2021 Fiscal Year Research-status Report

Texture sensing based on nonlinear friction phenomena in the oral cavity

Research Project

Project/Area Number	20K12018
Research Institution	Yamagata University
Principal Investigator	野々村美宗山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (50451662)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	泡 / 液状食品 / 半固形食品 / 摩擦
Outline of Annual Research Achievements	非線形摩擦現象に着目した食感喚起モデルを構築するために、昨年度のエマルション系食品モデルの摩擦特性の解析に続いて、泡系食品モデルの評価を行った。正弦運動摩擦評価装置を用いて、アクリル板間における泡の摩擦を系統的に評価し、その摩擦現象に及ぼす速度・垂直荷重・増粘剤添加の影響を検討した。その結果、高荷重条件下で高い潤滑特性が示され、静摩擦は発生せず、速度に依存して摩擦力が増加する粘性的な摩擦プロファイルが観察された。この時、摩擦力は速度のべき乗に比例して増加しており、速度の増加に伴って泡の有効粘度が減少した。また、増粘剤は摩擦力を増加させ、泡のせん断に対する耐久性を向上させた。これらの現象は気泡の安定性とエネルギーの散逸過程によって説明することができた。次に、食感データベースの構築のために、正弦運動摩擦評価装置を用いて牛乳、ヨーグルト、ドレッシング、スープ、シロップ等の55種類の液状及び半固形食品の摩擦ダイナミクスを評価した。牛乳等の低粘度の食品では、接触子の滑り出しとともに摩擦力は大きくなり、その後、減少し、復路でも同様のプロファイルが観察されるStable pattern Ⅰが観察された。一方、ヨーグルト等の高粘度または半固形食品では静摩擦係数より動摩擦係数の方が大きくなるStable pattern Ⅱ、スープ等では往復で異なるプロファイルであるUnstable patternが観察された。得られた摩擦パラメータを主成分分析及びクラスター分析を行った結果、食品の摩擦ダイナミクスは平均摩擦係数、静摩擦係数、遅れ時間、Unstable patternの発現率で構成されるZ1、Stable pattern IIの発現率で構成されるZ2によって記述でき、55サンプルは4つのグループに分類された。食品の分類は、食感の発現メカニズムの解明に役立つことが期待される。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 予定通り食品の摩擦ダイナミクスの評価とデータベース構築に着手できたため。
Strategy for Future Research Activity	食品の摩擦ダイナミクスに関するデータベースの拡張を図る。また、油剤、糖などの組成及び配合量の影響を明らかにする。
Causes of Carryover	新型コロナウイルス感染症による移動制限により学会などが全てWeb開催となったため。