JP2020153902A - 半固形状食品の硬度測定装置、半固形状食品の硬度測定方法および食品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半固形状食品の硬度を簡便に精度よく測定できる硬度測定装置を提供する。
【解決手段】半固形状食品の硬度測定装置１は、進入部２１を備える冶具２と、冶具２を、進入部２１の先端側を鉛直下方に向けた状態で、進入部２１の先端が半固形状食品の上表面に当接する位置である測定開始位置に配置し、解放可能に保持する保持具３と、冶具２の位置情報を検出し、検出結果を出力する非接触式のセンサ４と、トリガー信号が入力された時に予め設定した所定時間の計測を開始し、前記所定時間が経過した際に終了信号を出力するタイマ５と、冶具２が解放されて落下し始めた時を測定開始時とみなしてトリガー信号を出力し、終了信号が入力された時を測定終了時とし、センサ４からの検出結果に基づき、冶具２の測定開始時から測定終了時までの変位量を判定する判定部６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、半固形状食品の硬度測定装置、半固形状食品の硬度測定方法および食品の製造方法に関する。

ホイップドクリームの硬度は保形性や造花性に影響することから、ホイップドクリームの硬度を測定することが行われる。ホイップドクリームの硬度の測定方法として、ペネトロメータを用いる方法がある（特許文献１）。この方法では、円錐形状のコーンを下向きとし、コーンの頂点がホイップドクリームに接触する位置でホールドした後リリースして鉛直方向に落下させ、所定時間後のコーンの落下距離、つまりコーンがホイップドクリーム中に進入した深さを測定する。この方法は、バター、アイスクリーム等の他の半固形状食品の硬度の評価にも利用される。

特開平３−４７０３６号公報

前記した方法では、一方の手でコーンをリリースすると同時に他方の手でストップウオッチを作動させ、所定時間後に再度コーンをホールドし、その後、ラック・ピニオン式の測定ゲージの測定子を下降させコーンの上端に接触させて落下距離を測定する。ストップウオッチによる時間計測や再度のホールドを手動で行うので、測定に熟練を要する。従って、測定者が熟練者であれば問題はないが、工場や店舗などの一般の現場では、測定者の違い（特に熟練度の違い）や測定日時の違いによる測定値のバラつきが大きい。測定ゲージの部品が時間とともに摩耗して経年劣化する問題もある。

本発明の一態様は、半固形状食品の硬度を簡便に精度よく測定できる硬度測定装置および硬度測定方法、並びに前記硬度測定方法を用いた食品の製造方法を提供することを目的とする。

［１］進入部を備える冶具と、
前記冶具を、前記進入部の先端側を鉛直下方に向けた状態で、前記進入部の先端が半固形状食品の上表面に当接する位置である測定開始位置に配置し、解放可能に保持する保持具と、
前記冶具の位置情報を検出し、検出結果を出力する非接触式のセンサと、
トリガー信号が入力された時に予め設定した所定時間の計測を開始し、前記所定時間が経過した際に終了信号を出力するタイマと、
前記冶具が解放されて落下し始めた時を測定開始時とみなして前記タイマにトリガー信号を出力し、前記タイマから終了信号が入力された時を測定終了時とし、前記センサからの検出結果に基づき、前記冶具の前記測定開始時から前記測定終了時までの変位量を判定する判定部と、を備える、半固形状食品の硬度測定装置。
［２］前記判定部の判定結果を表示する表示部をさらに備える、［１］の半固形状食品の硬度測定装置。
［３］前記センサは、前記冶具が解放される前から常時、前記冶具の位置情報を検出し、
前記判定部は、前記センサからの検出結果に基づき常時、前記冶具の単位時間あたりの変位量を判定し、前記単位時間あたりの変位量が予め設定した閾値よりも大きくなった時を前記測定開始時とみなす、［１］または［２］の半固形状食品の硬度測定装置。
［４］前記冶具の質量が１００ｇ未満である、［１］〜［３］のいずれかの半固形状食品の硬度測定装置。
［５］前記冶具の質量が１００ｇを越える、［１］〜［４］のいずれかの半固形状食品の硬度測定装置。
［６］前記進入部は、頂角が３０〜５０°の円錐形状である、［１］〜［５］のいずれかの半固形状食品の硬度測定装置。
［７］前記進入部の高さが１５〜６０ｍｍである、［６］の半固形状食品の硬度測定装置。
［８］前記冶具は、前記進入部と、前記進入部の基端側に位置し、前記進入部と同軸に形成された筒状のロッドと、前記ロッドの基端に着脱自在に取り付けられた蓋部とを備え、
前記進入部の内部に、前記ロッドの内孔と連通する空間が形成されており、前記空間に、前記冶具の質量を調整するおもりが収容可能となっている、［１］〜［７］のいずれかの半固形状食品の硬度測定装置。
［９］進入部を備える冶具を、前記進入部の先端側を鉛直下方に向けた状態で、前記進入部の先端が半固形状食品の上表面に当接する位置である測定開始位置に配置し、解放可能に保持するステップと、
非接触式のセンサによって前記冶具の位置情報を検出するステップと、
前記冶具を解放して落下させるステップと、
前記冶具が解放されて落下し始めた時を測定開始時とみなしてタイマを作動させ、予め設定した所定時間を計測するステップと、
前記タイマを作動させた後、前記所定時間が経過した時を測定終了時とするステップと、
前記センサで検出した位置情報に基づき、前記冶具の前記測定開始時から前記測定終了時までの変位量を判定するステップと、を備えることを特徴とする、半固形状食品の硬度測定方法。
［１０］前記冶具を解放する前から常時、前記センサによって前記冶具の位置情報を検出し、前記センサによる検出結果に基づき、前記冶具の単位時間あたりの変位量を判定し、前記単位時間あたりの変位量が予め設定した閾値よりも大きくなった時を前記測定開始時とみなす、［９］の半固形状食品の硬度測定方法。
［１１］液状クリームをホイップしてホイップドクリームを作製するステップと、
［１］〜［８］のいずれかの半固形状食品の硬度測定装置を用いて前記ホイップドクリームの硬度を測定するステップと、
測定した前記硬度が所望の範囲内にあるか否かを判定するステップと、
前記硬度が所望の範囲内にあると判定したホイップドクリームを用いて食品を製造するステップと、を備えることを特徴とする、食品の製造方法。

本発明によれば、半固形状食品の硬度を簡便に精度よく測定できる半固形状食品の硬度測定装置および硬度測定方法、並びに前記硬度測定方法を用いた食品の製造方法を提供できる。

一実施形態に係る半固形状食品の硬度測定装置の斜視図である。 一実施形態に係る半固形状食品の硬度測定装置の冶具の断面図である。 一実施形態に係る半固形状食品の硬度測定装置の冶具を測定開始位置に配置した状態を示す側面図およびブロック線図である。

以下、本発明について、実施形態を示して説明する。ただし本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

＜半固形状食品の硬度測定装置＞
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る半固形状食品の硬度測定装置１は、冶具２と、保持具３と、非接触式のセンサ４と、タイマ５と、判定部６と、表示部７とを備える。センサ４、タイマ５、表示部７はそれぞれ判定部６と電気的に接続されている。また、判定部６と表示部７とは一体に構成されている。

半固形状食品とは、液体と固体の中間的な物性を示す食品である。
半固形状食品としては、例えば、ホイップドクリーム、メレンゲ、アイスクリーム、パン種等の起泡食品、発酵クリーム、バターが挙げられる。
半固形状食品としては、ホイップドクリームが好ましい。ホイップドクリームは、硬度が保形性、造花性等の物性に影響し、硬度の精確な測定値が求められる一方、時間の経過により硬度が変化しやすく、迅速な測定が求められる点で、最も本実施形態の効果を享受できる。

冶具２は、進入部であるコーン２１と、筒状のロッド２２と、蓋部２３とを備える。ロッド２２は、コーン２１の基端側に位置し、コーン２１と同軸に形成されている。蓋部２３は、ロッド２２の基端に着脱自在に取り付けられている。なお、進入部であるコーン２１は、治具２の末端に設けることが好ましい。

コーン２１は、円錐形状であり、先端から基端側（円錐の頂点２１ａから底面２１ｂ側。図２参照。）に向かって一定の角度（頂角）θで拡径している。
コーン２１の頂角θは、３０〜５０°が好ましく、３５〜４５°がより好ましく、３８〜４２°がさらに好ましく、３９〜４１°が特に好ましい。コーン２１の頂角θが小さいと進入距離が長くなり、測定用に準備する半固形状食品の量や測定容器に格納する半固形状食品の均質性確保の面で不利になる。またコーン２１の頂角θが大きいと、進入距離が短く測定値の解像度が低下する。コーン２１の頂角θが前記範囲内であれば、精度と作業性が両立できる。
コーン２１の高さ（頂点２１ａから底面２１ｂまでの距離）は、頂角θと測定する最大進入距離で決まるが、１５ｍｍ〜６０ｍｍが好ましく、２５〜５５ｍｍがより好ましく、３５〜４５ｍｍが特に好ましい。
コーン２１の底面２１ｂは円形である。コーン２１の底面２１ｂの直径は、頂角θと高さにより自ずと決定される。

図２に示すように、コーン２１の内部には、ロッド２２の内孔Ｓ２と連通する空間Ｓ１が形成されており、空間Ｓ１におもり２４が収容可能となっている。
冶具２においては、蓋部２３をロッド２２から外し、内孔Ｓ２を介して空間Ｓ１におもり２４を収容し、または空間Ｓ１からおもり２４を排出して、冶具２の質量を調整することができるようになっている。
冶具２の適切な質量は測定対象の半固形状食品の種類によって異なる。おもり２４によって冶具２の質量を調整できるので、冶具２を多様な半固形状食品の硬度測定に適用できる。

好ましい一態様において、冶具２の質量は、１００ｇ未満であり、８０ｇ以下が好ましく、６０ｇ以下がより好ましく、４０ｇ以下がさらに好ましく、２０ｇ以下が特に好ましく、１２ｇが最も好ましい。質量が１００ｇ未満の冶具２は、比較的低硬度の半固形状食品、例えばホイップドクリームや発酵クリームの硬度測定に適する。

他の好ましい一態様において、冶具２の質量は、１００ｇを越え、１５０ｇ以上が好ましく、２００ｇ以上がさらに好ましく、２３０ｇ以上が特に好ましく、２５０ｇが最も好ましい。質量が１００ｇを超える冶具２は、比較的高硬度の半固形状食品、例えばバターやアイスクリームの硬度測定に適する。

蓋部２３は、ロッド２２の外径よりも大径の円板状とされている。
センサ４が、対象に光を照射し、その反射光により対象の位置を検出する光式のセンサである場合は、蓋部２３のロッド２２側とは反対側の表面２３ａは、センサが感知できる程度に光を反射する。

コーン２１、ロッド２２、蓋部２３それぞれの材質は、硬さや強度が維持されれば特に限定されるものではなく、例えばアルミニウム（合金を含む）、ステンレス、チタン（合金を含む）、合成樹脂、セラミックス、ガラス、石英、カーボンが挙げられる。加工性、耐久性、衛生性の点では、アルミニウム、合成樹脂が好ましい。センサ４が光式のセンサである場合は、蓋部２３の材質は、表面２３ａを、センサが感知できる程度に光を反射するものにできればよく、例えばアルミニウム、合成樹脂が挙げられる。
おもり２４の材質としては、例えば鉛、砂、油脂が挙げられる。

保持具３は、冶具保持部８と、立設配置された支持棒９と、支持棒９を支持する支持台１０と、第１アーム部１１と、第２アーム部１２とを備える。
第１アーム部１１および第２アーム部１２はそれぞれ、支持棒９に昇降可能かつ回動可能に取り付けられている。第１アーム部１１には、冶具保持部８が取り付けられている。第２アーム部１２には、センサ４が取り付けられている。
支持台１０には、試料台１３、水準器１４、水平調整ねじ１５が取り付けられている。

冶具保持部８は、冶具２を解放可能に保持するものである。
冶具保持部８には、冶具保持部８を上下に貫通する貫通孔８１が形成されている。貫通孔８１は、ロッド２２の外径よりも大きい直径で形成されており、ロッド２２を挿通可能となっている。また、貫通孔８１に挿通された冶具２が、冶具保持部８との間でほとんど摩擦を発生させることなく鉛直下方に落ちるようになっている。また、貫通孔８１は、蓋部２３の外径よりも小さい直径で形成されており、治具２が鉛直下方に落下しても蓋部２３が引っかかって落下が阻止され、治具２が治具保持部８から外れないようにしている。
冶具２は、蓋部２３を取り外した状態でロッド２２を貫通孔８１に挿通させた後、ロッド２２に蓋部２３を取り付けることにより、冶具保持部８に装着可能となっている。
冶具保持部８には、留め金８２が取り付けられている。冶具２の蓋部２３を取り外し、コーン２１の先端側を鉛直下方に向けた状態でロッド２２を貫通孔８１に挿通させ、ロッド２２に蓋部２３を装着し、留め金８２を留めると、冶具２が保持される。その後、留め金８２を外すと、冶具２が解放されて落下する。

試料台１３は、図３に示すように、容器１１０に収容された半固形状食品１００を載置する。
試料台１３は、アジャスタ（図示略）を備えており、高さ調節が可能とされている。例えば、試料台１３を第１方向に回転させると試料台１３の高さが高くなり、第１方向とは逆の第２方向に回転させると試料台１３の高さが低くなるように構成されている。

保持具３においては、冶具保持部８に冶具２を保持した状態で、第１アーム部１１を昇降させたり回動させたりすることによって、冶具２を測定開始位置に配置することができる。あるいは、アジャスタで試料台１３の高さを調節することによって、半固形状食品１００の上表面に対する冶具２の位置を相対的に変化させ、冶具２を測定開始位置に配置することもできる。
「測定開始位置」とは、図３に示すように、コーン２１の先端側を鉛直下方に向けた状態で、コーン２１の先端が、硬度の測定対象である半固形状食品１００の上表面に当接する位置である。

センサ４は、非接触式のセンサである。非接触式のセンサとは、対象物に接触することなく対象物の位置情報を検出するセンサである。
センサ４は、対象物（冶具２）の位置情報を検出し、検出結果を判定部６に出力する。本実施形態では、センサ４は、測定開始位置に配置された冶具２の鉛直上方に位置しており、冶具２の位置情報として、センサ４から、冶具２の蓋部２３の表面２３ａまでの距離を検出する。
センサ４は、典型的には、冶具２が測定開始位置に配置された後、冶具２が解放される前から常時、冶具２の位置情報を検出し、検出結果を判定部６に出力する。

センサ４としては、例えば、レーザー、ＬＥＤ光等の光式センサ、超音波式センサ、渦電流式センサ、静電容量式センサが挙げられる。
センサ４は、対象物を撮像する撮像機であってもよい。この場合、撮像した画像を解析することによって対象物の位置情報を検出できる。
センサ４としては、レーザー等を対象物に照射して対象物から反射されるレーザー等を検知して対象物の位置情報を検出するセンサ（光式センサ等）が最も簡易で正確であり、好ましい。

タイマ５は、判定部６よりトリガー信号６ｃが入力された時に予め設定した所定時間の計測を開始し、前記所定時間が経過した際に判定部６に終了信号５ａを出力する。所定時間は、例えば、１〜６０秒間の範囲内で、測定対象の半固形状食品の種類に応じて設定する。例えば、半固形状食品がホイップドクリームである場合には５秒間とする。

判定部６は、図３に示すように、差分算出部６ａと、比較部６ｂを備える。差分算出部６ａは、センサ４から入力された位置情報を記録するとともに、例えば位置情報の時間あたりの変化量を計算する。比較部６ｂは、差分算出部６ａが算出した変化量を予め設定しておいた閾値と比較する。

判定部６は、冶具２が解放されて落下し始めた時を測定開始時とみなしてトリガー信号６ｃを出力し、タイマ５を作動させる。また、タイマ５から終了信号５ａが入力された時を測定終了時とする。そして、センサ４からの検出結果に基づき、冶具２の測定開始時から測定終了時までの変位量を判定する。
「測定開始時から測定終了時までの変位量」は、コーン２１が所定時間に半固形状食品中に進入した深さに相当する。測定開始時から測定終了時までの変位量は、例えば、測定開始時のセンサ４から蓋部２３の表面２３ａまでの距離と、測定終了時のセンサ４から蓋部２３の表面２３ａまでの距離との差として算出される。
判定部６は、必要に応じて、測定開始時から測定終了時までの変位量に基づき、半固形状食品の硬度を判定する。
「半固形状食品の硬度」は、測定開始時から測定終了時までの変位量を、０．１ｍｍを１単位とした数値に変換した値（無単位）である。例えば変位量が２０．０ｍｍである場合、半固形状食品の硬度は２００である。
判定部６は、必要に応じて、判定結果（変位量および半固形状食品の硬度のいずれか一方または両方）を表示部７等に出力する。
表示部７は、判定部６での判定結果を表示する。

典型的には、判定部６には常時、センサ４から検出結果が入力され、判定部６は、センサ４からの検出結果に基づき常時、差分算出部６ａにて、冶具２の単位時間あたりの変位量を算出し、比較部６ｂにて、差分算出部６ａが算出した変化量を予め設定しておいた閾値と比較する。そして、比較部６ｂが、単位時間あたりの変位量が予め設定した閾値よりも大きくなった時を、冶具２が解放されて落下し始めた時、つまり測定開始時とみなす。そして、判定部６は、タイマ５にトリガー信号６ｃを出力する。
冶具２が測定開始位置に配置され、保持されている間は、単位時間あたりの変位量は、予め設定した閾値よりも小さい。冶具２が解放されて落下し始めると、単位時間あたりの変位量が大きくなり、閾値を超える。
閾値は、０μｍ／ミリ秒より大きく、例えば１５０μｍ／ミリ秒である。

判定部６は、判定結果を常時、表示部７に出力してもよい。また、測定終了時（タイマ５から終了信号５ａが入力された時）に、表示部７に保持信号を出力し、測定終了時の表示部７の表示を保持するようにしてもよい。
判定部６は、センサ４からの検出結果に基づき常時、冶具２の測定開始時からの変位量を判定し、コンピュータ等の演算部（図示略）に出力してもよい。判定結果を演算部で解析することによって、所定時間よりも短時間の変位量から、所定時間での変位量を判定し、硬度を判定できる。特に、メレンゲ等の柔らかい半固形状食品の場合、治具の短時間での移動距離が大きく、測定範囲を逸脱しやすいので、所定時間よりも短時間の変位量から硬度を判定できることは有用である。

判定部６は、半固形状食品の硬度を判定した後、その硬度が所望の範囲内であるか否かを判定してもよい。また、その判定結果（「合格」、「不合格」等）を表示部７に出力して表示するようにしてもよい。
半固形状食品１００がホイップドクリームである場合、判定部６は、半固形状食品の硬度を判定した後、その硬度によって、ホイップドクリームを用いて製造するのに適した食品を判定してもよい。また、その判定結果（「ケーキ用」、「パフェ用」等）を表示部７に出力し、表示するようにしてもよい。
なお、この場合には表示部７に替えてブザーなどの報知手段によって作業者に判定結果を知らせる態様であってもよい。すなわち、判定結果は肉眼で視認する信号だけではなく、音声その他の手段によって確認する信号も可能である。

＜半固形状食品の硬度測定方法＞
硬度測定装置１にて以下のステップＳ１〜Ｓ６を行うことにより、半固形状食品１００の硬度を測定できる。
ステップＳ１：冶具２を、コーン２１の先端側を鉛直下方に向けた状態で測定開始位置に配置し、解放可能に保持するステップ。
ステップＳ２：センサ４によって冶具２の位置情報を検出するステップ。
ステップＳ３：冶具２を解放して落下させるステップ。
ステップＳ４：冶具２が解放されて落下し始めた時を測定開始時とみなしてタイマ５を作動させ、予め設定した所定時間を計測するステップ。
ステップＳ５：タイマ５を作動させた後、所定時間が経過した時を測定終了時とするステップ。
ステップＳ６：センサ４で検出した位置情報に基づき、冶具２の測定開始時から測定終了時までの変位量を判定するステップ。
以下、各ステップの具体的動作について詳述する。

ステップＳ１では、まず、測定者が、治具２の蓋部２３を取り外し、冶具保持部８の留め金８２を外した状態で、冶具２のロッド２２を、貫通孔８１の下側の開口から、コーン２１の先端側を鉛直下方に向けた状態で挿通し、治具２に蓋部２３を装着し、治具２を貫通孔８１の中で上下方向に移動が可能な状態で治具保持部８に装着する。次いで、治具保持部８の留め金８２を留めて冶具２を保持する。別途、試料台１３を水準器１４および水平調整ねじ１５により水平とし、その上に、半固形状食品１００が充填された容器１１０を載置する。半固形状食品１００は、図３に示すように、擦り切れいっぱいに充填されている。半固形状食品１００の上表面は水平になっている。次いで、第１アーム部１１および試料台１３のアジャスタのいずれか一方または両方を調節して、冶具２を測定開始位置に配置する。

ステップＳ２では、測定者が、第２アーム部１２を調節してセンサ４を、測定開始位置に配置された冶具２の鉛直上方に配置する。
センサ４は常時、冶具２の位置情報として、センサ４から冶具２の蓋部２３の表面２３ａまでの距離を検出し、検出結果を判定部６に出力する。
判定部６は常時、センサ４からの検出結果に基づき、差分算出部６ａにて、冶具２の単位時間あたりの変位量を算出し、比較部６ｂにて、差分算出部６ａが算出した変化量と予め設定した閾値とを比較する。

ステップＳ３では、測定者が、冶具保持部８の留め金８２を外す。これにより、冶具２が解放される。解放された冶具２は、鉛直下方に落下し、コーン２１が半固形状食品１００に進入する。

ステップＳ４では、判定部６が、冶具２の単位時間あたりの変位量が予め設定した閾値よりも大きくなった時に、この時を測定開始時（冶具２が解放されて落下し始めた時）とみなしてトリガー信号６ｃを出力し、タイマ５を作動させる。
タイマ５は、予め設定した所定時間を計測する。

ステップＳ５では、タイマ５が、予め設定した所定時間が経過した時に、判定部６に終了信号５ａを出力する。
判定部６は、タイマ５から終了信号５ａが入力された時を測定終了時とする。
ステップＳ６では、判定部６が、センサ４からの検出結果に基づき、冶具２の測定開始時から測定終了時までの変位量を判定する。判定部６は、必要に応じて、測定開始時から測定終了時までの変位量に基づき、半固形状食品の硬度を判定する。

必要に応じて、以下のステップＳ７を行ってもよい。
ステップＳ７：センサ４からの検出結果に基づき常時、冶具２の測定開始時からの変位量を判定するステップ。
ステップＳ７において、判定した測定開始時からの変位量を常時、表示部７に出力して表示させてもよい。また、測定終了時（タイマ５から終了信号５ａが入力された時）に、表示部７に保持信号を出力し、測定終了時の表示部７の表示を保持するようにしてもよい。

必要に応じて、以下のステップＳ８を行ってもよい。
ステップＳ８：ステップＳ６の後、判定した硬度が所望の範囲内であるか否かを判定するステップ。
ステップＳ８において、判定結果（「合格」、「不合格」等）を表示部７に出力し、表示してもよい。

半固形状食品がホイップドクリームである場合、必要に応じて、以下のステップＳ９を行ってもよい。
ステップＳ９：ステップＳ６の後、判定した硬度によって、ホイップドクリームを用いて製造するのに適した食品を判定するステップ。
ステップＳ９において、判定結果（「ケーキ用」、「パフェ用」等）を表示部７に出力し、表示してもよい。

＜作用効果＞
以上のように、硬度測定装置１によれば、測定開始位置に配置して保持した冶具２を解放するだけで、半固形状食品の硬度を測定できる。操作が簡便であるので、熟練者以外の者であっても、迅速に測定できる。
また、冶具２が落下し始めてから所定時間経過後までの冶具２の変位量を、タイマ５および非接触式のセンサ４を使用して検出するので、冶具２を再度ホールドする必要がなく、再度ホールドするタイミングのずれによる測定値のバラつきが少ない。また、時間計測を手動で行う場合に比べて、測定時間のずれによる測定値のバラつきが少ない。したがって、半固形状食品の硬度を精度よく測定できる。
さらに、接触式のセンサを用いる場合は部品が摩耗することによる経年劣化の問題があるが、非接触式のセンサ４を利用するので、装置の経年劣化を抑制できる。

＜利用＞
硬度測定装置１は、例えば、半固形状食品の品質の評価や食品の製造に利用できる。
例えば、液状クリームからホイップドクリームを製造し、ホイップドクリームを用いて食品を製造するときに、硬度測定装置１を用いてホイップドクリームの硬度を測定し、ホイップドクリームがその食品の製造に適した硬度を有するかどうかを判定する。硬度測定装置１を用いることで、迅速かつ精度よくホイップドクリームの硬度を測定できる。

硬度測定装置１を利用した食品の製造方法の一例として、以下のステップＡ１〜Ａ４を備える方法が挙げられる。
ステップＡ１：液状原料クリームをホイップしてホイップドクリームを作製するステップ。
ステップＡ２：硬度測定装置１を用いてホイップドクリームの硬度を測定するステップ。
ステップＡ３：ステップＡ２で測定した硬度に基づき、ホイップドクリームの硬度が所望の範囲内にあるか否かを判定するステップ。
ステップＡ４：硬度が所望の範囲内にあると判定したホイップドクリームを用いて食品を製造するステップ。

ステップＡ１において、液状クリームのホイップ方法は、特に限定されず、公知の方法であってよい。また、ステップＡ１〜Ａ４は必ずしもすべての液状クリームに対して適用する必要はなく、一部の液状クリームのみに適用してもよい。例えば、液状クリームの一部を取り分けてステップＡ１〜Ａ３を行い、ホイップする際の条件（撹拌時間、撹拌強度などの条件）が好適であることを確認した上で、その条件で液状クリームの残部または他の液状クリームをホイップしてステップＡ４に供することも可能である。
ステップＡ２において、ホイップドクリームの硬度は、例えば、前記したステップＳ１〜Ｓ６を行うことにより測定できる。
ステップＡ４において、食品の製造方法は特に限定されず、食品の種類に応じて公知の製造方法を用いることができる。

製造する食品は、ホイップドクリームを用いて製造される種々の食品から選定でき、例えばケーキ、パフェ、生どらやき、クレープ、パンケーキ、シュークリーム内のコンテッサクリームが挙げられる。
また、同じ食品でも硬度が異なるホイップドクリームが要求される場合がある。例えばケーキの場合、サンド用途、絞り用途、ナッペ用途等にホイップドクリームが使用され、いずれの用途に用いるかによって要求される硬度が異なる。この場合、ステップＡ３で、その食品の製造におけるホイップドクリームの用途に基づいて、当該ホイップドクリームの硬度が適正な範囲内にあるか否かを判定してもよい。
サンド用途の場合、硬度測定装置１を用いて測定される硬度としては、１４０〜１７０が好ましい。この範囲内であれば、型崩れしにくい。
絞り用途の場合、硬度測定装置１を用いて測定される硬度としては、１７０〜２００が好ましい。この範囲であれば、肌荒れしにくく、型崩れもしにくい。
ナッペ用途の場合、硬度測定装置１を用いて測定される硬度としては、２００〜２３０が好ましい。この範囲内であれば、パレットナイフで取り扱っても肌荒れしにくい。

以上、実施形態を示して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、タイマ５を判定部６と別体に構成し、表示部７を判定部６と一体に構成した例を示したが、タイマ５を判定部６と一体に構成してもよく、表示部７を判定部６と別体に構成してもよい。また、すべてを一体に構成してもよい。
判定部６の判定結果を表示部７で表示する例を示したが、判定部６の判定結果をデータロガー等の保存装置に保存してもよい。

センサ４とは別に、センサ４からの半固形状食品の上表面までの距離情報を検出し、出力する非接触式のセンサ（以下、他のセンサともいう。）を配置し、判定部が、センサ４の検出結果と他のセンサの検出結果に基づき、コーン２１の先端と半固形状食品の上表面との間の距離を判定するようにしてもよい。また、その判定結果を表示部７に出力して表示させるようにしてもよい。この場合、判定結果に基づき、冶具２を測定開始位置に配置することができ、より精度よく硬度を測定できる。

冶具２の単位時間あたりの変位量を常時検出し、単位時間あたりの変位量が予め設定した閾値よりも大きくなった時を測定開始時とみなすようにしたが、留め金８２が外れたときにその情報が判定部６に入力されるようにして、留め金８２が外れた時を測定開始時とみなすようにしてもよい。

進入部の形状は、コーン２１のような円錐形状に限定されず、他の形状であってもよく、半固形状食品の硬度、粘性、その他の特性に応じて適宜形状を変更したものを使用することができる。例えば、断面円形の円柱形状、断面円形の砲弾形状、先端が球形に形成された円柱形状、球形等の諸形状のものを採用することができる。

以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明する。ただし本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の比較例および実施例は、ペネトロメータの操作に習熟していない初心者によって行われたものである。

（比較例１）
市販のペネトロメータ（中村医科理化器械店社製「ＰＥＮＥＴＲＯ ＭＥＴＥＲ」）の冶具を図２に示した構造の冶具（コーン：頂角４０°の円錐形状、冶具の質量：１２ｇ）に変更して硬度測定装置とした。
クリームをホイップしてホイップドクリームを作製した。このホイップドクリームを、１００ｃｃの内容積で上面に開口部をもつ有底円筒型の容器に充填し、開口部上面をヘラで平らにした。
ホイップドクリームを充填した容器を上記硬度測定装置の試料台に設置し、容器開口部の平らでかつ露出したホイップドクリームの上表面にコーンの先端が当接する位置に冶具を配置した。次いで、一方の手で冶具を解放し、鉛直下方に落下させた。冶具を解放すると同時に他方の手でストップウオッチを作動させ、５秒計測後、冶具を固定して落下を止めた。その後、治具の鉛直方向の落下距離（ｍｍ）を機械的なダイアルゲージで計測し、０．１ｍｍを１単位とした数値に変換してホイップドクリームの硬度とした。
上記の手順による硬度測定を５回、いずれも測定者を変更して行ったところ、その標準偏差は１１．４９となった。

（実施例１）
図１〜３に示す構成の硬度測定装置を用意した。センサとしては、レーザー変位計（ＣＭＯＳレーザアプリセンサ（（株）キーエンス社製）を用いた。判定部と表示部が一体化されたものとしてアンプユニットＩＬ−１０００（（株）キーエンス社製）を用いた。タイマとしてコントロールユニットＣＵ−２１ＴＡ（（株）キーエンス社製）を用いた。センサは連続的に冶具の位置情報を検出し、判定部は連続的に冶具の単位時間あたりの変位量を検出するようにした。単位時間あたりの変位量の閾値は１５０μｍ／ミリ秒に設定した。タイマの計測時間は５秒間とした。
クリームをホイップしてホイップドクリームを作製した。このホイップドクリームを、比較例１で用いたのと同じ容器に充填し、開口部上面をヘラで平らにした。
ホイップドクリームを充填した容器を上記硬度測定装置の試料台に設置し、容器開口部の平らでかつ露出したホイップドクリームの上表面にコーンの先端が当接する位置に冶具を配置した。次いで、留め金を外して冶具を解放し、鉛直下方に落下させた。その後、判定部が治具の移動を感知し、判定部を介してタイマが自動で作動し、５秒後に治具の位置（冶具の測定開始時から測定終了時までの変位量）および硬度が表示部で固定表示された。
上記の手順による硬度測定を５回、いずれも測定者を変更して行ったところ、その標準偏差は０．７０７となった。

（実施例２）
実施例１と同様にホイップドクリームの硬度を測定し、冶具を解放した後の判定部からの信号をコンピュータに取り込み、冶具の位置（測定開始時からの変位量）のデータを連続的に記録した。時間を横軸、位置情報を縦軸にプロットすると落下の波形が得られた。波形から得られる近似式と０〜５秒時点の波形の任意の位置データを用いることで差分５秒よりも短い測定時間で硬度の試算をすることが出来た。近似式を２次多項式とし、３秒後の位置データを使用して試算した硬度の標準偏差は２．０８３となった。また、実施例１で測定した硬度の平均値と実施例２で試算した硬度の平均値との差は０．２であった。

（実施例３）
ホイップドクリームよりも硬いバターについて、実施例１と同様に硬度を測定した。ただし、冶具に収容するおもりの量を増やして冶具の質量を２６０ｇとした。また、計測時間を５秒間とした。
上記の手順による硬度測定を５回、いずれも測定者を変更して行ったところ、その標準偏差は１．３０４となった。

（実施例４）
ホイップドクリームよりも柔らかいメレンゲについて、実施例１と同様に硬度を測定した。ただし、冶具に収容するおもりの量を減らして冶具の質量を９ｇとした。また、計測時間を３秒間とした。
上記の手順による硬度測定を５回、いずれも測定者を変更して行ったところ、その標準偏差は２．０７４となった。

比較例１では、治具の５秒後のロック時の機械的な干渉、計時の個人差、ダイアルゲージの機械的なあそびにより、ホイップドクリームの硬度の測定値のばらつきが大きかった。
実施例１では、比較例１に比べて、ホイップドクリームの硬度の測定値のバラつきが少なかった。
ホイップドクリームよりも硬いバターの硬度を測定した実施例２、ホイップドクリームよりも柔らかいメレンゲの硬度を測定した実施例３においても、測定値のバラつきが少なかった。

１ 半固形状食品の硬度測定装置、２ 冶具、３ 保持具、４ 非接触式のセンサ、５ タイマ、６ 判定部、７ 表示部、８ 冶具保持部、９ 支持棒、１０ 支持台、１１ 第１アーム部、１２ 第２アーム部、１３ 試料台、１４ 水準器、１５ 水平調整ねじ、２１ コーン（進入部）、２２ ロッド、２３ 蓋部、８１ 貫通孔、８２ 留め金、１００ 半固形状食品、１１０ 容器

Claims (11)

1. 進入部を備える冶具と、
   前記冶具を、前記進入部の先端側を鉛直下方に向けた状態で、前記進入部の先端が半固形状食品の上表面に当接する位置である測定開始位置に配置し、解放可能に保持する保持具と、
   前記冶具の位置情報を検出し、検出結果を出力する非接触式のセンサと、
   トリガー信号が入力された時に予め設定した所定時間の計測を開始し、前記所定時間が経過した際に終了信号を出力するタイマと、
   前記冶具が解放されて落下し始めた時を測定開始時とみなして前記トリガー信号を出力し、前記終了信号が入力された時を測定終了時とし、前記センサからの検出結果に基づき、前記冶具の前記測定開始時から前記測定終了時までの変位量を判定する判定部と、を備える、半固形状食品の硬度測定装置。
2. 前記判定部の判定結果を表示する表示部をさらに備える、請求項１に記載の半固形状食品の硬度測定装置。
3. 前記センサは、前記冶具が解放される前から常時、前記冶具の位置情報を検出し、
   前記判定部は、前記センサからの検出結果に基づき常時、前記冶具の単位時間あたりの変位量を判定し、前記単位時間あたりの変位量が予め設定した閾値よりも大きくなった時を前記測定開始時とみなす、請求項１または２に記載の半固形状食品の硬度測定装置。
4. 前記冶具の質量が１００ｇ未満である請求項１〜３のいずれか一項に記載の半固形状食品の硬度測定装置。
5. 前記冶具の質量が１００ｇを越える請求項１〜３のいずれか一項に記載の半固形状食品の硬度測定装置。
6. 前記進入部は、頂角が３０〜５０°の円錐形状である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の半固形状食品の硬度測定装置。
7. 前記進入部の高さが１５〜６０ｍｍである、請求項６に記載の半固形状食品の硬度測定装置。
8. 前記冶具は、前記進入部と、前記進入部の基端側に位置し、前記進入部と同軸に形成された筒状のロッドと、前記ロッドの基端に着脱自在に取り付けられた蓋部とを備え、
   前記進入部の内部に、前記ロッドの内孔と連通する空間が形成されており、前記空間に、前記冶具の質量を調整するおもりが収容可能となっている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の半固形状食品の硬度測定装置。
9. 進入部を備える冶具を、前記進入部の先端側を鉛直下方に向けた状態で、前記進入部の先端が半固形状食品の上表面に当接する位置である測定開始位置に配置し、解放可能に保持するステップと、
   非接触式のセンサによって前記冶具の位置情報を検出するステップと、
   前記冶具を解放して落下させるステップと、
   前記冶具が解放されて落下し始めた時を測定開始時とみなしてタイマを作動させ、予め設定した所定時間を計測するステップと、
   前記タイマを作動させた後、前記所定時間が経過した時を測定終了時とするステップと、
   前記センサで検出した位置情報に基づき、前記冶具の前記測定開始時から前記測定終了時までの変位量を判定し、前記半固形状食品の硬度を判定するステップと、を備えることを特徴とする、半固形状食品の硬度測定方法。
10. 前記冶具を解放する前から常時、前記センサによって前記冶具の位置情報を検出し、前記センサによる検出結果に基づき、前記冶具の単位時間あたりの変位量を判定し、前記単位時間あたりの変位量が予め設定した閾値よりも大きくなった時を前記測定開始時とみなす、請求項９に記載の半固形状食品の硬度測定方法。
11. 液状クリームをホイップしてホイップドクリームを作製するステップと、
    請求項１〜８のいずれか一項に記載の半固形状食品の硬度測定装置を用いて前記ホイップドクリームの硬度を測定するステップと、
    測定した前記硬度が所望の範囲内にあるか否かを判定するステップと、
    前記硬度が所望の範囲内にあると判定したホイップドクリームを用いて食品を製造するステップと、を備えることを特徴とする、食品の製造方法。

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