茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法
【課題】高価なＭＲＩを用いることなく、安価かつ簡便な破断試験を行うことにより、茹麺の膨潤非崩壊領域について、ＭＲＩを用いた場合とほとんど同じ高い精度の判定結果を安価かつ簡便に得ることができる茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を提供する。
【解決手段】茹麺を破断試験に供して、茹麺の荷重−変位曲線を求め、得られた荷重−変位曲線を二次微分し、得られた二次微分曲線の最小点に最も近接する極大点を含む部分を二次関数で近似し、得られた二次関数曲線の極大値を与える点から茹麺の膨潤非崩壊領域を求めることにより、上記課題を解決する。
【解決手段】茹麺を破断試験に供して、茹麺の荷重−変位曲線を求め、得られた荷重−変位曲線を二次微分し、得られた二次微分曲線の最小点に最も近接する極大点を含む部分を二次関数で近似し、得られた二次関数曲線の極大値を与える点から茹麺の膨潤非崩壊領域を求めることにより、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、茹麺の膨潤非崩壊領域を安価かつ簡便に判定する茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
うどんやパスタなどに代表される茹麺は、小麦粉またはデュラムセモリナを主体とした生麺または乾麺を高温の水、例えば沸騰水中で数分〜数十分加熱することによって得られる。加熱時に麺を構成する澱粉−蛋白複合体は、水を吸収して膨張し（以下、「膨潤」と称する）、加熱を続けるにつれて更に膨潤が進み、やがて膨潤が極限に達すると、澱粉−蛋白複合体の粒の崩壊が起こる。この膨潤から崩壊まで至る一連の現象は「糊化」とも呼ばれる。麺への吸水は、水に触れている部分、すなわち麺の外側から行われるため、糊化は、外縁部からなされ、やがて中心部まで拡散していく。
【０００３】
したがって、茹で時間が短いと、図１４に示すように、茹麺１２の外側には、澱粉−蛋白複合体の粒が十分に膨潤して崩壊にまで至っている領域（以下、「膨潤崩壊領域」と称する）１２ａが存在する一方、茹麺の中心部には、澱粉−蛋白複合体の粒が膨潤してはいるものの崩壊までには至っていない領域（以下、「膨潤非崩壊領域」と称する）１２ｂが存在するという状態になる。
なお、図１４において、Ｄ１は、茹麺１２の中心部の膨潤非崩壊領域１２ｂの半径、Ｄ２は、茹麺１２の半径、ＰＤは、茹麺１２の直径（ＰＤ＝２×Ｄ２）を表し、値Ｍは、（Ｄ１＋Ｄ２）を表す。
【０００４】
ここで、うどんやパスタなどの茹麺のこしの強さや歯ごたえの良さなどの食感は、茹麺の中央に針ほどの芯として残っている膨潤非崩壊領域の大きさ（サイズ）によって支配される。しかも、うどんやパスタなどの茹麺の種類によって、好まれる茹麺のこしの強さや歯ごたえの良さなどの食感は異なるので、茹麺に要求される適切な膨潤非崩壊領域の大きさも茹麺の種類によって異なる。
このため、茹麺の膨潤非崩壊領域を高い精度で判定できれば、言い換えれば、膨潤非崩壊領域と膨潤崩壊領域の境界を高い精度で特定することができれば、茹麺製造における過不足がない茹で時間についての知見を得ることができる。すなわち、茹麺製造において、茹麺の種類に応じて、適度なこしの強さや歯ごたえ良さなどの食感を与える膨潤非崩壊領域を茹麺に残すことができる茹で時間を得ることができる。
【０００５】
しかし、茹麺の膨潤非崩壊領域を判定するための測定は迅速になされなければならず、従来は、非常に困難であった。
そこで、ＭＲＩ（核磁気共鳴イメージング装置）を用いて、茹麺内部の水分勾配の変化の解析を行うことにより、膨潤非崩壊領域と膨潤崩壊領域の境界を特定して、茹麺内部の膨潤非崩壊領域判定する方法が提案されている（非特許文献１参照）。
【０００６】
この非特許文献１に提案された方法を用いると、それまで非常に困難だった茹麺の膨潤非崩壊領域の判定を迅速に行うことが可能になった。
しかしながら、その一方で、ＭＲＩは非常に高価であり、かつ操作も複雑なことから、ＭＲＩを使用して茹麺の膨潤非崩壊領域を判定するのは、実用に適さないという問題点があった。
【非特許文献１】Journal of Food Engineering 49 pp1-6 (2001)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、高価なＭＲＩを用いることなく、安価かつ簡便な破断試験を適用することにより、茹麺の膨潤非崩壊領域について、ＭＲＩを用いた場合とほとんど同じ高い精度の判定結果を安価かつ簡便に得ることができる茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、かかる問題点を解決し、上記課題を達成するために、種々研究を重ねた結果、茹麺を破断試験に供して、茹麺の荷重−変位曲線を求め、得られた荷重−変位曲線を解析することにより、ＭＲＩを利用するより安価かつ手軽な手法で、ＭＲＩを利用する場合と比べてほとんど変わらない高い精度で膨潤非崩壊領域の判定結果が得られることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００９】
すなわち、本発明は、茹麺を破断試験に供して、茹麺の荷重−変位曲線を求め、得られた荷重−変位曲線を二次微分し、得られた二次微分曲線の最小点に最も近接する極大点を含む部分を二次関数で近似し、得られた二次関数曲線の極大値を与える点から茹麺の膨潤非崩壊領域を求めることを特徴とする茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、茹麺の膨潤非崩壊領域について、ＭＲＩを利用するより安価かつ簡便に、ＭＲＩを用いた場合とほとんど同じ高精度の判定結果を得ることが可能となるという効果を奏する。なお、本発明法は、小麦粉などを主体とするうどんやパスタなどのみならず、茹麺のこしの強さや歯ごたえの良さなどの食感が要求される茹麺であれば、中華麺や
日本そばなどの種々の麺に適用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を図面に示す好適実施形態に基づいて、以下に詳細に説明する。
【００１２】
本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法による膨潤非崩壊領域の判定は、茹麺を破断試験に供し、具体的には、破断試験機で茹麺の圧縮試験を行い、破断試験機のプランジャ先端部の茹麺外縁からの侵入距離（以下、変位と称する）を横軸に、茹麺からプランジャへの荷重（以下、荷重と称する）を縦軸に、変位とそれに対応する荷重をプロットして得られた非線形曲線（以下、荷重−変位曲線と称する）のデータをもとにするものである。
【００１３】
図１は、本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を実施する破断試験を行うための破断試験系を含む茹麺の膨潤非崩壊領域の判定システムの一実施形態を示す模式図である。
同図に示す茹麺の膨潤非崩壊領域の判定システム（以下、単に、判定システムともいう）１０は、茹麺１２の圧縮破断試験を行う破断試験機１４と、破断試験機１４で得られた結果を用いて茹麺の膨潤非崩壊領域を算出し判定する演算処理系１６とを有する。
【００１４】
破断試験機１４は、図１において、その一構成例が簡略化されて斜視図で示され、サンプルである茹麺１２を載置する水平な試料台１８と、試料台１８の載置面に対して垂直に配置され、その先端部２０ａが下方に向かうにつれて先が細く（例えば、先端部２０ａの幅１ｍｍ）なっており、試料台１８に載置された茹麺１２を圧縮破断するための圧縮用治具である、上下方向に移動可能なプランジャ２０と、プランジャ２０の上側に取り付けられ、プランジャ２０の下降により先端部２０ａが茹麺１２に侵入する際にプランジャ２０にかかる荷重を測定する荷重計２２と、プランジャ２０を上下動させるための駆動系２４とを有する。
【００１５】
図示例においては、プランジャ２０の先端部２０ａは、先端に向かうにつれて細くなる刃（切刃）を用いているが、本発明は特に制限的ではなく、試料台１８に載置された茹麺１２を圧縮破断するための刃（切刃）として機能するものであれば、どのようなものでも良く、従来公知の破断試験機のプランジャの先端部の刃であれば、いずれも適用可能である。例えば、先端部２０ａとして、プランジャに固定された両端部に取り付けられた金属線などの線材を用いても良いし、線材の代わりに、板材などを用いても良い。
【００１６】
なお、破断試験機１４は、図示しないが、プランジャ２０の変位（基準位置からの移動量）や、荷重計２２で測定された荷重を表示する表示部を備えていても良い。
本発明に用いられる破断試験機１４としては、図示例の破断試験機に限定されず、茹麺１２の圧縮破断試験を行うことができるものであればどのようなものでも良く、例えば、レオメータとも呼ばれるものや、静的試験機など、公知の破断試験機を用いることができる。
【００１７】
演算処理系１６は、図１において、その一構成例がブロック図で示され、破断試験機１４において、プランジャ２０の先端部２０ａが茹麺１２に当接してから茹麺１２を破断して試料台１８に当接するまでの間に測定されたプランジャ２０の変位（基準位置からの移動量）および荷重計２２で測定された荷重から、茹麺の荷重−変位曲線を求める曲線作成手段２６と、曲線作成手段２６で得られた荷重−変位曲線を二次微分する二次微分手段２８と、二次微分手段２８で得られた二次微分曲線の最小点に最も近接する極大点を含む部分を二次関数で近似する関数近似手段３０と、関数近似手段３０で得られた二次関数曲線の極大値を与える点から茹麺の膨潤非崩壊領域を求める領域判定手段３２とを有する。
【００１８】
なお、本発明においては、演算処理系１６をパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の演算処理装置で構成し、曲線作成手段２６、二次微分手段２８、関数近似手段３０および領域判定手段３２の各手段をソフトウエアで構成することができる。例えば、曲線作成手段２６を公知のプロッタソフトウエアで構成しても良いし、二次微分手段２８を公知の二次微分ソフトウエアで構成しても良いし、関数近似手段３０なども公知の関数近似ソフトウエアで構成しても良い。また、演算処理系１６の一部、例えば、曲線作成手段２６などを破断試験機１４に備えられたプロッタソフトウエアで構成しても良い。このように、本発明においては、曲線作成手段２６、二次微分手段２８、関数近似手段３０および領域判定手段３２の各手段をソフトウエアで構成するのが好ましいが、演算処理系１６およびその曲線作成手段２６、二次微分手段２８、関数近似手段３０および領域判定手段３２の各手段を、ハードウエアで構成しても良い。
本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を実施する判定システムは、基本的に以上のように構成される。
【００１９】
次に、本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法（以下、単に判定方法ともいう）を、図示例の判定システム１０を参照して説明する。
本発明の判定方法においては、まず、図１に示す破断試験機１４を用いて、茹麺の圧縮試験を以下のようにして行う。
【００２０】
図１に示すように、サンプルである茹麺１２は、水平な試料台１８の上に試料台１８からはみ出さない長さに切断されて戴置される。茹麺１２と荷重計２２との間には、プランジャ２０が試料台１８の乗載面に対して垂直に配置される。プランジャ２０は、下方に向かうにつれて先が細くなっており、先端部２０ａは、茹麺１２の長手方向に対して垂直に伸びている。プランジャ２０は、鉛直方向に昇降可能であり、下降させると、茹麺１２の外縁にその先端部２０ａが近づく。さらに、下降させて、プランジャ先端部２０ａが茹麺１２の外縁に達して以降は、プランジャ２０を下降させるとともに，プランジャ２０の先端部２０ａの茹麺１２への侵入距離が大きくなり（言い換えれば、変位が増加し）、茹麺１２は、試料台１８とプランジャ２０との間で圧縮されて、その圧縮に対する荷重が生じて、荷重は荷重計２２によって測定される。変位は、プランジャ先端部２０ａが茹麺１２の外縁に触れたときを０とし、茹麺１２がプランジャ２０によって切断されるまで増加する。従って、変位の範囲は、０から茹麺１２の直径となる。
【００２１】
こうして得られた破断試験機１４の測定結果として、プランジャ２０の変位および荷重計２２による荷重が、演算処理系１６の曲線作成手段２６に送られる。
次に、演算処理系１６の曲線作成手段２６は、こうして、破断試験機１４の測定結果として送られてきた変位と荷重をプロットし、荷重−変位曲線を求める。
こうして得られた荷重−変位曲線の一例を、図２に示す。
【００２２】
図２に示す荷重−変位曲線においては、プランジャ先端部２０ａが茹麺１２の外縁に触れた時から、先端部が２０ａが茹麺１２に侵入するにつれて、すなわち変位が増加するにつれて、始めは、荷重もゆっくり徐々に増加していく。
次に、さらに、変位が増加すると、荷重はついに極大点に達し、変位の増加に伴って荷重が減少する部分が生じるが、直ぐに荷重が極小点に達し、その後は、変位の増加に伴って荷重が急上昇する。
変位が茹麺１２の直径ＰＤに達すると、プランジャ先端部２０ａは、試料台１８に当接し、変位が止まる。
【００２３】
ここで、図２に示す荷重−変位曲線の極大点は、図１に示すプランジャ２０の先端部２０ａが、図１４に示す茹麺１２の膨潤非崩壊領域１２ｂに達してこれを破断したことを示すものと考えられるが、先端部２０ａの茹麺１２への侵入によって、試料台１８に接触している側の茹麺１２の膨潤崩壊領域１２ａは圧縮されて変形しているので、極大点における変位が、直接的に図１４に示す値Ｍを表しているわけではない。しかし、本発明においては、荷重−変位曲線の極大に至る近傍は、前述の値Ｍの情報を含んでいるものと考え、図２に示す荷重−変位曲線に対し、さらなる処理（微分処理）行い、正確な値Ｍを求めてようとしているのである。なお、図１４に示す例では、茹麺１２の右端部が試料台１８に載置され、同左端部が最上部となるものとすると、この左端部に図１に示すプランジャ２０の先端部２０ａが最初に接触するので、破断方向は、矢印ａで示す方向に定義される。従って、値Ｍは、破断方向ａに平行な中心線上において定義される。
【００２４】
こうして、曲線作成手段２６で得られた荷重−変位曲線のデータは、二次微分手段２８に送られる。
次に、二次微分手段２８は、こうして送られてきた荷重−変位曲線のデータを用いて、まず、荷重−変位曲線を微分（一次微分）する。
こうして得られた、図２の荷重−変位曲線を微分した一次微分結果を図３に示す。
続いて、二次微分手段２８は、こうして得られた一次微分曲線をさらにもう一度微分（二次微分）する。
ここで、図４は、二次微分手段２８で図３の一次微分曲線を微分した結果、すなわち、図２の荷重−変位曲線を二次微分した二次微分結果（曲線）である。図４において、点Ａは、二次微分曲線の最小点Ｂに最も近接した極大点である。
【００２５】
次に、こうして、二次微分手段２８で得られた二次微分曲線の極大点Ａの近傍のデータが、関数近似手段３０に送られる。
次に、関数近似手段３０は、こうして送られてきた図４に示す二次微分曲線の極大点Ａ近傍のデータを用いて、図４における極大点Ａの近辺の曲線を二次関数で近似し、得られた二次関数曲線の極大点を求める。
ここで、図５は、図４の二次微分曲線における極大点Ａ付近の３点のデータをピックアップして直線で結んだものであり、図６は、図５の３点を結ぶ直線を二次関数曲線で近似した結果である。
【００２６】
こうして、関数近似手段３０で得られた図６の近似二次関数曲線は、下記の二次関数の一般式（式１）で表すことができる。
y ＝ ａｘ２ ＋ ｂｘ ＋ ｃ …（式１）
上記式１を微分すると下記式２になる。
ｄｙ／ｄｘ ＝ ２ａｘ ＋ ｂ …（式２）
ここで、ｄｙ／ｄｘ ＝ ０のときのｙが極大値であるので、このときのｘの値Ｍは、以下の式３で求められる。
Ｍ ＝ −ｂ ／ ２ａ …（式３）
従って、領域判定手段３２は、関数近似手段３０で得られた図６の近似二次関数曲線の係数ａおよびｂから、値Ｍを求めることができる。
【００２７】
この値Ｍは、茹麺１２の膨潤非崩壊領域１２ｂと膨潤崩壊領域１２ａの境界を表しており、すなわち、茹麺の外縁からの距離を表している。
従って、領域判定手段３２は、マイクロメータで測定した茹麺１２の直径に１／２を乗じて得られる茹麺１２の半径をＤ２とすると、茹麺１２の膨潤非崩壊領域の半径Ｄ１を、以下の式４で求めることができる。
Ｄ１ ＝ Ｍ − Ｄ２ …（式４）
【００２８】
従って、本発明の判定方法によれば、茹麺を破断試験に供して茹麺の荷重−変位曲線を求め、得られた荷重−変位曲線の二次微分曲線を求め、二次微分曲線の最小点に最も近接する極大点を含む部分を近似した二次関数曲線を求め、その二次関数曲線が極大値を与える点から、茹麺の膨潤非崩壊領域と膨潤崩壊領域との境界を求め、茹麺の膨潤非崩壊領域を判定することができる。
なお、Ｄ１およびＤ２から、膨潤非崩壊領域の麺の断面積に対する比率（Ｒ１（％））を、以下の式５で求めることができる。
Ｒ１（％） ＝ πＤ１２／πＤ２２×１００
＝ Ｄ１２／Ｄ２２×１００ …（式５）
本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法は、基本的に以上のように構成される。
【００２９】
なお、図１４に示す例においては、茹麺１２の断面形状を、パスタ等を考慮して円形に近似したが、本発明法が適用可能な茹麺の断面形状はこれに限定されず、中実麺であればどのような断面形状の茹麺であっても良い。例えば、うどんや、ソーメンや、中華麺や、日本そばなどの麺は、その断面形状が、パスタのように円形ではなく、矩形や矩形に近いものが多い。このように、その断面形状が矩形に近似できる茹麺の場合にも、図１４に示す円形状の茹麺１２の場合と同様に、膨潤崩壊領域および膨潤非崩壊領域を定義できる。すなわち、図１５に示す茹麺１３の場合においても、茹麺１３の外側には膨潤崩壊領域１３ａが存在する一方、茹麺１３の中心部には、茹麺１３の外形と略相似な矩形状の膨潤非崩壊領域１３ｂが存在するものであると近似できる。
【００３０】
ここで、図１５に示す矩形状の茹麺１３において、茹麺１３の右辺１３ｃが試料台１８に載置され、同左辺１３ｄが最上部となるとすると、この左辺１３ｄに図１に示すプランジャ２０の先端部２０ａが最初に接触するので、破断方向は、矢印ａで示す方向に定義される。
従って、図１５に示す矩形状の茹麺１３では、茹麺１３の右辺１３ｃおよび左辺１３ｄ間の距離が、図１に示すプランジャ２０の先端部２０ａが茹麺１３において破断する箇所の上端と下端の距離となり、図１４に示す円形状の茹麺１２の直径ＰＤに対応するものとなるので、この破断箇所の上下端の距離をＰＤで定義することができる。なお、破断箇所の上下端の距離ＰＤは、茹麺１３の矩形断面の対角線の交点（中心）を通り、破断方向ａに平行な中心線１３ｅ上において、破断方向ａに垂直な２辺１３ｃおよび１３ｄ間の距離として定義することもできる。
【００３１】
また、同様にして、図１４に示す円形状の茹麺１２の中心部の膨潤非崩壊領域１２ｂの半径Ｄ１に対応して、図１５に示す矩形状の茹麺１３では、破断箇所における膨潤非崩壊領域１３ｂの上端と下端との間の距離の半分、すなわち、茹麺１３の中心部の膨潤非崩壊領域１３ｂの破断方向ａに垂直な２辺間の距離の半分、あるいは、中心線１３ｅ上における膨潤非崩壊領域１３ｂの長さ（距離）の半分、もしくは、中心と膨潤非崩壊領域１３ｂの破断方向ａに垂直な辺との間の距離を、Ｄ１として定義することができる。
なお、図１４に示す円形状の茹麺１２の半径Ｄ２に対応して、図１５に示す矩形状の茹麺１３では、破断箇所の上下端の距離ＰＤの半分、すなわち、中心線１３ｅ上における茹麺１３の破断方向ａに垂直な２辺１３ｃおよび１３ｄ間の距離ＰＤの半分を、Ｄ２として定義することができる。また、図１４に示す円形状の茹麺１２の場合と同様に、図１５に示す矩形状の茹麺１３でも、値Ｍは、破断方向ａに平行な中心線上において定義される。
【００３２】
このように、図１５に示す矩形状の茹麺１３において、破断箇所の上下端の距離ＰＤ、この距離ＰＤの半分の距離Ｄ２、破断箇所における膨潤非崩壊領域１３ｂの上端と下端との間の距離の半分の距離Ｄ１および値Ｍを定義することにより、上述した本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を、そのまま適用することができ、全く同様にして、値Ｍを求め、膨潤非崩壊領域１３ｂのサイズを表す破断箇所における膨潤非崩壊領域１３ｂの上端と下端との間の距離の半分の距離Ｄ１を求めることができる。
なお、図１５に示す矩形状の茹麺１３においては、その断面形状が正方形の場合を除いて、その断面形状に異方性があるので、破断方向ａと垂直な破断方向ｂに対しても、破断試験を行い、距離ＰＤ、距離Ｄ２、値Ｍおよび距離Ｄ１にそれぞれ対応する距離ＰＤ’、距離Ｄ２’、値Ｍ’および距離Ｄ１’を求める。
こうして得られた距離Ｄ１および距離Ｄ２と距離Ｄ１’および距離Ｄ２’とを用いて、上記式５の代わりに、下記式９を定義することにより、膨潤非崩壊領域の麺の断面積に対する比率（Ｒ１（％））を求めることができる。
Ｒ１（％） ＝ Ｄ１×Ｄ１’／（Ｄ２×Ｄ２’）×１００
＝ １００×Ｄ１×Ｄ１’／（Ｄ２×Ｄ２’） …（式９）
【００３３】
こうして、図１５に示す矩形状の茹麺１３においても、本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を適用することができる。
なお、本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法は、上述した断面形状が円形状や矩形状の茹麺のみならず、楕円形状や多角形状などの任意の断面形状の茹麺にも適用可能である。このように、任意の断面形状の茹麺の場合において、その断面形状が上述した円形状や矩形状に近似できる場合には、上述した方法をそのまま適用すればよいが、近似できない場合には、茹麺およびその膨潤非崩壊領域の断面積を求めるのに必要な長さ（距離）の方向の全てを破断方向として、本発明法を適用し、すなわち、上述した破断試験を行い、各破断方向における距離Ｄ１およびＤ２を全て求め、それらを用いて、膨潤非崩壊領域の麺の断面積に対する比率（Ｒ１（％））を求めるようにすれば良い。
【００３４】
以上、本発明に係る茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更ならびに設計の変更を行って良いことはもちろんである。例えば、本発明法は、小麦粉などを主体とするうどんやパスタなどのみならず、茹麺のこしの強さや歯ごたえの良さなどの食感が要求される茹麺であれば、ソーメンや中華麺や日本そばなどの種々の麺に適用可能である。
【実施例】
【００３５】
次に、本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を、さらに具体的に説明するために実施例を掲げるが、本発明は、以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００３６】
（実施例１）
直径１．７ｍｍのパスタ乾麺（日清フーズ株式会社製「セレクト」）を、沸騰水中で８分間茹でて得られたパスタ茹麺について、図１に示す判定システム１０において、以下の条件で圧縮破断試験を実施した。なお、このパスタ茹麺は、その断面形状が、図１４に示す茹麺１２の断面形状で近似できるものである。
破断試験機１４：小型卓上試験機EZ Test-20N（島津製作所株式会社製）
プランジャ２０：三角（V）型プランジャ：先端部２０ａの幅１ｍｍ
プランジャ２０の移動速度：３０ｍｍ／分
曲線作成手段２６のプロットソフトウェア：SHIKIBUレオメータ（島津製作所株式会社
製）
二次微分手段２８の微分計算ソフトウェア：unscrambler（ＣＡＭＯ社製）
測定回数：１５回
【００３７】
こうして得られた測定結果の平均値を下記の表１に示す。
また、図７は、表１の結果をプロットして得られた荷重−変位曲線である。
【００３８】
【表１】
【００３９】
こうして得られた表１の結果から得られる図７に示す荷重−変位曲線を一次微分した結果を表２に示す。
また、図８は、表２の結果をプロットして得られた荷重−変位曲線の一次微分曲線である。
【００４０】
【表２】
【００４１】
こうして得られた表２の結果から得られる図８に示す荷重−変位曲線の一次微分曲線をさらに微分した結果、すなわち、図７に示す荷重−変位曲線を二次微分した結果を表３に示す。また、図９は、表３の結果をプロットして得られた荷重−変位曲線の二次微分曲線である。
【００４２】
【表３】
【００４３】
図９において、二次微分曲線の最小点Ｃに最も近接した極大点として、点ｍを得た。
図９の点ｍ近辺を、以下のようにして二次関数で近似した。
図１０は、図９における点ｍ付近の３点のデータをピックアップして直線で結んだものであり、図１１は、図１０の３点を結ぶ直線を近似した二次関数曲線である。
【００４４】
図１１の曲線は、下記式６の二次関数式で表すことができた。
y ＝ −１５０．１９ｘ２ ＋ ４９２．２７ｘ ＋ ４０２．２６ …（式６）
ここで、上記式６を微分すると下記式７になる。
ｄｙ／ｄｘ ＝ −３００．３８ｘ ＋ ４９２．２７ …（式７）
そこで、ｄｙ／ｄｘ ＝ ０のときのｙが極大点を与えるので、そのときのｘの値を求めると、
Ｍ ＝ １．６４（ｍｍ）となった。
【００４５】
また、マイクロメータで１５回測定した茹麺の直径の平均値は、２．４０ｍｍだったので、茹麺の半径Ｄ２は１．２０ｍｍとなった。
上記値Ｍおよび半径Ｄ２から、茹麺の膨潤非崩壊領域の半径Ｄ１（ｍｍ）を求めると、
Ｄ１ ＝ ０．４４（ｍｍ）となった。
【００４６】
従って、茹麺を破断試験に供して茹麺の荷重−変位曲線を求め、得られた荷重−変位曲線の二次微分曲線を求め、二次微分曲線の最小点に最も近接する極大点を含む部分を近似した二次関数曲線を求め、その二次関数曲線の極大点を与える点から、茹麺の膨潤非崩壊領域と膨潤崩壊領域との境界を求めることができ、茹麺の膨潤非崩壊領域の半径を得ることができる。
【００４７】
なお、半径Ｄ１およびＤ２から、上記式５を用いて、膨潤非崩壊領域の茹麺の断面積に対する比率（Ｒ１（％））を求めると、
Ｒ１（％） ＝ Ｄ１２／Ｄ２２×１００
＝ １３．３５（％）となった。
【００４８】
（実施例２〜４）
実施例１で用いた直径１．７ｍｍのパスタ乾麺の茹で時間を、下記表４に示す時間に変更したほかは、実施例１と同様の条件で、圧縮破断試験を実施した。
それぞれの測定結果から、実施例１と同様にして半径Ｄ１、半径Ｄ２、値Ｍ、比率Ｒ１を求め、実施例１の結果を含めて表すと、下記の表５に示す通りである。
【００４９】
【表４】
【００５０】
【表５】
【００５１】
この結果、茹麺を破断試験に供して作成した荷重−変位曲線をもとにして、茹麺の膨潤崩壊領域と膨潤非崩壊領域の境界を求めることができ、茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法として使用できることが確認された。
なお、茹で時間が長くなるにつれて、茹麺の膨潤非崩壊領域の麺の断面積に対する比率が縮小していくことも確認された。
【００５２】
（参考例）
上記非特許文献１に示されるＭＲＩを用いる膨潤非崩壊領域の判定方法を用いて、茹麺の膨潤非崩壊領域を判定した。
ここで、ＭＲＩを用いた茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法について簡単に説明する。
ＭＲＩを用いると、茹麺の中心からの距離とその位置での水分含量を測定することができる。茹麺中心からの距離を横軸に、水分含量を縦軸にプロットすると、ある距離で、単位距離あたりの水分の変化量（水分勾配）が減少する。この水分勾配が減少した点は、膨潤非崩壊領域／膨潤崩壊領域の境界である。図１２に、ＭＲＩを用いた水分含量測定結果の一例を示す。
【００５３】
水分勾配が減少する点の中心からの距離は、膨潤非崩壊領域の半径である。これをＤ３（ｍｍ）とする。また、マイクロメータで測定した茹麺の直径に１／２を乗じて得られる茹麺の半径をＤ４(ｍｍ)とする。
半径Ｄ３およびＤ４から、膨潤非崩壊領域判定の指標となる、膨潤非崩壊領域の麺の断面積に対する比率（Ｒ２（％））を、以下の式８で求めることができる。
Ｒ２（％） ＝ πＤ３２／πＤ４２×１００
＝ Ｄ３２／Ｄ４２×１００ …（式８）
【００５４】
（参考例１〜４）
実施例１〜４と同条件で茹でた同じパスタ茹麺について、以下のとおりＭＲＩ解析を行った。
ＭＲＩ：ＤＲＸ３００ＷＢ（Ｂｒｕｋｅｒ社製）
解析ソフトウェア：ＰａｒａＶｉｓｉｏｎ（Ｂｒｕｋｅｒ社製）
測定回数：４回
測定結果から求められた半径Ｄ３、半径Ｄ４、比率Ｒ２の平均値を表６に示す。
【００５５】
【表６】
【００５６】
（実施例と参考例の判定結果の比較）
実施例１〜４の膨潤非崩壊領域の茹麺の断面積に対する比率（Ｒ１（％））および参考例１〜４の膨潤非崩壊領域の茹麺の断面積に対する比率（Ｒ２（％））を、一次回帰分析したところ、相関係数（Ｒ２）は、０．９９９１という非常に高い値を示した。
ここで、実施例１〜４の比率Ｒ１と参考例１〜４の比率Ｒ２を、図１３に示す。図１３は、実施例１〜４の比率Ｒ１と参考例１〜４の比率Ｒ２の相関を示すグラフである。
この結果、破断試験機を用いて荷重−変位曲線から茹麺の膨潤非崩壊領域を判定する方法で得られた結果は、ＭＲＩを用いて解析する方法で得られた結果と比較して、同程度の精度であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を実施する茹麺の膨潤非崩壊領域の判定システムの一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明法において得られる荷重−変位曲線の一例のグラフである。
【図３】図２に示す荷重−変位曲線の一次微分結果のグラフである。
【図４】図２に示す荷重−変位曲線の二次微分結果のグラフである。
【図５】図４に示す二次微分曲線の極大点Ａ付近においてピックアップされた３点を直線で結んだグラフである。
【図６】図５に示す３点を結ぶ直線を二次関数曲線で近似した結果のグラフである。
【図７】本発明法の実施例１で得られた表１の結果をプロットして得られた荷重−変位曲線のグラフである。
【図８】実施例１で得られた表２の結果をプロットして得られた荷重−変位曲線の一次微分曲線のグラフである。
【図９】実施例１で得られた表３の結果をプロットして得られた荷重−変位曲線の二次微分曲線のグラフである。
【図１０】図９に示す二次微分曲線の極大点ｍ付近においてピックアップされた３点を直線で結んだグラフである。
【図１１】図１０に示す３点を結ぶ直線を近似した二次関数曲線のグラフである。
【図１２】従来のＭＲＩを用いた水分含量測定結果の一例を示すグラフである。
【図１３】実施例の比率Ｒ１と参考例の比率Ｒ２の相関を示すグラフである。
【図１４】茹麺の断面の一例を模式的に示す断面図である。
【図１５】茹麺の断面の他の例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ 茹麺の膨潤非崩壊領域の判定システム
１２，１３ 茹麺
１２ａ，１３ａ 膨潤崩壊領域
１２ｂ，１３ｂ 膨潤非崩壊領域
１４ 破断試験機
１６ 演算処理系
１８ 水平な試料台
２０ プランジャ２０
２０ａ 先端部
２２ 荷重計
２４ 駆動系
２６ 曲線作成手段
２８ 二次微分手段
３０ 関数近似手段
３２ 領域判定手段
ａ，ｂ 破断方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、茹麺の膨潤非崩壊領域を安価かつ簡便に判定する茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
うどんやパスタなどに代表される茹麺は、小麦粉またはデュラムセモリナを主体とした生麺または乾麺を高温の水、例えば沸騰水中で数分〜数十分加熱することによって得られる。加熱時に麺を構成する澱粉−蛋白複合体は、水を吸収して膨張し（以下、「膨潤」と称する）、加熱を続けるにつれて更に膨潤が進み、やがて膨潤が極限に達すると、澱粉−蛋白複合体の粒の崩壊が起こる。この膨潤から崩壊まで至る一連の現象は「糊化」とも呼ばれる。麺への吸水は、水に触れている部分、すなわち麺の外側から行われるため、糊化は、外縁部からなされ、やがて中心部まで拡散していく。
【０００３】
したがって、茹で時間が短いと、図１４に示すように、茹麺１２の外側には、澱粉−蛋白複合体の粒が十分に膨潤して崩壊にまで至っている領域（以下、「膨潤崩壊領域」と称する）１２ａが存在する一方、茹麺の中心部には、澱粉−蛋白複合体の粒が膨潤してはいるものの崩壊までには至っていない領域（以下、「膨潤非崩壊領域」と称する）１２ｂが存在するという状態になる。
なお、図１４において、Ｄ１は、茹麺１２の中心部の膨潤非崩壊領域１２ｂの半径、Ｄ２は、茹麺１２の半径、ＰＤは、茹麺１２の直径（ＰＤ＝２×Ｄ２）を表し、値Ｍは、（Ｄ１＋Ｄ２）を表す。
【０００４】
ここで、うどんやパスタなどの茹麺のこしの強さや歯ごたえの良さなどの食感は、茹麺の中央に針ほどの芯として残っている膨潤非崩壊領域の大きさ（サイズ）によって支配される。しかも、うどんやパスタなどの茹麺の種類によって、好まれる茹麺のこしの強さや歯ごたえの良さなどの食感は異なるので、茹麺に要求される適切な膨潤非崩壊領域の大きさも茹麺の種類によって異なる。
このため、茹麺の膨潤非崩壊領域を高い精度で判定できれば、言い換えれば、膨潤非崩壊領域と膨潤崩壊領域の境界を高い精度で特定することができれば、茹麺製造における過不足がない茹で時間についての知見を得ることができる。すなわち、茹麺製造において、茹麺の種類に応じて、適度なこしの強さや歯ごたえ良さなどの食感を与える膨潤非崩壊領域を茹麺に残すことができる茹で時間を得ることができる。
【０００５】
しかし、茹麺の膨潤非崩壊領域を判定するための測定は迅速になされなければならず、従来は、非常に困難であった。
そこで、ＭＲＩ（核磁気共鳴イメージング装置）を用いて、茹麺内部の水分勾配の変化の解析を行うことにより、膨潤非崩壊領域と膨潤崩壊領域の境界を特定して、茹麺内部の膨潤非崩壊領域判定する方法が提案されている（非特許文献１参照）。
【０００６】
この非特許文献１に提案された方法を用いると、それまで非常に困難だった茹麺の膨潤非崩壊領域の判定を迅速に行うことが可能になった。
しかしながら、その一方で、ＭＲＩは非常に高価であり、かつ操作も複雑なことから、ＭＲＩを使用して茹麺の膨潤非崩壊領域を判定するのは、実用に適さないという問題点があった。
【非特許文献１】Journal of Food Engineering 49 pp1-6 (2001)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、高価なＭＲＩを用いることなく、安価かつ簡便な破断試験を適用することにより、茹麺の膨潤非崩壊領域について、ＭＲＩを用いた場合とほとんど同じ高い精度の判定結果を安価かつ簡便に得ることができる茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、かかる問題点を解決し、上記課題を達成するために、種々研究を重ねた結果、茹麺を破断試験に供して、茹麺の荷重−変位曲線を求め、得られた荷重−変位曲線を解析することにより、ＭＲＩを利用するより安価かつ手軽な手法で、ＭＲＩを利用する場合と比べてほとんど変わらない高い精度で膨潤非崩壊領域の判定結果が得られることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００９】
すなわち、本発明は、茹麺を破断試験に供して、茹麺の荷重−変位曲線を求め、得られた荷重−変位曲線を二次微分し、得られた二次微分曲線の最小点に最も近接する極大点を含む部分を二次関数で近似し、得られた二次関数曲線の極大値を与える点から茹麺の膨潤非崩壊領域を求めることを特徴とする茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、茹麺の膨潤非崩壊領域について、ＭＲＩを利用するより安価かつ簡便に、ＭＲＩを用いた場合とほとんど同じ高精度の判定結果を得ることが可能となるという効果を奏する。なお、本発明法は、小麦粉などを主体とするうどんやパスタなどのみならず、茹麺のこしの強さや歯ごたえの良さなどの食感が要求される茹麺であれば、中華麺や
日本そばなどの種々の麺に適用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を図面に示す好適実施形態に基づいて、以下に詳細に説明する。
【００１２】
本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法による膨潤非崩壊領域の判定は、茹麺を破断試験に供し、具体的には、破断試験機で茹麺の圧縮試験を行い、破断試験機のプランジャ先端部の茹麺外縁からの侵入距離（以下、変位と称する）を横軸に、茹麺からプランジャへの荷重（以下、荷重と称する）を縦軸に、変位とそれに対応する荷重をプロットして得られた非線形曲線（以下、荷重−変位曲線と称する）のデータをもとにするものである。
【００１３】
図１は、本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を実施する破断試験を行うための破断試験系を含む茹麺の膨潤非崩壊領域の判定システムの一実施形態を示す模式図である。
同図に示す茹麺の膨潤非崩壊領域の判定システム（以下、単に、判定システムともいう）１０は、茹麺１２の圧縮破断試験を行う破断試験機１４と、破断試験機１４で得られた結果を用いて茹麺の膨潤非崩壊領域を算出し判定する演算処理系１６とを有する。
【００１４】
破断試験機１４は、図１において、その一構成例が簡略化されて斜視図で示され、サンプルである茹麺１２を載置する水平な試料台１８と、試料台１８の載置面に対して垂直に配置され、その先端部２０ａが下方に向かうにつれて先が細く（例えば、先端部２０ａの幅１ｍｍ）なっており、試料台１８に載置された茹麺１２を圧縮破断するための圧縮用治具である、上下方向に移動可能なプランジャ２０と、プランジャ２０の上側に取り付けられ、プランジャ２０の下降により先端部２０ａが茹麺１２に侵入する際にプランジャ２０にかかる荷重を測定する荷重計２２と、プランジャ２０を上下動させるための駆動系２４とを有する。
【００１５】
図示例においては、プランジャ２０の先端部２０ａは、先端に向かうにつれて細くなる刃（切刃）を用いているが、本発明は特に制限的ではなく、試料台１８に載置された茹麺１２を圧縮破断するための刃（切刃）として機能するものであれば、どのようなものでも良く、従来公知の破断試験機のプランジャの先端部の刃であれば、いずれも適用可能である。例えば、先端部２０ａとして、プランジャに固定された両端部に取り付けられた金属線などの線材を用いても良いし、線材の代わりに、板材などを用いても良い。
【００１６】
なお、破断試験機１４は、図示しないが、プランジャ２０の変位（基準位置からの移動量）や、荷重計２２で測定された荷重を表示する表示部を備えていても良い。
本発明に用いられる破断試験機１４としては、図示例の破断試験機に限定されず、茹麺１２の圧縮破断試験を行うことができるものであればどのようなものでも良く、例えば、レオメータとも呼ばれるものや、静的試験機など、公知の破断試験機を用いることができる。
【００１７】
演算処理系１６は、図１において、その一構成例がブロック図で示され、破断試験機１４において、プランジャ２０の先端部２０ａが茹麺１２に当接してから茹麺１２を破断して試料台１８に当接するまでの間に測定されたプランジャ２０の変位（基準位置からの移動量）および荷重計２２で測定された荷重から、茹麺の荷重−変位曲線を求める曲線作成手段２６と、曲線作成手段２６で得られた荷重−変位曲線を二次微分する二次微分手段２８と、二次微分手段２８で得られた二次微分曲線の最小点に最も近接する極大点を含む部分を二次関数で近似する関数近似手段３０と、関数近似手段３０で得られた二次関数曲線の極大値を与える点から茹麺の膨潤非崩壊領域を求める領域判定手段３２とを有する。
【００１８】
なお、本発明においては、演算処理系１６をパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の演算処理装置で構成し、曲線作成手段２６、二次微分手段２８、関数近似手段３０および領域判定手段３２の各手段をソフトウエアで構成することができる。例えば、曲線作成手段２６を公知のプロッタソフトウエアで構成しても良いし、二次微分手段２８を公知の二次微分ソフトウエアで構成しても良いし、関数近似手段３０なども公知の関数近似ソフトウエアで構成しても良い。また、演算処理系１６の一部、例えば、曲線作成手段２６などを破断試験機１４に備えられたプロッタソフトウエアで構成しても良い。このように、本発明においては、曲線作成手段２６、二次微分手段２８、関数近似手段３０および領域判定手段３２の各手段をソフトウエアで構成するのが好ましいが、演算処理系１６およびその曲線作成手段２６、二次微分手段２８、関数近似手段３０および領域判定手段３２の各手段を、ハードウエアで構成しても良い。
本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を実施する判定システムは、基本的に以上のように構成される。
【００１９】
次に、本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法（以下、単に判定方法ともいう）を、図示例の判定システム１０を参照して説明する。
本発明の判定方法においては、まず、図１に示す破断試験機１４を用いて、茹麺の圧縮試験を以下のようにして行う。
【００２０】
図１に示すように、サンプルである茹麺１２は、水平な試料台１８の上に試料台１８からはみ出さない長さに切断されて戴置される。茹麺１２と荷重計２２との間には、プランジャ２０が試料台１８の乗載面に対して垂直に配置される。プランジャ２０は、下方に向かうにつれて先が細くなっており、先端部２０ａは、茹麺１２の長手方向に対して垂直に伸びている。プランジャ２０は、鉛直方向に昇降可能であり、下降させると、茹麺１２の外縁にその先端部２０ａが近づく。さらに、下降させて、プランジャ先端部２０ａが茹麺１２の外縁に達して以降は、プランジャ２０を下降させるとともに，プランジャ２０の先端部２０ａの茹麺１２への侵入距離が大きくなり（言い換えれば、変位が増加し）、茹麺１２は、試料台１８とプランジャ２０との間で圧縮されて、その圧縮に対する荷重が生じて、荷重は荷重計２２によって測定される。変位は、プランジャ先端部２０ａが茹麺１２の外縁に触れたときを０とし、茹麺１２がプランジャ２０によって切断されるまで増加する。従って、変位の範囲は、０から茹麺１２の直径となる。
【００２１】
こうして得られた破断試験機１４の測定結果として、プランジャ２０の変位および荷重計２２による荷重が、演算処理系１６の曲線作成手段２６に送られる。
次に、演算処理系１６の曲線作成手段２６は、こうして、破断試験機１４の測定結果として送られてきた変位と荷重をプロットし、荷重−変位曲線を求める。
こうして得られた荷重−変位曲線の一例を、図２に示す。
【００２２】
図２に示す荷重−変位曲線においては、プランジャ先端部２０ａが茹麺１２の外縁に触れた時から、先端部が２０ａが茹麺１２に侵入するにつれて、すなわち変位が増加するにつれて、始めは、荷重もゆっくり徐々に増加していく。
次に、さらに、変位が増加すると、荷重はついに極大点に達し、変位の増加に伴って荷重が減少する部分が生じるが、直ぐに荷重が極小点に達し、その後は、変位の増加に伴って荷重が急上昇する。
変位が茹麺１２の直径ＰＤに達すると、プランジャ先端部２０ａは、試料台１８に当接し、変位が止まる。
【００２３】
ここで、図２に示す荷重−変位曲線の極大点は、図１に示すプランジャ２０の先端部２０ａが、図１４に示す茹麺１２の膨潤非崩壊領域１２ｂに達してこれを破断したことを示すものと考えられるが、先端部２０ａの茹麺１２への侵入によって、試料台１８に接触している側の茹麺１２の膨潤崩壊領域１２ａは圧縮されて変形しているので、極大点における変位が、直接的に図１４に示す値Ｍを表しているわけではない。しかし、本発明においては、荷重−変位曲線の極大に至る近傍は、前述の値Ｍの情報を含んでいるものと考え、図２に示す荷重−変位曲線に対し、さらなる処理（微分処理）行い、正確な値Ｍを求めてようとしているのである。なお、図１４に示す例では、茹麺１２の右端部が試料台１８に載置され、同左端部が最上部となるものとすると、この左端部に図１に示すプランジャ２０の先端部２０ａが最初に接触するので、破断方向は、矢印ａで示す方向に定義される。従って、値Ｍは、破断方向ａに平行な中心線上において定義される。
【００２４】
こうして、曲線作成手段２６で得られた荷重−変位曲線のデータは、二次微分手段２８に送られる。
次に、二次微分手段２８は、こうして送られてきた荷重−変位曲線のデータを用いて、まず、荷重−変位曲線を微分（一次微分）する。
こうして得られた、図２の荷重−変位曲線を微分した一次微分結果を図３に示す。
続いて、二次微分手段２８は、こうして得られた一次微分曲線をさらにもう一度微分（二次微分）する。
ここで、図４は、二次微分手段２８で図３の一次微分曲線を微分した結果、すなわち、図２の荷重−変位曲線を二次微分した二次微分結果（曲線）である。図４において、点Ａは、二次微分曲線の最小点Ｂに最も近接した極大点である。
【００２５】
次に、こうして、二次微分手段２８で得られた二次微分曲線の極大点Ａの近傍のデータが、関数近似手段３０に送られる。
次に、関数近似手段３０は、こうして送られてきた図４に示す二次微分曲線の極大点Ａ近傍のデータを用いて、図４における極大点Ａの近辺の曲線を二次関数で近似し、得られた二次関数曲線の極大点を求める。
ここで、図５は、図４の二次微分曲線における極大点Ａ付近の３点のデータをピックアップして直線で結んだものであり、図６は、図５の３点を結ぶ直線を二次関数曲線で近似した結果である。
【００２６】
こうして、関数近似手段３０で得られた図６の近似二次関数曲線は、下記の二次関数の一般式（式１）で表すことができる。
y ＝ ａｘ２ ＋ ｂｘ ＋ ｃ …（式１）
上記式１を微分すると下記式２になる。
ｄｙ／ｄｘ ＝ ２ａｘ ＋ ｂ …（式２）
ここで、ｄｙ／ｄｘ ＝ ０のときのｙが極大値であるので、このときのｘの値Ｍは、以下の式３で求められる。
Ｍ ＝ −ｂ ／ ２ａ …（式３）
従って、領域判定手段３２は、関数近似手段３０で得られた図６の近似二次関数曲線の係数ａおよびｂから、値Ｍを求めることができる。
【００２７】
この値Ｍは、茹麺１２の膨潤非崩壊領域１２ｂと膨潤崩壊領域１２ａの境界を表しており、すなわち、茹麺の外縁からの距離を表している。
従って、領域判定手段３２は、マイクロメータで測定した茹麺１２の直径に１／２を乗じて得られる茹麺１２の半径をＤ２とすると、茹麺１２の膨潤非崩壊領域の半径Ｄ１を、以下の式４で求めることができる。
Ｄ１ ＝ Ｍ − Ｄ２ …（式４）
【００２８】
従って、本発明の判定方法によれば、茹麺を破断試験に供して茹麺の荷重−変位曲線を求め、得られた荷重−変位曲線の二次微分曲線を求め、二次微分曲線の最小点に最も近接する極大点を含む部分を近似した二次関数曲線を求め、その二次関数曲線が極大値を与える点から、茹麺の膨潤非崩壊領域と膨潤崩壊領域との境界を求め、茹麺の膨潤非崩壊領域を判定することができる。
なお、Ｄ１およびＤ２から、膨潤非崩壊領域の麺の断面積に対する比率（Ｒ１（％））を、以下の式５で求めることができる。
Ｒ１（％） ＝ πＤ１２／πＤ２２×１００
＝ Ｄ１２／Ｄ２２×１００ …（式５）
本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法は、基本的に以上のように構成される。
【００２９】
なお、図１４に示す例においては、茹麺１２の断面形状を、パスタ等を考慮して円形に近似したが、本発明法が適用可能な茹麺の断面形状はこれに限定されず、中実麺であればどのような断面形状の茹麺であっても良い。例えば、うどんや、ソーメンや、中華麺や、日本そばなどの麺は、その断面形状が、パスタのように円形ではなく、矩形や矩形に近いものが多い。このように、その断面形状が矩形に近似できる茹麺の場合にも、図１４に示す円形状の茹麺１２の場合と同様に、膨潤崩壊領域および膨潤非崩壊領域を定義できる。すなわち、図１５に示す茹麺１３の場合においても、茹麺１３の外側には膨潤崩壊領域１３ａが存在する一方、茹麺１３の中心部には、茹麺１３の外形と略相似な矩形状の膨潤非崩壊領域１３ｂが存在するものであると近似できる。
【００３０】
ここで、図１５に示す矩形状の茹麺１３において、茹麺１３の右辺１３ｃが試料台１８に載置され、同左辺１３ｄが最上部となるとすると、この左辺１３ｄに図１に示すプランジャ２０の先端部２０ａが最初に接触するので、破断方向は、矢印ａで示す方向に定義される。
従って、図１５に示す矩形状の茹麺１３では、茹麺１３の右辺１３ｃおよび左辺１３ｄ間の距離が、図１に示すプランジャ２０の先端部２０ａが茹麺１３において破断する箇所の上端と下端の距離となり、図１４に示す円形状の茹麺１２の直径ＰＤに対応するものとなるので、この破断箇所の上下端の距離をＰＤで定義することができる。なお、破断箇所の上下端の距離ＰＤは、茹麺１３の矩形断面の対角線の交点（中心）を通り、破断方向ａに平行な中心線１３ｅ上において、破断方向ａに垂直な２辺１３ｃおよび１３ｄ間の距離として定義することもできる。
【００３１】
また、同様にして、図１４に示す円形状の茹麺１２の中心部の膨潤非崩壊領域１２ｂの半径Ｄ１に対応して、図１５に示す矩形状の茹麺１３では、破断箇所における膨潤非崩壊領域１３ｂの上端と下端との間の距離の半分、すなわち、茹麺１３の中心部の膨潤非崩壊領域１３ｂの破断方向ａに垂直な２辺間の距離の半分、あるいは、中心線１３ｅ上における膨潤非崩壊領域１３ｂの長さ（距離）の半分、もしくは、中心と膨潤非崩壊領域１３ｂの破断方向ａに垂直な辺との間の距離を、Ｄ１として定義することができる。
なお、図１４に示す円形状の茹麺１２の半径Ｄ２に対応して、図１５に示す矩形状の茹麺１３では、破断箇所の上下端の距離ＰＤの半分、すなわち、中心線１３ｅ上における茹麺１３の破断方向ａに垂直な２辺１３ｃおよび１３ｄ間の距離ＰＤの半分を、Ｄ２として定義することができる。また、図１４に示す円形状の茹麺１２の場合と同様に、図１５に示す矩形状の茹麺１３でも、値Ｍは、破断方向ａに平行な中心線上において定義される。
【００３２】
このように、図１５に示す矩形状の茹麺１３において、破断箇所の上下端の距離ＰＤ、この距離ＰＤの半分の距離Ｄ２、破断箇所における膨潤非崩壊領域１３ｂの上端と下端との間の距離の半分の距離Ｄ１および値Ｍを定義することにより、上述した本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を、そのまま適用することができ、全く同様にして、値Ｍを求め、膨潤非崩壊領域１３ｂのサイズを表す破断箇所における膨潤非崩壊領域１３ｂの上端と下端との間の距離の半分の距離Ｄ１を求めることができる。
なお、図１５に示す矩形状の茹麺１３においては、その断面形状が正方形の場合を除いて、その断面形状に異方性があるので、破断方向ａと垂直な破断方向ｂに対しても、破断試験を行い、距離ＰＤ、距離Ｄ２、値Ｍおよび距離Ｄ１にそれぞれ対応する距離ＰＤ’、距離Ｄ２’、値Ｍ’および距離Ｄ１’を求める。
こうして得られた距離Ｄ１および距離Ｄ２と距離Ｄ１’および距離Ｄ２’とを用いて、上記式５の代わりに、下記式９を定義することにより、膨潤非崩壊領域の麺の断面積に対する比率（Ｒ１（％））を求めることができる。
Ｒ１（％） ＝ Ｄ１×Ｄ１’／（Ｄ２×Ｄ２’）×１００
＝ １００×Ｄ１×Ｄ１’／（Ｄ２×Ｄ２’） …（式９）
【００３３】
こうして、図１５に示す矩形状の茹麺１３においても、本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を適用することができる。
なお、本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法は、上述した断面形状が円形状や矩形状の茹麺のみならず、楕円形状や多角形状などの任意の断面形状の茹麺にも適用可能である。このように、任意の断面形状の茹麺の場合において、その断面形状が上述した円形状や矩形状に近似できる場合には、上述した方法をそのまま適用すればよいが、近似できない場合には、茹麺およびその膨潤非崩壊領域の断面積を求めるのに必要な長さ（距離）の方向の全てを破断方向として、本発明法を適用し、すなわち、上述した破断試験を行い、各破断方向における距離Ｄ１およびＤ２を全て求め、それらを用いて、膨潤非崩壊領域の麺の断面積に対する比率（Ｒ１（％））を求めるようにすれば良い。
【００３４】
以上、本発明に係る茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更ならびに設計の変更を行って良いことはもちろんである。例えば、本発明法は、小麦粉などを主体とするうどんやパスタなどのみならず、茹麺のこしの強さや歯ごたえの良さなどの食感が要求される茹麺であれば、ソーメンや中華麺や日本そばなどの種々の麺に適用可能である。
【実施例】
【００３５】
次に、本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を、さらに具体的に説明するために実施例を掲げるが、本発明は、以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００３６】
（実施例１）
直径１．７ｍｍのパスタ乾麺（日清フーズ株式会社製「セレクト」）を、沸騰水中で８分間茹でて得られたパスタ茹麺について、図１に示す判定システム１０において、以下の条件で圧縮破断試験を実施した。なお、このパスタ茹麺は、その断面形状が、図１４に示す茹麺１２の断面形状で近似できるものである。
破断試験機１４：小型卓上試験機EZ Test-20N（島津製作所株式会社製）
プランジャ２０：三角（V）型プランジャ：先端部２０ａの幅１ｍｍ
プランジャ２０の移動速度：３０ｍｍ／分
曲線作成手段２６のプロットソフトウェア：SHIKIBUレオメータ（島津製作所株式会社
製）
二次微分手段２８の微分計算ソフトウェア：unscrambler（ＣＡＭＯ社製）
測定回数：１５回
【００３７】
こうして得られた測定結果の平均値を下記の表１に示す。
また、図７は、表１の結果をプロットして得られた荷重−変位曲線である。
【００３８】
【表１】
【００３９】
こうして得られた表１の結果から得られる図７に示す荷重−変位曲線を一次微分した結果を表２に示す。
また、図８は、表２の結果をプロットして得られた荷重−変位曲線の一次微分曲線である。
【００４０】
【表２】
【００４１】
こうして得られた表２の結果から得られる図８に示す荷重−変位曲線の一次微分曲線をさらに微分した結果、すなわち、図７に示す荷重−変位曲線を二次微分した結果を表３に示す。また、図９は、表３の結果をプロットして得られた荷重−変位曲線の二次微分曲線である。
【００４２】
【表３】
【００４３】
図９において、二次微分曲線の最小点Ｃに最も近接した極大点として、点ｍを得た。
図９の点ｍ近辺を、以下のようにして二次関数で近似した。
図１０は、図９における点ｍ付近の３点のデータをピックアップして直線で結んだものであり、図１１は、図１０の３点を結ぶ直線を近似した二次関数曲線である。
【００４４】
図１１の曲線は、下記式６の二次関数式で表すことができた。
y ＝ −１５０．１９ｘ２ ＋ ４９２．２７ｘ ＋ ４０２．２６ …（式６）
ここで、上記式６を微分すると下記式７になる。
ｄｙ／ｄｘ ＝ −３００．３８ｘ ＋ ４９２．２７ …（式７）
そこで、ｄｙ／ｄｘ ＝ ０のときのｙが極大点を与えるので、そのときのｘの値を求めると、
Ｍ ＝ １．６４（ｍｍ）となった。
【００４５】
また、マイクロメータで１５回測定した茹麺の直径の平均値は、２．４０ｍｍだったので、茹麺の半径Ｄ２は１．２０ｍｍとなった。
上記値Ｍおよび半径Ｄ２から、茹麺の膨潤非崩壊領域の半径Ｄ１（ｍｍ）を求めると、
Ｄ１ ＝ ０．４４（ｍｍ）となった。
【００４６】
従って、茹麺を破断試験に供して茹麺の荷重−変位曲線を求め、得られた荷重−変位曲線の二次微分曲線を求め、二次微分曲線の最小点に最も近接する極大点を含む部分を近似した二次関数曲線を求め、その二次関数曲線の極大点を与える点から、茹麺の膨潤非崩壊領域と膨潤崩壊領域との境界を求めることができ、茹麺の膨潤非崩壊領域の半径を得ることができる。
【００４７】
なお、半径Ｄ１およびＤ２から、上記式５を用いて、膨潤非崩壊領域の茹麺の断面積に対する比率（Ｒ１（％））を求めると、
Ｒ１（％） ＝ Ｄ１２／Ｄ２２×１００
＝ １３．３５（％）となった。
【００４８】
（実施例２〜４）
実施例１で用いた直径１．７ｍｍのパスタ乾麺の茹で時間を、下記表４に示す時間に変更したほかは、実施例１と同様の条件で、圧縮破断試験を実施した。
それぞれの測定結果から、実施例１と同様にして半径Ｄ１、半径Ｄ２、値Ｍ、比率Ｒ１を求め、実施例１の結果を含めて表すと、下記の表５に示す通りである。
【００４９】
【表４】
【００５０】
【表５】
【００５１】
この結果、茹麺を破断試験に供して作成した荷重−変位曲線をもとにして、茹麺の膨潤崩壊領域と膨潤非崩壊領域の境界を求めることができ、茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法として使用できることが確認された。
なお、茹で時間が長くなるにつれて、茹麺の膨潤非崩壊領域の麺の断面積に対する比率が縮小していくことも確認された。
【００５２】
（参考例）
上記非特許文献１に示されるＭＲＩを用いる膨潤非崩壊領域の判定方法を用いて、茹麺の膨潤非崩壊領域を判定した。
ここで、ＭＲＩを用いた茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法について簡単に説明する。
ＭＲＩを用いると、茹麺の中心からの距離とその位置での水分含量を測定することができる。茹麺中心からの距離を横軸に、水分含量を縦軸にプロットすると、ある距離で、単位距離あたりの水分の変化量（水分勾配）が減少する。この水分勾配が減少した点は、膨潤非崩壊領域／膨潤崩壊領域の境界である。図１２に、ＭＲＩを用いた水分含量測定結果の一例を示す。
【００５３】
水分勾配が減少する点の中心からの距離は、膨潤非崩壊領域の半径である。これをＤ３（ｍｍ）とする。また、マイクロメータで測定した茹麺の直径に１／２を乗じて得られる茹麺の半径をＤ４(ｍｍ)とする。
半径Ｄ３およびＤ４から、膨潤非崩壊領域判定の指標となる、膨潤非崩壊領域の麺の断面積に対する比率（Ｒ２（％））を、以下の式８で求めることができる。
Ｒ２（％） ＝ πＤ３２／πＤ４２×１００
＝ Ｄ３２／Ｄ４２×１００ …（式８）
【００５４】
（参考例１〜４）
実施例１〜４と同条件で茹でた同じパスタ茹麺について、以下のとおりＭＲＩ解析を行った。
ＭＲＩ：ＤＲＸ３００ＷＢ（Ｂｒｕｋｅｒ社製）
解析ソフトウェア：ＰａｒａＶｉｓｉｏｎ（Ｂｒｕｋｅｒ社製）
測定回数：４回
測定結果から求められた半径Ｄ３、半径Ｄ４、比率Ｒ２の平均値を表６に示す。
【００５５】
【表６】
【００５６】
（実施例と参考例の判定結果の比較）
実施例１〜４の膨潤非崩壊領域の茹麺の断面積に対する比率（Ｒ１（％））および参考例１〜４の膨潤非崩壊領域の茹麺の断面積に対する比率（Ｒ２（％））を、一次回帰分析したところ、相関係数（Ｒ２）は、０．９９９１という非常に高い値を示した。
ここで、実施例１〜４の比率Ｒ１と参考例１〜４の比率Ｒ２を、図１３に示す。図１３は、実施例１〜４の比率Ｒ１と参考例１〜４の比率Ｒ２の相関を示すグラフである。
この結果、破断試験機を用いて荷重−変位曲線から茹麺の膨潤非崩壊領域を判定する方法で得られた結果は、ＭＲＩを用いて解析する方法で得られた結果と比較して、同程度の精度であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法を実施する茹麺の膨潤非崩壊領域の判定システムの一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明法において得られる荷重−変位曲線の一例のグラフである。
【図３】図２に示す荷重−変位曲線の一次微分結果のグラフである。
【図４】図２に示す荷重−変位曲線の二次微分結果のグラフである。
【図５】図４に示す二次微分曲線の極大点Ａ付近においてピックアップされた３点を直線で結んだグラフである。
【図６】図５に示す３点を結ぶ直線を二次関数曲線で近似した結果のグラフである。
【図７】本発明法の実施例１で得られた表１の結果をプロットして得られた荷重−変位曲線のグラフである。
【図８】実施例１で得られた表２の結果をプロットして得られた荷重−変位曲線の一次微分曲線のグラフである。
【図９】実施例１で得られた表３の結果をプロットして得られた荷重−変位曲線の二次微分曲線のグラフである。
【図１０】図９に示す二次微分曲線の極大点ｍ付近においてピックアップされた３点を直線で結んだグラフである。
【図１１】図１０に示す３点を結ぶ直線を近似した二次関数曲線のグラフである。
【図１２】従来のＭＲＩを用いた水分含量測定結果の一例を示すグラフである。
【図１３】実施例の比率Ｒ１と参考例の比率Ｒ２の相関を示すグラフである。
【図１４】茹麺の断面の一例を模式的に示す断面図である。
【図１５】茹麺の断面の他の例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ 茹麺の膨潤非崩壊領域の判定システム
１２，１３ 茹麺
１２ａ，１３ａ 膨潤崩壊領域
１２ｂ，１３ｂ 膨潤非崩壊領域
１４ 破断試験機
１６ 演算処理系
１８ 水平な試料台
２０ プランジャ２０
２０ａ 先端部
２２ 荷重計
２４ 駆動系
２６ 曲線作成手段
２８ 二次微分手段
３０ 関数近似手段
３２ 領域判定手段
ａ，ｂ 破断方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
茹麺を破断試験に供して、茹麺の荷重−変位曲線を求め、
得られた荷重−変位曲線を二次微分し、
得られた二次微分曲線の最小点に最も近接する極大点を含む部分を二次関数で近似し、
得られた二次関数曲線の極大値を与える点から茹麺の膨潤非崩壊領域を求めることを特徴とする茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法。
【請求項１】
茹麺を破断試験に供して、茹麺の荷重−変位曲線を求め、
得られた荷重−変位曲線を二次微分し、
得られた二次微分曲線の最小点に最も近接する極大点を含む部分を二次関数で近似し、
得られた二次関数曲線の極大値を与える点から茹麺の膨潤非崩壊領域を求めることを特徴とする茹麺の膨潤非崩壊領域の判定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−２４２８９２（Ｐ２００６−２４２８９２Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６２３８３（Ｐ２００５−６２３８３）
【出願日】平成１７年３月７日（２００５．３．７）
【出願人】（５０１１４５２９５）独立行政法人食品総合研究所 (27)
【出願人】（０００２２６９９８）株式会社日清製粉グループ本社 (125)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月７日（２００５．３．７）
【出願人】（５０１１４５２９５）独立行政法人食品総合研究所 (27)
【出願人】（０００２２６９９８）株式会社日清製粉グループ本社 (125)
【Ｆターム（参考）】
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