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スマートな分光光度計は、数百のコーヒー豆の色を同時に測定できる。画像ソースUnsplash ユーザー Jason Wong

米国は世界で最も熱心なコーヒー愛飲家の国である。1これはコーヒー業界にとっては素晴らしいニュースだが、コーヒーメーカーにとっては潜在的な課題でもある。量と質の両方に対するこの毎日の高い需要を満たすために、メーカーは製品を可能な限り安定して美味しくする必要がある。焙煎にばらつきのある豆でたった一度でも悪い経験をすれば、将来的に顧客の商品に対する認識に影響を与えかねない。

このため、色の品質管理はコーヒー業界にとって不可欠である。色はコーヒーの焙煎度や風味と密接に結びついていることが多いため、安定した豆のバッチを持つことが重要なのです。しかし、コーヒー製品の色の一貫性を確保する最善の方法は何でしょうか？コーヒー豆や挽き豆のような質感のあるサンプルの色を測定するために特別に設計されたスマート分光光度計の使用を検討することができます。スマート分光光度計を使用すると、可能な限り正確な色測定ができるだけでなく、プロセスの時間と労力を大幅に節約できます。

コーヒーサンプルの色測定は必ずしも迅速かつ簡単ではない

色の品質管理はコーヒーの製造工程で欠かせないステップだが、だからといってコーヒーの色を測定するのが簡単ですぐにできるかというと、必ずしもそうではない。実際、コーヒーメーカーが豆の色を分析しようとする際に直面する課題は数多くある。以下はその一部である：

• 不正確な分析: 肉眼だけで豆や挽いたコーヒー製品の色を分析すると、製品の色を誤解する可能性があります。色の感じ方は人によって主観的であり、特定の環境要因（照明など）によって、実際の色よりも濃く見えたり、薄く見えたりすることがあるからです。
• 小さすぎるサンプル：コーヒーの小さなサンプルは、バッチ全体の色を正確に反映していない可能性があります。例えば、コーヒー豆の一部が他の豆よりも焙煎熱源に近かった場合、それらの豆の色は濃くなります。2 それらの豆の色だけを測定した場合、すべての豆が焙煎されすぎていると考え、バッチ全体を捨ててしまうことになるかもしれません。一般的に、コーヒー製品のより大きなサンプルを測定すると、バッチ全体をより反映するので、より正確な結果を提供します。
• 時間のかかる測定: 製品の色を分析するために分光光度計を使用するとしても、標準的な卓上型や携帯型の装置の多くは、サンプルの小面積の測定しかできません。つまり、一度に数粒の豆やコーヒーの粉の色しか分析できません。バッチ全体が色の許容範囲内にあるかどうかを判断するには、多くの小さなコーヒーサンプルの測定を複数回行い、これらの個別の測定値を平均して最終的な色の一貫性の結果を得る必要があります。このプロセスには多大な時間と労力がかかります。
• サンプルホルダーの交換が必要: 標準的な分光光度計には、サンプルホルダーが付属していることが多く、ガラスやプラスチックのカバーで、中のサンプルが装置のセンサーに触れないように保護するように設計されています。これらのタイプのホルダーの問題点は、時間が経つにつれて傷がついたり、製品で汚染されたりすることです。毎回正確な測定を行うためには、これらのホルダーを頻繁に交換する必要があります。

飲料、食用油、アルコールやグリコールなどの中間化学物質などの商品を製造する企業にとって、透明プラスチックプリフォームは最終製品の容器を形成するために不可欠です。これらのプリフォームの色も同様に重要であり、最終製品の外観を決定し、消費者の受容、購買決定、品質の認識に影響を与えるのに役立っている。

顧客に影響を与えるだけでなく、色の一貫性は製造コストを抑制します。原材料から完成品に至るサプライチェーン全体の品質保証（QA）を維持するために、製造の各段階における色測定の重要性は、すべての企業が認めています。

透明プラスチックプリフォームにおける色の一貫性の課題

原料のばらつきから加工条件や物理的特性まで、複数の要因が透明プラスチックプリフォームの外観に影響を与える可能性があります。一貫性と望ましい外観を達成するためには、克服すべき特有の課題があります。

原材料のばらつき

原料のばらつきは、あらゆるプラスチック製造業者や、プラスチックプリフォームに依存する製造業者にとって頻繁に起こる課題である。

世界の規制機関と消費者は持続可能性を受け入れており、再生ポリエチレンテレフタレート（rPET）をより多く使用することへの要求が高まっている。rPETには黄変を防ぐための蛍光増白剤（OBA）が多量に含まれていることが多いためだ。rPETのバリエーションをうまく管理するためには、色の測定が非常に重要になります。この段階で色を定量化することで、美観、品質、性能を維持するための科学的、客観的、データ主導の意思決定が可能になります。

その他の課題としては、最終的な色に影響を与える添加剤や顔料の量や種類のばらつきがある。さらに、埃のような汚染物質や、以前の生産で残留した色が、外観や透明度の変化につながることもある。

プリフォームの物理的特性

透明なプラスチックプリフォームは、その物理的特性により、当然ながら測定上の課題がある。

プリフォームの形状と仕様が、最初の難関となる。輪郭のある表面や厚みのばらつきは、本質的に冷却速度に影響を与え、色の一貫性に変化をもたらす可能性があります。不正確なサンプルの提示は、さらに測定精度に影響を与えます。

さらに、透明プラスチックプリフォームは、色の知覚に影響を与えるヘイズの影響を受けやすい。この曇りは、プラスチック内に埋め込まれた微粒子によって引き起こされることが多く、光がサンプルと相互作用する際に散乱します。

分光光度法はどのように課題に対処するか

分光光度計は、透明プラスチックプリフォームの色を定量化する最も正確で客観的な方法です。一流の分光光度計は、観察者の疲労、エラーを起こしやすい評価、外観の知覚に影響を与える周囲の環境のばらつきなど、手作業による視覚評価の問題を解決します。

透明で輪郭のある表面に特化した設計

この装置は、特殊な光学形状と制御された照明によって、透過率（サンプルを透過する可視スペクトル内の特定波長の光の強度）を測定し、科学的な数値色彩データを提供します。オペレーターは、黄色度指数のような確立されたスケールや指標と読み取り値を比較することで、プリフォームが許容範囲内にあることを確認し、一貫性のある再現性の高い結果を得ることができます。

当て推量なしに高いrPET含有率

分光光度計による厳密な色管理は、ブランドが外観を犠牲にすることなくrPETを増やす方法でもあります。客観的な色データを数秒以内に入手できれば、外観を守りながらリサイクル率を高めることができます。着荷時に色測定を取り込み、推定値ではなくデータからOBA投与量を設定する。また、工程内評価と最終検査に同じアプローチを使用することで、品質管理（QC）を維持し、異なるサイトやサプライヤーであっても色の一貫性をサポートするために、変更をより迅速に特定することができます。

ピーナッツバターにはアメリカ独自の歴史があり、消費者はピーナッツバターの見た目に強いこだわりを持っている。画像出典Flickrユーザー Denise Krebs

ロンドンに住んでいた頃、アメリカで最も恋しかったもののひとつがピーナッツバターだった。たしかにイギリスにもピーナッツバターはあったが、それは違うもので、見過ごせるような違いではなかった。そしてわかったのは、そう感じていたのは私だけではなかったということだ。実際、アメリカのピーナッツバターは注目の商品だった。誰かが休暇で帰省したり、アメリカから来客があるたびに、私たちはピーナッツバターの注文を入れ、自分たちが知っていて大好きなものが手に入るまで待ち焦がれたものだ。

アメリカ人がピーナッツバターと独特な関係を持っているのは理にかなっている。医師でありベジタリアンであったジョン・ハーヴェイ・ケロッグが、1890年代に患者に健康的で食べやすいタンパク源を提供するためにナッツバターを与え始めたのだ。1 同時に、彼は健康食品店にピーナッツの粉砕機を供給し始め、ニッチで高価なピーナッツバターの比較的小さな市場を繁栄させた。

ジョセフ・ローズフィールドがピーナッツバターの製造工程に水素添加脂肪を導入し、油の分離を防いで製品の魅力を飛躍的に高めたのだ。ローズフィールドの発明は、「（第二次世界大戦中）肉が不足し、市民や兵士が代わりのタンパク質を求めるようになった」2 ちょうどそのときから、ピーナッツバターは急成長した。今日、アメリカ人はピーナッツバターに年間18億ドル以上を費やしており、これは世界のどの国よりも多い。3 アメリカで栽培されるピーナッツの半分以上がピーナッツバターになる運命にある。

この歴史は、アメリカ人がピーナッツバターにどのように接し、消費者の購買意欲を高めてきたかを物語っており、注目に値する。ピーナッツバターは、まれにしか食べられないエキゾチックな食べ物としてではなく、生涯を通じて消費される主食であり、小学校の給食で食べた思い出の味であり、快適な食べ物であり、私たちの文化と切っても切れない関係にある。親しみがあり、愛されている。そのため、消費者はピーナッツバター製品に非常に特別な期待を抱き、味や見た目、香りに関して強い嗜好を持っている。特にピーナッツバターの色は、消費者の選択と経験に影響を与えるという点で最も重要である。

ピーナッツバターの色は品質の重要な指標であり、原材料の品質と加工の正確さの両方を反映している。
画像ソース：Pexels user stock.tookapic.com

生育条件は、オレンジジュースの色に大きく影響する。画像出典：Unsplashユーザー Brian Jimenez

オレンジ園を経営している場合、お金は木で育ちます。もしあなたが幸運にもオレンジビジネスに携わっているのであれば、可能な限り最高品質のオレンジを生産し続けるための最良の方法を知っておくことはとても重要なことなのです。理想的な土壌の配合とは？どのミネラルや栄養素をどのような割合で木の根に与えるべきか？どの程度の温度と湿度であれば、病害虫の発生を検査する必要があるのか？という単純な疑問に対する答えを知るために、多くの変数を測定し、互いに比較しなければならない。分光光度計を使ってオレンジの色を評価し、その色の発色に寄与した要因を調べることで、答えを得ることができる。

オレンジジュースの色が消費者の味覚に影響を与えるという研究結果が発表された。画像ソースUnsplash ユーザー JÉSHOOTS

赤ワインに沈殿物があることに気づいたことはありますか？写真クレジット：Pexels User Timur Saglambilek

熟成したボルドーの栓を抜いたら、ボトルの底に分厚い沈殿物が溜まっていたことはないだろうか。この砂粒のような沈殿物は食欲をそそらないように見えるが、実は熟成したワインで主要な役割を果たす無害な化合物の集合体である。ワインの中の固形沈殿物は、時間の経過とともに発酵した果汁と混ざり合い、新しい風味化合物を形成し、熟成とともにワインの味を良くする。これらの化合物が期限切れになると、ボトルの底に沈む。

ワインの濁度が低いと、ワインはよりクリアに見えるが、濾過しすぎると数十年の熟成に悪影響を及ぼすこともある。それに比べ、濁度の高いワインはセラーでより長く熟成させることができますが、カジュアルな飲み手には美味しくないと思われることがよくあります。ワイナリーの目標は、これら2つの要素の理想的なバランスを見つけることであり、多くのワイナリーは、ワインの濁度を事前に測定することによって、それを実現している。

ワインの濁度はスタイルによって異なる

ワインメーカーの中には、ワインの濁度が高いことを好む者もいれば、沈殿物がほとんどないことを好む者もいる。例えば、オーガニック、つまり「ビオディナミ」のワイナリーは、ワインの自然な状態を妨げると風味に悪影響を及ぼすと考えるため、瓶詰めの際にできるだけかすんだ濁りを残そうとする。また、消費者は、ビオディナミワイン1 にかすみがあり、かなりの量の沈殿物があることを期待している。場合によっては、濁度が高いと、特定の顧客にとってワインがより食欲をそそるように見える。

しかし、ほとんどのワイナリーは、できる限り沈殿物を取り除くことを選択する。自分たちのワインをメインストリームのカジュアルな飲み手にアピールしたいワイナリーは、瓶詰め前にワインを透明に見せたいと思うだろう。全ワインの90％2 は購入後1年以内に消費されると推定されている。これらのワインは長期熟成を想定していないため、ボトル内に余分な沈殿物があると、化合物が失効して容器の底に沈むのに十分な時間がありません。このため、大半のワイナリーはワインをろ過して、実質的に透明な液体にする「清澄化」を行う。

ワインの透明度を一定にすることが重要だ。Photo Credit: Flickr User Didriks.

分光光度計のような色測定ソリューションは、濃い豆と焦げた豆の違いを見分けるのに役立つ。画像ソースMaxPixelユーザー Nikon D7100

浅煎りは深煎りよりも多くのフレーバーを持っていますが、現実には、多くの顧客はまだ深煎りコーヒーを好みます。実際には、推定 42 ％ の消費者が毎日深煎りコーヒーを飲む、ライト ロースト コーヒーを飲む消費者のわずか 15 ％ に比べて。1 このため、多くのコーヒー メーカーは、市場のすべてのスペクトルをカバーするために両方のスタイルの豆を作ることを選択します。

しかし、ダークローストを好むからといって、コーヒーに焦げた味を求めるわけではありません。米国で多くの深煎りコーヒー愛飲者に対応し、完璧な焙煎を行うには、コーヒー豆専用に設計された色測定ソリューションのシステムが必要です。結局のところ、焙煎機にかける時間がほんの数分長すぎるだけで、太く濃い豆と焦げた豆の違いが出てしまうのです。

豆によっては色が濃く、焙煎時間が長すぎたのかどうか見分けがつかないものもある。画像出典ウィキメディア・ユーザー、ダン・ボリンジャー

製品のロットにばらつきが生じると、顧客からの苦情、製品の廃棄、そして利益に悪影響を及ぼす高額な手直し作業など、次々と問題を引き起こす可能性があります。パプリカの色を測定する場合でも、朝食用シリアルを測定する場合でも、粒子径のばらつきは、製品ライン全体におけるブランドの一貫性を損なう恐れがあります。

測定結果のばらつきは、あくまで一症状に過ぎません。真の問題は、特定の粒子サイズに適さない分光光度計や測色計を選択している点にあります。微細なスパイス粉末と不規則な形状のスナック菓子では、それぞれ異なるアプローチが必要ですが、多くの食品メーカーは依然として、自社の試料特性に合わせて設計されていない測定機器を使い続けています。粒子サイズが色測定に及ぼす影響を理解し、その問題に対処する最善の方法を模索することが、一貫性があり再現性のある結果を得るための第一歩となります。

食品の粒子サイズの違いによって、どのような色測定上の課題が生じるのでしょうか？

微粉末の正確なデータを収集することは、スナック菓子における外観の評価とは、まったく異なる課題を伴います。

小さな粒子が大きな問題を引き起こすとき

スパイス、調味料、粉末状の香味料などの微細な粒子は、適切に扱えば比較的均一な表面を形成することができます。しかし、その均一性を常に維持することこそが、多くの粉末色測定プログラムの課題となっています。試料の調製過程で沈降や圧縮が生じると、表面の質感が不均一になることがよくあります。わずかな不均一さでも、光と材料との相互作用に影響を与え、実際の製品の色とは無関係な測定誤差を引き起こす原因となります。

このような微細な粒子の場合、試料表面が適切に処理されていれば、1インチの視野（AOV）で十分な測定範囲を確保できます。重要なのは、人為的な表面のばらつきを引き起こす操作者による誤差を排除することです。試料や実験担当者にかかわらず、取り扱い手順を統一することで、より予測可能な測定条件を作り出すことができます。

大粒子測定における落とし穴

シリアル、ナッツ、スナック菓子、豆類、その他のかさばるものや不規則な形状の粒子は、計量において全く異なる課題をもたらします。

滑らかな表面に沈着してしまう微細な粉末とは異なり、大きな粒子はそれぞれの形状を保ったまま、粒子間に隙間を作ります。この隙間により、試料容器内での粒子の沈着状態によって、光の透過の仕方が異なります。測定方法によっては影の部分が多く捉えられることもあれば、粒子の表面が直接捉えられることもあり、その結果、測定結果にばらつきが生じます。

大きな粒子を含む試料の表面テクスチャのばらつきは、正確なデータ取得をさらに困難にします。個々の粒子は曲面や不規則なエッジ、厚みのばらつきを持つ場合があり、それによって生じる影や光の反射パターンは、試料の向きによって変化します。滑らかで均一な表面を想定して設計された、1インチの測定視野（AOV）を持つ従来の色分光光度計は、限られた領域での単一測定に依存しているため、こうしたテクスチャのばらつきへの対応が困難です。