Case 02. 图像×食品
通过气泡结构分析进行口感评价
口感是决定美味的重要因素，然而以往只能依靠熟练评价者的感官评价。GeXeL通过分析气泡结构，实现了口感的客观评价。
传统课题
面包等食品的「蓬松」「Q弹」「脆口」等口感，长期以来依赖于熟练者的感官评价。感官评价在判定一贯性和再现性的确保方面存在困难，且伴随负责人交接的经验传承也是课题之一。
然而，从显微镜图像人工测量气泡和组织的传统方法，即使配合测长软件，也需要大量时间和人力，而且气泡之间「连接」导致误识别等，图像分析的精度也存在极限。结果造成研发和品质管理的基准依赖主观，开发周期长期化、品质波动等问题逐渐显现。
我司技术的解决方案
GeXeL（ジクセル）通过对面包断面图像中的气泡区域进行高精度分割，解决了这个问题。只需上传图像，数分钟即可一次性计算气泡的密度、尺寸分布、形状（圆形度、长宽比）、配向（各向异性）、空隙率（porosity）等几何参数。
对面包口感重要的几何参数包括：
①空隙率（porosity）和气泡膜厚（越薄越易柔软）；
②气泡尺寸分布和数密度（细腻或粗糙的指标）；
③形状指标（圆形度、长宽比）；
④配向、各向异性（气泡方向与力学响应的方向依赖）；
⑤气泡间的连通性（开孔结构程度）
等。
这些几何参数，被系统性地关联到机械物性（硬度、弹性、咀嚼时的变形行为）和感官特性中。通过图像分析定量化的微细结构，被报告可以与口感的物理指标相对应[1]。此外，焙烧过程中气泡合并（coalescence）扩大了尺寸分布，并通过粗大孔的出现及异质性增加影响面包瓤的口感，而面包内部以高连通性的开孔结构为主[2]。
在我司的验证中，已得到空隙方向与「脆口」之间存在相关性的结果。由此，「纵长气泡占优而咬劲强」「圆润而脆口良好」等感官表述可以用几何参数来说明，并能够快速探索配方、发酵条件、烘焙条件与口感之间的因果关系，改进条件。
其他应用案例
本技术以「从图像量化口感」的共通框架，可展开至面类（通过气泡、淀粉、面筋网络评价优化弹性和脆口）、啤酒与碳酸饮料（泡沫产生、持续性和泡径分布的量化）、培养肉与代替肉（组织排列、细胞密度、空隙率与口感关系的把握）、冷冻食品（通过冷冻前后的细胞图像比较可视化细胞破坏与口感变化）等。
GeXeL通过支援「过去未曾有的新口感、新美味」的开发，将新的价值编织进社会。
参考文献
- [1] Scanlon MG, Zghal MC. Bread properties and crumb structure. Food Research International. 2001;34(10):841–864.
- [2] Wang S, Austin P, Bell S. It's a maze: The pore structure of bread crumbs. Journal of Cereal Science. 2011;54(2):203–210.