咀嚼筋筋電図を用いた米飯のテクスチャー解析法
要約
一口量の米飯を自然に食べている時の咀嚼挙動を筋電図を用いて数値化する。国産8品種の比較では、米のアミロース含量の影響が強く認められるが、それとは独立した、一般の機器測定では測れない咀嚼中に現れる性質も抽出される。
- キーワード:米飯、筋電位、米品種、咀嚼、テクスチャー
- 担当:食品研究部門・食品健康機能研究領域・食品物理機能ユニット
- 代表連絡先:電話 029-838-7991
- 分類:研究成果情報
背景・ねらい
日本人の主食である米飯の美味しさには、かたさや粘り等のテクスチャーの影響が大きいことが知られ、好みの品種や炊飯法がある人も多い。テクスチャーは食べている時に知覚されるため、その数値化には、咀嚼中の人の計測が有効である。本研究では、テクスチャーの異なる米飯を自然に摂食している人の挙動を、咀嚼筋の筋電位測定により定量的に解析する。米飯のテクスチャーを変える条件に、品種の選択、同一品種での精米方法、炊飯時加水率の調整等があるが、ここでは異なる品種の米から調製した飯の咀嚼特性を比較する。
成果の内容・特徴
- テクスチャーが異なる飯は炊き上がり時間が揃うように調製する。一口量を決めてプラスチックスプーンを用いて、被験者にランダムな順に試料を供する。
- 人の摂食中の挙動の観察は、頬にあり噛みしめる時に使われる咬筋に表面電極を貼り付けて筋電位を測定することにより行う。自然な摂食を観察するため、左右両側の筋肉を測定する。図1に示すように、噛む動作毎に筋電位が現れる。被験者には、咀嚼開始および終了時にボタンを押して合図させる。
- 一噛み毎の筋電位波形(図2)から、咀嚼周期、振幅、筋活動時間および筋活動量を計算する。さらに左右の平均値を求める。咀嚼時間全体の平均値とともに、図1に示す咀嚼初期、中期、後期のように、咀嚼中の変化も計算できる。また、筋活動時間と筋活動量については、咀嚼開始から嚥下までの和も求める。
- 国産米8品種の比較では、米のアミロース含量と機器測定によるかたさ値が正の相関、付着性が負の相関を示す。咀嚼回数、咀嚼時間、図3に示す筋活動量総和、一噛み当たりの筋活動時間、一噛み当たりの筋活動量等の筋電位で求めた数値の多くが、米のアミロース含量と正の相関を示す(Spearmanの相関、p<?0.01)。
- 個々の被験者について標準試料を用いて測定した筋活動量に対する各試料での筋活動量の相対値を求めると、個人差が小さくなり試料間差が比較しやすくなる(図3)。
- 筋電図から求めた独立性の高い6種類の測定値を用いた主成分分析の結果を図4に示す。図4は第一及び第二主成分スコアを用いた試料の分布プロット(丸印)に、主成分スコアと測定値間の相関係数を示す因子負荷量のプロット(原点から延びる棒)を重ね書きしてある。因子負荷量を示す棒の長さは相関の高さ、棒の向きは測定値がどの主成分に寄与するかを表す。図4の第一主成分は米のアミロース含量の順に並ぶ。それとは独立した性質である第二主成分は、品種の影響が顕著な咀嚼時間全体あるいは初期における筋電図の測定値よりも、咀嚼前に行う機器測定では測れない咀嚼中期や後期において現れる測定値との相関が高い。
成果の活用面・留意点
- 筋電位は同じ条件で連続して測定するため、被験者の満腹度や疲労を配慮して、調べられる試料数に限りがある。
- 筋電図から飯の物理特性に関する絶対値は得られない。
- 標準試料に対する相対値または反復測定の分散分析を用いて、食品の相対的な食べ易さを筋活動量総和を指標として定量的に示せる。
具体的データ
その他
- 予算区分:交付金、その他外部資金(24補正「機能性食品プロ」、助成金)
- 研究期間:2013～2016年度
- 研究担当者:神山かおる、Sodhi N.S.(元JSPS外国人特別研究員)、鈴木啓太郎
- 発表論文等:
1)Kohyama K. et al. (2014) J. Texture Stud. 45(6):477-486
2)Kohyama K. et al. (2016) J. Texture Stud. 47(3):188-198