味覚センサーとは

1月7日のNHKあさイチで味噌使いの基本について特集をしていた．その中で味覚センサーなる装置で味覚を比較していた．そのような機器が実用化されていることを知らなかったので，取り上げてみた．味覚センサ - Wikipediaの解説には，「味覚器の受容体を機械的に再現したもので数々の方式がこれまで検討されてきたものの、どの方式にも一長一短があり，一部で使用される状態に留まり，本格的な普及には至っていない」と書かれている．味覚は主観的なものであり，機械に判断させるようなものではないと思ったが，公共放送で利用しているとなれば，それなりのセンサーが開発され，ある程度客観的なデータが得られる機器が開発されたはずであると思い調べてみた．九 州大 学大学 院 システ ム情報科学研究科の都甲潔教授が「応用物理 」の最近の展望で 感性バイオセンサー [応用物理 第67巻 第12号，1406 (1998)]について解説している．少々古い文献だが，啓蒙のために書かれているので，かえって分かりやすいと思い紹介したい．

測 定原理

味覚センサーは脂質/高 分子ブレンド膜を味物質の受容部分とし，この複数の脂質膜か らなる電位出力応答パター ンから味を識別する，こ れは舌の細胞の生体膜が脂質とタンパク質からできていることに着目し，その構成成分の一 つである脂質を実際に利用できる形で作り上げたものである.

図2に 示すように，脂 質膜電極 はポリ塩化ビニルの中空棒にKCI溶 液と銀 ・塩化銀線を入れ，その断面に脂質/高分子膜を貼りつけたものである. 特 性の異なる脂質/高分子膜を7つ (ま たは8つ) 準備し，脂質膜電極と参照電極との間の電位差を計測し，これら複数の出力電圧により構 成されるパター ンから味を識別 ・認識する．なお，関連する論文では，これ らの膜のことを「チャネル」と呼んでいる．

図3 味覚センサーの塩味とうま味への応答.各 チャネル膜はジオク チルポスフェー ト,トリオクチルメチルアンモニウムクロライ ドなどの脂質からなる.

3.2基本味応答

5つの味のうち，塩 味とうま味に対する応答パターンを 図3に示す，誤差は1%を切っているので，各 味の識別が 明りょうにできる．注 目すべきは，5つの味に対しては異なる応答パターンを示すのに対し，似た味では似たパターンを示すことである，例えば塩味を呈するNaCl, KC1, KBr では似たパ ター ンを示 し，魚や肉，マッシュルーム，チーズな ど，さまざまな食品原料でうま味を呈するグルタミン酸ナ トリウム（MSG）, タンパク質が豊富な多くの食品に自然に 存在する核酸の IMP（5－イノシン酸二ナトリウム） と GMP（5－グアニル酸二ナトリウム）で も同様 に似 たパター ンを出す．この事実 は，味 覚セ ンサーに必須の条件を満たしていること，すなわち 「個々の化学物質ではなく味そのものに応答」 していることを意 味する，な お，同 じ塩味物質でもNaClとKCIはかなりパ ター ンが異 なっているが，これは実際私たちがNaClと KCIを味わって感じる味の違いを反映 している（KCIは苦味が混じった塩味を呈する）．

匂 いセンサー について

最近, 嗅覚を代行するセンサーも脂質膜を用いて開発さ れている，上述の味覚 センサー との違いは，検出に水晶振動子の振動数変化 を用いている点である，原理 は，膜を水晶振動子に貼 り付 けて，匂 い分子が膜 に くっつ くことで 生 じる重量変化を振動数変化 として とらえるというもので ある．ほかに，半導体式，FETバイオセンサ，膜型表面応力センサー等が提案されている．

研究の歴史

ここで，味の計測の歴史について都甲先生の書かれた文章があるので紹介しよう．その歴史は1980年代にさかのぼる．脂質分子を成膜した人工の脂質膜が，異なる味物質に異なる電気応答をすることが発見されたのが，1985年である．脂質はセッケンの親戚である．脂質膜とは，脂質を膜の形に集めた（成膜化）ものと思って頂ければよい．

注）脂質は石けん と似た化学構造をもつが、親水基（水になじむ部分）を 水相側へ向け、疎水部（水をはじく部分）を膜内部に向 けるという構造を自主的にとる。石けんでシャボン玉がで きる原理と同じである。

私たちの舌の細胞を囲む生体膜も脂質（とタンパク質）からなる膜だ．1990年には，各味質に異なる応答を示す脂質膜センサーを複数種そろえ，その電圧出力から味質，味強度を判定するという仕組みのセンサー，つまりマルチチャンネル味覚センサーの基本原理が，九州大学とアンリツ（株）から特許出願された．その後，味覚センサーは10年以上もの長きにわたり，九州大学とアンリツ（株）とで共同開発されることになる，その結果，味認識装置ＳＡ４０１，ＳＡ４０２が市販され，本装置は現在，食品や医薬品関係の会社，研究所，公設の試験場，大学で使われている。ミネラルウォーター，ビール，酒等の味覚もテストされている．

味覚センサーの開発のために，都甲研究は，計測工学, 電子・電気材料工学, 計測・制御工学, 感性工学, 医用生体工学・生体材料学に亘る広範囲の研究分野を守備範囲にしている．学際領域を越えた応用学の最たる分野である．

追記

現在，（１）九州大学とアンリツが発明！「TS-5000Z」と（２）慶應義塾大学が発明！「味覚センサー レオ」が装置として事業化されている．

後者の味覚センサーレオは、人工知能にも使われるニューラルネットワークを用いている点が特徴的である．検出原理としては，まず基本5味（甘味，旨味，酸味，苦味，塩味）の味物質の濃度がそれぞれ，酵素電極やイオノフィアと呼ばれるセンサーによって検出される．これらのセンサーは酵素反応による電子の移動やイオンの移動によって味物質の濃度を検出する．次に，その味物質の濃度が，すでに学習させている各濃度に対応する人の官能評価のデータと照らし合わされ，最終的に，人の舌で感じられる味の強さとしての数値が算出される，

紹介論文

• 都甲潔. "感性バイオセンサー." 応用物理 67.12 (1998): 1406-1409.

• 味覚センサーの開発と応用

• 味を数値化！「味覚センサー」のしくみや機種の違いを比較 |お菓子と科学の ...（測定機器の紹介）

• 味覚センサ・・・人間の舌は，複数の味細胞を持つ味蕾(みらい)から構成されています．味物質が味細胞の細胞膜に吸着(相互作用)すると，膜の内側と外側で電位差（膜電位）が変化します．これが信号として脳に送られ，物質によって異なる膜電位の変化を味として感じています．本研究室では，この生体システムを模倣し，各味質に選択的に応答する人工脂質膜を用いることで，味を測ることを可能とした味覚センサを世界で初めて開発しました．この味覚センサは，食品の新商品開発や製造ラインでの品質管理において，人の感じる味を検出し，味を客観評価できる測定装置として利用されています．味覚センサは，バイオとコンピュータ，エレクトロニクスが融合してできた新技術です．更なる応用として，より選択的に味質を受容する味受容部の開発や，LSI技術を応用した場所を選ぶことなく誰にでも簡便に測定可能なポータブル味覚センサの開発を目指します．WIkipediaの説明

• 日本酒の味の客観的評価 都甲 潔（九州大学教授） - 酒文化研究所 -酒 ...

• 味を感知する受容体のセンサー領域の立体構造を初めて解明（2017年5月23日）