JP2010223737A - 食品の硬さ、食感、及びテクスチャーの評価方法 - Google Patents
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Abstract
【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。
【選択図】図1
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (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。 - 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。 - 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。
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Contador et al. | Texture phenotyping in fresh fleshy fruit | |
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Kohyama et al. | Electromyographic texture characterization of hydrocolloid gels as model foods with varying mastication and swallowing difficulties | |
Lanza et al. | Measurement of kinaesthetic properties of in‐brine table olives by microstructure of fracture surface, sensory evaluation and texture profile analysis (TPA) | |
Ioannides et al. | Texture analysis of Red Delicious fruit: Towards multiple measurements on individual fruit | |
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