木糖醇口香糖咀嚼力判定用色标

摘要

本发明提供制作可作为用于分析伴随有牙颌者进行咀嚼而产生的口香糖变色特性并采用变色口香糖评价咀嚼力的更客观的判定基准使用的色标的方法。通过让多名有牙颌者咀嚼变色口香糖，求出咀嚼后的口香糖呈现的颜色与咀嚼前后的口香糖的色差的回归方程，再求出咀嚼次数与咀嚼前后的口香糖的色差的回归方程，从而求得有牙颌者进行的咀嚼次数和咀嚼后的口香糖呈现的颜色的色差，制作色标的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及木糖醇口香糖咀嚼力判定用色标的制作方法。 

背景技术

目前，开发并报道了用于直接判定咀嚼力的各种方法。用于直接判定咀嚼力的方法大体分为对受试者进行提问来评价可摄取的食品的主观性方法和对实际被咀嚼的试样的状态进行客观性评价的方法。其中，不需要受试者的主观判断的后者的情况下，可更定量地对咀嚼力进行评价，但操作繁复，且需要特殊的设备等，不是可在齿科诊断时或日常情况下简便地进行的方法。 

为了解决这些问题，本申请人开发了颜色伴随咀嚼的进行而改变的变色口香糖，作为木糖醇口香糖咀嚼力判定用(商品名)口香糖实际进行了销售。该变色口香糖是口香糖颜色随着咀嚼的进行而从绿色变为粉色的口香糖，可通过评价咀嚼后的颜色来简便地判定咀嚼力。口香糖在材质方面也显示稳定的性质，且可大量生产均匀的制品。另外，作为测定用试样具有大量优点，如日常经口摄取、且是具有均匀质地的食物等。 

此外，本申请人也进行了通过该变色口香糖测定咀嚼力的尝试。例如，非专利文献4和非专利文献2中报道了采用变色口香糖的咀嚼力评价法与以往的筛分法之间在结果上存在关联性，还报道了该变色口香糖的变色程度随着咀嚼的进行而变化。另外，为了更简便地进行咀嚼力的评价，非专利文献1中揭示了制成实验用色标并将变色口香糖的变色与色标进行比色来比较咀嚼力的方法的检验者间可靠性。即，观察咀嚼后的口香糖，多人使用按照非专利文献1制成的色标打分时，不论打分的人是谁，结果都为同样的分数。这表示可通过该色标高再现性地评价口香糖的颜色。另外，非专利文献3中对变色口香糖的临床评价进行了研究。 

但是，非专利文献1中使用的色标根据咀嚼后的口香糖的色调从视觉上 制成，并非定量地对颜色变化进行研究而制成。此外，以由随机抽选的齿科医师得到的咀嚼结构为基础制成。因此，为了支持可更客观且定量地进行判定的色标，要求对具有平均的咀嚼力的人咀嚼时的自刚开始咀嚼后开始的咀嚼进行中的口香糖的颜色变化进行详细的研究。 

另外，本申请人在专利文献1报道了以可更客观且定量地进行判定的色标为目标的制作方法。然而，制作更接近口香糖颜色变化的实际状态的色标的必要性依然存在。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1:日本专利特开2011－72559号公报 

非专利文献 

非专利文献1:藤波等，《采用色标的基于变色口香糖的咀嚼能力评价法的可靠性》，日本咀嚼学会杂志18卷2号，173-174页，2008年。 

非专利文献2:平野等，《关于基于采用新显色法的变色口香糖的咀嚼能力的测定的研究》，日本修补齿科学会杂志，46卷，103-109页，2002年 

非专利文献3:咀嚼能力的临床评价-更要求客观性-《变色口香糖的应用》，日本咀嚼学会杂志12卷2号，92-93页，2003年 

非专利文献4:Haykawa等，《采用变色口香糖的用于评价咀嚼表现的简单方法(A Simple Method for Evaluating Masticatory Performance Using a Color-Changeable Chewing Gum)》，The International Journal of Prosthodontics11(2)：pp173-176,1998 

发明内容

发明所要解决的技术问题 

本研究的目的在于制作在采用变色口香糖评价咀嚼力时，可用作更接近口香糖颜色变化的实际状态的客观且定量的判定基准的色标。 

解决技术问题所采用的技术方案 

鉴于上述课题，本发明涉及使用木糖醇口香糖咀嚼力判定用(日语:キシリトールガム咀嚼力判定用)口香糖，用于根据咀嚼后的口香糖呈现的颜色判定受试者的咀嚼次数的色标的制作方法，其特征在于，包括：让多名受试者以一定次数咀嚼木糖醇口香糖咀嚼力判定用（商品名）口香糖的第一 工序；求出表示咀嚼后的口香糖呈现的颜色在特定的色空间中显示的坐标值与咀嚼前后口香糖呈现的颜色的该色空间中的色差的关系的回归方程的第二工序；求出表示该色差与咀嚼次数的关系的回归方程的第三工序；根据第二工序和第三工序中求得的回归方程，确定与咀嚼后的口香糖呈现的颜色对应的平均咀嚼次数的第四工序。 

具体来说，通过使用以四参数逻辑斯蒂(Logistic)曲线为模型的表示色差与咀嚼次数的关系的回归方程，可求出更符合基于木糖醇口香糖咀嚼力判定用（商品名）口香糖的咀嚼的颜色变化的实际状态的回归方程。另外，通过制作采用本回归方程的色标，可实现更符合口香糖颜色的实际状态的更准确的咀嚼能力的判定。 

发明的效果 

通过本发明的方法，可制作用于比以往的方法更客观且定量地判定咀嚼力的色标。特别是通过使用新的回归方程制作色标，能够更准确地测定咀嚼能力，在临床现场可简易地进行采用木糖醇口香糖咀嚼力判定用（商品名）口香糖的咀嚼能力的判定。 

附图的简单说明 

图1是表示本发明的一个实施例中的咀嚼次数与L*a*b*的关系的图表。 

图2是表示本发明的一个实施例中的咀嚼次数与L*a*b*的关系的图表。 

图3是表示本发明的一个实施例中的咀嚼次数与L*a*b*的关系的图表。 

图4是表示本发明的一个实施例中的咀嚼次数与L*a*b*的关系的图表。 

图5是表示本发明的一个实施例中的ΔE与咀嚼次数的关系的图表。 

图6是表示本发明的一个实施例中的ΔE与咀嚼次数的关系的图表。 

图7是表示本发明的一个实施例中的口香糖变色的受试者间可靠性的图表。 

图8是表示本发明的一个实施例中的通过色标中采用的与颜色(ΔE)对应的咀嚼次数的回归方程求得的关系的图表。 

实施发明的方式 

专利文献1的色标的制作方法存在以下几点：1)回归方程的模型为二次函数，与口香糖变色的实际状态不同；2)口香糖变色的受试者间可靠性(再 现性)未进行研究；以及3)口香糖变色倾向的受试者间的同一性未进行研究。 

于是，本发明为了补足专利文献1的缺点而进行了以下的研究。 

即，作为本发明的色标的优点，对上述3点进行详细说明。 

1’)关于回归方程的模型 

新回归方程的模型采用四参数逻辑斯蒂曲线。专利文献1的回归方程为二次函数，咀嚼次数趋近于∞时ΔE趋近于∞。ΔE=∞明显矛盾。如果真的严密地进行考虑，则ΔE并不会终止于上限值，但较好是在使用口香糖的范围内，视作ΔE终止于某上限值。实际上，多人咀嚼口香糖500次、600次后，ΔE的值基本上接近一定值。采用其中的最大值ΔEmax=73.2作为ΔE的最大值，在以四参数逻辑斯蒂曲线为模型的新回归方程中以ΔE的上侧渐进线为73.2的条件设定。其结果是，获得更符合口香糖变色的实际状态的回归方程。 

用于本发明的色标的回归方程 

[数1] 

$\left(\begin{array}{cc}\mathrm{\Delta E}=k_1+\frac{k_2-k_1}{1+e^{k_3(N-k_4)}}& \left(\begin{array}{c}{k}_1=73.2\\ k_2=-28478259.6\\ k_3=0.01\\ k_4=-1351.1\end{array}\right)\end{array}\right)$

2’)关于口香糖变色的受试者间可靠性(再现性) 

专利文献1的实验中，对于各受试者(61名)，让他们各进行一次20、40、60、80、120、160次的咀嚼。这“一次”是问题所在。测定值是指由“受试者的真实值”和“测定误差”构成的(测定值=真实值+测定误差)。口香糖变色的受试者间可靠性是指测定值中可测得真实值的比例。换言之，是指测定误差的影响达到何种程度，即测定值的再现性。例如是表示某名受试者的20次咀嚼而得的ΔE的值有何种程度的偏差，或该值具有何种程度的再现性的指标。专利文献1中的各受试者的测定结果是不清楚能何种程度上测得各受试者的真实值(真实的咀嚼能力)的状态。(有可能)无法准确测量真实值的状态下，无法制成准确的回归方程。 

本发明的实验中，对于各受试者(10名)分别进行5次各咀嚼次数的测定。由此，可进行口香糖变色的受试者间可靠性的研究。其结果是，虽然即使仅“一次”测定也不会有大问题，但为了制作更准确的回归方程，本 发明通过进行5次测定的实验数据导出了回归方程。本实验中还进行100次咀嚼、200次咀嚼，但这是为了制作更精密的回归方程，并不是必需的。 

3’)关于口香糖变色倾向的受试者间同一性 

“制作色标”是指制作对所有人共通的对应于“与咀嚼次数对应的口香糖变色倾向”的色标。即，前提是与咀嚼次数对应的口香糖变色倾向“对所有人共通”。 

例如，如果有咀嚼前半有大幅的变色而中期开始放缓的类型(前程冲刺型)、咀嚼中期一下子发生变色的类型、咀嚼后半赶上的类型(追赶型)等各种人，那么制作色标本身是不可能的。专利文献1的实验中未进行该研究。 

为了进行上述研究，进行了以下的分析。 

首先，对于10名受试者，导出该受试者的以四参数逻辑斯蒂曲线为模型的回归方程。使用该方程算出各受试者达到色差ΔE(=1～73)所需的咀嚼次数(NΔE)。该NΔE可视作咀嚼能力的评价值。以受试者1为基准，计算每个ΔE的NΔE间的比值(受试者1的NΔE/受试者2的NΔE等)。ΔE=20以上时NΔE的受试者间的比值对于各受试者基本上达到一定值。这可认为ΔE=20以上时不论咀嚼的进行情况如何，受试者的相对的咀嚼能力可测得为一定值，即无论咀嚼次数是几次，某位受试者与其他受试者的咀嚼能力的相关性可恒定地测定(例如，受试者1与受试者2的咀嚼能力的关系在60次咀嚼时为1.5倍，在100次咀嚼时也为1.5倍，在160次咀嚼时还为1.5倍)。这提示没有所述的前程冲刺型、追赶型的人，即不论受试者是谁，均以同一倾向发生变色。 

进行了该确认后，使用本申请的实验的全部数据导出了新的回归方程。 

实施例

以下，作为示例记载本实施例中指出的色标的制作方法。本发明中，对于受试者及其人数、咀嚼次数、测色方法等，并不限定于以下的构成。 

本发明中，咀嚼力是指将食物破碎混合并与唾液混合的能力。关于本发明中的咀嚼力，对于将口香糖咀嚼一定次数时口香糖被破碎混合并与唾液混合的程度，求出受试者将口香糖破碎混合并与唾液混合至相同程度所需的咀嚼次数，对这些咀嚼次数之间进行比较来表示。 

1.木糖醇口香糖咀嚼力判定用（商品名）口香糖 

使用的口香糖与实际销售的相同，为近似条状口香糖类型(36×20× 5mm，3.0g)，含有胶基、柠檬酸、木糖醇和红色、黄色及蓝色的色素等作为主要成分。口香糖因柠檬酸而呈现pH低的状态，红色色素采用在酸性区域不会显色的合成着色剂，因此咀嚼前因黄色和蓝色的色素而呈黄绿色。口香糖伴随咀嚼的进行而与唾液混合后，黄色、蓝色的色素从胶基溶出。同时口香糖内部的pH因柠檬酸向唾液的溶出而上升，红色的色素呈现红色，因而口香糖从黄绿色变为红色。只要满足因咀嚼而变色的条件，上述以外的口香糖成分和着色剂的成分没有限定，可使用任何变色口香糖。本实施例中使用的木糖醇口香糖咀嚼力判定用（商品名）口香糖的配方示于表1。 

[表1] 

表1 

胶基 23% 糖醇类(木糖醇麦芽糖醇) 75% 香料等 2% 柠檬酸 0.1% 食用红色3号(口香糖中) 0.01% 食用黄色4号(口香糖中) 0.01% 食用蓝色1号(口香糖中) 0.001%

2.咀嚼力判定口香糖的可靠性 

现在所使用的客观性咀嚼能力评价方法有筛分法、采用软糖的方法和采用蜡块的方法等，这些方法不仅测定包含繁复的工序，而且检查需要专家和专业设备，难以应用于住家和看护设施等广泛领域。于是，作为可实现简便的咀嚼能力评价的试样，开发了颜色随着咀嚼的进行而变化的口香糖(木糖醇口香糖咀嚼力判定用(商品名))，报道了可通过用色彩色差计测色来实现咀嚼能力的数值化。为了确立新的检查方法，需要进行适合性和可靠性的研究。适合性是指表示能何种程度上准确地对要测定的对象进行测定的性质，可靠性是指表示多次测定或多名检验者测定时等的结果的再现性的性质。本研究的目的是对木糖醇口香糖咀嚼力判定用(商品名)口香糖的测定结果的受试者间可靠性、即同一受试者咀嚼同样次数时的口香糖变色的再现性进行研究。 

(方法) 

对于10名健康有牙颌者(26-30岁，平均27.7岁)给出20、40、60、80、100、120、160、200次咀嚼的指示，对于各咀嚼次数分别进行5次木糖醇口香糖咀嚼力判定用(商品名)口香糖的咀嚼。各试验间充分空开间隔，作为咀嚼时的条件，给出偏好侧、每秒1次、嚼至牙尖嵌合位的指示。咀嚼规定次数后，取出口香糖并立即用聚乙烯膜包裹，用玻璃调板压接至l.5mm厚。通过色彩色差计(CR-13，柯尼卡美能达株式会社(コ二カミノルタ))测定中心和上下左右距离3mm的点、共计5点的L^*、a^*、b^*值，由此求出与咀嚼前的试样的色差ΔE。 

(结果和考察) 

本研究中，作为受试者间可靠性的指标，采用Shrout的ICC(1，1)。咀嚼次数20、40、60、80、100、120、160、200次时的ICC(1，1)及其95％置信区间的下限示于表2。一般来说，ICC为0.61-0.80时判断为显著(subsrantial)，0.81-1.00时判断为几乎完全(almost perfect)。本实验中，咀嚼次数80、100、120、160次时ICC(1，1)在0.8以上，95％置信区间的下限在0.6以上，提示这些咀嚼次数时具有充分的可靠性。 

[表2] 

表2 

咀嚼次数 ICC(1，I) 95％置信区间下限 20 0.48 0.20 40 0.66 0.40 60 0.79 0.58 80 0.84 0.67 100 0.8l 0.62 120 0.89 0.76 160 0.83 0.65 200 0.72 0.48

3.木糖醇口香糖咀嚼力判定用(商品名)口香糖的变色机理 

木糖醇口香糖咀嚼力判定用(商品名)口香糖的由咀嚼产生的颜色变化由以下的机理发生。口香糖内中包含绿色色素(蓝色色素和黄色色素)和红色色素。绿色色素在咀嚼前呈现绿色，通过咀嚼流出至唾液中而脱色。此外，红色色素具有在酸性下接近无色，中性、碱性下显示较浓的颜色的 性质。咀嚼前，在口香糖内存在柠檬酸，因此红色色素接近无色。柠檬酸因咀嚼而流出，口香糖内变成中性而显示较浓的红色。由于这些机理，口香糖在咀嚼后从咀嚼前的绿色变色为红色。这次的目的在于对口香糖所含的色素(绿色色素、红色色素)伴随咀嚼而产生的变色进行研究，探明木糖醇口香糖咀嚼力判定用（商品名）口香糖的变色机理。 

(方法) 

受试者选择4名健康有牙颌者(男性4名，平均年龄21.5岁，21-23岁)。让受试者按照规定次数(20、40、60、80、100、120、160和200次)咀嚼(1)木糖醇口香糖咀嚼力判定用（商品名）口香糖、(2)仅采用绿色色素的口香糖、(3)仅采用红色色素的口香糖、(4)完全不含色素的口香糖，1天实施(1)～(4)中的1种，实施全部规定次数的咀嚼。咀嚼时间要避开刚进食后，并且指示用自来水清洗口腔30秒后，用节拍器以1秒1次的节奏在习惯性的咀嚼侧进行咀嚼。此外，为了防止口香糖咀嚼的疲劳、咀嚼惯性，在咀嚼次数合计超过260次时加入2小时以上的休息。咀嚼口香糖规定次数后，立即用聚乙烯膜包裹，用玻璃调板压接至1.5mm。通过色彩色差计(CR-13，柯尼卡美能达株式会社)测定中心和上下左右距离3mm的点、共计5点的L*、a*、b*，将5点的平均值用作测定值。根据(1)～(4)的口香糖，求出咀嚼次数-L*特性曲线、咀嚼次数-a*特性曲线、咀嚼次数-b*特性曲线，对伴随咀嚼的变色进行研究。 

向受试者对研究内容进行说明，获得同意后实施实验。 

(结果和考察) 

所得的结果分别示于图1～4。 

对于木糖醇口香糖咀嚼力判定用（商品名）口香糖，伴随咀嚼的进行，L*减少，a*增加，b*减少，从暗黄绿色变为暗红紫色(图1)。 

对于仅含绿色色素的口香糖，伴随咀嚼的进行，L*和a*的值一定，b*减少，从鲜明的黄绿色变为鲜明的淡绿色(图2)。由此，推测黄色色素可能比蓝色色素更早脱色。 

对于仅含红色色素的口香糖，伴随咀嚼的进行，L*和b*减少，a*增加(咀嚼次数60次～160次之间特别显著地增加)，从淡粉色变为鲜明的红紫色(图3)。不仅a*增加，还可见b*的减少，由此推测红色色素的显色还包含蓝色的成分。 

对于完全不含色素的口香糖，未发现颜色随咀嚼的进行而变化。 

另外，求出各口香糖的咀嚼前和咀嚼后的色差ΔE，调查了各口香糖的颜色变化的强度。图表使用4名受试者的平均。 

其结果示于图5。该结果提示红色色素对变色的贡献比绿色色素大。 

4.以比例尺度为单位的变色口香糖的色标的开发 

现在所使用的客观性咀嚼能力评价方法有筛分法、采用软糖的方法和采用蜡块的方法等，这些方法不仅测定包含繁复的工序，而且检查本身需要专家、专业设备，难以应用于住家和看护设施等广泛领域。于是，作为可实现简便的咀嚼能力评价的试样，本发明人开发了颜色随咀嚼的进行而变化的口香糖(木糖醇口香糖咀嚼力判定用（商品名）)。目前为止，报道了可通过用色彩色差计进行测色来实现咀嚼能力的数值化，还开发了即使没有色彩色差计也可实现咀嚼能力判定的色标。通过使用该色标，可实现广阔范围内的咀嚼能力评价。但是，该色标的结果为顺序尺度，无法进行定量的评价。本发明以开发结果为比例尺度的新的色标为目标进行了实验。 

(方法) 

受试者为健康有牙颌者10名(26-30岁、平均27.7岁)，对于咀嚼次数20、40、60、80、100、120、160、200次，各咀嚼次数分别进行5次测定。作为咀嚼时的条件，给出偏好侧、每秒1次、嚼至牙尖嵌合位的指示。咀嚼规定次数后，取出口香糖并立即用聚乙烯膜包裹，用玻璃调板压接至1.5mm厚。通过色彩色差计(CR-13，柯尼卡美能达株式会社)测定中心和上下左右距离3mm的点、共计5点的L^*、a^*、b^*值，由此求出与咀嚼前的试样的色差ΔE。确认了受试者间的变色倾向的同一性后，求出以色差ΔE为因变量、咀嚼次数N为解释变量的回归方程(以下记作回归方程1)。用于回归的软件使用JMP8，回归方程的模型采用四参数逻辑斯蒂曲线。除该回归方程之外，还根据相同的数据求出ΔE与L*、a*、b*的回归方程(以下记作回归方程2)，使用这些方程制作可实现定量评价的新的色标。 

(结果) 

首先，对受试者间的变色倾向的同一性进行了研究。分别求出各受试者的ΔE-N的回归方程，算出各受试者达到各ΔE所需的咀嚼次数(N_ΔE)，计算各ΔE的N_ΔE间的受试者间倍数。其结果是，计算得到的倍数特别是ΔE20以上时各受试者基本上达到一定值(图7)，提示不依存于受试者，随着咀嚼的进 行以同一倾向发生变色。然后，使用全部数据进行回归分析，得到色标制作用的回归方程(回归方程1)。根据回归方程2求出各ΔE的L*、a*、b*，确定各ΔE的颜色。根据该颜色将适当的颜色用于色标，根据回归方程1求出所采用的颜色的N_ΔE，将其作为色标的各颜色的结果的数值。为了简便性，并减少误差，各颜色的刻度本身自1开始依次设为间隔1的整数值。 

(结论)通过本实验，可制作以作为比例尺度的咀嚼次数为单位的新的色标(图6、8)。 

(回归方程1) 

[数2] 

$\left(\begin{array}{cc}\mathrm{\Delta E}=k_1+\frac{k_2-k_1}{1+e^{k_3(N-k_4)}}& \left(\begin{array}{c}{k}_1=73.2\\ k_2=-28478259.6\\ k_3=0.01\\ k_4=-1351.1\end{array}\right)\end{array}\right)$

(回归方程2) 

[数3] 

L*＝-0.3182×ΔE+72.568 

a*＝0.7475×ΔE-14.591 

b*＝-0.5862×ΔE+33.506 

使用所制成的色标，进行了采用色标的咀嚼能力判定法的适合性的研究。 

(方法) 

受试者为健康有牙颌者10名(24-31岁，平均27.2岁)。让受试者咀嚼木糖醇口香糖咀嚼力判定用（商品名）口香糖100次，咀嚼后取出口香糖并立即用聚乙烯膜包裹，用玻璃调板压接至1.5mm厚。通过色彩色差计(CR-13，柯尼卡美能达株式会社)测定中心和上下左右距离3mm的点、共计5点的L^*、a^*、b^*值，由此求出与咀嚼前的试样的色差ΔE。此外，另外让各受试者对自己咀嚼了的试样进行采用色标的评价，求出色标回答值。然后，对于色差ΔE和色标回答值，求出斯皮尔曼等级相关系数。显著性水平设为5％，统计软件采用SPSS17.0。 

(结果和考察) 

各受试者咀嚼口香糖100次后，作为色标回答值，变成与咀嚼次数111.8次相应的颜色的人为2名，变成与147.6次相应的颜色的人为4名，变成与202.3次相应的颜色的人为3名，变成与323.7次相应的颜色的人为2名。此 外，斯皮尔曼等级相关系数为0.673(p=0.023)，确认色差ΔE与色标回答值之间显著存在相关关系。色差ΔE通过以往的研究事例被认作咀嚼能力的指标，因此提示与色差ΔE存在相关关系的色标回答值也适合用作咀嚼能力的指标。 

使用通过本实验制成的色标，可更客观且定量地判定受试者的咀嚼能力。 

本申请要求基于2011年10月26日提出申请的日本专利申请号2011-235058的优先权，引用其内容作为本申请的一部分。