水分活度を利用して、適切な食感を確保し、維持する

多くのキャンディーには、噛み応え、サクサク感、滑らかさ、粒感、粘り気、柔らかさなど、それぞれ特徴的な食感があります。同様に、菓子の風味も独特です。これら2つの要素が組み合わさって、顧客体験が形成されます。水分は、菓子製品の食感において重要な役割を果たしています。実際、食感と品質を最大限に引き出す「最適な範囲」、つまり「スイートスポット」と呼ばれる水分活度の範囲が存在します。水分測定を正確に行うことは、ほぼすべての製品にとって極めて重要です。 水分活度は、水分を測定・監視する上で最も有効な方法です。

水分活度があれば、適切な仕様選びが簡単になります

水分活性は食品の物理的特性に影響を与えます。水分活性が高い食品は、しっとりとしてジューシーで、柔らかく、噛み応えのある食感を持っています。これらの製品の水分活性を下げると、硬さ、乾燥感、古びた食感、硬さといった好ましくない食感特性が現れます。水分活性が低い製品は、サクサクとした食感やカリッとした食感と表現されますが、水分活性が高い製品では、ベタベタした食感に変化します。  水分活性は製品の食感と密接に関連しているため、重要な食感特性に関連する仕様を容易に設定することができます。

重要な水処理工程は、製品が不適合となる基準を決定する

食感の問題には2つの原因が考えられます。製品が製造された時点で既に問題が生じている場合と、店頭に並んでいる間に時間の経過とともに問題が生じる場合です。もし、もちもちした食感のチョコチップクッキーが、生産ラインから出た時点で既にサクサクしている場合は、焼成工程で水分が過剰に除去されてしまった可能性が高いでしょう。  また、保管中に製品が相変化を起こす場合も問題が生じます。ガラス転移や結晶化といった変化により、滑らかな製品がざらざらした食感になったり、柔らかい製品が硬い塊になったりすることがあります。

クラッカー、ポテトチップス、パフコーン、ポップコーンは、いずれも水分活性が高まるにつれて、食感上のサクサク感が失われます。乾燥スナック食品のサクサク感の強さと全体的な嗜好性のある食感は、水分活性に依存しています（Katz and Labuza, 1981）。 臨界水分活度は、製品が官能的な観点から許容できない状態になる点を明らかにする。これらは、単糖系食品において非晶質から結晶質への転移が起こり、可溶性食品成分の移動が始まる範囲に該当する。過度かつ急速な乾燥、あるいはガラス状物質による水分再吸収は、ひび割れや過度な破損により製品の損失を引き起こす可能性がある。

水分活性：食感の問題を防ぐ簡単な方法

水分活性は、こうした問題の防止において重要な役割を果たします。まず、官能検査を用いて、製造工程において許容される水分活性レベルを定義することができます。仕様が設定されれば、その監視は簡単です。各ロットやバッチで水分活性計を使用するだけで済みます。さらに、水蒸気吸着分析装置を使用して、問題が発生する前に特定できれば、その効果はさらに高まります。水分吸着等温線を用いることで、食感の変化にどの程度の水分活性レベルが影響するかを明らかにすることができます。

等温線は水の臨界活度を特定する

通常、臨界水分活性は詳細なテクスチャー解析によって求められるが、もっと簡単な方法がある。高解像度の動的等温線曲線（図1参照）を用いることで、水分吸着曲線の急激な屈曲点から、適切なテクスチャーが失われる箇所を特定し、臨界水分活性値（RHc）を明らかにできることが示されている。

ワシントン州立大学の研究者らが行ったある研究では、低水分活性のスナッククッキーの動的等温線曲線を用いて臨界水分活性を特定できるかどうか、またその水分活性を食感安定性の指標として利用できるかどうかを検証した。

研究者らは、サクサク感に対する水分活度の影響が温度よりも重要であること、そして臨界水分活度が、適切な食感が失われる最初の時点を確かに特定できることを明らかにした。  つまり、臨界水分活度を用いることで、食感が失われる正確な時点を極めて正確に特定できるということである。これは、食感試験に比べてはるかに少ない労力と時間で相対湿度（RHc）が得られるという点で重要である。さらに、重量で販売される製品においては、食感の安定性に影響を与える水分量を正確に把握することが、収益に直接的な影響を与える。

リソース

カーター、ブレイディ・ポール。『動的露点等温線から得られる臨界水分活性の実用的な応用に関する研究』。ワシントン州立大学、2015年。論文リンク。

Katz, E. E. および T. P. Labuza. 「スナック食品の食感におけるサクサク感および機械的変形に対する水分活度の影響」『Journal of Food Science』46巻2号（1981年）：403-409頁。記事リンク。

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