研究ノート

食パンと石窯パンの圧縮曲線——破断点を持たない試料から何を読むか

Field note

パン圧縮試験試料：市販の食パン・石窯パン2026.10.09 公開

破断点を持たない試料は「壊れた点」が読めません。それでも、勾配の変わり目を追えば別々の性質を取り出せます。

試料: 食パン（一般製法）／石窯パン（高温焼成）
試験: 圧縮試験
測定モード: MODE 1（定深度）
進入距離: 厚みの 50 %
感圧軸: No.3（φ20 mm 平板）
ステージ移動速度: 60 mm/min
反復数: 各 2 回
試験室環境: 23 ± 1 ℃ ／ 50 ± 5 %RH

要旨

製法の異なる 2 種のパンを同一条件で圧縮したところ、最大荷重の比（平均どうし）は 1.34 倍（2.56 N に対し 3.44 N）だったのに対し、初期弾性率の比は 2.41 倍（11.1 kPa に対し 26.7 kPa）と、倍以上に開いた。圧縮曲線はいずれも 3 つの段に分かれ、段ごとに別の性質（表面の支え方・ふちの切れ方・組織の詰まり方）を映していることが示唆されます。 破断点を持たない試料でも、勾配の変わり目を指標にすれば製法差を数値で置けます。

背景と目的

パンの「ふんわり」「みっちり」は、購入の決め手になる性質です。ところが官能評価には評価者のあいだの差と日ごとの揺れが乗ります^[1]。数値で置きたい。

ここで壁になるのが、パンには破断点が無いことです。ビスケットのように「ここで割れた」という点が曲線に現れないため、破断強度や破断ひずみといったよく使われる指標が定義できません。最大荷重は取れますが、 それは押し切った先の値で、口に入れた最初の手ごたえを表していません。

目的は 2 つです。 (i) 製法の異なる 2 種のパンについて、最大荷重・初期弾性率・圧縮仕事量・最大応力を同一条件で取得し、どの指標が製法差をよく分けるかを比べること。 (ii) 曲線の勾配の変わり目が何に対応するのかを読むことです。

実験方法

試料：市販の食パン（一般製法・ふんわり系）と石窯パン（高温焼成・外皮形成型）。 スライスをそのままステージに置き、中心部（クラム）を押しました。
圧縮：試料台を 60 mm/min で上げてφ20 mm の平板に押し当て、スライス厚みに対してひずみ率 50 % まで圧縮。厚みで規格化しているため、スライス厚みの違いは補正されます。
反復：各 2 回。同一試料の同じ位置を 2 回押すのではなく、別の位置を測っています。

算出した指標

最大荷重：記録中の最大値。
初期弾性率 E：応力－ひずみ曲線の立ち上がり（ひずみ 2〜10 %）を最小二乗で当てた傾き [kPa]。応力は荷重を感圧軸の面積（φ20 mm 平板＝ 314 mm²）で、ひずみは押し込み量をスライス厚みで割った値。厚みはひずみ率 50 % の設定から逆算しています（食パン 28.2／29.2 mm、石窯パン 21.9／22.3 mm）。最初の手ごたえにあたる。
圧縮仕事量：最大荷重に達するまでの曲線下面積 [N·mm]。 押し切るのに要した仕事。
最大応力：最大荷重を感圧軸の面積で割った値 [kPa]。

※ 一軸圧縮ではなく押し込みのため、応力・ひずみ・弾性率は公称値です。当てる区間でも変わる（ひずみ 10〜30 % なら比は 1.5 倍）ので、材料定数ではなく比較のための指標として扱います。

結果と考察

食パンと石窯パンの荷重-進入距離曲線。各 1 本 — **Fig. 1** 同じ条件で測った 2 本（各 2 回のうち 1 回目）。石窯パン（青）は食パン（橙）より上を通る

どの指標が製法差を分けるか

圧縮曲線を Fig. 1 に、算出した指標を Table 1 に示します。

**Table 1** 同一条件で圧縮した 2 種のパンの算出値
試料	最大荷重 [N]	初期弾性率 [kPa]	圧縮仕事量 [N·mm]	最大応力 [kPa]
食パン 1 回目	2.69	11.5	16.2	8.55
食パン 2 回目	2.42	10.7	15.7	7.72
石窯パン 1 回目	3.67	24.1	19.3	11.68
石窯パン 2 回目	3.20	29.3	19.1	10.20

比で見ると差の出方がはっきりします。石窯パン ÷ 食パン（平均どうし）は、最大荷重で 1.34 倍、圧縮仕事量で 1.20 倍、最大応力で 1.34 倍。これに対し初期弾性率は 2.41 倍と、桁が違うほどではないにせよ、明らかに大きく開きます。製法の違いは、押し切った先よりも押しはじめに出ます。

ただし石窯パンの初期弾性率は 2 本で 24.1 と 29.3 kPa、1.2 倍ばらついています。外皮を形成する製法では組織の不均一さが大きく、2 本では比に幅が残ります（個別の組み合わせでは 2.10〜2.73 倍）。差の向きは動きませんが、倍率を確定するには反復数を増やす必要があります。

曲線は 3 つの段に分かれる

勾配をとると、どの曲線も次の 3 段に分かれました。

面が支える——切断面が面として荷重を受け、勾配が上がる
ふちでちぎれる——感圧軸のふちの近くで組織が切れ、勾配がゆるむ
詰まる——押し込んだぶんの組織が詰まり、また勾配が上がる

読み解き：パンには破断点がありません。曲線に谷ができないので「どこで壊れたか」は読めませんが、勾配の変わり目は読めます。 1 段目が「表面の支え方」、3 段目が「組織の詰まり方」を映しており、この 2 つは別の性質です。最大荷重だけを見ると、この区別は消えます。

石窯パンは全域で食パンより上を通ります。これは組織そのものの硬さの差として読めます。気泡の大きさは本試験では測定していませんので、「気泡が細かいから硬い」とまでは言えません。

結論

製法差は最大荷重（1.34 倍）より初期弾性率（2.41 倍）に強く現れた。 押しはじめの立ち上がりのほうが、製法の違いをよく分ける。
破断点を持たない試料でも、勾配の変わり目は読める。 曲線は 3 段に分かれ、1 段目と 3 段目は別の性質を映していることが示唆される。
石窯パンは組織のばらつきが大きく、2 本では比の幅しか押さえられない。倍率を確定するには反復が要る。

参考文献

T. Næs, R. Solheim, J. Sens. Stud., 6, 159–177 (1991).

この測定が役に立つ場面

配合や焼成条件の違いを、表面の支え方と組織の詰まり方に分けて比べたいとき
「ふんわり」「しっとり」を、押しはじめと押し切る手前の勾配として数値で置きたいとき
破断点が出ない試料（パン・スポンジ・練り製品）で、何を指標にするか決めたいとき
切断面の有無・乾燥の進み方が測定値に与える影響を見たいとき

本ノートで用いたのは市販品を切り出した試料です。試料の状態や切り出し方によって値は変わります。個々の製品の性質を保証するものではありません。