以下、本発明の実施の形態につき、図面に� ��って具体的に説明する。
 本発明に係る咀嚼機能検査用色素含有食品� ��、咀嚼によって複数の咬断片に細分化する� ��とが可能な食材中に色素を含有するもので� ��って、前記食材としてはゼラチンを含むグ� ��ゼリーを採用している。又、前記色素とし� ��は、市場に流通している多数の食品用天然� ��来色素の中から、咀嚼機能検査に好適な色� ��として、カロチン色素、マリーゴールド色� ��、或いはパプリカ色素を採用している。

 図1~図5はそれぞれ、カロチン色素入りグミ� ��リー、マリーゴールド色素入りグミゼリー� ��パプリカ色素入りグミゼリー、コチニール� ��素入りグミゼリー、及び赤キャベツ色素入� ��グミゼリーの成分の一例を示している。
 これに対し、図6は、従来の一般的なグミゼ リーの成分を示し、この様な一般的なグミゼ リーに対して、図7に示す如く色素を含むそ� �他の成分を加えたものを、本発明に係る咀� �機能検査用色素含有グミゼリーの基本とし� �いる。

 本発明に係る咀嚼機能検査方法は、上述� ��如き咀嚼機能検査用食品を用いて、咀嚼後� ��咀嚼機能検査用食品の咬断片から溶出する� ��素の濃度を測定することにより咀嚼機能評� ��値を得るものである。

 具体的には、本発明の色素含有グミゼリー( 20×20×10mm、約5.5g)を被験者に30回自由咀嚼さ� �た後、図8に示す如く第1工程S1では、咀嚼後� ��色素含有グミゼリーの咬断片を30秒間だけ� �洗し、咬断片表面に付着した唾液や血液な� �を除去する。
 第2工程S2では、水洗後の咬断片を水中(35℃� ��25ml)に投入し、スターラーを用いて20秒間だ け攪拌し、測定対象である色素を水中に溶出 させると共に、溶出した色素の濃度を均一化 する。

 続いて第3工程S3では、攪拌後の咬断片を1秒 間だけ水中に静置し、その上層部の色素濃度 を発光素子と受光素子を利用して電圧に変換 する。
 その後、第4工程S4では、予め用意された回� ��式(電圧と表面積の関係)より、変換された� �圧から咬断片の表面積を算出し、その結果� �咀嚼機能評価値とする。

 以下、咀嚼機能検査に好適な色素の選定実� ��について説明する。
(1) 通常流通している食品用天然由来色素か� ��の選定(第1次選定)
 実験の対象とした色素は、現在市場に流通� ��ている食品用天然由来色素の中から食品安� ��性を配慮して第1次選定を行なった。
 その結果、紅麹、マリーゴールド、カロチ� ��、リコピン、スピルリナ、クチナシ青、赤� ��根、ウコン、パプリカ、クチナシ黄、たま� ��ぎ、紫コーン、ブドウ果皮、赤キャベツ、� ��チニール、エルダーベリー、コウリャン、� ��ナトー、ベニバナ、及び紅芋の20種類を選� �した。

(2) グミゼリーとのなじみによる選定(第2次� �定)
 先ず、グミゼリーに含有させる必要性から� ��前記20種類の色素の中でグミゼリーと混合� �せたときの状況を判断基準として、第2次選� ��を行なった。
 その結果、ブドウ果皮及びコウリャンは、� ��入時に色素の塊が生じ、均一に混入させる� ��とが困難であったため、本発明に使用する� ��素の対象から除外した。

(3) 各色素の吸光度曲線による分析実験(第3� �選定)
 本発明に係る咀嚼機能検査方法は、水に溶� ��する色素の濃度を発光ダイオードを用いて� ��学的に検出することから、その検出方法に� ��する吸光度特性を有するかどうかを知るこ� ��を目的として、濃度を全て0.5%に統一した18� ��類の色素含有グミゼリーを4分割して、表面 積を2400mm ² に設定し、分光光度計を用いて、各色素特有 の吸光度曲線について分析を行なった。
 尚、吸光度とは、特定の波長の光に対する� ��質の吸収強度を示す尺度のことであり、色� ��濃度が高いほど大きな値となる。

 本発明に係る検査方法は、水に溶出した� ��素の濃度による吸光度の変化を読み取るた� ��、吸光度の低い色素では、水中に溶出した� ��素濃度の微細な変化を測定することが困難� ��ことから、本検査法には適していないと判� ��した。

 吸光度は300~900nmの全波長について測定し� ��が、この根拠としては、使用した分光光度� ��において、単一光源で使用できる範囲であ� ��、且つ後に使用する発光ダイオードの3原色 RGBの波長(R:625nm、G:565nm、B:430nm)をこの範囲に� ��むという点が挙げられる。

 この測定より、図9の如く18種類の吸光度曲� ��が得られたが、色素を含有させたことによ� ��影響(ピークの高さや波長)を考慮した場合� �ピークの吸光度が低いという理由から、赤� �イコン、紅芋、エルダーベリー、リコピン� �紅コウジ、紫コーン、クチナシ黄、タマネ� �を除き、使用した発光ダイオードの青色の� �出範囲の波長幅が広く、測定に使用する優� �順位の低いことから、400nm付近にピークを有 する、ベニバナ、ウコン、クチナシ黄を除き 、検査用食品として視覚的に受け入れられ難 い、青色系統のクチナシ青及びスピルリナを 除いた。
 その結果、カロチン、マリーゴールド、パ� ��リカ、コチニール、赤キャベツの5種類を選 定した。

 尚、上記5種類以外の色素でも、スピルリ ナ、クチナシ青などのように、ある程度の高 さの吸光度を有するものがみられたが、透明 度が低いことや、青色系統であるなど、検査 用食品として視覚的に受け入れ難いことなど の理由により、対象から除外することとした 。

(5) 5種類の色素の各濃度に対する吸光度検査 (第4次選定)
 グミゼリーに色素を含有させるにあたって� ��前段階として、色素そのものの吸光度曲線� ��調べるために、5種類の色素の希釈溶液につ いて、分光光度計を用いて測定を行なった。 本実験では、5種類の色素を様々な濃度に希� �し、その希釈度と吸光度との関係を調べた� �その結果を図10~図14に示す。

 この測定より、カロチンを除く4種類(マ� �ーゴールド、パプリカ、コチニール、赤キ� �ベツ)に関しては、高波長領域において、吸� ��度が略零となり、溶液には懸濁がないこと� ��分かった。従って、これら4種類の色素は、 測定対象としての基本的な条件には適応して いるものと判断することが出来る。

 但し、カロチンにおいても、色素希釈溶� ��を更に希釈することにより、懸濁傾向がな� ��なったため、測定対象として使用すること� ��可能と考えられる。又、カロチン色素にお� ��ては、他の色素より低濃度に希釈した場合� ��吸光度がより精度の高い測定を行なうこと� ��出来るというメリットがあるので、他の色� ��より優先度が高いものと考えられる。この� ��とから、本発明の検査方法における色素濃� ��の感度、即ち測定精度を高めるという観点� ��らも、カロチンが他の色素よりも有利な色� ��であるということが出来る。

 一方、赤キャベツ、コチニールの希釈溶� ��を作成する際に水道水を加えたところ、溶� ��が変色した。これは、本検査法で採用して� ��る重要な作業の一つである、咀嚼して咬断� ��たグミゼリーを水道水で洗浄する工程があ� ��ことから、変色は、本発明の検査方法では� ��確な測定値が得られない致命的な現象とい� ��る。従って、この2種類の色素は対象から除 外した。

(6) 各色素を含有したグミゼリー表面からの� ��素の溶出濃度の測定実験(第5次選定)
 以上の選定によって絞られてきた3種類(カ� �チン、マリーゴールド、パプリカ)の各色素� ��それぞれ0.5%含有したグミゼリー(2×2×1cm、� �5.5g)を製作し、原型、2分割、4分割、8分割、 16分割の試料に関して、本発明の検査方法の� ��順に従って、水中に溶出した各色素の濃度� ��測定し、次に示す事項について検討を行な� ��た。

(6-1) 吸光度曲線における検討
 図15~図17に示す如く、上記3種類の何れの色� ��においても、分割数(表面積の増加)に応じ� �、吸光度曲線も明らかに上昇している。
 又、上記3種類の色素に関して、溶出したグ ルコース濃度と吸光度との関係を調べた。吸 光度は、R:625nm、G:565nm、B:430nmにおける数値を 用いた。その結果を図18~図20に示す。図中に� ��、直線回帰の式を示しているが、何れの色� ��においても、グルコース濃度と吸光度との� ��には高い決定係数が認められ、新しい検査� ��法としてこのような色素を用いることの有� ��性が示された。

(6-2) グミゼリーの表面積と受光部電圧との� �係
 グミゼリー咬断片の表面積と受光部電圧と� ��関係を調べるために、3種類の色素(カロチ� �、マリーゴールド、パプリカ)含有グミゼリ� ��について、発光ダイオードの特性としてのR GBについての受光部電圧、各色素の溶出濃度� ��グミゼリーの表面積などの相互の関連性を� ��べる実験を行なった。その結果を図21~図23� �示す。尚、蒸留水におけるRGBの3点の電圧は� ��2.00Vに調整した。

 何れの色素においても、2波長(GとB)におけ� �、吸光度と受光部電圧との間に高い相関が� �られる。図21~図23中には近似式と決定係数(R ² )を示している。3種類の色素の中でカロチン� ��決定係数が最も大きく、次にパプリカの決� ��係数が大きくなっていることから、これら2 つの色素がより好適であると考えられる。

(7) カロチンとパプリカの適応濃度に関する� ��験
 水溶性が高くなることにより、色素溶出時� ��おける溶液の懸濁が抑えられることから、� ��溶性の高い、カロチン及びパプリカに関し� ��、様々な色素含有濃度(0.1%、0.3%、0.5%、0.7%� �0.9%)のグミゼリーを製作し、RGBによる受光部 電圧等を測定した。その結果を図24~図32に示� ��。

 カロチンに関して、濃度0.1%では、色素の溶 出が少なく、測定が困難である。一方、濃度 0.9%では、色素濃度が高いことから、測定値� �上限(電圧値)圧)が低くなり、0~2Vという測定� ��能範囲を有効に使うことが出来ない。
 これに対し、濃度0.3%、0.5%、0.7%では、濃度� ��高くなるにつれて吸光度も大きくなってお� ��、電圧の幅も大きくなっており、この範囲� ��おける測定が有効である。
 尚、好適なカロチン濃度の範囲0.3~0.7%は、� �ロチン色素に含まれるβカロチンの濃度に換 算すると、0.0075~0.0175%となる。

 図33に示す如く、カロチンにおいて、RGBに� �いての受光部電圧と吸光度との関係を見る� �、RGBともに測定電圧のばらつきが少なく、� �ずかな表面積の違いに対しても十分対応し� �電圧値が得られることが示された。
 特に緑(G)について吸光度と受光部電圧との� ��係を検証したところ、図34に示す様に、吸� �度と対数変換した電圧との関係では直線性� �得られ、然も高い決定係数が得られた。従� �て、カロチンにおけるGについての受光部電� ��と吸光度との関係に基づく検査方法が、臨� ��的にも十分活用できることが判明した。

 又、カロチンを、蒸留水と水道水の両方� ��希釈し、データに違いが出るかを検討した� ��、両者において吸光度と受光部電圧の測定� ��果は略一致した。従って、検査時に水道水� ��使用しても支障がないものと言える。

 一方、パプリカに関しては、異なる濃度� ��においては、測定値に差はみられるものの� ��同一濃度においては、グミゼリーの表面積� ��増加に対する電圧の変化が小さく、測定精� ��の点ではカロチンよりもやや劣ると言える� ��

 上述の如く、グミゼリーに含有すべき色� ��の選定に関して、全ての色素についてグミ� ��リー咬断片の表面積に対する電圧変化が見� ��れるが、その中でも変化率の大きい色素及� ��測定対象となる波長が検査に適している。� ��、測定電圧値のばらつきが少ないものが、� ��り適している。又、グミゼリー咬断片の表� ��積の違いによる電圧値の幅が広く、僅かな� ��面積の違いに対しても、電圧が十分対応し� ��値が得られる必要がある。

 この様な観点において、カロチンは、吸光� ��に対する電圧変化において吸光度の幅が広� ��ことから、他の色素よりも有利であると言� ��る。
 又、3原色RGBについての各波長における受光 部電圧の値から咬断片の表面積を回帰する際 の決定係数は、3原色の中では緑色について� �が最も大きいことから、緑色を用いて受光� �電圧を検知し、その値から咬断片表面積を� �出する方法が最適である。

 上述の如く本発明に係る咀嚼機能検査用色� ��含有食品を用いた咀嚼機能検査方法は、咀� ��後の咬断片から溶出する色素の濃度を光学� ��に測定することにより、咬断片表面積等の� ��嚼機能評価値を得るものであり、咀嚼の生� ��的意義に忠実な検査であるため、高精度の� ��査結果が得られる。
 又、色素含有食品の咀嚼後、約90秒後には� �断片表面積が数値として得られるので、短� �間で咀嚼能力を検査することが出来、児童� �ら要介護高齢者までを対象とした汎用性の� �い咀嚼機能検査が実現される。

 従って、本発明に係る咀嚼機能検査用色素� ��有食品及び咀嚼機能検査方法は、治療前の� ��嚼能力検査や歯科治療効果の評価として利� ��することが出来、情報の共有化により歯科� ��療への理解度が高まることが期待される。
 又、児童、学童の集団口腔検診にも活用出� ��、年齢に応じた個々の咀嚼能力の発達状態� ��正確に評価することが出来る。更に、成人� ��高齢者、或いは介護施設等における外来者� ��入居者に対する咀嚼能力を評価することが� ��来、個々の咀嚼能力に応じた食事の提供、� ��食・咀嚼・嚥下指導等を有効に行なうこと� ��可能となる。

 尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に� ��らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲� ��で種々の変形が可能である。例えば、測定� ��象となる色素を添加すべき食材としては、� ��ミゼリーに限らず、マシュマロ、チューイ� ��ガム、ソフトキャンディー、キャラメルの� ��、種々のゲル化剤を用いて製造される食材( 菓子)を採用することが出来る。ここでゲル� �剤としては、ペクチン、ジェランガム、カ� �ギーナン、寒天、ファーセレラン、アルギ� �酸等の海藻抽出物、ローカストビーンガム� �タラガム、グアガム、タマリンド種子多糖� �、アラビアガム、トラガントガム、カラヤ� �ム、澱粉、大豆蛋白、小麦蛋白等の植物系� �然高分子物質、キサンタンガム、プルラン� �デキストラン、カードランの微生物産生天� �高分子物質、カゼイン、アルブミン等の動� �系天然高分子物質、及び加工澱粉の何れか1� ��、或いは複数種の混合物をゲル化したもの� ��採用することが出来る。
 又、色素としては、上述の天然着色料に限� ��ず、合成着色料を採用することも可能であ� ��。