におけるスープに対す
る感度（恒温槽温度６０℃）を示すグラフである。
る感度（恒温槽温度６０℃）を示すグラフである。
【図２７】センサ素子の４００℃におけるスープに対す
る感度（恒温槽温度６０℃）を示すグラフである。
る感度（恒温槽温度６０℃）を示すグラフである。
１ アルミナ絶縁管 ２ Ｐｔ線 ３ センサ素子台 ４ 粉末試料 ５ センサ素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 研司 東京都中央区築地６−19−20 ニチレイ東 銀座ビル 株式会社ニチレイ技術・情報企 画室内 (72)発明者 船崎 菜穂美 東京都武蔵野市吉祥寺北町４丁目13番14号 電気化学計器株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 金、ロジウム、ルテニウム、白金、イリ
ジウム、ジルコニウム及びガドリニウムから選ばれる一
種以上の成分を分散した三酸化タングステンをセンサ素
子材料とし、２−メチルピラジン応答性を有することを
特徴とする食品の品質検知用ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04212097A JP3108211B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 食品の品質検知用ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04212097A JP3108211B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 食品の品質検知用ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0634592A true JPH0634592A (ja) | 1994-02-08 |
| JP3108211B2 JP3108211B2 (ja) | 2000-11-13 |
Family
ID=16616833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04212097A Expired - Fee Related JP3108211B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 食品の品質検知用ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3108211B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0815201A (ja) * | 1994-06-28 | 1996-01-19 | Dkk Corp | 食品の品質検知用ガスセンサ |
| JPH0926406A (ja) * | 1995-07-13 | 1997-01-28 | Dkk Corp | 食品の品質検知用ガスセンサ |
| JPH09257737A (ja) * | 1996-03-19 | 1997-10-03 | Dkk Corp | 食品の品質検知用ガスセンサ |
| JP2002031615A (ja) * | 2000-07-13 | 2002-01-31 | Fis Kk | ケトン感応素子 |
| JP2003228778A (ja) * | 2001-11-28 | 2003-08-15 | Osaka Gas Co Ltd | 油脂火災防止用ガス検知器及び油脂火災防止用ガス検知方法 |
-
1992
- 1992-07-16 JP JP04212097A patent/JP3108211B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0815201A (ja) * | 1994-06-28 | 1996-01-19 | Dkk Corp | 食品の品質検知用ガスセンサ |
| JPH0926406A (ja) * | 1995-07-13 | 1997-01-28 | Dkk Corp | 食品の品質検知用ガスセンサ |
| JPH09257737A (ja) * | 1996-03-19 | 1997-10-03 | Dkk Corp | 食品の品質検知用ガスセンサ |
| JP2002031615A (ja) * | 2000-07-13 | 2002-01-31 | Fis Kk | ケトン感応素子 |
| JP2003228778A (ja) * | 2001-11-28 | 2003-08-15 | Osaka Gas Co Ltd | 油脂火災防止用ガス検知器及び油脂火災防止用ガス検知方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3108211B2 (ja) | 2000-11-13 |
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