レオロジーを用いた咀嚼シミュレーションによるチョコレートの最適化

"親愛なるチョコレートへ、この場を借りて、あなたが私にとってどれほど大切な存在であるかを伝えようと思います......！"私たちの多くがチョコレートに感情的なつながりを持つ一方で、チョコレートを世界で最も楽しいお菓子のひとつにするユニークな魅力は、実用的な材料科学が担っている。

以前の記事で、レオロジーが固形チョコレート・バーの噛みごたえや、融点以上でチョコレートの風味を十分に味わうための最適化に役立っていること、またチョコレートの加工を最適化する方法についてお話しました。記事を読む

ここでは、チョコレートのクリーミーさと滑らかさを最適化するために、チョコレートの口どけを完璧にする科学について説明します。チョコレートの組成や味の好みは、世界中でさまざまです。加えて、消費者の期待に応えなければならない低脂肪・低糖分の代替品がトレンドとなっている。

実験室の環境では、新製品を開発する際に、クリーミーさや滑らかさの官能特性を、消費者の経験に関連する形で定量化することは難しい。

チョコレートの完璧な口どけのためのレオロジー

Kinexusレオメーターの軸方向機能を使用することで、従来の回転レオメーターを拡張し、咀嚼(そしゃく)動作をシミュレートすることができます。

この試験により、チョコレートの硬さ、降伏応力、口蓋のコーティング、粘着性を客観的に評価することができます。測定中に発生する法線力の変化から、咀嚼時にチョコレートがどのように溶け、流れ、口の中をコーティングするかを知ることができます。

レオロジーは、実生活のプロセスを模倣するために使用することができ、この場合はチョコレートの口当たりと咀嚼である。スクイーズ・フローは、舌が口蓋に押し付けられ、歯が互いに押し付け合う様子をシミュレートします。回転せん断は、舌を中心とした口の中の流れを模倣する。

この循環試験では、材料はせん断力と法線力（スクイーズ）の両方を受けます。隙間が圧縮されるにつれて、法線力は増加し（図2、ポイントA）、私たちはこれを試料の硬度またはコンシステンシーと呼ぶかもしれません。圧縮後の残留力は、チョコレートの降伏応力です（図2のB）。

法線力がゼロに達したときの曲線下の面積は、チョコレートが上皿に接触している時間を示す。これは、チョコレートが口の屋根を覆う様子を模倣している。ギャップが再び大きくなると、負の法線力が記録され、これは粘着性として分類される（図2、点C）。減圧後の残留力は、チョコレートの「粘着性」である（図2のD）。

さまざまなミルクチョコレートの咀嚼シミュレーション

3つの異なるミルクチョコレートを、Kinexusで法線力とせん断力測定を行い、咀嚼シミュレーションを行った（図3）。プレミアム・チョコレートは最も柔らかく、エンロービング・チョコレートはかなり硬い。また、エンロービング・チョコレートの降伏応力も高く、このチョコレートは、バー・チョコレートの両方よりも長い時間口の中をコーティングし、製品中のチョコレートの割合が比較的低いにもかかわらず、消費者に満足のいくチョコレート・ヒットを与える(この製品にはセンターが含まれる)。プレミアム・チョコレートは、付着性と粘着性が最も低い。このことは、粘着性や粘着性が高いとクドい口当たりになるので好ましい。

エンローブド・チョコレート製品の消費では、チョコレートの存在量が少ないため、これらのパラメータが消費者の経験に与える影響は、チョコレート・バーよりも少ない。

チョコレートのレオロジー特性をより深く理解することは、プロセスを最適化し、一定の製品品質を達成し、顧客の期待に応える上で極めて重要である。レオロジーを使って咀嚼をシミュレートすることで、消費に伴うチョコレートの構造変化を予測し、制御することができます。

情報源

溶けたチョコレートの摩擦測定｜SpringerLink（シュプリンガーリンク

De Graef, V., Depypere, F., Minnaert, M., & Dewettinck, K. (2011).振動レオロジーで測定したチョコレートの降伏応力。Food Research International, 44(9), 2660-2665.

Chung, C. et al. (2012) Instrumental mastication assay for texture assessment of semi-solid foods: compile cyclic squeezing flow and shear viscometry.Food research international, 49, p161-169.