ケミカルIoTセンサと感性AIによる多元的「おいしさ」モニタリングシステムの開発

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K02330
• Research Institution: Hokkaido University of Science
• Principal Investigator: 渡部 智希 北海道科学大学, 工学部, 講師 (60254702)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小島 洋一郎 北海道科学大学, 工学部, 教授 (50300504) ; 一戸 善弘 北海道科学大学, 工学部, 准教授 (40712089) ; 伊藤 佳卓 北海道科学大学, 工学部, 講師 (90849142)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: Talbot干渉法 / モアレ縞 / おいしさの指標

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、光学的な理論を基盤として、液状食材などの品質を簡易に評価するセンサシステムの構築を目標の一つとしている。これまで既知の被検レンズ測定を行い、Talbot像とモアレ縞によるTalbot干渉計の高い精度を実験結果として示してきた。
おいしさの指標として、わかりやすい砂糖水や食塩水などの水溶性飲料の濃度とモアレ縞傾角との関連を測定した結果、基準となる水に比べ、飽和砂糖水におけるモアレ縞傾角は約9から10°程変化した。これらの原因として考えられるのは、飽和砂糖水により粘性係数が変化し、モアレ縞傾角に影響を与えている点である。このことより、モアレ縞傾角による溶液濃度測定の可能性が示唆され、「甘さ」の数値化にもなると考えられた。
この結果をさらに発展させ、Talbot干渉計を用いた液体の屈折力測定において、液体を入れるセルの選定および作製を再度行った結果、材質はポリカーボネート製で直径5.0cm、板厚2mm、液体間隔2mmのセルが最適になった。
本年度は、水溶液の他に数種の食用油をサンプルとして測定した。その結果、屈折力を示すモアレ縞傾角は水（23.1°）、胡麻油（27.3°）、キャノーラ油（28.0°）、サラダ油（37.0°）と食用油の種類により変化した。また、食用油の温度を5℃と25℃で測定すると胡麻油、サラダ油はあまり変化がなかったが、キャノーラ油では21.9°と28.6°と大きく変化した。このモアレ縞傾角変化の原因は熱による粘性係数の変化が考えられる。粘性係数は使用する食用油の酸化度や水の混入などにより変化すると考えられるため、モアレ縞傾角を測定することで食用油の劣化の評価に適用でき、「おいしさの」指標のひとつとなると考えられる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

セル（容器）作製において，同材質・同試料であっても若干のモアレ縞傾角の違いがあるため，均一性の良いセル作製が必要となる．

Strategy for Future Research Activity

測定に使用するセル（容器）の均一性を増すためにポリカーボネートの間にアルミ製のスペーサを入れ作製する予定である．また，今回，食用油の測定を行ったが，使用前，使用後の食用油の劣化度合いを，モアレ縞傾角より見積もりたい．

Causes of Carryover

コロナ禍中により、当初計画していた実験項目への対応に予想以上の時間を要するに至った。次年度は、この状況を鑑みて、研究の方策を見直し、実験を行う予定である。