研究ノート

ビスケットの吸湿——「サクサク」の低下はどの指標に現れるか

Field note

菓子圧縮試験・含水率測定試料：市販のビスケット2026.10.09 公開

湿気たビスケットは「サクサクしなくなった」と言われます。ところが硬さを測ると、値は下がるどころか上がっていました。

試料: ビスケット（市販品・同一銘柄）
試験: 圧縮試験・含水率測定
測定モード: MODE 2（歪み率）
ひずみ率: 95 %
感圧軸: No.5（φ5 mm 円柱）
ステージ移動速度: 60 mm/min
ロードセル: 200 N
反復数: 各時点 n = 10〜12（含水率は n = 3）。24 h 以降の山の数のみ平均値
試験室環境: 25 ℃ ／ 58 %RH

要旨

開封したビスケットを追跡したところ、圧縮波形に現れる小さな破壊の回数（山の数）は 15 時間で 20.1 回から 8.0 回へ 60 % 減少し（p < 0.001）、96 時間では 4.9 回（0 h 比 −76 %）まで下がった。いっぽう最大荷重は 29.4 N から 96 時間の 54.8 N へ 87 % 増加しており、硬さの指標は食感の劣化と逆向きに動いた。山の数は同時に測った含水率と強く逆相関し（r = −0.97）、 吸湿による可塑化が「サクサク」を失わせる過程を、破壊の回数として追えることが示唆されます。 最大荷重だけを品質指標に置くと、この変化を取り逃すか、逆に読む危険があります。

背景と目的

「サクサク」は、菓子・スナック・揚げ物の衣にとって中心的な品質特性です。しかし官能評価に頼ると、評価者のあいだの差と、同じ評価者の日ごとの揺れが乗ります^[4]。開発の現場では「先週の試作より湿気ている」という指摘を、数値で受け取れる形にしたい。

この食感を機器で捉える試みには蓄積があります。crisp と crunchy が噛んだときの音の高さで分かれること^[1]、破断音を荷重と同時に記録する手法^[2]、そして荷重曲線の細かい上下そのものを crispness の指標とする考え方^[3]が提案されてきました。本ノートはこの 3 番目の系譜に立ちます。

目的は 2 つです。 (i) 圧縮波形の小さな落ち込みを数えた値（以下「山の数」）が、開封後の経過時間に対してどう動くかを、反復測定つきで定量化すること。 (ii) 同じ試料で最大荷重がどう動くかを並べ、どちらの指標が食感の変化を捉えるかを切り分けることです。

実験方法

市販のビスケット（同一銘柄）を開封し、25 ℃ ／ 58 %RH の室内に静置しました。開封時を 0 h として、0・1・3・6・15・24・48・96 時間の 8 時点で圧縮試験を行いました。

圧縮試験：試料台を 60 mm/min で上げてφ5 mm の円柱状感圧軸に押し当て、ひずみ率 95 % まで貫入。各時点 n = 10〜12。1 枚から場所を変えて複数点測った試料もあります。
山の数：荷重曲線に現れる極大のうち、装置が破壊と判定した回数。 試料ごとに自動算出しており、人が数えていません。
含水率：別に取り分けた試料を秤量・乾燥・再秤量して求めました。 1・3・6・15・24・48・96 時間の 7 時点、各 n = 3。

※ 統計的な検定は 0〜15 時間の範囲で行いました。

結果と考察

ビスケットの含水率と山の数の経時変化。同じ時間軸に上下で並べた — **Fig. 1** この試験の全体像。上（含水率）は右上がり、下（山の数）は右下がりで、向きがそろって逆になる。各点は平均、ひげは標準誤差

この試験の全体像を Fig. 1 に示します。 開封からの時間に対して、含水率は上がり続け、山の数は下がり続けました。 同じ時間軸に並べると、2 本の向きがそろって逆になります。以下、指標ごとに見ていきます。

山の数は落ち、最大荷重は上がる

ビスケットの山の数と最大荷重の経時変化。誤差棒は標準誤差 — **Fig. 2** 山の数（左）は全体として減る（15 h までは単調）。最大荷重（右）は全体として上がるが、途中で上下し、ばらつきも大きい。各点は平均で、ひげは標準誤差（σ/√n）

Fig. 2 に経時変化を示します。山の数は 0 h の 20.1 ± 1.6 回から 15 h の 8.0 ± 0.8 回へ、単調に減りました（−60 %、Welch の t 検定で p < 0.001）。そのあとも 24 h で 8.4 回、48 h で 7.1 回、96 h で 4.9 回と下がり続け、 0 h 比で −76 % に達しています（Table 1）。いっぽう最大荷重は逆に、0 h の 29.4 ± 2.0 N から 15 h の 39.8 ± 3.9 N （+35 %、p ≈ 0.02）を経て、96 h には 54.8 ± 4.4 N まで 上がりました（0 h 比 +87 %）。

2 つの指標は逆を向いています。「サクサクしなくなった」という官能の変化に対して、 山の数は同じ向きに、最大荷重は逆の向きに動きました。 最大荷重だけを見ていると、「硬くなった＝しっかりしている」と読み違えかねません。

**Table 1** 経過時間ごとの山の数と最大荷重（平均 ± 標準誤差 σ/√n）
経過時間	n	山の数 [回]	最大荷重 [N]
0 h	11	20.1 ± 1.6	29.38 ± 1.97
1 h	11	18.5 ± 1.7	27.25 ± 1.62
3 h	10	16.8 ± 1.8	31.62 ± 2.62
6 h	10	14.1 ± 1.6	37.13 ± 4.39
15 h	10	8.0 ± 0.8	39.76 ± 3.92
24 h	10	8.4 ± 0.9	31.31 ± 0.86
48 h	12	7.1 ± 0.6	41.43 ± 6.50
96 h	10	4.9 ± 0.6	54.81 ± 4.41

なぜ最大荷重が上がるのか

ビスケットのような多孔質の乾燥菓子では、最大荷重は「壊れはじめる力」ではなく「潰しきるまでに出た最大の力」です。ひずみ率 95 % まで押し込むと、砕けた破片が感圧軸の下で圧密されます。もろさが失われて一度に割れなくなるほど、破片は細かく砕けずに残り、終盤の荷重が高くなると考えられます。試料ごとのばらつきが時間とともに大きく振れるのも、この圧密の進み方が 1 枚ずつ違うためと解釈すれば整合します。本試験で直接確かめたものではなく、観測された向きに対する一つの見立てです。

ビスケットの含水率の経時変化。対数時間軸、誤差棒は標準誤差 — **Fig. 3** 含水率は 1 h の 3.4 % から 96 h の 10.2 % へ。対数時間軸でほぼ直線に乗る（各点 n = 3、ひげは標準誤差）

含水率との対応

Fig. 3 に含水率の経時変化を示します。含水率は 1 h の 3.35 % から 96 h の 10.24 % まで上がりました。対数時間軸に対してほぼ直線に乗っており、吸湿が拡散に律速されて進んでいることと整合します。

圧縮試験と含水率が重なる 7 時点（1・3・6・15・24・48・96 h）で、平均どうしを対応させました。含水率と山の数はほぼ一直線に並びます。

ビスケットの含水率と山の数の対応。直線は最小二乗、誤差棒は標準誤差 — **Fig. 4** 時点ごとの平均どうしを対応させた。直線は最小二乗、R² = 0.95。各点のひげは標準誤差（含水率 n = 3、山の数 n = 10〜12）

最小二乗で直線を当てると 山の数 = 26.2 − 2.07 × 含水率、 決定係数 R² = 0.95（r = −0.97、p < 0.001）でした。傾きは −2.07 ± 0.22 回/%（95 % 信頼区間 −2.64 〜 −1.51）。 含水率が 1 ポイント上がるごとに、山がおよそ 2 回ずつ減る勘定です。

水分が入るほど、小さな破壊が起きにくくなります。 含水率を測れば山の数がおおよそ読め、逆に山の数から湿気の進み具合を見積もれる、という関係がこの直線です。

読み解き：乾燥した多孔質の菓子は、ガラス状態にある糖と澱粉の骨格が脆く壊れることで、細かい破壊を多数起こします。水は可塑剤としてはたらき、ガラス転移温度を下げます^[5]。室温がガラス転移温度を上回ると骨格はゴム状に移り、 割れるかわりに変形するようになる。これが山の数の減少として現れていると示唆されます。臨界の水分活性がおよそ 0.5 前後に現れるという報告^[6]とも向きが一致します。本ノートでは水分活性を測っていないため、含水率と山の数の対応を示すにとどめます。

結論

開封後 96 時間で、山の数は 76 % 減り、最大荷重は 87 % 増えた。 2 つの指標は逆を向く（15 時間までで見ても −60 % と +35 %、山の数は p < 0.001）。
山の数は含水率と強く逆相関した（r = −0.97、1〜96 h の 7 時点）。 吸湿による可塑化が「サクサク」を失わせる過程を、破壊の回数として追えることが示唆される。
硬さの指標だけでは、この食感の劣化を捉えられない。 最大荷重は上がるため、逆に読む危険がある。
試料 1 枚ごとのばらつきが大きいため、各時点 10 本前後の反復を前提に設計する必要がある。

参考文献

Z. M. Vickers, J. Texture Stud., 15(2), 157–163 (1984).
L. Duizer, Trends Food Sci. Technol., 12(1), 17–24 (2001).
J. F. V. Vincent, J. Sci. Food Agric., 78(2), 162–168 (1998).
T. Næs, R. Solheim, J. Sens. Stud., 6, 159–177 (1991).
M. Peleg, J. Food Sci., 80(9), E1988–E1996 (2015).
E. E. Katz, T. P. Labuza, J. Food Sci., 46(2), 403–409 (1981).

この測定が役に立つ場面

包装や保存条件の違いで、サクサク感がどれだけ保たれるかを比較したいとき
賞味期限の設計で、「いつまでサクサクか」を含水率と対応づけて決めたいとき
「サクサク」「パリパリ」といった官能表現を、開発目標として数値で置きたいとき
硬さを測っているのに官能と合わない、という行き詰まりを切り分けたいとき

本ノートは、食品開発展 2025 におけるサン科学の講演「食品分析の最前線：さまざまな食感の測定例と解釈」で紹介した測定をもとに再構成したものです。市販品を試料としており、個々の製品の性質を保証するものではありません。