コロ ッケ の破 裂 の機 構
加 熱 前 の 冷 却 ・解 凍 条 件長
尾
慶
子
1緒 言 日常 惣 菜 料 理 と して一 般 に親 し まれ て い る コ ロ ッケ の お い しさ に は,中 身 の 柔 らか さ と カ ラ リ とし た 衣 の テ クス チ ャー が 大 き く影 響 して い る。 しか し,中 身 を柔 らか くす る と,す な わ ち 水 分 量 を 多 くす る と揚 げ 途 中 で破 裂 が 起 きや す くな る1)。 著 者 ら は コ ロ ッケ の 揚 げ 加 熱 中 の 破 裂 の機 構 を検 討 して お り,破 裂 に は 外皮 近 傍 部 で 起 こ る 表 層 部 破 裂 と内容 物 の 熱 膨 張 に よ り起 こ る全 体 破 裂 の あ る こ と,こ れ ら破 裂 は 内部 か らの圧 力 が 皮 の 強 度 を上 回 っ た と きに 起 こ る こ と を先 に報 告 し た1)2)。そ こ で,内 容 物 の 温 度 上 昇 を遅 らせ て 内部 か らの 圧 力 を低 く抑 え れ ば破 裂 は抑 制 で き るの で は な い か と考 え, 5℃ 冷 却(冷 蔵 試 料)お よび 一20℃ 冷 却(冷 凍 試 料)試 料 に つ い て検 討 し た結 果,外 皮 の 厚 さ と内 容 物 の加 熱 前 温 度 が 破 裂 の 様 相 と破 裂 の程 度 に 関係 す る こ とお よ び,薄 衣 コ ロ ッ ケ の場 合 に加 熱 前 試 料 温 度 を低 くす る こ とで 破 裂 抑 制 に 効 果 が あ る こ と を認 め た3)。今 回 は 同 じ家 庭 用 冷 凍 冷 蔵 庫 を用 い て,-2℃ 冷 却(パ ー シ ャ ル フ リー ジ ン グ試 料)お よび 冷 凍 後 一3℃ 解 凍(冷 凍 後 パ ー シ ャ ル フ リー ジ ン グ試 料)お よび4℃ 解 凍(冷 凍 後 冷 蔵 試料) 処 理 を し た試 料 の 破 裂 の様 相 及 び破 裂 の 機 構 を調 べ る こ と を 目的 と した 。 II試 料 お よ び 実 験 方 法 1.材 料 ポ テ ト コ ロ ッ ケ の 材 料 お よ び 揚 げ 油 は 前 報1)一一4) 同 様,小 麦 粉(薄 力 粉,フ ラ ワ ー,日 清 製 粉) 乾 燥 マ ッ シ ュ ポ テ ト(雪 印 マ ッ シ ュ ポ テ ト, 雪 印 乳 業,水 分7.8%),パ ン 粉(ソ フ トパ ン 粉,富 士 食 品 工 業)お よ び コ ー ン サ ラ ダ 油 (味 の 素)を 用 い た 。 2.コ ロ ッ ケ の 調 製 コ ロ ッ ケ 内 容 物 の 材 料 配 合 は 前 報 同 様2)3), 最 も 破 裂 し や す い 配 合 割 合 と し た 。 す な わ ち マ ッ シ ュ ポ テ トに 対 し5倍 量 の 湯 を 加 え た 内 容 物 に35%小 麦 粉 バ ッ タ ー お よ び パ ン 粉 を 交 互 に つ け て 外 皮 の 厚 さ を1,2,3mmの 試 料 コ ロ ッ ケ(一 個 当 た り約28g ,φ2.9×3.7cm の 俵 型)を 作 り,フ リー ザ ー バ ッ グ に い れ て 家 庭 用 冷 凍 冷 蔵 庫(松 下 冷 機 ・NR306,G一 卩F)の 冷 凍 室( -20℃ ±1℃) ,パ ー シ ャ ル フ リー ジ ン グ室(-3℃ ±1℃),冷 蔵 室(5℃ ±1℃)で,中 心 部 温 度 が 一20℃,-2℃ お よ び5℃ に な る ま で 冷 却 し,ま た 冷 凍 後,パ ー シ ャ ル フ リ ー ジ ン グ 室 お よ び 冷 蔵 室 に て 一3℃ お よ び4℃ ま で 解 凍 し ,180℃ ±0.5℃ の 油 で 揚 げ て 試 料 と し た 。 対 称 と し て 冷 却 し な い 室 温(20℃)試 料 も 同 様 に 調 製 し て 揚 げ た 。 揚 げ 時 間 は 前 報 同 様1)-4),外 側 が 適 度 な 揚 げ 色 と な り,中 心 部 が 余 熱 時 間 を 含 め70℃ 以 上 に な る 時 間 と し た 。 3.物 性 測 定 項 目 1)内 部 温 度 測 定 コ ロ ッ ケ 外 皮 表 層 部, コ ロ ッ ケ 外 皮 と 内 容 物 と の 境 界 部(外 皮 近 傍 部 温 度)お よ び コ ロ ッ ケ 内 容 物 の 中 心 部 温 度 を φ1mmのK熱 電 対 を 用 い て 経 時 的 に 測 定 し, マ ル チ チ ャ ン ネ ル デ ジ タ ル レ コ ー ダ ー(TR 2721Aタ ケ ダ 理 研)で 自 記 さ せ た 。 2)コ ロ ッ ケ 外 皮 の 強 度 測 定 一 定 時 間 揚 げ 加 熱 し た コ ロ ッ ケ の 外 皮 の み を は が し,約0.5cm×3cmの 短 冊 型 に 切 り取 り幅 と厚 さ を ノ ギ ス で 正 確 に 測 定 し た の ち,引 張 強 さ(N/ cmり お よ び 伸 び 率(△ 尼μ)を ネ オ カ ー ド メ ー タ ー(飯 尾 電 気M-302)で 測 定 し た 。 ス プ リ ン グ重 量800g,試 料 長 さ(尼)は2cmと し た 。 △ 尼 は 破 断 時 の 伸 び(cm)で あ る 。 ま た 外 皮 約2.5cm四 方 に 切 り取 り,カ ー ド メ ー タ ー マ ッ ク ス(飯 尾 電 気 ・ME-303)で 破 断 強 度 を 測 定 し た 。 感 圧 軸 直 径3mm,ス プ リ ン グ 重 量 お よ び ウ エ イ ト400gと し た 。 3)外 皮 お よ び 内 容 物 の 水 分 含 量 プ ラ ス チ ッ ク フ イ ル ム 常 圧105℃ 乾 燥 法5)で 測 定 し た 。 揚 げ 加 熱 前 の 試 料 を 調 製 貯 蔵 後,外 皮 と 内 容 物 と に 分 け て そ れ ぞ れ1.5お よ び2.5g程 度 を 採 取 し て 水 分 量 を 測 定 し た 。 測 定 数 は10回 と し そ の 平 均 値 を と っ た 。 尚,内 容 物 に つ い て は 外 皮 境 界 部 か ら約0.5cmま で の 部 分 は 除 い た 中 の 部 分 を 用 い た 。 III結 果 お よ び 考 察 1.冷 却 時 間 の 決 定 冷 却 中 の コ ロ ッケ 中 心 部 温 度 を経 時 的 に 測 定 し,一 定 温 度 に な る ま で の 時 間 を冷 却 時 間 と した 。 図1に2mm衣 試 料 の 温 度 履 歴 を示 し た が,1及 び3mm衣 試 料 の温 度 履 歴 も2mm衣 と差 は な か っ た 。 冷 凍 試 料 は40分 間 で 一〇.5 ℃ ま で下 が り,そ の 後 約1.5時 間 か ら再 び下 降 し始 め,冷 凍 開 始 後 約7時 間 で 一20℃ に一 定 した 。-3℃ 解 凍 試 料 は 冷 凍 処 理 後 の 試 料 をパ ー シ ャ ル フ リー ジ ン グ室 に 移 して か ら13 時 間 後 に 一3℃ で 一 定 と な っ た 。4℃ 解 凍 試 料 は 冷 凍 処 理 後 の試 料 を冷 蔵 室 に 移 し て か ら4℃ で一 定 とな る の に15時 間 を要 し た 。 -2℃ 冷 却 試 料 お よ び5℃ 冷 却 試 料 は庫 内 温 度 に近 づ くの に長 時 間 を要 した の で そ れ ぞ れ 一2℃ 及 び5℃ とな る2時 間 を冷 却 時 間 と決 定 し た 。 以 下 に試 料 の 冷 却 時 間 を記 す 。 *-2℃ 冷 却 試 料:バ ー シ ャ ル フ リー ジ ン グ 室 で2時 間 冷 却 051015 〈B.冷 凍 後解凍 試料〉 冷却 時間(時 間) 図1試 料 冷 却 中 の 中 心 部 温 度 *冷 凍 後4℃ 解 凍 試 料:7時 間 冷 凍 処 理 後 冷 蔵 室 に て15時 間解 凍 *冷 凍 後 一3℃ 解 凍 試 料:7時 間 冷 凍 処 理 後 パ ー シ ャ ル フ リー ジ ン グ室 に て13時 間 解 凍 対 称 と して の 冷 凍 試 料 お よび 冷 蔵 試 料 は前 報 同 様3),冷 凍 室 で7時 間 冷 却 お よび 冷 蔵 室 で2時 間冷 却 と した 。 2.揚 げ時 間 の 決 定 揚 げ 時 間 は 前 報1)∼3)同様 に して,余 熱 も含 め て 中心 部 温 度 が70℃ 以 上 に な り,適 度 な 焦 げ 色 とな る時 間 と した 。 以 下 に 試 料 の揚 げ 時 間 を記 す 。 *-2℃ 冷 却 試 料:5分 *冷 凍 後4℃ 解 凍 試 料:3.5分 *冷 凍 後 一3℃ 解 凍 試 料:5分 対 称 と して の 冷 凍 試 料 お よび 冷 蔵 試 料 の 加
熱 時 間 は 前 報 同 様3)5.5お よ び3.5分 と し た 。 な お 表1に,コ ロ ッ ケ の 揚 げ 時 間 毎 の 余 熱 を 含 む 中 心 部 最 高 温 度 を 示 し た 。 表1試 料 コ ロッケ の余 熱 を含 む 中心 部 最高 温度(℃) 揚げ時間(分) 3.0 3.5 /' 4.5 5.0 5.5 6.0 試 料 の 外皮 (冷 却 方 法)厚 さ 1 -20°C 2 冷 却 3 61 63 66 67 68 70 73 75 74 78 79 冷凍後1 58 62 70 一3C2 60 66 73 解 凍3 62 67 74 冷凍後1 68 70 78 4°CZ 70 73 80 解 凍3 72 75 80 3.コ ロ ッケ 加 熱 中 の 内 部 温度 の 変 化 上 記 揚 げ 時 問 で加 熱 した2mm衣 コ ロ ッケ の 内 部 温度 の 経 時変 化 は 図2の よ う で あ っ た 。 いず れ の 冷 却 方 法 を用 い た 試 料 も,外 皮近 傍 部 温 度 は 衣 が 薄 い 程 高 く,余 熱 を含 む 中 心 、 部 温度 は 衣 が 厚 い ほ ど高 く な る傾 向 が み られ た 。 外皮 近 傍 部 とは 外 皮 と内容 物 の 境 界付 近 で あ るか ら,衣 の厚 さ に伴 な って 油 温 の影 響 を受 け に く く温 度 上 昇 が 遅 れ る もの と考 え ら れ る。 どの 試 料 も加 熱 前 試 料 温 度 が 低 い た め, 加 熱 終 了 時 で も100℃ に達 す る こ とは なか っ た 。 中心 部 温 度 につ い て は加 熱 終 了後 の余 熱 に よ る温 度 上 昇 が 大 き く,そ の程 度 は衣 の厚 さ に比 例 した 。 こ れ は 衣 の厚 い ほ うが 放 熱 量 が 少 な く,熱 を保 ち 易 い た め と思 わ れ る。 冷 凍 後 一3℃ 解 凍 試 料 の 中 心 部 温 度 は 一20℃ 冷 却 試 料 と同様 に加 熱 終 了 時 に20℃ に 達 し て い な か っ たが,そ の後 の余 熱3.5∼4分 で70℃ ま で に な った 。そ れ に比 べ て 一2℃ 冷 却 試 料 は 外 皮 近 傍 部 お よび 中心 部 共 に加 熱 中 の 温 度 上 昇 が大 き く他 の試 料 に比 べ て特 異 的 で あ った 。パ ー シ ャル フ リー ジ ン グ 室 の 冷 却 温 度 域(-3 ±1℃)で は試 料 中 に氷 と水 の混 在 状 態 が考 え られ,冷 却 温 度1℃ の差 で 温度 上 昇 が 大 き く違 っ て くる もの と思 わ れ る。 また冷 凍 後4℃ 解 凍 試 料 の 場 合,加 熱 初 期1分 ま で の 間 に 一 時 的 に 急 激 な温 度 上 昇 が あ り,5℃ 冷 却 試 料 と は 異 な る特 異 的 な 温 度 カ ー ブ を描 い た 点 が 興 図2揚 げ加 熱 中 の 内 部 温 度 履 歴(2mm衣) 写 真1破 裂 の様相 味 深 い現 象 で あ り今 後 検 討 した い 事 象 で あ る。 4.破 裂 の 様 相,程 度 お よび 破 裂 開 始 時 間 外 皮 に 亀裂 な ど の損 傷 が な く,内 容 物 の 流 出 が み ら れ な い もの を最 適 な コ ロ ッケ と し破 裂 穴 の 長 径 と短径 の 総 和(tcm)か ら破 裂 の
程 度 を評 価 し たD。 破 裂 穴 の 小 さ いt<0.5 cmの コ ロ ッケ を可 食 コ ロ ッケ とし た 。破 裂 の 様 相 に は 前 報 同 様1)∼3),外皮 表 面 部 に 起 こ る 表 層 部 破 裂 と コ ロ ッケ 全体 が 大 き く縦 に 裂 け る全 体 破 裂 が 見 ら れ た(写 真1)。 そ れ ぞ れ の 試 料 コ ロ ッケ の破 裂 の 様 相 お よ び破 裂 の 程 度 を図3に 示 し た。 ま た平 均 破 裂 開 始 時 間 を 表2に 示 した 。 尚対 照 と して の 一20℃ 冷 却 試 料,5℃ 冷 却 試 料 お よび20℃ 室 温 試 料 の 結 果 も併 記 し た 。 1)外 皮1mmの 薄 衣 コ ロ ッケ の場 合 室 温 試 料 で は100%す べ て破 裂 して 非 可 食 で あ っ たが,冷 却 処 理 に よ り可 食 コ ロ ッ ケ の 割 合 を増 や す こ とが で き た。 特 に5℃ 冷 却 及 び 一20℃ 冷 却 す る こ と で ほ とん どが 可 食 コ ロ ッケ とな り破 裂 を5%以 下 に抑 え る こ とが で き た3)。-2℃ まで 冷 却 し た 試 料 や,冷 凍 後 4℃ お よ び 一3℃ ま で 解 凍 した試 料 は,破 裂 の 抑 制 効 果 は 約50%程 度 で あ っ た が,破 裂 穴 表2平 均破 裂 開始時 間 外 皮 破 裂 時 間(分) コ ロ ッケ 種 類 厚 さ (mm) 表層部破 裂 全体 破裂 1 2'05 一20℃ 冷 却 試 料 2 1'37 3 2'37 4'57 1 1'03 冷 凍 後 2 1'07 一3℃ 解 凍 試 料 ! 3 1'30 1 1'02 冷 凍 後 2 0'54 2'17 4℃ 解 凍 試 料 3 2'23 1 1'29 一2℃ 冷 却 試 料 2 1'05 2'14 3 3'00 1 1'31 5℃ 冷 却 試 料 2 2'23 2'16 3 3'08 1 0'47 20℃ 試 料 2 1'37 3 2'48 B C な し 可食 なし
の欝Q沸
轟 贏 瓢
図3コ ロ ッケ の 破 裂 の 様 相 と程 度 A:冷 凍 後4℃ 解 凍試 料B:冷 凍 後 一3℃ 解凍 試料 C:-2℃ 冷 却 試料が 小 さい 可 食 コロ ッ ケ の割 合 は55∼75%で あ っ た 。 これ ら外 皮1mmの 薄 衣 コ ロ ッケ の 破 裂 は全 て 表 層 部 破 裂 で あ り,破 裂 は全 て加 熱 初 期(1∼2分)に 起 き た(表2)。 室 温 コ ロ ッケ に お け る 表 層 部 破 裂 の 機 構 は 外皮 強 度 の圧 力 換 算 値 と外 皮 境 界部 の 飽 和 蒸 気 圧 との 力 関 係 に お い て 説 明 で きた1)2)。つ ま り,外 皮 の破 断 強 度 を圧 力 に換 算 し た値 よ り も外 皮 境 界 部 の 温 度 に 相 当す る飽 和 蒸 気 圧 の 方 が 上 回 っ た と き に 表 層 部 破 裂 が 起 きた 。 -20℃ 冷 却 試 料 お よび5℃ 冷 却 試 料 の破 裂 も同様 の 機 構 で 説 明 出来 た3)。つ ま り内容 物 の 温 度 が 低 温 で あ る た め に 境 界部 の 温 度 上 昇 も 遅 れ,皮 を破 る程 の 蒸 気 圧 が 高 ま ら なか っ た 為 で あ る 。 そ こ で 同様 に,-2℃ 冷 却 試 料, 冷 凍 後4℃ 解 凍 試 料 お よび 冷 凍 後 一3℃ 解 凍 試 料 につ い て も こ の機 構 を検 討 して み た 。 前 報 同 様1)3),外 皮 近 傍 部 温 度 か ら相 当す る飽 和 蒸 気圧 を求 め た。一 方 外皮 の 強 度 は前 報 同様1)3) 破 断 強 度 を測 定 して 圧 力 に 換 算 した(図4)。 そ の 結 果,い ず れ の 試 料 も低 温 で あ る た め に加 熱 終 了 時 で も境 界 部 蒸 気 圧 は低 く破 裂 は 起 き な い 条 件 に あ っ た 。 だ が,現 実 に50% 程 が破 裂 して い た こ とは この 機 構 だ け で は 説 明 出 来 ず,パ ー シ ャル フ リー ジ ン グ とい う氷 温貯 蔵 法 や,冷 凍 後 長 時 間(13∼15時 間)か け て 解 凍 す る こ とに よ る内 容 物 か らの水 分 の 移 動 お よ び 組 織 の 不 均 一 な どが 原 因 で,部 分 的 に 皮 の 強 度 の 薄 い部 分 で 蒸 気圧 が 高 ま り破 裂 が 起 き た と推 定 した 。 2)外 皮2お よ び3mmの 厚 衣 コ ロ ッケ の 場 合 加 熱 前 温 度20℃ の厚 衣 試 料 は加 熱 後 期 に, 100%が 全 体 破 裂 した。2mm衣 低 温処 理 コロ ッ ケ に お い て は,冷 凍 試 料 に 約50%程 度 の 破 裂 抑 制 効 果 が み られ た 以 外 は殆 ど20℃ 試 料 と 変 わ らな か った 。 また 冷 凍 処 理 を経 た 試 料 は 皮 が 脆 性 で 強 度 も弱 くな っ て お り4),室 温 試 料 とは 異 な る破 裂 の機 構 が 考 え られ た 。 室温 コ ロ ッケ の 全 体 破 裂 は 揚 げ加 熱 中 の 内 容 物 全 体 の 熱 膨 張 を外 皮 が 支 え き れ な くな って 起 こ る もの で あ っ た2)。そ こ で,-2℃ 冷 却 試 料, 冷 凍 後4℃ 解 凍 試 料 お よび 冷 凍 後 一3℃ 解 凍 試 料 につ い て も,前 報 同 様3)コ ロ ッケ 内 容 物 平 均 温 度(外 皮 境 界部 温 度 と中 心 部 温 度 の 平 均 値x℃)か ら 内容 物 膨 張 量y(%)を,{実
123450123450123 揚 げ 時間(分)揚 げ時 間(分)揚 げ 時 間(分) A:-2℃ 冷却 試 料B:冷 凍 後 一3℃ 解 凍試 料C:冷 凍 後4℃ 解凍 試料 i外 皰 ぴ率 よ り勦 し嬾 界 体纖 蝿 一 内容 物 の皺 上昇 に伴 う膨 張 量 図5外 皮 よ り推 定 した 限 界 体 積 膨 張 量 と内 容 物 膨 張 量 と の 関 係(3mm衣 試 料) 験 式y=-3.7+0.17xを 用 い て}算 出 し, 外 皮 伸 び率(△ 尼μ)か ら推 定 した 限 界体 積 膨 張 量(伸 び 率 ×3)と の 関係 か ら破 裂 の 機 構 を検 討 し た。 図5は 揚 げ 時 間 に 伴 う内容 物 の 膨 張 量 と外 皮 の膨 張 量 との 関係 をみ た もの で あ る 。20℃ 試 料 に お け る全 体 破 裂 は,外 皮 か ら推 定 した 限 界体 積 膨 張 量 を内 容 物 熱 膨 張 量 が 上 回 った 時 に 起 き た2)が,今 回 の 試 料 も,冷 凍 に よ り 皮 の 強 度 が 変 化 し た こ とや4),パ ー シ ャル フ リー ジ ン グ に よ る外 皮 強 度 の 不 均 一 性 の た め 内容 物 の 低 い膨 張 量 で も全 体 破 裂 が 起 き る こ とが示 唆 さ れ た 。 以 上,-2℃ 冷 却 試 料 や 冷 凍 後 解 凍 試 料 に お い て は 冷 却 処 理 中 の 外皮 と 内容 物 との 水 分 移 動 も破 裂 に 関 与 す る と考 え られ る の で 水 分 含 量 測 定 結 果(図6)を 検 討 し た 。 対 照 と し て20℃,-20℃ お よ び5℃ 試 料 の 測 定 結 果 も 併 記 した 。 冷 凍 処 理 に よ り外 皮 の水 分 含 量 は 表 面 か ら の 蒸散 で 冷 却 前 よ り減 少 して い た が,そ の 後 の長 時 間 の解 凍 時 間 中 に 内容 物 か らの 水 分 移 動 が 起 こ り再 び 増 加 して い た 。 た だ し冷 凍 後 一3℃ 解 凍 試 料 で は 大 きな 変 化 が 見 られ なか っ た 。 こ の よ うな 外 皮 の水 分 含 量 の 違 い が 外 皮 の性 質 に影 響 して い る よ う に思 わ れ た 。 そ 図6各 試 料 コ ロッケの 水分含 量(2mm衣 試 料) こ で2mm衣 試 料 の 外 皮 の 破 断 強 度 測 定 結 果 (表3)か ら考 察 した 。脆 性 の 強 い 一20℃ 冷 却 試 料 の 強度 は弱 くな っ て い るが,外 皮 水 分 含 量 の 多 くな って い る5℃ 冷 却 試 料 や 冷 凍 後 4℃ 冷 却 試 料 お よ び 一2℃ 冷 却 試 料 の 強 度 は 大 き く,む し ろ室 温 試 料 の そ れ に近 い もの で あ っ た 。 こ の こ とに よ り冷 却 中 の 外 皮 の 水 分 減 少 は 外 皮 の 脆 性 を 強 め る一 要 因 に な る こ と が 前 報 同 様4)こ こで も示 唆 さ れ た 。 一20
表3外 皮 破 断 強 度(2mm衣 試 料)(N/cmり 戯時 間 ㈲ コロ 0.5 1.0 2.0 3.0 4。0 5.0 ンケ種類 6.05 11.74 21.88 42.47 20℃ 試料 ±1.07 ±1.84 ±3.69 ±10.87 5°C 6.29 10.79 19.87 34.17 冷 却試料 ±1.12 f1.85 ±4.33 ±10.88 一2C 11.96 19.44 28.63 45.04 冷 却試料 ±2.03 ±3.23 .. ±7.97 一20C 3.09 12.51 23.04 34.43 50.03 冷 却試料 ±1.39 ±2.56 ±6.35 ±9.15 ±4.23 冷 凍 後 5.50 .. 20.40 43.40 4C 解凍試料 ±1.06 :: ±3.95 ±7.85 冷 凍 後 6.39 14.86 22.17 33.36 44.92 一3C 解凍試料 ±1.61 ±3.81 ±5.a7 ±10.67 ±7.57
