The main aim of this work was to gain more insight into the processes of human oral texture perception with the final aim being to understand texture perception to the same extent that taste perception has been understood today. As a first step to this end the geometrical resolution limits for objects in the human mouth were determined. For this, disks of varying diameter (in mm range) and thickness (in micron range) were evaluated in pair comparisons, where the larger respectively thicker sample had to be identified. Possible detection processes were discussed, and a hypothesis about the existence of two different detection processes, i.e. bending for thin disks (below 120 microns) and impressing into the tongue for thick discs (above 200 microns), was established. These limiting values leave an undetectable range in which both processes fail. The findings are consistent with the anatomical and neurological knowledge. Mathematical models were applied. The hypothesis about the existence of two detection processes was validated using softer materials in order to show that the insecure range disappears because bending is possible even for thicker discs. The perception of grittiness was the focus of the second part of this project. Since there are no specific texture receptors it was assumed, that perception of grittiness in liquid foods is due to the perception of stress field variations in the fluid caused by the presence of particles, which are of the same order of magnitude as the previously determined discrimination limit for the disks (25 microns). These stress field variations were investigated with a theoretical fluid mechanical model and then verified experimentally. The model assumed tongue and palate as two parallel plates, which by the means of squeeze flow evaluate the (particle containing) fluid. The pressure form of the Stefan equation was used to describe pure squeeze flow. The force acting on a particle in the fluid was calculated with the help of Faxen's law, before the stress and velocity field variations were determined by the means of the Green functions. Once these stress field variations had been determined the aim was to show these variations experimentally in a particle containing squeeze flow by attaching a sheet form pressure sensor with a resolution of 1 mm (the same spacing as the mechanoreceptors in the mouth) to the bottom plate. Unfortunately the sensor did not have the resolution claimed by the supplier and despite calibration and equilibration no disturbances due to the particle could be registered. With an appropriate sensor and the presented dimensional analysis conclusions about the stress field perception in mouth are possible.     «

The main aim of this work was to gain more insight into the processes of human oral texture perception with the final aim being to understand texture perception to the same extent that taste perception has been understood today. As a first step to this end the geometrical resolution limits for objects in the human mouth were determined. For this, disks of varying diameter (in mm range) and thickness (in micron range) were evaluated in pair comparisons, where the larger respectively thicker sampl...     »

Das Kernziel dieser Arbeit war es, mehr Einsicht in die Prozesse der Texturwahrnehmung zu gewinnen und diese letztendlich soweit zu verstehen, wie es derzeit für Geschmackswahrnehmung der Fall ist. Hierfür wurde zunächst im ersten Teil der Arbeit die Sensilität der Wahrnehmung bezüglich Scheibchen unterschiedlicher Grösse, d.h. Scheibchen im Milimeter Bereich bezüglich des Durchmessers und im Mikrometer Bereich für die Dicke, im Mund zwischen Zunge und Gaumen als paarweiser Vergleich evaluiert. Nachdem die Sensibilität bestimmt worden war, d.h. 1 mm für Unterschiede im Durchmesser und 25 Mikrometer in der Dicke, wurden die Erkennungsmechanismen untersucht. Aufgrund eines unerwarteten unsicheren Bereiches, in dem die Sensibilität bezüglich der Dicke kleiner als 25 Mikrometer ist, wurde eine Hypothese über die Existenz zweier unterschiedlicher von der Scheibendicke und -härte abhängiger Erkennungsmechanismen aufgestellt: Durchbiegen für dünne und Eindrücken in die Zunge für dicke Scheiben. Es wurden mathematische Modelle entwickelt und verifiziert. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Empfindung von Griessigkeit in flüssigen Lebensmitteln untersucht. Da auf Zunge und Gaumen nur Drucksensoren, aber keine texturspezifischen Rezeptoren existieren, wurde angenommen, dass das Gefühl von Griessigkeit auf Spannungsfeldschwankungen zurückzuführen ist. Diese werden durch in der Flüssigkeit enthaltene Partikel verursacht. Ein theoretisches fluidmechanisches Modell wurde diskutiert und danach experimentell verifiziert. Die Evaluierung des flüssigen Lebensmittels wurde als Quetschströmung zwischen Zunge und Gaumen dargestellt. Zu Beginn wurden Quetschströmungen von reinen Fluiden untersucht, deren Druckverteilung mit Hilfe der Stefangleichung berechnet werden kann. Die von den Partikeln verursachte Punktkraft wurde mit Hilfe von Faxens Gesetz beschrieben. Die Green Funktionen schliessen diese Punktkraft ein, so dass das resultierende Geschwindigkeits- und Spannungsfeld im Fluid mit Partikel bestimmt werden können. Ziel war es, die durch das Partikel verursachten Druckfeldvariationen im mechanischen Modell aufzuzeigen. Das Modell bestand aus einem blattförmigen Tekscan Drucksensor, der an der unteren von zwei parallelen Platten angebracht war, und so die Variationen im Normaldruck messen konnte. Der Sensor wies jedoch eine geringere als die vom Hersteller angebene Auflösung auf, sodass die erwähnten Störungen des Druckfelds nicht registriert werden konnten. Im Falle positiver Versuchsergebnisse wäre es möglich, mit Hilfe der dargestellten Dimensionsanalys Rückschlüsse über die Druckfeldvariationen im Mund und damit die Empfindung von Sandigkeit zu ziehen.     «

Das Kernziel dieser Arbeit war es, mehr Einsicht in die Prozesse der Texturwahrnehmung zu gewinnen und diese letztendlich soweit zu verstehen, wie es derzeit für Geschmackswahrnehmung der Fall ist. Hierfür wurde zunächst im ersten Teil der Arbeit die Sensilität der Wahrnehmung bezüglich Scheibchen unterschiedlicher Grösse, d.h. Scheibchen im Milimeter Bereich bezüglich des Durchmessers und im Mikrometer Bereich für die Dicke, im Mund zwischen Zunge und Gaumen als paarweiser Vergleich evaluiert....     »