MEASUREMENT

測定で分かること

What we measure

食感は一つの数値ではありません。硬さ、弾力、もろさ、粘り——口の中で感じている複数の性質を、それぞれに合った方法で測ります。ここでは物性ごとに、何を測れば何が分かるのかを整理します。

感圧軸
円柱 φ5 mm ほか
押し込み速度
1 mm/s
温度
23〜25 °C(品目による)
出力
進入距離 [mm] と荷重 [N]

何を知りたいですか

Where to start

知りたいことがはっきりしていれば、それに合う物性と試験を選べます。近いものを選んでください。

01

硬すぎる・軟らかすぎると言われる

規格に合っているかを確かめたい。ロットごとの差を数値で押さえたい。

硬さ・軟らかさ →
02

サクサク感を保ちたい

包装や保存条件で、どれだけ持つのかを比べたい。

もろさ・サクサク感 →
03

口や歯に残る感じを抑えたい

くっつき方を、硬さとは別の数値として押さえたい。

付着性・粘り →
04

噛み返してくる感じを設計したい

硬さが同じでも別の食感になる部分を捉えたい。

弾力 →
05

温度で性状が変わる

冷蔵と常温で印象が違う理由を確かめたい。

粘弾性 →
06

まだ漠然としている

まず測ってみて、どこに注目すべきかを見つけたい。

試験の種類を見る →

測定の基本——押して、記録する

Principle

物性測定の多くは、試料に一定の速さで力を加え、そのときの「力」と「変形量」を連続的に記録することで行います。試料を押す(圧縮)、切る(切断)、引っ張る(引張)、あるいはごくわずかに揺らす(微小ひずみ)。加え方を変えることで、同じ試料から異なる性質を取り出せます。

得られるのは「力-変形」のグラフです。このグラフの高さ、傾き、途中の折れや細かな上下、離したあとの戻り方に、以下の物性が現れます。

レオメーターの試料台が感圧軸に向かって上がっている
Fig. 1 試料台を一定の速さで上げて感圧軸(プランジャー)に押し当て、荷重と移動量を記録する

硬さ・軟らかさ

Hardness

何を測るか:試料を一定量押し込んだときの力、または壊れる瞬間の力(破断荷重)。

何が分かるか:「噛んだときにどれだけ抵抗があるか」の大きさ。パンのふんわり感、ゼリーやプリンの絶妙な硬さ、豆腐の締まり、練り製品の歯ごたえ。もっとも基本的で、もっとも広く使われる指標です。

向いている食品:ゼリー・プリン・豆腐・かまぼこ・パン・餅・米飯・介護食・錠剤

例:えん下困難者用食品やユニバーサルデザインフードのように、硬さに規格が定められている分野では、この測定が適合判定の根拠になります。

生肉の荷重-進入距離曲線。山の高さが硬さにあたる
Fig. 2 硬さは、山の高さとして出る(生肉)

研究ノート「ステーキ肉の解凍方法——圧縮と切断で同じ結論になるか」で、測定条件つきの例を公開しています。

弾力

Elasticity

何を測るか:試料を押し込んでから離すまでの、力と押し込み深さの関係。押し込む経路(往路)と戻る経路(復路)は重なりません。

「弾力」は、一つの物理量に一対一では対応しません。跳ね返りの強さ、形が戻る速さ、噛み返してくる手応え——どれも弾力と呼ばれます。このページでは往路と復路が囲む面積で扱います。この面積は、押し込みに使った仕事のうち戻ってこなかったぶん、すなわちエネルギーの欠損にあたります。欠損が小さいほど、加えた力が跳ね返りとして返ってくる——官能でいう「弾力」に近づきます。

グミの往路と復路の荷重-押し込み深さ曲線。囲まれた面積が戻ってこなかったエネルギー
Fig. 3 弾力は、往路と復路が囲む面積として出る(グミ)。記録の横軸はステージの移動量なので、折り返し点で折り返して押し込み深さに読み替えている

このグミでは、押し込みに 27.3 mJ を要したのに対し、戻るときに返ってきたのは 14.4 mJ でした。差の 12.9 mJ(往路の 47 %)が囲まれた面積で、これが戻ってこなかったぶんです。荷重が 0 に戻った時点で 1.5 mm の凹みが残っており、測定のあいだには形が戻りきっていません。同じ硬さでも、この面積が小さい試料ほど噛み返してきます。

何が分かるか:「噛み返してくる感じ」の強さ。グミの噛みごたえ、かまぼこのプリッと感、麺のコシ、餅のもちもち感。硬さが同じでも、弾力が違えばまったく別の食感になります。

向いている食品:グミ・かまぼこ・麺類・餅・こんにゃく・チーズ・ソーセージ

研究ノート「グミ 3 種のゲル化剤——配合の違いはどこまで見分けられるか」で、測定条件つきの例を公開しています。

もろさ・サクサク感

Brittleness / crispness

何を測るか:壊れるときの力の変化の細かさ。圧縮していく途中で力が何度も小さく落ちる、その回数や落ち幅。

何が分かるか:クッキーやビスケットの「サクサク」「パリパリ」は、一度に壊れるのではなく、小さな破壊が連続して起きている状態です。この小さな破壊の回数を数えることで、サクサク感の強さを数値にできます[1]。湿気るとこの回数が減ります。

向いている食品:ビスケット・クッキー・せんべい・スナック・チョコレート・揚げ衣

ビスケットの荷重-進入距離曲線。小さな山が連なる
Fig. 4 もろさは、小さな山の連なりとして出る(ビスケット)

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」では、開封後の時間経過でピーク数が減っていく様子を、含水率の変化と対応づけて示しています。

  1. J. F. V. Vincent, J. Sci. Food Agric., 78(2), 162–168 (1998).

付着性・粘り

Adhesiveness

何を測るか:試料に押しつけたものを引き離すときに必要な力。

何が分かるか:「くっつく感じ」「歯や口の中に残る感じ」の強さ。餅や米飯のねばり、ジャムやペーストの糸引き、キャラメルの歯への付着。硬さや弾力とは独立した性質で、これが強いと同じ硬さでも食べにくさが変わります。

向いている食品:餅・米飯・ジャム・ペースト・キャラメル・とろみ食

研究ノート「パックご飯の経時変化——硬さ・付着力・凝集性は同じように動くか」で、測定条件つきの例を公開しています。

粘弾性——液体・半固体のなめらかさ

Viscoelasticity

何を測るか:試料をごくわずかに(壊さない程度に)繰り返し変形させたときの応答(動的粘弾性)、または一定の速さで流したときの応答(定常ずり)。粘性(流れる性質)と弾性(戻る性質)の両方。温度を変えながら測ることもあります。

何が分かるか:マヨネーズやクリーム、ヨーグルト、ソースのような「押しても壊れない」食品の、ねっとり感、なめらかさ、口どけ。同じ製品でも温度によって性質が大きく変わることが分かります。

向いている食品:マヨネーズ・ドレッシング・クリーム・ヨーグルト・バター・ソース・ペースト状の化粧品

研究ノート「マヨネーズと低カロリータイプ——温度で動くのは粘性か弾性か」では、定常ずりで 10〜40℃ の粘性率と弾性率を測定し、温度に対して 2 つの試料が逆の向きに動き、差が縮む様子を示しています。

代表的な試験の種類

Test methods

上の物性を取り出すための、具体的な試験の種類です。目的に応じて組み合わせます。

Table 1 代表的な試験の種類
試験やること主に分かること
圧縮強度試験一定速度で押し込む硬さ、破断荷重
切断応力試験刃で切り込む歯ごたえ、繊維の強さ(肉・野菜)
引張強度試験両端から引っ張る伸び、ちぎれやすさ(麺・皮・フィルム)
付着試験押しつけて引き離す付着性、粘り
折れ曲げ強度試験支えた試料の中央を押すもろさ、割れやすさ(せんべい・チョコ)
テクスチャープロファイル(TPA)2 回続けて押し込む硬さ・弾力・凝集性・付着性をまとめて
応力緩和試験・クリープ試験一定量押し込んだまま/一定の力をかけたまま時間変化を見る時間とともに力が抜ける/変形が進む性質
粘弾性評価試験微小ひずみを繰り返し与える粘度、弾性率、温度依存性
ゼリー強度試験・えん下困難者用食品試験規格で定められた条件で圧縮規格への適合

何を測ればよいか迷ったら

Where to start

「サクサク感を保ちたい」「前のロットと何が違うのか知りたい」「規格に合っているか確かめたい」——知りたいことがはっきりしていれば、それに合う試験を選べます。逆に、まだ漠然としている場合は、まず試料を測ってみるのが早道です。応答の形を見ると、どこに注目すべきかが見えてきます。

無償試験では、知りたいことをお聞きしたうえで測り方をご提案し、測定結果と読み解きをレポートにしてお返しします。

お手元の試料で、まず測ってみる

Try it

知りたいことがはっきりしていなくても構いません。試料の種類と気になっている点をお知らせください。

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