食品の硬さ、食感、及びテクスチャーの評価方法
【課題】アロエなどのゲル状食品あるいは果実などに関して、咀嚼時における硬さ、食感、テクスチャーの違いを数値的に定量化して的確に評価することのできる評価方法を提供する。
【解決手段】評価すべき食品の試料をプランジャーで押圧し、同時に押圧中の荷重及び歪率を連続的に測定し、前記の荷重及び歪率の値を基に、最小自乗法により計算を行って、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線の歪率−荷重曲線を作成し、前記の歪率−荷重曲線における極大値に到達する以前の曲線部分の変曲点における接線の傾きを計算して求め、当該接線の傾きを食品咀嚼時における食品の硬さを表す指標、前記の歪率−荷重曲線における極小値の荷重（ＭＮ）と極大値の荷重（ＭＸ）の値から求めた（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値を食感の指標として採用する。
【解決手段】評価すべき食品の試料をプランジャーで押圧し、同時に押圧中の荷重及び歪率を連続的に測定し、前記の荷重及び歪率の値を基に、最小自乗法により計算を行って、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線の歪率−荷重曲線を作成し、前記の歪率−荷重曲線における極大値に到達する以前の曲線部分の変曲点における接線の傾きを計算して求め、当該接線の傾きを食品咀嚼時における食品の硬さを表す指標、前記の歪率−荷重曲線における極小値の荷重（ＭＮ）と極大値の荷重（ＭＸ）の値から求めた（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値を食感の指標として採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品の硬さ、食感、及びテクスチャーの評価方法に関する。詳しくは、特に破断点荷重にバラツキがあるゲル状食品、果実などについて、少ない測定回数で、食品咀嚼時に知覚される食品の硬さ、食感、及びテクスチャーを数値的に定量化し、それらを統計的に評価するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間にとって食物の摂取は、単に生命の維持のためのエネルギーの獲得だけを目的とする行為ではなく、味覚、嗅覚、触覚、視覚、聴覚の五感の全てを働かせて、より積極的に「おいしさ」を追求し、「満足感」、「幸福感」を享受しようとする行為である。一般的に、食物の「おいしさ」の要素として、「味」、「香り」、「外観」とともに「テクスチャー」が挙げられる。
【０００３】
テクスチャーとは、国際標準化機構（International 0rganization for Standardization）の定義では、「力学的、触覚的及び適切であれば視覚的、聴覚的な方法で感知できる食物のレオロジー的、構造的属性の総体」であるとされる。すなわち、テクスチャーは、食品を食べる人間が感知して表現する食感と、食品自体の物性の両方を合わせた意味の用語として一般に理解されている。そして、テクスチャーの測定あるいは評価については、従来、ヒトの感覚器官により評価をする官能評価と、食品の物性を客観的に評価する物理学的測定が行われてきた。
しかしながら、現在に至るまで、食品の総合的なテクスチャーの測定あるいは評価に関しては、確立され、広く認められた方法はなかった。
【０００４】
一般に各種食品の物性の測定装置として、例えば、レオメータ、クリープメータなどと称される力学的性状を測定する装置が普及している。該装置は圧縮破断強度、引っ張り強度、切断強度、弾性、粘弾性、脆さ、粘着性、応力緩和、クリープ等の測定が可能である。
【０００５】
食品、例えば、ゲル状食品、果実などを食べたときの「硬さ」を評価する方法として、荷重−歪率曲線の破断点の荷重を指標とする評価方法がある。例えば、寒天、ゼラチン、ナタデココ、コンニャクゲルなどは、測定試料のどの部分をサンプリングしても「硬さ」の指標である破断点の荷重にバラツキがなく、比較的数値が安定しているため、この評価方法が有効である。
しかしながら、植物体であるアロエや、ある種の果実では、測定試料の部位により、破断点の荷重にかなりのバラツキがあり、１つの試料に対して、１００〜２００回程度と多数回の測定を行う必要があった。
【０００６】
また、上記のように破断点の荷重を「硬さ」の指標として採用した場合、仮に破断点の荷重が同じであっても、ヒトが感知する硬さ、食感等が異なる場合がある。具体的には、例えば、食品の中には、破断点の荷重が同じであっても、歯で噛むときに、「シャキシャキ」、「サクサク」した食感を持つもの、あるいは「グニャグニャ」、「プリプリ」した食感を持つものなど、いろいろな食感の食品がある。消費者はこのような食感を食品の優れた特性として認識し、次回購買の際の参考にすると大いに考えられるので、ヒトが実際に感知する食感等を的確に反映した指標によって、食品の食感等を評価する必要がある。
【０００７】
これまで食品の物性の測定方法あるいは食感の評価方法に関して、いくつかの提案がなされている。例えば、乳幼児または嚥下困難者用食品（ムース）について、上顎模型の形状計測に基づき、口蓋及び舌の形状をそれぞれモジュール化した口蓋容器及び舌プランジャーを備えた食品の物性測定器具を用い、最大応力を測定する提案（特許文献１）がある。
【０００８】
また、レオメータを用い、クッキーやスナック菓子などの供試食品の破断曲線を取得し、数学的解析により所定の周波数領域での破断エネルギーを求め、官能検査のクリスプネスとの間の統計的解析を行うことにより、クリスプネスの指標とする提案（特許文献２）がある。
【０００９】
また、物性がゾルからゲルに変化する豆腐、蒲鉾、チーズなどのゲル形成食品に、内部に浸透性のある特定波長（４００ｎｍから５０,０００ｎｍの範囲）の光を照射し、得られた吸光度曲線の特に８００ｎｍ〜８４０ｎｍ付近の吸光度と破断力に高い負の相関があることを利用したゲル形成食品の品質判定方法の提案（特許文献３）がある。
【００１０】
また、キウイやセロリなどの食品にレオメータのプローブを挿入し、発生する振動を取得し、ノイズを取り除いた振動データを単位時間当たりの振幅密度を得て、この振幅密度が高いほど「シャキシャキ感」が高い（ダイコンよりネギの方が、振幅密度が高くシャキシャキしている）と評価する提案（特許文献４）がある。
【００１１】
また、クロワッサン、デニッシュペストリーなどの層状食品をレオメータで抑圧してプランジャーにかかる荷重の合計を破断エネルギー値Ｅとして算出し、「破断エネルギー値Ｅ／破断点の数Ｎ」を求め、該数値を層状食品の食感の指標として評価する提案（特許文献５）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２８３９７５号公報
【特許文献２】特開２００１−１３３３７４号公報
【特許文献３】特開２００３−１０６９９５号公報
【特許文献４】特開２００７−５７４７６号公報
【特許文献５】特開２００７−２２５４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１の提案は、ヒトの口蓋、舌の形状をモジュール化することによる、最大応力の測定方法の改善に過ぎない。また、特許文献２の提案は、クッキーやスナック菓子などの「クリスプネス」、いわゆるサクサク感を数学的解析で処理する提案であり、ゲル状食品には応用できない。また、特許文献３の提案は、ゾルからゲルに変化する食品の物性を確認するに過ぎず、得られたゲル状食品の食感を評価するものではない。また、特許文献４の提案は、ネギやダイコンなどの野菜組織の「シャキシャキ感」の評価法であり、ゲル状食品の食感を評価するものではない。さらに、特許文献５の提案は、クロワッサン、デニッシュペストリーなどの層状食品の食感を評価する提案であり、これもまた、ゲル状食品の食感を評価するものではない。
【００１４】
このような状況から、測定試料の部位によって破断点の荷重にかなりのバラツキがあるため、ヒトが実際に感知する硬さ、食感及びテクスチャーの評価が困難であった食品、例えば、植物体であるアロエなどのゲル状食品あるいは果実などに関して、咀嚼時における硬さ、及び「シャキシャキ感」、「サクサク感」、「グニャグニャ感」、「プリプリ感」などの食感、更にテクスチャーの違いを数値的に的確に表すことのできる新しい評価方法の開発が望まれていた。
そこで、本発明は、特に破断点荷重にバラツキがあるゲル状食品あるいは果実などに関して、少ない測定回数で計算することができ、かつヒトが食品咀嚼時に実際に感知する硬さ、食感、及びテクスチャーを的確に反映した指標によって、食品咀嚼時における食品の硬さ、食感、及びテクスチャーの違いを数値的に定量化し、統計的にそれらを判別することができる評価方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明者らは、ゲル状食品あるいは果実などを食べたときの硬さの指標として従来使用されている破断点の荷重に替わる新しい指標について鋭意検討を行った。
そして、ゲル状食品あるいは果実などの複数試料について、荷重及び歪率のデータを連続的に測定できる装置（レオメータ等）を用いた測定を行い、得られた荷重及び歪率の測定値を基に近似四次曲線の歪率−荷重曲線を最小自乗法により作成し、当該曲線における破断点である極大値に到達する以前の曲線部分の変曲点における接線の傾きを計算して求めたところ、当該傾きが、ヒトが実際に食品を咀嚼したときに感知する硬さを反映していること、したがって、当該傾きを食品の硬さの指標として採用することにより、ヒトが食品咀嚼時に実際に感知する硬さを数値的に表すことができることを見出した。
【００１６】
また、上記歪率−荷重曲線から、極小値の荷重（ＭＮ）と極大値の荷重（ＭＸ）を求め、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値を計算したところ、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値が大きいほど、「プリプリ感」（応力に対し、破断点までの抵抗力が強く、破断すると極端に抵抗力が低下する）が強くなるという傾向が観察され、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値が小さいほど「サクサク感」が強くなるという傾向が統計的に観察されたため、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値を食品の食感を表す指標として採用する評価方法を確立し、本発明を完成するに至った。
【００１７】
さらに、上記の知見を基に、本発明者らは、食品の物性である硬さを表す上記接線の傾きと、食品を咀嚼したときの感覚である食感を表す上記極小値の荷重／極大値の荷重（ＭＭ）を組み合わせることにより、食品のテクスチャーを総合的に評価できることを見出した。
【００１８】
かくして、本発明は、評価すべき食品の試料をプランジャーで押圧し、同時に押圧中の荷重及び歪率を連続的に測定し、
前記の荷重及び歪率の値を基に、最小自乗法により計算を行って、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線の歪率−荷重曲線を作成し、
前記の歪率−荷重曲線における極大値に到達する以前の曲線部分の変曲点における接線の傾きを計算して求め、当該接線の傾きを食品咀嚼時における食品の硬さを表す指標として採用することを特徴とする、食品の硬さの評価方法を提供するものである。
【００１９】
また、本発明は、評価すべき食品の試料をプランジャーで押圧し、同時に押圧中の荷重及び歪率を連続的に測定し、
前記の荷重及び歪率の値を基に、最小自乗法により計算を行って、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線の歪率−荷重曲線を作成し、
前記の歪率−荷重曲線における極小値の荷重（ＭＮ）と極大値の荷重（ＭＸ）の値から（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸを計算して求め、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値を食品咀嚼時における食品の食感の指標として採用することを特徴とする、食品の食感の評価方法を提供するものである。
【００２０】
さらに、本発明は、評価すべき食品の試料をプランジャーで押圧し、同時に押圧中の荷重及び歪率を連続的に測定し、
前記の荷重及び歪率の値を基に、最小自乗法により計算を行って、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線である歪率−荷重曲線を作成し、
前記の歪率−荷重曲線における極大値に到達する以前の曲線部分の変曲点における接線の傾きを計算して求め、更に前記の歪率−荷重曲線における極小値の荷重（ＭＮ）と極大値の荷重（ＭＸ）の値から（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸを計算して求め、当該接線の傾き及び（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値を食品咀嚼時における食品のテクスチャーの指標として採用することを特徴とする、食品のテクスチャーの評価方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、食品、特に破断点荷重にバラツキがあるゲル状食品、果実などに関して、少ない測定回数で、食品咀嚼時における食品の硬さ、食感、及びテクスチャーの違いを数値的に定量化し、統計的にそれらを判別することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】食品試料の荷重及び歪率のデータを基に作成した近似四次曲線の歪率−荷重曲線の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
本発明に係る硬さ、食感、及びテクスチャーの評価方法は、まず、評価すべき試料をプランジャーで押圧し、同時に押圧中の荷重及び歪率を連続的に測定する。
本発明で評価が可能な食品は、例えば、寒天、ゼラチン、ナタデココ、コンニャクゲル、アロエなどのゲル状食品；リンゴ、ナシ、黄桃、白桃、ブドウ、ブルーベリー、イチゴ、バナナ、メロン、スイカ、パイナップル、マンゴ、パパイヤなどの果実；ダイコン、カブ、ニンジン、カボチャ、ナス、ミニトマトなどの野菜、豆腐を挙げることができるが、これらの食品に限定されるわけではない。これらの食品のうち、寒天、ゼラチン、コンニャクゲル、アロエなどのゲル状食品の評価が特に好ましい。このように、本発明は、従来の硬さの評価方法では、破断点荷重にバラツキがあるため、硬さを的確に評価することができなかった食品も評価の対象とすることができる。
【００２４】
試料のサイズは、押圧する際に使用するプランジャーに基づいて、荷重及び歪率の測定に適した範囲のサイズにすればよい。また、測定に適した形状としては、通常、立方体、直方体、円柱体、及びこれに類似する形状が採用される。例えば、２ｍｍ×２ｍｍないし２０ｍｍ×２０ｍｍのサイズ、好ましくは８ｍｍ×８ｍｍないし１４ｍｍ×１４ｍｍのダイスカットされたものが例示される。
なお、本発明の評価方法において、評価に供する試料の個数は特に限定されない。
【００２５】
食品試料を押圧するために使用しうる装置としては、一般にプランジャーと呼ばれる、圧縮破断試験を行うことができる装置、すなわち、通常円柱状の部品を有し、その先端部分で食品試料を一定速度（通常、０．０２〜５０ｍｍ／秒）で押し潰し、同時に押圧中に負荷される荷重とその荷重に対する歪率を連続的に測定することができる装置であるならば、特に制限はない。食品試料を押圧するプランジャー部分の形状は、測定する食品の実際の咀嚼態様を考慮して選択することが好ましく、例えば、主として前歯で噛む食品の場合はくさび形、奥歯で噛む食品の場合は円柱形のプランジャーを選択することが好ましい。市販品としては、クリープメータＲＥ２−３３００５Ｂ、クリープメータＲＥ２−３３０５Ｂ（以上、株式会社山電製、商品名）、レオメータＣＲ−５００ＤＸ−Ｓ（株式会社レオテック製、商品名）などを挙げることができるが、これらに限定されるわけではない。なお、これらの装置には、測定結果を外部に出力するためのソフトが予め組み込まれている。
【００２６】
次に、上記の測定装置の出力データである荷重及び歪率の値を基に、最小自乗法により計算を行って、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線の歪率−荷重曲線を作成する。上記の測定によって得られた出力データである荷重及び歪率は、四次方程式で近似すると、出力データ分布のほぼ中央を通過する近似四次曲線として描くことができ、かつ破断曲線に酷似することを本発明者らは発見した。
この近似四次曲線の歪率−荷重曲線を作成するには、まず、荷重及び歪率のデータを、例えば、表計算ソフトなどのデータとしてコンピュータに取り込む。ここで、歪率（％）とは、荷重を加えない場合に比べて、試料がどれだけ変形したかを表す数値であり、｛（荷重をかける前の試料の高さ−ある所定の荷重をかけたときの試料の高さ）／（荷重をかける前の試料の高さ）｝×１００（％）で求めることができる。例えば、実際の測定で、試料の高さが２０％減少したときは、歪率は２０％となる。１個の食品試料に対して、荷重及び歪率を測定する回数は食品の種類によって異なるが、破断点の前後を合わせて合計で５〜１００回、好ましくは２０〜８０回、より好ましくは３０〜６０回を挙げることができる。かかる測定回数は、従来の評価技術に比べて少ない回数である。
【００２７】
コンピュータに取り込んだ荷重及び歪率のデータは、最小自乗法を用いて、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線の荷重−歪率曲線を作成するために使用される。具体的には、荷重及び歪率のデータから、最小自乗法を用いて四次関数の方程式を求め、それをグラフ化することにより荷重−歪率曲線が作成される。これらは市販ソフトを利用することによって自動的に行うことができる。
【００２８】
この近似四次曲線である荷重−歪率曲線について詳しく説明すると、通常は極大値に到達する以前の曲線部分に１つの変曲点と、極大値、極小値がそれぞれ１つずつ存在する（図１参照）。食品、特にゲル状食品などを咀嚼した場合、ある時点で組織が壊れる、すなわち破断が起こるが、この破断点は荷重−歪率曲線の近似四次曲線における最初のピーク値である極大値に相当する。この図１からわかるように、近似四次曲線である荷重−歪率曲線を用いて食品を咀嚼したときの荷重−歪率の関係は、荷重（ｇｆ）＝０から荷重が増加するに伴って歪率も増加し、破断点で極大値を迎え、その後、極小値に到達するまで歪率は増加するが荷重は減少し、極小値を過ぎると再び、企率の増加に伴って荷重も増大すると説明できる。
【００２９】
食品の硬さに関する従来の評価方法では、荷重−歪率曲線の極大値である破断点荷重を食品の硬さの指標として採用することが一般的に行われていた。
しかしながら、これらの評価方法は、破断点荷重が同じであっても、負荷される荷重に対する歪みが小さいもの、すなわち硬い食品と、負荷される荷重に対する歪みが大きいもの、すなわち柔らかい食品が存在するにもかかわらず、歪率の違いを全く考慮に入れておらず、そのため、破断点荷重のみでは、ヒトが実際に咀嚼したときの硬さを的確に反映することはできない。
【００３０】
そこで、本発明においては、前記の歪率−荷重曲線における極大値に到達する以前の曲線部分の変曲点における接線の傾きを計算して求め、当該接線の傾きを食品の咀嚼時における食品の硬さを表す指標、また、テクスチャーを表す指標の１つとして採用する。
近似四次曲線である荷重−歪率曲線の原点と極大値（破断点）の間の曲線部分における各点の接線を考える場合、その傾きは原点で最大の正の値となり、破断点である極大値においてその接線の傾きはゼロとなる。ある点における接線の傾きは、その点における荷重に対する歪率の変化の割合を表すので、その数値が大きいことは、歪みに対する抵抗力が大きい、すなわち硬い食品であることを示し、その数値が小さいことは歪みに対する抵抗力が小さい、すなわち柔らかい食品であることを示す。したがって、上記接線の傾きは、荷重だけでなく歪率の値も考慮したパラメータであり、咀嚼時における食品の硬さの指標とすることができる。
本発明では、このように硬さの指標となる接線の傾きについて、原点と極大値（破断点）の間に存在する第一の変曲点での接線の傾きを採用した。ここで接線の傾きとして最初の変曲点を採用した理由は、この変曲点が、荷重に対して反発し続けたアロエ組織が破壊され始めた点を表しており、また、硬さに関する実際の官能試験の結果とリンクすることが統計的に確認されたからである。したがって、物性のバラツキの多い食品でも、近似四次曲線の上記変曲点での接線の傾きを採用することにより、食品間における硬さの違いを数値的に定量化して判別することができる。なお、上記近似四次曲線の変曲点及び該変曲点での接線の傾きは、市販ソフトを利用することによって簡単に求めることができる。
【００３１】
食品のテクスチャーの評価において、硬さのような物性以外に、しばしば取り上げられる指標が、「プリプリ感」、「サクサク感」などの評価用語で表される食感である。これらの食感は歯で噛んで食品が崩れる時、あるいは崩れた直後の感覚を直感的に表したものであり、食品の好ましい特性の一つとして捉えられている。本発明者らは、上記近似四次曲線において、破断点である極大値から極小値までの部分が食感と関係があることを見出した。すなわち、食品の種類によっては、極大値と極小値の差が大きいもの、小さいものが存在するが、食感に関する実際の官能評価と比較した結果、極小値の荷重（ＭＮ）と極大値の荷重（ＭＸ）に関して、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値が大きいほど、「プリプリ感」が強くなるという傾向が観察され、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値が小さいほど「シャキシャキ感」、「サクサク感」が強くなることが統計的に明らかとなり、こうした結果から、上記値を食感の一つの指標として採用できることを見出した。なお、本発明の評価方法において、食感の対象となる表現は、「シャキシャキ感」、「サクサク感」、「プリプリ感」に限定されるものではなく、食品の種類等に応じた多くの表現を含む。
【００３２】
上記した（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値によって、「シャキシャキ感」、「サクサク感」、「プリプリ感」などの食感の程度を区分けすることが可能である。例えば、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値が、４０〜５５の範囲内の数値であるときは、強い「プリプリ感」、３０〜４０の範囲内の数値であるときは、中程度の「サクサク感」、２０〜３０の範囲内の数値であるときは、弱い「サクサク感」などのように、ある特定の食品の咀嚼時における食感を分類することができる。このように、本発明によれば、食感の違いを数値的に定量化して表現することができる。
【００３３】
一般の食品は、図１に示したように、極大値に到達する以前の曲線部分に１つの変曲点と、極大値、極小値がそれぞれ１つずつ存在する近似四次曲線である歪率−荷重曲線を作成することができるが、食品の物性の特殊な例として、極大値、極小値が存在しない場合がある。組織が強く、破断が起こらない食品、例えば、ナタデココ、グミキャンディーなどである。そのような場合、極大値、極小値が存在しないことを特徴の一つとして評価することができる。そのような食品に対して、具体的には「組織が強く、極小値、極大値存在せず」との評価を与えることができる。
なお、加工食品の場合には、その組成の違いにより物性が大きく変化することもあり、同一食品であっても、極小値、極大値を有するものと有しないものがある。
【００３４】
したがって、食品の硬さの指標として、原点と破断点の間に存在する第一の変曲点での接線の傾き、また、食感の指標として、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値を採用し、これらの指標を組み合わせることによって、咀嚼時における食品のテクスチャーを正当に評価することができる。また、破断点である極大値における荷重を「食品の強さ」の指標とすることによって、上記２つの指標に加えて、３つの指標を用いて食品のテクスチャーを比較することも可能である。
かくして、本発明によれば、食品、特にアロエや果実など、破断点荷重にバラツキのある食品に関して、比較的少ない測定回数で、実際に噛んだときの硬さ、食感、及びテクスチャーの違いを数値的に定量化して、統計的に評価することができる。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は以下に限定されるものではない。
【００３６】
（実施例１）
市販されているアロエベラ缶詰葉肉（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）を内径１２ｍｍ、深さ６ｍｍの治具を用いて試料台の上に、載置、固定し、クリープメータＲＥ２−３３００５Ｂ（山電社製、商品名）を用いて、該アロエベラ缶詰葉肉の上面方向から、接触面積５０ｍｍ2の円柱状のプランジャーを、１．０ｍｍ／秒の速度で押圧することにより、荷重（ｇｆ）及び歪率（％）を測定した。荷重（ｇｆ）及び歪率（％）の測定は、同一試料に対して３０回測定した。
上記測定によって得られた荷重（ｇｆ）及び歪率（％）の測定値から、コンピューターを用いて最小自乗法により計算を行って、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線の歪率−荷重曲線を作成した。その歪率−荷重曲線は、四次関数式：ｙ＝０．０００１３９０９ｘ4−０．００２５２９１９３ｘ3＋１．２９４９００３２ｘ2−８．０７２６０４５０５ｘ−０．８４４１００７１で表された。
次いで、前記の歪率−荷重曲線から、極大値に到達する以前の曲線部分の領域で、上記近似四次曲線を表す関数ｙ＝ｆ（ｘ）の二次導関数ｆ’（ｘ）の符号が変化する点を、第一の変曲点として特定したところ、そのＸ座標は２２．７、Ｙ座標は２２４．６であった。そして、該変曲点における接線の傾きを計算して求めたところ、１８．１であった。
次いで、前記の歪率−荷重曲線における極大値、極小値を特定したところ、極大値のＸ座標は５１．５、Ｙ座標は５３９．２であり、極小値のＸ座標は８１．５、Ｙ座標は３８１．３であった。これらの値を基に、｛（極大値の荷重−極小値の荷重）／極大値の荷重｝×１００の値（ＭＭ値）を求めたところ、該ＭＭ値は２９．３であった。
【００３７】
（実施例２）
実施例１において、市販されているアロエベラ缶詰葉肉（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）の代わりに、アロエベラ葉肉２０００ｇに対して、ペクチン０．０２質量％、グラニュー糖５００ｇ、水５００ｇを添加して混合し、９８℃で２０分間加熱して調製したアロエ缶詰のアロエ（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。
その結果、歪率−荷重曲線より、第一の変曲点のＸ座標は２３．５、Ｙ座標は３５２．５であった。そして、該変曲点における接線の傾きを計算して求めたところ、３０．５であった。
また、前記の歪率−荷重曲線における極大値、極小値を特定したところ、極大値のＸ座標は４９．８、Ｙ座標は８４１．９であり、極小値のＸ座標は８１．２、Ｙ座標は４９５．７であった。これらの値を基に、｛（極大値の荷重−極小値の荷重）／極大値の荷重｝×１００の値（ＭＭ値）を求めたところ、該ＭＭ値は４１．２であった。
【００３８】
（実施例３）
実施例１において、市販されているアロエベラ缶詰葉肉（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）の代わりに、アロエベラ葉肉２０００ｇに対して、乳酸カルシウム０．１質量％、グラニュー糖５００ｇ、水５００ｇを添加して混合し、９８℃で２０分間加熱して調製したアロエプレザーブのアロエ（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。
その結果、歪率−荷重曲線より、第一の変曲点のＸ座標は２６．１、Ｙ座標は３３２．５であった。そして、該変曲点における接線の傾きを計算して求めたところ、２９．１であった。
また、前記の歪率−荷重曲線における極大値、極小値を特定したところ、極大値のＸ座標は５４．２、Ｙ座標は８１８．１であり、極小値のＸ座標は８２．８、Ｙ座標は５７７．７であった。これらの値を基に、｛（極大値の荷重−極小値の荷重）／極大値の荷重｝×１００の値（ＭＭ値）を求めたところ、該ＭＭ値は２９．４であった。
【００３９】
（実施例４）
実施例１において、市販されているアロエベラ缶詰葉肉（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）の代わりに、アロエ生葉２０００ｇに対して、乳酸カルシウム０．２質量％、グラニュー糖５００ｇ、水５００ｇを添加して混合し、９８℃で２０分間加熱して調製したアロエプレザーブのアロエ（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。
その結果、歪率−荷重曲線より、第一の変曲点のＸ座標は１７．７、Ｙ座標は２８４．５であった。そして、該変曲点における接線の傾きを計算して求めたところ、２４．７であった。
また、前記の歪率−荷重曲線における極大値、極小値を特定したところ、極大値のＸ座標は４７．４、Ｙ座標は７３０．９であり、極小値のＸ座標は８２．４、Ｙ座標は４２４．７であった。これらの値を基に、｛（極大値の荷重−極小値の荷重）／極大値の荷重｝×１００の値（ＭＭ値）を求めたところ、該ＭＭ値は４１．９であった。
【００４０】
（実施例５）
実施例１において、市販されているアロエベラ缶詰葉肉（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）の代わりに、市販されているリンゴ缶詰のリンゴ（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。
その結果、歪率−荷重曲線は、四次関数式：ｙ＝０．０００３３４ｘ4−０．０６２６５７ｘ3＋３．４６８４０６ｘ2−４１．８００２７７ｘ＋９５．３２６９８９で表され、第一の変曲点のＸ座標は２５．２、Ｙ座標は３７７．７であった。そして、該変曲点における接線の傾きを計算して求めたところ、３５．０であった。
また、前記の歪率−荷重曲線における極大値、極小値を特定したところ、極大値のＸ座標は５５．０、Ｙ座標は８７９．３であり、極小値のＸ座標は８３．１、Ｙ座標は６７９．７であった。これらの値を基に、｛（極大値の荷重−極小値の荷重）／極大値の荷重｝×１００の値（ＭＭ値）を求めたところ、該ＭＭ値は２２．７であった。
【００４１】
（実施例６）
実施例１において、市販されているアロエベラ缶詰葉肉（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）の代わりに、市販されているブルーベリー生果肉（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。
その結果、歪率−荷重曲線は、四次関数式：ｙ＝０．０００１８４３８ｘ4−０．０２４４１２５８ｘ3＋０．３２６３７２１９ｘ2＋４５．７３８２１３９６ｘ−１３８．５４９０２８３２で表され、第一の変曲点のＸ座標は４．８、Ｙ座標は８６．２であった。そして、該変曲点における接線の傾きを計算して求めたところ、４７．３であった。
また、前記の歪率−荷重曲線における極大値、極小値を特定したところ、極大値のＸ座標は４１．１、Ｙ座標は１１２３．８であり、極小値のＸ座標は７７．６、Ｙ座標は６５４．３であった。これらの値を基に、｛（極大値の荷重−極小値の荷重）／極大値の荷重｝×１００の値（ＭＭ値）を求めたところ、該ＭＭ値は４１．８であった。
【００４２】
（実施例７）
実施例１において、市販されているアロエベラ缶詰葉肉（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）の代わりに、市販されている雪梨缶詰果肉（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。
その結果、歪率−荷重曲線は、四次関数式：ｙ＝０．０００１１９２６７ｘ4−０．０２７１３０８４ｘ3＋０．４８０４７９２６ｘ2＋５１．６６３７０３２０ｘ−２８０．１７８０１０８８で表され、第一の変曲点のＸ座標は６．５、Ｙ座標は６９．１であった。そして、該変曲点における接線の傾きを計算して求めたところ、５４．７であった。
また、前記の歪率−荷重曲線における極大値、極小値を特定したところ、極大値のＸ座標は４５．２、Ｙ座標は１３３５．５であり、極小値のＸ座標は７９．２、Ｙ座標は９２７．８であった。これらの値を基に、｛（極大値の荷重−極小値の荷重）／極大値の荷重｝×１００の値（ＭＭ値）を求めたところ、該ＭＭ値は３０．５であった。
【００４３】
（試験例１）
実施例１〜８の各検体について、専門パネラー１０名により、硬さに関する官能評価を行った。その結果、専門パネラー全員が、実施例１（接線の傾き：１８．５）→実施例４（接線の傾き：２４．７）→実施例３（接線の傾き：２９．１）→実施例２（接線の傾き：３０．５）→実施例５（接線の傾き：３５．０）→実施例６（接線の傾き：４７．３）→実施例７（上記接線の傾き：５４．７）の順に、検体が次第に硬くなると評価した。この結果から、検体が硬く感じられるほど、上記接線の傾きの値が小さくなることが確認され、食品間の硬さの違いを判定するのに上記接線の傾きの値が有用であることが明らかとなった。
【００４４】
（試験例２）
実施例１〜８の各検体について、専門パネラー１０名により、食感に関する官能評価を行った。その結果、専門パネラー全員が、実施例５（ＭＭ値：２２．７）→実施例１（ＭＭ値：２９．３）→実施例３（ＭＭ値：２９．４）→実施例７（ＭＭ値：３０．５）→実施例２（ＭＭ値：４１．２）→実施例６（ＭＭ値：４１．８）→実施例４（ＭＭ値：４１．９）の順に「プリプリ感」が強くなり、「サクサク感」は小さくなると評価した。この結果から、検体の「プリプリ感」が強く感じられるほど、ＭＭ値が大きくなり、また、「サクサク感」が強く感じられるほど、ＭＭ値が小さくなることが確認され、食品間の食感の違いを判定するのにＭＭ値が有用であることが明らかとなった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品の硬さ、食感、及びテクスチャーの評価方法に関する。詳しくは、特に破断点荷重にバラツキがあるゲル状食品、果実などについて、少ない測定回数で、食品咀嚼時に知覚される食品の硬さ、食感、及びテクスチャーを数値的に定量化し、それらを統計的に評価するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間にとって食物の摂取は、単に生命の維持のためのエネルギーの獲得だけを目的とする行為ではなく、味覚、嗅覚、触覚、視覚、聴覚の五感の全てを働かせて、より積極的に「おいしさ」を追求し、「満足感」、「幸福感」を享受しようとする行為である。一般的に、食物の「おいしさ」の要素として、「味」、「香り」、「外観」とともに「テクスチャー」が挙げられる。
【０００３】
テクスチャーとは、国際標準化機構（International 0rganization for Standardization）の定義では、「力学的、触覚的及び適切であれば視覚的、聴覚的な方法で感知できる食物のレオロジー的、構造的属性の総体」であるとされる。すなわち、テクスチャーは、食品を食べる人間が感知して表現する食感と、食品自体の物性の両方を合わせた意味の用語として一般に理解されている。そして、テクスチャーの測定あるいは評価については、従来、ヒトの感覚器官により評価をする官能評価と、食品の物性を客観的に評価する物理学的測定が行われてきた。
しかしながら、現在に至るまで、食品の総合的なテクスチャーの測定あるいは評価に関しては、確立され、広く認められた方法はなかった。
【０００４】
一般に各種食品の物性の測定装置として、例えば、レオメータ、クリープメータなどと称される力学的性状を測定する装置が普及している。該装置は圧縮破断強度、引っ張り強度、切断強度、弾性、粘弾性、脆さ、粘着性、応力緩和、クリープ等の測定が可能である。
【０００５】
食品、例えば、ゲル状食品、果実などを食べたときの「硬さ」を評価する方法として、荷重−歪率曲線の破断点の荷重を指標とする評価方法がある。例えば、寒天、ゼラチン、ナタデココ、コンニャクゲルなどは、測定試料のどの部分をサンプリングしても「硬さ」の指標である破断点の荷重にバラツキがなく、比較的数値が安定しているため、この評価方法が有効である。
しかしながら、植物体であるアロエや、ある種の果実では、測定試料の部位により、破断点の荷重にかなりのバラツキがあり、１つの試料に対して、１００〜２００回程度と多数回の測定を行う必要があった。
【０００６】
また、上記のように破断点の荷重を「硬さ」の指標として採用した場合、仮に破断点の荷重が同じであっても、ヒトが感知する硬さ、食感等が異なる場合がある。具体的には、例えば、食品の中には、破断点の荷重が同じであっても、歯で噛むときに、「シャキシャキ」、「サクサク」した食感を持つもの、あるいは「グニャグニャ」、「プリプリ」した食感を持つものなど、いろいろな食感の食品がある。消費者はこのような食感を食品の優れた特性として認識し、次回購買の際の参考にすると大いに考えられるので、ヒトが実際に感知する食感等を的確に反映した指標によって、食品の食感等を評価する必要がある。
【０００７】
これまで食品の物性の測定方法あるいは食感の評価方法に関して、いくつかの提案がなされている。例えば、乳幼児または嚥下困難者用食品（ムース）について、上顎模型の形状計測に基づき、口蓋及び舌の形状をそれぞれモジュール化した口蓋容器及び舌プランジャーを備えた食品の物性測定器具を用い、最大応力を測定する提案（特許文献１）がある。
【０００８】
また、レオメータを用い、クッキーやスナック菓子などの供試食品の破断曲線を取得し、数学的解析により所定の周波数領域での破断エネルギーを求め、官能検査のクリスプネスとの間の統計的解析を行うことにより、クリスプネスの指標とする提案（特許文献２）がある。
【０００９】
また、物性がゾルからゲルに変化する豆腐、蒲鉾、チーズなどのゲル形成食品に、内部に浸透性のある特定波長（４００ｎｍから５０,０００ｎｍの範囲）の光を照射し、得られた吸光度曲線の特に８００ｎｍ〜８４０ｎｍ付近の吸光度と破断力に高い負の相関があることを利用したゲル形成食品の品質判定方法の提案（特許文献３）がある。
【００１０】
また、キウイやセロリなどの食品にレオメータのプローブを挿入し、発生する振動を取得し、ノイズを取り除いた振動データを単位時間当たりの振幅密度を得て、この振幅密度が高いほど「シャキシャキ感」が高い（ダイコンよりネギの方が、振幅密度が高くシャキシャキしている）と評価する提案（特許文献４）がある。
【００１１】
また、クロワッサン、デニッシュペストリーなどの層状食品をレオメータで抑圧してプランジャーにかかる荷重の合計を破断エネルギー値Ｅとして算出し、「破断エネルギー値Ｅ／破断点の数Ｎ」を求め、該数値を層状食品の食感の指標として評価する提案（特許文献５）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２８３９７５号公報
【特許文献２】特開２００１−１３３３７４号公報
【特許文献３】特開２００３−１０６９９５号公報
【特許文献４】特開２００７−５７４７６号公報
【特許文献５】特開２００７−２２５４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１の提案は、ヒトの口蓋、舌の形状をモジュール化することによる、最大応力の測定方法の改善に過ぎない。また、特許文献２の提案は、クッキーやスナック菓子などの「クリスプネス」、いわゆるサクサク感を数学的解析で処理する提案であり、ゲル状食品には応用できない。また、特許文献３の提案は、ゾルからゲルに変化する食品の物性を確認するに過ぎず、得られたゲル状食品の食感を評価するものではない。また、特許文献４の提案は、ネギやダイコンなどの野菜組織の「シャキシャキ感」の評価法であり、ゲル状食品の食感を評価するものではない。さらに、特許文献５の提案は、クロワッサン、デニッシュペストリーなどの層状食品の食感を評価する提案であり、これもまた、ゲル状食品の食感を評価するものではない。
【００１４】
このような状況から、測定試料の部位によって破断点の荷重にかなりのバラツキがあるため、ヒトが実際に感知する硬さ、食感及びテクスチャーの評価が困難であった食品、例えば、植物体であるアロエなどのゲル状食品あるいは果実などに関して、咀嚼時における硬さ、及び「シャキシャキ感」、「サクサク感」、「グニャグニャ感」、「プリプリ感」などの食感、更にテクスチャーの違いを数値的に的確に表すことのできる新しい評価方法の開発が望まれていた。
そこで、本発明は、特に破断点荷重にバラツキがあるゲル状食品あるいは果実などに関して、少ない測定回数で計算することができ、かつヒトが食品咀嚼時に実際に感知する硬さ、食感、及びテクスチャーを的確に反映した指標によって、食品咀嚼時における食品の硬さ、食感、及びテクスチャーの違いを数値的に定量化し、統計的にそれらを判別することができる評価方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明者らは、ゲル状食品あるいは果実などを食べたときの硬さの指標として従来使用されている破断点の荷重に替わる新しい指標について鋭意検討を行った。
そして、ゲル状食品あるいは果実などの複数試料について、荷重及び歪率のデータを連続的に測定できる装置（レオメータ等）を用いた測定を行い、得られた荷重及び歪率の測定値を基に近似四次曲線の歪率−荷重曲線を最小自乗法により作成し、当該曲線における破断点である極大値に到達する以前の曲線部分の変曲点における接線の傾きを計算して求めたところ、当該傾きが、ヒトが実際に食品を咀嚼したときに感知する硬さを反映していること、したがって、当該傾きを食品の硬さの指標として採用することにより、ヒトが食品咀嚼時に実際に感知する硬さを数値的に表すことができることを見出した。
【００１６】
また、上記歪率−荷重曲線から、極小値の荷重（ＭＮ）と極大値の荷重（ＭＸ）を求め、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値を計算したところ、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値が大きいほど、「プリプリ感」（応力に対し、破断点までの抵抗力が強く、破断すると極端に抵抗力が低下する）が強くなるという傾向が観察され、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値が小さいほど「サクサク感」が強くなるという傾向が統計的に観察されたため、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値を食品の食感を表す指標として採用する評価方法を確立し、本発明を完成するに至った。
【００１７】
さらに、上記の知見を基に、本発明者らは、食品の物性である硬さを表す上記接線の傾きと、食品を咀嚼したときの感覚である食感を表す上記極小値の荷重／極大値の荷重（ＭＭ）を組み合わせることにより、食品のテクスチャーを総合的に評価できることを見出した。
【００１８】
かくして、本発明は、評価すべき食品の試料をプランジャーで押圧し、同時に押圧中の荷重及び歪率を連続的に測定し、
前記の荷重及び歪率の値を基に、最小自乗法により計算を行って、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線の歪率−荷重曲線を作成し、
前記の歪率−荷重曲線における極大値に到達する以前の曲線部分の変曲点における接線の傾きを計算して求め、当該接線の傾きを食品咀嚼時における食品の硬さを表す指標として採用することを特徴とする、食品の硬さの評価方法を提供するものである。
【００１９】
また、本発明は、評価すべき食品の試料をプランジャーで押圧し、同時に押圧中の荷重及び歪率を連続的に測定し、
前記の荷重及び歪率の値を基に、最小自乗法により計算を行って、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線の歪率−荷重曲線を作成し、
前記の歪率−荷重曲線における極小値の荷重（ＭＮ）と極大値の荷重（ＭＸ）の値から（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸを計算して求め、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値を食品咀嚼時における食品の食感の指標として採用することを特徴とする、食品の食感の評価方法を提供するものである。
【００２０】
さらに、本発明は、評価すべき食品の試料をプランジャーで押圧し、同時に押圧中の荷重及び歪率を連続的に測定し、
前記の荷重及び歪率の値を基に、最小自乗法により計算を行って、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線である歪率−荷重曲線を作成し、
前記の歪率−荷重曲線における極大値に到達する以前の曲線部分の変曲点における接線の傾きを計算して求め、更に前記の歪率−荷重曲線における極小値の荷重（ＭＮ）と極大値の荷重（ＭＸ）の値から（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸを計算して求め、当該接線の傾き及び（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値を食品咀嚼時における食品のテクスチャーの指標として採用することを特徴とする、食品のテクスチャーの評価方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、食品、特に破断点荷重にバラツキがあるゲル状食品、果実などに関して、少ない測定回数で、食品咀嚼時における食品の硬さ、食感、及びテクスチャーの違いを数値的に定量化し、統計的にそれらを判別することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】食品試料の荷重及び歪率のデータを基に作成した近似四次曲線の歪率−荷重曲線の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
本発明に係る硬さ、食感、及びテクスチャーの評価方法は、まず、評価すべき試料をプランジャーで押圧し、同時に押圧中の荷重及び歪率を連続的に測定する。
本発明で評価が可能な食品は、例えば、寒天、ゼラチン、ナタデココ、コンニャクゲル、アロエなどのゲル状食品；リンゴ、ナシ、黄桃、白桃、ブドウ、ブルーベリー、イチゴ、バナナ、メロン、スイカ、パイナップル、マンゴ、パパイヤなどの果実；ダイコン、カブ、ニンジン、カボチャ、ナス、ミニトマトなどの野菜、豆腐を挙げることができるが、これらの食品に限定されるわけではない。これらの食品のうち、寒天、ゼラチン、コンニャクゲル、アロエなどのゲル状食品の評価が特に好ましい。このように、本発明は、従来の硬さの評価方法では、破断点荷重にバラツキがあるため、硬さを的確に評価することができなかった食品も評価の対象とすることができる。
【００２４】
試料のサイズは、押圧する際に使用するプランジャーに基づいて、荷重及び歪率の測定に適した範囲のサイズにすればよい。また、測定に適した形状としては、通常、立方体、直方体、円柱体、及びこれに類似する形状が採用される。例えば、２ｍｍ×２ｍｍないし２０ｍｍ×２０ｍｍのサイズ、好ましくは８ｍｍ×８ｍｍないし１４ｍｍ×１４ｍｍのダイスカットされたものが例示される。
なお、本発明の評価方法において、評価に供する試料の個数は特に限定されない。
【００２５】
食品試料を押圧するために使用しうる装置としては、一般にプランジャーと呼ばれる、圧縮破断試験を行うことができる装置、すなわち、通常円柱状の部品を有し、その先端部分で食品試料を一定速度（通常、０．０２〜５０ｍｍ／秒）で押し潰し、同時に押圧中に負荷される荷重とその荷重に対する歪率を連続的に測定することができる装置であるならば、特に制限はない。食品試料を押圧するプランジャー部分の形状は、測定する食品の実際の咀嚼態様を考慮して選択することが好ましく、例えば、主として前歯で噛む食品の場合はくさび形、奥歯で噛む食品の場合は円柱形のプランジャーを選択することが好ましい。市販品としては、クリープメータＲＥ２−３３００５Ｂ、クリープメータＲＥ２−３３０５Ｂ（以上、株式会社山電製、商品名）、レオメータＣＲ−５００ＤＸ−Ｓ（株式会社レオテック製、商品名）などを挙げることができるが、これらに限定されるわけではない。なお、これらの装置には、測定結果を外部に出力するためのソフトが予め組み込まれている。
【００２６】
次に、上記の測定装置の出力データである荷重及び歪率の値を基に、最小自乗法により計算を行って、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線の歪率−荷重曲線を作成する。上記の測定によって得られた出力データである荷重及び歪率は、四次方程式で近似すると、出力データ分布のほぼ中央を通過する近似四次曲線として描くことができ、かつ破断曲線に酷似することを本発明者らは発見した。
この近似四次曲線の歪率−荷重曲線を作成するには、まず、荷重及び歪率のデータを、例えば、表計算ソフトなどのデータとしてコンピュータに取り込む。ここで、歪率（％）とは、荷重を加えない場合に比べて、試料がどれだけ変形したかを表す数値であり、｛（荷重をかける前の試料の高さ−ある所定の荷重をかけたときの試料の高さ）／（荷重をかける前の試料の高さ）｝×１００（％）で求めることができる。例えば、実際の測定で、試料の高さが２０％減少したときは、歪率は２０％となる。１個の食品試料に対して、荷重及び歪率を測定する回数は食品の種類によって異なるが、破断点の前後を合わせて合計で５〜１００回、好ましくは２０〜８０回、より好ましくは３０〜６０回を挙げることができる。かかる測定回数は、従来の評価技術に比べて少ない回数である。
【００２７】
コンピュータに取り込んだ荷重及び歪率のデータは、最小自乗法を用いて、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線の荷重−歪率曲線を作成するために使用される。具体的には、荷重及び歪率のデータから、最小自乗法を用いて四次関数の方程式を求め、それをグラフ化することにより荷重−歪率曲線が作成される。これらは市販ソフトを利用することによって自動的に行うことができる。
【００２８】
この近似四次曲線である荷重−歪率曲線について詳しく説明すると、通常は極大値に到達する以前の曲線部分に１つの変曲点と、極大値、極小値がそれぞれ１つずつ存在する（図１参照）。食品、特にゲル状食品などを咀嚼した場合、ある時点で組織が壊れる、すなわち破断が起こるが、この破断点は荷重−歪率曲線の近似四次曲線における最初のピーク値である極大値に相当する。この図１からわかるように、近似四次曲線である荷重−歪率曲線を用いて食品を咀嚼したときの荷重−歪率の関係は、荷重（ｇｆ）＝０から荷重が増加するに伴って歪率も増加し、破断点で極大値を迎え、その後、極小値に到達するまで歪率は増加するが荷重は減少し、極小値を過ぎると再び、企率の増加に伴って荷重も増大すると説明できる。
【００２９】
食品の硬さに関する従来の評価方法では、荷重−歪率曲線の極大値である破断点荷重を食品の硬さの指標として採用することが一般的に行われていた。
しかしながら、これらの評価方法は、破断点荷重が同じであっても、負荷される荷重に対する歪みが小さいもの、すなわち硬い食品と、負荷される荷重に対する歪みが大きいもの、すなわち柔らかい食品が存在するにもかかわらず、歪率の違いを全く考慮に入れておらず、そのため、破断点荷重のみでは、ヒトが実際に咀嚼したときの硬さを的確に反映することはできない。
【００３０】
そこで、本発明においては、前記の歪率−荷重曲線における極大値に到達する以前の曲線部分の変曲点における接線の傾きを計算して求め、当該接線の傾きを食品の咀嚼時における食品の硬さを表す指標、また、テクスチャーを表す指標の１つとして採用する。
近似四次曲線である荷重−歪率曲線の原点と極大値（破断点）の間の曲線部分における各点の接線を考える場合、その傾きは原点で最大の正の値となり、破断点である極大値においてその接線の傾きはゼロとなる。ある点における接線の傾きは、その点における荷重に対する歪率の変化の割合を表すので、その数値が大きいことは、歪みに対する抵抗力が大きい、すなわち硬い食品であることを示し、その数値が小さいことは歪みに対する抵抗力が小さい、すなわち柔らかい食品であることを示す。したがって、上記接線の傾きは、荷重だけでなく歪率の値も考慮したパラメータであり、咀嚼時における食品の硬さの指標とすることができる。
本発明では、このように硬さの指標となる接線の傾きについて、原点と極大値（破断点）の間に存在する第一の変曲点での接線の傾きを採用した。ここで接線の傾きとして最初の変曲点を採用した理由は、この変曲点が、荷重に対して反発し続けたアロエ組織が破壊され始めた点を表しており、また、硬さに関する実際の官能試験の結果とリンクすることが統計的に確認されたからである。したがって、物性のバラツキの多い食品でも、近似四次曲線の上記変曲点での接線の傾きを採用することにより、食品間における硬さの違いを数値的に定量化して判別することができる。なお、上記近似四次曲線の変曲点及び該変曲点での接線の傾きは、市販ソフトを利用することによって簡単に求めることができる。
【００３１】
食品のテクスチャーの評価において、硬さのような物性以外に、しばしば取り上げられる指標が、「プリプリ感」、「サクサク感」などの評価用語で表される食感である。これらの食感は歯で噛んで食品が崩れる時、あるいは崩れた直後の感覚を直感的に表したものであり、食品の好ましい特性の一つとして捉えられている。本発明者らは、上記近似四次曲線において、破断点である極大値から極小値までの部分が食感と関係があることを見出した。すなわち、食品の種類によっては、極大値と極小値の差が大きいもの、小さいものが存在するが、食感に関する実際の官能評価と比較した結果、極小値の荷重（ＭＮ）と極大値の荷重（ＭＸ）に関して、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値が大きいほど、「プリプリ感」が強くなるという傾向が観察され、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値が小さいほど「シャキシャキ感」、「サクサク感」が強くなることが統計的に明らかとなり、こうした結果から、上記値を食感の一つの指標として採用できることを見出した。なお、本発明の評価方法において、食感の対象となる表現は、「シャキシャキ感」、「サクサク感」、「プリプリ感」に限定されるものではなく、食品の種類等に応じた多くの表現を含む。
【００３２】
上記した（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値によって、「シャキシャキ感」、「サクサク感」、「プリプリ感」などの食感の程度を区分けすることが可能である。例えば、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値が、４０〜５５の範囲内の数値であるときは、強い「プリプリ感」、３０〜４０の範囲内の数値であるときは、中程度の「サクサク感」、２０〜３０の範囲内の数値であるときは、弱い「サクサク感」などのように、ある特定の食品の咀嚼時における食感を分類することができる。このように、本発明によれば、食感の違いを数値的に定量化して表現することができる。
【００３３】
一般の食品は、図１に示したように、極大値に到達する以前の曲線部分に１つの変曲点と、極大値、極小値がそれぞれ１つずつ存在する近似四次曲線である歪率−荷重曲線を作成することができるが、食品の物性の特殊な例として、極大値、極小値が存在しない場合がある。組織が強く、破断が起こらない食品、例えば、ナタデココ、グミキャンディーなどである。そのような場合、極大値、極小値が存在しないことを特徴の一つとして評価することができる。そのような食品に対して、具体的には「組織が強く、極小値、極大値存在せず」との評価を与えることができる。
なお、加工食品の場合には、その組成の違いにより物性が大きく変化することもあり、同一食品であっても、極小値、極大値を有するものと有しないものがある。
【００３４】
したがって、食品の硬さの指標として、原点と破断点の間に存在する第一の変曲点での接線の傾き、また、食感の指標として、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値を採用し、これらの指標を組み合わせることによって、咀嚼時における食品のテクスチャーを正当に評価することができる。また、破断点である極大値における荷重を「食品の強さ」の指標とすることによって、上記２つの指標に加えて、３つの指標を用いて食品のテクスチャーを比較することも可能である。
かくして、本発明によれば、食品、特にアロエや果実など、破断点荷重にバラツキのある食品に関して、比較的少ない測定回数で、実際に噛んだときの硬さ、食感、及びテクスチャーの違いを数値的に定量化して、統計的に評価することができる。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は以下に限定されるものではない。
【００３６】
（実施例１）
市販されているアロエベラ缶詰葉肉（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）を内径１２ｍｍ、深さ６ｍｍの治具を用いて試料台の上に、載置、固定し、クリープメータＲＥ２−３３００５Ｂ（山電社製、商品名）を用いて、該アロエベラ缶詰葉肉の上面方向から、接触面積５０ｍｍ2の円柱状のプランジャーを、１．０ｍｍ／秒の速度で押圧することにより、荷重（ｇｆ）及び歪率（％）を測定した。荷重（ｇｆ）及び歪率（％）の測定は、同一試料に対して３０回測定した。
上記測定によって得られた荷重（ｇｆ）及び歪率（％）の測定値から、コンピューターを用いて最小自乗法により計算を行って、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線の歪率−荷重曲線を作成した。その歪率−荷重曲線は、四次関数式：ｙ＝０．０００１３９０９ｘ4−０．００２５２９１９３ｘ3＋１．２９４９００３２ｘ2−８．０７２６０４５０５ｘ−０．８４４１００７１で表された。
次いで、前記の歪率−荷重曲線から、極大値に到達する以前の曲線部分の領域で、上記近似四次曲線を表す関数ｙ＝ｆ（ｘ）の二次導関数ｆ’（ｘ）の符号が変化する点を、第一の変曲点として特定したところ、そのＸ座標は２２．７、Ｙ座標は２２４．６であった。そして、該変曲点における接線の傾きを計算して求めたところ、１８．１であった。
次いで、前記の歪率−荷重曲線における極大値、極小値を特定したところ、極大値のＸ座標は５１．５、Ｙ座標は５３９．２であり、極小値のＸ座標は８１．５、Ｙ座標は３８１．３であった。これらの値を基に、｛（極大値の荷重−極小値の荷重）／極大値の荷重｝×１００の値（ＭＭ値）を求めたところ、該ＭＭ値は２９．３であった。
【００３７】
（実施例２）
実施例１において、市販されているアロエベラ缶詰葉肉（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）の代わりに、アロエベラ葉肉２０００ｇに対して、ペクチン０．０２質量％、グラニュー糖５００ｇ、水５００ｇを添加して混合し、９８℃で２０分間加熱して調製したアロエ缶詰のアロエ（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。
その結果、歪率−荷重曲線より、第一の変曲点のＸ座標は２３．５、Ｙ座標は３５２．５であった。そして、該変曲点における接線の傾きを計算して求めたところ、３０．５であった。
また、前記の歪率−荷重曲線における極大値、極小値を特定したところ、極大値のＸ座標は４９．８、Ｙ座標は８４１．９であり、極小値のＸ座標は８１．２、Ｙ座標は４９５．７であった。これらの値を基に、｛（極大値の荷重−極小値の荷重）／極大値の荷重｝×１００の値（ＭＭ値）を求めたところ、該ＭＭ値は４１．２であった。
【００３８】
（実施例３）
実施例１において、市販されているアロエベラ缶詰葉肉（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）の代わりに、アロエベラ葉肉２０００ｇに対して、乳酸カルシウム０．１質量％、グラニュー糖５００ｇ、水５００ｇを添加して混合し、９８℃で２０分間加熱して調製したアロエプレザーブのアロエ（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。
その結果、歪率−荷重曲線より、第一の変曲点のＸ座標は２６．１、Ｙ座標は３３２．５であった。そして、該変曲点における接線の傾きを計算して求めたところ、２９．１であった。
また、前記の歪率−荷重曲線における極大値、極小値を特定したところ、極大値のＸ座標は５４．２、Ｙ座標は８１８．１であり、極小値のＸ座標は８２．８、Ｙ座標は５７７．７であった。これらの値を基に、｛（極大値の荷重−極小値の荷重）／極大値の荷重｝×１００の値（ＭＭ値）を求めたところ、該ＭＭ値は２９．４であった。
【００３９】
（実施例４）
実施例１において、市販されているアロエベラ缶詰葉肉（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）の代わりに、アロエ生葉２０００ｇに対して、乳酸カルシウム０．２質量％、グラニュー糖５００ｇ、水５００ｇを添加して混合し、９８℃で２０分間加熱して調製したアロエプレザーブのアロエ（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。
その結果、歪率−荷重曲線より、第一の変曲点のＸ座標は１７．７、Ｙ座標は２８４．５であった。そして、該変曲点における接線の傾きを計算して求めたところ、２４．７であった。
また、前記の歪率−荷重曲線における極大値、極小値を特定したところ、極大値のＸ座標は４７．４、Ｙ座標は７３０．９であり、極小値のＸ座標は８２．４、Ｙ座標は４２４．７であった。これらの値を基に、｛（極大値の荷重−極小値の荷重）／極大値の荷重｝×１００の値（ＭＭ値）を求めたところ、該ＭＭ値は４１．９であった。
【００４０】
（実施例５）
実施例１において、市販されているアロエベラ缶詰葉肉（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）の代わりに、市販されているリンゴ缶詰のリンゴ（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。
その結果、歪率−荷重曲線は、四次関数式：ｙ＝０．０００３３４ｘ4−０．０６２６５７ｘ3＋３．４６８４０６ｘ2−４１．８００２７７ｘ＋９５．３２６９８９で表され、第一の変曲点のＸ座標は２５．２、Ｙ座標は３７７．７であった。そして、該変曲点における接線の傾きを計算して求めたところ、３５．０であった。
また、前記の歪率−荷重曲線における極大値、極小値を特定したところ、極大値のＸ座標は５５．０、Ｙ座標は８７９．３であり、極小値のＸ座標は８３．１、Ｙ座標は６７９．７であった。これらの値を基に、｛（極大値の荷重−極小値の荷重）／極大値の荷重｝×１００の値（ＭＭ値）を求めたところ、該ＭＭ値は２２．７であった。
【００４１】
（実施例６）
実施例１において、市販されているアロエベラ缶詰葉肉（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）の代わりに、市販されているブルーベリー生果肉（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。
その結果、歪率−荷重曲線は、四次関数式：ｙ＝０．０００１８４３８ｘ4−０．０２４４１２５８ｘ3＋０．３２６３７２１９ｘ2＋４５．７３８２１３９６ｘ−１３８．５４９０２８３２で表され、第一の変曲点のＸ座標は４．８、Ｙ座標は８６．２であった。そして、該変曲点における接線の傾きを計算して求めたところ、４７．３であった。
また、前記の歪率−荷重曲線における極大値、極小値を特定したところ、極大値のＸ座標は４１．１、Ｙ座標は１１２３．８であり、極小値のＸ座標は７７．６、Ｙ座標は６５４．３であった。これらの値を基に、｛（極大値の荷重−極小値の荷重）／極大値の荷重｝×１００の値（ＭＭ値）を求めたところ、該ＭＭ値は４１．８であった。
【００４２】
（実施例７）
実施例１において、市販されているアロエベラ缶詰葉肉（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）の代わりに、市販されている雪梨缶詰果肉（１０ｍｍ×１０ｍｍダイス）を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。
その結果、歪率−荷重曲線は、四次関数式：ｙ＝０．０００１１９２６７ｘ4−０．０２７１３０８４ｘ3＋０．４８０４７９２６ｘ2＋５１．６６３７０３２０ｘ−２８０．１７８０１０８８で表され、第一の変曲点のＸ座標は６．５、Ｙ座標は６９．１であった。そして、該変曲点における接線の傾きを計算して求めたところ、５４．７であった。
また、前記の歪率−荷重曲線における極大値、極小値を特定したところ、極大値のＸ座標は４５．２、Ｙ座標は１３３５．５であり、極小値のＸ座標は７９．２、Ｙ座標は９２７．８であった。これらの値を基に、｛（極大値の荷重−極小値の荷重）／極大値の荷重｝×１００の値（ＭＭ値）を求めたところ、該ＭＭ値は３０．５であった。
【００４３】
（試験例１）
実施例１〜８の各検体について、専門パネラー１０名により、硬さに関する官能評価を行った。その結果、専門パネラー全員が、実施例１（接線の傾き：１８．５）→実施例４（接線の傾き：２４．７）→実施例３（接線の傾き：２９．１）→実施例２（接線の傾き：３０．５）→実施例５（接線の傾き：３５．０）→実施例６（接線の傾き：４７．３）→実施例７（上記接線の傾き：５４．７）の順に、検体が次第に硬くなると評価した。この結果から、検体が硬く感じられるほど、上記接線の傾きの値が小さくなることが確認され、食品間の硬さの違いを判定するのに上記接線の傾きの値が有用であることが明らかとなった。
【００４４】
（試験例２）
実施例１〜８の各検体について、専門パネラー１０名により、食感に関する官能評価を行った。その結果、専門パネラー全員が、実施例５（ＭＭ値：２２．７）→実施例１（ＭＭ値：２９．３）→実施例３（ＭＭ値：２９．４）→実施例７（ＭＭ値：３０．５）→実施例２（ＭＭ値：４１．２）→実施例６（ＭＭ値：４１．８）→実施例４（ＭＭ値：４１．９）の順に「プリプリ感」が強くなり、「サクサク感」は小さくなると評価した。この結果から、検体の「プリプリ感」が強く感じられるほど、ＭＭ値が大きくなり、また、「サクサク感」が強く感じられるほど、ＭＭ値が小さくなることが確認され、食品間の食感の違いを判定するのにＭＭ値が有用であることが明らかとなった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価すべき食品の試料をプランジャーで押圧し、同時に押圧中の荷重及び歪率を連続的に測定し、
前記の荷重及び歪率の値を基に、最小自乗法により計算を行って、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線の歪率−荷重曲線を作成し、
前記の歪率−荷重曲線における極大値に到達する以前の曲線部分の変曲点における接線の傾きを計算して求め、当該接線の傾きを食品咀嚼時における食品の硬さを表す指標として採用することを特徴とする、食品の硬さの評価方法。
【請求項２】
評価すべき食品の試料をプランジャーで押圧し、同時に押圧中の荷重及び歪率を連続的に測定し、
前記の荷重及び歪率の値を基に、最小自乗法により計算を行って、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線の歪率−荷重曲線を作成し、
前記の歪率−荷重曲線における極小値の荷重（ＭＮ）と極大値の荷重（ＭＸ）の値から（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸを計算して求め、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値を食品咀嚼時における食品の食感の指標として採用することを特徴とする、食品の食感の評価方法。
【請求項３】
評価すべき食品の試料をプランジャーで押圧し、同時に押圧中の荷重及び歪率を連続的に測定し、
前記の荷重及び歪率の値を基に、最小自乗法により計算を行って、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線である歪率−荷重曲線を作成し、
前記の歪率−荷重曲線における極大値に到達する以前の曲線部分の変曲点における接線の傾きを計算して求め、更に前記の歪率−荷重曲線における極小値の荷重（ＭＮ）と極大値の荷重（ＭＸ）の値から（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸを計算して求め、当該接線の傾き及び（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値を食品咀嚼時における食品のテクスチャーの指標として採用することを特徴とする、食品のテクスチャーの評価方法。
【請求項１】
評価すべき食品の試料をプランジャーで押圧し、同時に押圧中の荷重及び歪率を連続的に測定し、
前記の荷重及び歪率の値を基に、最小自乗法により計算を行って、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線の歪率−荷重曲線を作成し、
前記の歪率−荷重曲線における極大値に到達する以前の曲線部分の変曲点における接線の傾きを計算して求め、当該接線の傾きを食品咀嚼時における食品の硬さを表す指標として採用することを特徴とする、食品の硬さの評価方法。
【請求項２】
評価すべき食品の試料をプランジャーで押圧し、同時に押圧中の荷重及び歪率を連続的に測定し、
前記の荷重及び歪率の値を基に、最小自乗法により計算を行って、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線の歪率−荷重曲線を作成し、
前記の歪率−荷重曲線における極小値の荷重（ＭＮ）と極大値の荷重（ＭＸ）の値から（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸを計算して求め、（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値を食品咀嚼時における食品の食感の指標として採用することを特徴とする、食品の食感の評価方法。
【請求項３】
評価すべき食品の試料をプランジャーで押圧し、同時に押圧中の荷重及び歪率を連続的に測定し、
前記の荷重及び歪率の値を基に、最小自乗法により計算を行って、Ｘ軸を歪率、Ｙ軸を荷重とする近似四次曲線である歪率−荷重曲線を作成し、
前記の歪率−荷重曲線における極大値に到達する以前の曲線部分の変曲点における接線の傾きを計算して求め、更に前記の歪率−荷重曲線における極小値の荷重（ＭＮ）と極大値の荷重（ＭＸ）の値から（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸを計算して求め、当該接線の傾き及び（ＭＸ−ＭＮ）／ＭＸの値を食品咀嚼時における食品のテクスチャーの指標として採用することを特徴とする、食品のテクスチャーの評価方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−２２３７３７（Ｐ２０１０−２２３７３７Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７０９５１（Ｐ２００９−７０９５１）
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００２１４５３７）長谷川香料株式会社 (176)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００２１４５３７）長谷川香料株式会社 (176)
【Ｆターム（参考）】
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