JP7772701B2

JP7772701B2 - 固形乳

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Publication number: JP7772701B2
Application number: JP2022540010A
Authority: JP
Inventors: 哲神谷; 圭吾羽生; 彩加藤
Original assignee: Meiji Co Ltd
Current assignee: Meiji Co Ltd
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2021-03-12
Publication date: 2025-11-18
Anticipated expiration: 2041-03-12
Also published as: JPWO2022024446A1; WO2022024446A9; WO2022024446A1; CN116056583A

Description

本発明は、固形食品及び固形乳に関する。

固形食品として、粉乳を圧縮成型した固形乳が知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。この固形乳は、温水中に投入することで速やかに溶解する溶解性が要求されるとともに、輸送適性、即ち輸送中や携行中に割れたり崩れたりする破壊が生じないような破壊耐性が要求されている。

粉乳をはじめとする食品粉体を圧縮成型する打錠機として、２つの臼穴部を有するスライドプレートを水平方向に往復動する打錠機が知られている（特許文献３参照）。

特許第５３５０７９９号公報特許第５６８８０２０号公報特開２００７－３０７５９２号公報

固形食品あるいは固形乳が製造装置等に付着したときに固形食品あるいは固形乳を剥離するのに必要な力を付着力と称する。

食品粉体又は粉乳を圧縮成型し、扱いやすい強度を備えながら、さらに付着力を高めた固形食品および固形乳が望まれている。

本発明は、付着力を高め、扱いやすい強度を有する固形食品及び固形乳を提供することを目的とする。

本発明の固形食品は、食品粉体を圧縮成型した固形状の固形食品であって、前記固形食品の破断応力は０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上であり、平坦な面に対する剥離せん断応力が０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える。

本発明の固形乳は、粉乳を圧縮成型した固形状の固形乳であって、前記固形乳の破断応力は０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上であり、平坦な面に対する剥離せん断応力が０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える。

本発明によれば、食品粉体を圧縮成型した固形状の固形食品であって、固形食品の破断応力は０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上であり、平坦な面に対する剥離せん断応力が０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える。剥離せん断応力は、付着力を剥離面積で除した値である。上記の固形食品は、付着力が高められており、扱いやすい強度を有する。

また、本発明によれば、粉乳を圧縮成型した固形状の固形乳であって、固形乳の破断応力は０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上であり、平坦な面に対する剥離せん断応力が０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える。上記の固形乳は、付着力が高められており、扱いやすい強度を有する。

第１実施形態に係る固形乳の斜視図である。図１の固形乳のＸ１－Ｘ２における断面図である。図１の固形乳のＹ１－Ｙ２における断面図である。打錠機のスライドプレート、上杵及び下杵の位置を説明する説明図である。第１圧縮開始時の上杵及び下杵の位置を説明する説明図である。第１圧縮終了後かつ第２圧縮開始時の上杵及び下杵の位置を説明する説明図である。実施例に係る固形乳の表面における結晶化率の増加比β／（α＋β）及び固形乳の破断応力（Ｎ／ｍｍ^２）の関係を示すグラフである。実施例に係る固形乳の表面における結晶化率の増加比β／（α＋β）及び固形乳の剥離せん断応力（Ｎ／ｍｍ^２）の関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について説明する。しかしながら、以下説明する形態は、あくまで例示であって、当業者にとって自明な範囲で適宜修正することができる。

＜第１実施形態＞
（固形乳１０Ｓの構成）
図１は、本実施形態に係る固形乳１０Ｓの斜視図である。図２は図１の固形乳１０ＳのＸ１－Ｘ２における断面図である。図３は図１の固形乳１０ＳのＹ１－Ｙ２における断面図である。

固形乳１０Ｓは、粉乳を圧縮成型した固形状の本体１０を有する。本体１０は、ＸＹ平面に平行で平坦な第１面１０Ａと、ＸＹ平面に平行で平坦な第２面１０Ｂとを有する。第１面１０Ａと第２面１０Ｂとは背中合わせの面である。本体１０の形状は、圧縮成型に用いる型（打錠機の臼）の形状によって定まるが、ある程度の寸法（大きさ、厚さ、角度）をもつ形状であれば特に限定されない。本体１０の概略形状は、円柱状、楕円柱状、立方体状、直方体状、板状、多角柱状、多角錐台状あるいは多面体状等である。成型の簡便さや運搬の便利さ等の観点から、円柱状、楕円柱状及び直方体状が好ましい。図１～図３に示した固形乳１０Ｓの本体１０の概略形状は、寸法がａ×ｂ×ｃ（図１参照）である直方体状であり、本体１０はＸＺ平面又はＹＺ平面に平行な側面１０Ｃを有する。第１面１０Ａ及び側面１０Ｃから構成される角部及び第２面１０Ｂ及び側面１０Ｃから構成される角部は、それぞれ面取りされたテーパー形状であってもよい。面取りされている場合、運搬する際等で固形乳１０Ｓが壊れる事態を抑制することができる。

表面とは、物質の外側を成す面である。表層とは、表面を含む表面近傍の層である。例えば、表層とは、粉乳の圧縮成型により形成され、さらに硬化処理により硬化された層である。本実施形態の表層は、内部より硬い層となっている。ここで、表層が内部より硬い層であるとは、表層だけを分離するのに必要となる力が、内部を分離するのに必要となる力よりも相対的に大きいことを指す。

本実施形態の固形乳１０Ｓは、粉乳を圧縮成型して硬化した固形状の固形乳であって、固形乳の破断応力は０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上である。ここで、平坦な面に対する剥離せん断応力が０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える。本実施形態の固形乳１０Ｓの大きさの場合、後述のように０．０１５Ｎ／ｍｍ^２の剥離せん断応力は６Ｎの付着力に換算される。

上記の本実施形態の固形乳１０Ｓは、平坦な面に対する付着力が６Ｎを超える。製造工程中の固形乳がベルトコンベアー等の製造装置の接触面へ付着する力が高められ、これにより固形乳の運搬速度を高めても固形乳が吹き飛ばされることが抑制され、固形乳を安定して運搬することが可能となり、製造効率を高めることができる。ここで、付着力とは、固形乳の製造工程においてパンチングスクリーン等の平坦な面上で硬化処理を行った際に固形乳が平坦な面に付着し、固形乳を平坦な面から剥離するのに要する力（荷重）［Ｎ］を示す。具体的には、未硬化の粉乳圧縮成型物をパンチングスクリーン（（株）布引製作所製、材質ＳＵＳ３０４、板厚１．５ｍｍ、穴径２．５ｍｍ、穴中心の間隔３．０ｍｍ～３．５ｍｍ、パンチングスクリーンの開口面積比：４５～４７％）上に載せ、硬化処理を行って固形乳を得る。固形乳は底面のみがパンチングスクリーンに付着した状態となっている。次に、硬化処理直後のパンチングスクリーン上の固形乳の側面に対して、荷重測定装置（岡田精工（株）製のロードセル式錠剤硬度計（ポータブルチェッカーＰＣ－３０））の端子をあてて荷重をかけ、固形乳がパンチングスクリーンから剥離するのに必要な荷重を測定する。ここで、パンチングスクリーンは、荷重測定装置に対して、底面、長側面、短側面のそれぞれ３面が接触した状態で固定されている。また、固形乳は、固形乳１０Ｓの第２面１０Ｂを底面として底面だけがパンチグスクリーンに付着しており、固形乳の硬度計の破断端子で押される側面（側面１０Ｃの一方のＸＺ平面に平行な面）と一対をなす反対側の側面と荷重測定装置の壁面の距離が５ｍｍになるように設置する。硬度計に組み込まれた破断端子は、固形乳１０Ｓに接触する接触面を有し、パンチングスクリーンには接触しない。破断端子の有する接触面は、１ｍｍ×２４ｍｍの長方形であり、この長方形の長軸がＺ軸に平行となる向きに配置される。この破断端子の有する接触面は、少なくとも一部で固形乳１０Ｓの測定点を押すように構成されている。側面１０Ｃの一方のＸＺ平面に平行な面側から硬度計の破断端子で第１面１０Ａの短軸方向（図１のＹ軸方向）に、破断端子が固形乳１０Ｓを押す速度を０．５ｍｍ／ｓとする。固形乳１０Ｓが破断端子に押され、パンチングスクリーンから剥離した時の最大荷重［Ｎ］をもって固形乳１０Ｓの付着力［Ｎ］とする。

ここで、「剥離」とは固形乳１０Ｓ等の試料に静的に荷重をかけたときに剥離することを指す。付着力［Ｎ］は固形乳試料の寸法に依存する物理量である。固形乳試料の寸法に依存しない物理量として剥離せん断応力［Ｎ／ｍ^２］がある。剥離せん断応力は剥離時に単位剥離面積あたりにかかる力であり、固形乳試料の寸法に依存せず、寸法の異なる固形乳試料間でも固形乳試料にかかる力学的な作用を比較できる指標である。剥離せん断応力＝付着力／剥離面積となる。本明細書では簡易的に付着力［Ｎ］を用いて説明をしている場合があるが、これらは剥離面積で除した剥離せん断応力［Ｎ／ｍ^２］として表してもよい。剥離せん断応力を算出する際には、剥離面積を用いて算出する。例えば固形乳１０Ｓの場合、剥離面積は、１０Ｓがパンチングスクリーンに接触している面積であって、１０ｓの底面積３１ｍｍ×２４ｍｍにパンチングスクリーンが１０Ｓに接触している割合である０．５４（パンチングスクリーンの開口率の４６％であるため、パンチングスクリーンが１０Ｓに接触している割合は１－０．４６＝０．５４）の積から求める面積であり、次式で表される（剥離面積（ｍｍ^２)＝[成型体底面積（ｍｍ^２)×(１－パンチングスクリーンの開口割合)]）。

例えば、固形乳１０Ｓの概略形状の寸法が、３１ｍｍ（ａ）×２４ｍｍ（ｂ）×１２．５ｍｍ（ｃ）の直方体状である場合、剥離面積は４０２ｍｍ^２（３１ｍｍ（ａ）×２４ｍｍ（ｂ））×（１－０．４６）である。固形乳１０Ｓの付着力が６Ｎを超える範囲は、付着力を剥離面積（４０２ｍｍ^２）で除して、０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える剥離せん断応力の範囲に対応する。固形乳１０Ｓの剥離せん断応力は、剥離面積の範囲を考慮すると、０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える。

上記の剥離せん断応力は、好ましくは０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超え、より好ましくは０．０２０Ｎ／ｍｍ^２以上、さらに好ましくは０．０２５Ｎ／ｍｍ^２以上、またさらに好ましくは０．０３０Ｎ／ｍｍ^２以上である。上記の剥離せん断応力は、本実施形態の固形乳１０Ｓの大きさの場合、付着力に換算すると、好ましくは６Ｎを超え、より好ましくは８Ｎ以上、さらに好ましくは１０Ｎ以上、またさらに好ましくは１２Ｎ以上である。

上記のように、付着力が上記の範囲内であれば、後述の製造効率を高める効果を享受できる。

上記の本実施形態の固形乳は、好ましくは、α乳糖結晶及びβ乳糖結晶を含み、固形乳の表面における全重量に対するα乳糖結晶の比率の、固形乳の内部のα乳糖結晶の比率に対する差分である結晶化率の増加α（重量％）及び固形乳の表面における全重量に対するβ乳糖結晶の比率の、固形乳の内部のβ乳糖結晶の比率に対する差分である結晶化率の増加β（重量％）の和（α＋β）と、結晶化率の増加β（重量％）との結晶化率の増加比β／（α＋β）をＸｂ、固形乳の平坦な面に対する剥離せん断応力をＹｂ（Ｎ）としたときに、Ｘｂ及びＹｂが下記式（１）を満たす。

０．１３２６Ｘｂ－０．００１３＜Ｙｂ＜０．１３２６Ｘｂ＋０．００８７・・・（１）

上記の本実施形態の固形乳は、好ましくは、結晶化率の増加比β／（α＋β）が、０．３以下である。結晶化率の増加比β／（α＋β）は、より好ましくは０．２５以下、さらに好ましくは０．２以下、またさらに好ましくは０．１５以下である。また、結晶化率の増加比β／（α＋β）は、好ましくは０以上、より好ましくは０．０５以上、さらに好ましくは０．０６５以上、またさらに好ましくは０．０８以上である。

総結晶化率とは全重量に対する結晶の比率（重量％）である。総結晶化率の増加とは、硬化処理前から存在していた結晶と、硬化処理において受ける加湿の影響の大きさに応じて増加した結晶との和の結晶化率から、硬化処理前から存在していた結晶の結晶化率を差し引いた差分として定義される。硬化処理前から存在していた結晶の結晶化率は、硬化処理で、本実施形態では加湿の影響がないあるいは実質的にない固形乳の内部の結晶の結晶化率に相当する。即ち、総結晶化率の増加は、固形乳の表面からの各深さにおける全重量に対する結晶の比率の、固形乳の内部の結晶の比率に対する差分である。上記の結晶としては、例えば乳糖の一水和物結晶であるα乳糖結晶や乳糖の無水物結晶であるβ乳糖結晶があげられ、α乳糖結晶の結晶化率の増加及びβ乳糖結晶の結晶化率も上記と同様に定義される。α乳糖結晶の結晶化率の増加及びβ乳糖結晶の結晶化率の増加の和（α+β）は総結晶化率の増加である。

α乳糖結晶の結晶化率の増加α（重量％）は、硬化処理前から存在していたα乳糖結晶と、硬化処理において受ける加湿の影響の大きさに応じて増加したα乳糖結晶との和の結晶化率から、硬化処理前から存在していたα乳糖結晶の結晶化率を差し引いた差分である。硬化処理前から存在していたα乳糖結晶の結晶化率は、硬化処理で、本実施形態では加湿の影響がないあるいは実質的にない固形乳の内部のα乳糖結晶の結晶化率に相当する。即ち、α乳糖の結晶化率の増加は、固形乳の表面からの各深さにおける全重量に対するα乳糖結晶の比率の、固形乳の内部のα乳糖結晶の比率に対する差分である。

β乳糖結晶の結晶化率の増加β（重量％）は、硬化処理前から存在していたβ乳糖結晶と、硬化処理において受ける加湿の影響の大きさに応じて増加したβ乳糖結晶との和の結晶化率から、硬化処理前から存在していたβ乳糖結晶の結晶化率を差し引いた差分である。硬化処理前から存在していたβ乳糖結晶の結晶化率は、硬化処理で、本実施形態では加湿の影響がないあるいは実質的にない固形乳の内部のβ乳糖結晶の結晶化率に相当する。即ち、β乳糖の結晶化率の増加は、固形乳の表面からの各深さにおける全重量に対するβ乳糖結晶の比率の、固形乳の内部のβ乳糖結晶の比率に対する差分である。

上記の固形乳の表面の結晶化率の増加とは、表面を含む測定領域に対して得られる結晶化率の増加である。測定領域は、結晶化率の増加の測定時に適宜選択可能である。

上記の固形乳の内部とは、硬化処理の前後において総結晶化率が変動しないあるいは実質的に変動しない領域を指し、例えば固形乳の中心部分あるいは中心近傍部分である。具体的には、固形乳の中心からＸＹＺ方向に±１ｍｍの立方体状の範囲、あるいは、固形乳の中心から半径１ｍｍの球状の範囲である。上記の硬化処理とは、詳細は後述するが、固形乳を製造するときに粉乳圧縮成型物を硬化するために行われる処理である。

固形乳の内部について、上記では、硬化処理の前後において総結晶化率が変動しないあるいは実質的に変動しない領域を指し、例えば固形乳の中心部分あるいは中心近傍部分であると説明しているが、硬化処理の前後において総結晶化率が変動の有無を問わず、単に固形乳の中心部分あるいは中心近傍部分であってもよい。

総結晶化率の増加は、例えばＸＲＤ（Ｘ線回折）法により、試料の測定面のＸＲＤ測定毎に表面から０．１ｍｍの厚さの分ずつ切削して面全体の総結晶化率として求めることができる。また、２次元のマッピングを行えるＸＲＤ測定装置では、試料の深さ方向に例えば０．０５ｍｍ～０．１ｍｍ程度の精度で総結晶化率の増加を測定することができる。

本体１０には、第１面１０Ａから第２面１０Ｂに達して本体１０を貫通する孔が１つ又は２つ以上設けられていてもよい。孔の形状は、例えばＸＹ平面に平行な断面において、長円形、角丸長方形、楕円形、円形、長方形、正方形、あるいはその他の多角形である。孔の位置は、第１面１０Ａの中央の位置から見たときに大きな偏りがない位置であることが好ましく、例えば第１面１０Ａの中央の位置に対して点対称となる配置、あるいは第１面１０Ａの中央を通るＸ軸と平行な線又はＹ軸と平行な線に対して線対称となる配置である。孔が１つの場合は、例えば第１面１０Ａの中央に設けられる。孔が設けられている場合、孔の縁はテーパー状の斜面となっていてよい。なお、孔が設けられた場合、孔の内壁面は第１面１０Ａと同様の内部より硬い表面である。

固形乳１０Ｓの成分は、基本的には原料となる粉乳の成分と同様である。固形乳１０Ｓの成分は、例えば、脂肪、たん白質、糖質、ミネラル、ビタミン及び水分等である。

粉乳は、乳成分（例えば牛乳の成分）を含む液体状の乳類（液状乳）から製造されたものである。乳成分は、例えば、生乳（全脂乳）、脱脂乳及びクリーム等である。液状乳の水分含有率は、例えば４０重量％～９５重量％である。粉乳の水分含有率は、例えば１重量％～５重量％である。粉乳は、後述の栄養成分が添加されていてよい。粉乳は、固形乳１０Ｓを製造するために適したものであれば、全粉乳、脱脂粉乳、又はクリーミーパウダーであってもよい。粉乳の脂肪含有率は、例えば５重量％～７０重量％であることが好ましい。

上記の粉乳の原料となる乳成分は、例えば生乳由来のものである。具体的には、牛（ホルスタイン、ジャージー種その他）、山羊、羊及び水牛等の生乳由来のものである。上記の生乳には脂肪分が含まれているが、脂肪分の一部又は全部が遠心分離等により取り除かれた脂肪含有率が調節された乳であってもよい。

さらに、上記の粉乳の原料となる乳成分は、例えば植物由来の植物性乳である。具体的には、豆乳、ライスミルク、ココナッツミルク、アーモンドミルク、ヘンプミルク、ピーナッツミルク等の植物由来のものである。上記の植物性乳には脂肪分が含まれているが、脂肪分の一部又は全部が遠心分離等により取り除かれた脂肪含有率が調節された乳であってもよい。

上記粉乳の原料となる栄養成分は、例えば、脂肪、たん白質、糖質、ミネラル及びビタミン等である。これらのうちの一種又は二種以上が添加されていてよい。

上記の粉乳の原料となり得るたん白質は、例えば、乳たん白質及び乳たん白質分画物、動物性たん白質、植物性たん白質、それらのたん白質を酵素等により種々の鎖長に分解したペプチド及びアミノ酸等である。これらのうちの一種又は二種以上が添加されていてよい。乳たん白質は、例えば、カゼイン、乳清たん白質（α－ラクトアルブミン、β－ラクトグロブリン等）、乳清たん白質濃縮物（ＷＰＣ）及び乳清たん白質分離物（ＷＰＩ）等である。動物性たん白質は、例えば、卵たん白質である。植物性たん白質は、例えば、大豆たん白質及び小麦たん白質である。アミノ酸は、例えば、タウリン、シスチン、システイン、アルギニン及びグルタミン等である。

上記の粉乳の原料となり得る脂肪（油脂）は、動物性油脂、植物性油脂、それらの分別油、水素添加油及びエステル交換油である。これらのうちの一種又は二種以上が添加されていてよい。動物性油脂は、例えば、乳脂肪、ラード、牛脂及び魚油等である。植物性油脂は、例えば、大豆油、ナタネ油、コーン油、ヤシ油、パーム油、パーム核油、サフラワー油、綿実油、アマニ油及びＭＣＴ（Medium Chain Triglyceride, 中鎖脂肪酸トリグリセリド）油等である。

上記の粉乳の原料となり得る糖質は、例えば、オリゴ糖、単糖類、多糖類及び人工甘味料等である。これらのうちの一種又は二種以上が添加されていてよい。オリゴ糖は、例えば、乳糖、ショ糖、麦芽糖、ガラクトオリゴ糖、フルクトオリゴ糖、ラクチュロース等である。単糖類は、例えば、ブドウ糖、果糖及びガラクトース等である。多糖類は、例えば、デンプン、可溶性多糖類及びデキストリン等である。なお、糖質の人工甘味料に替えて、あるいは加えて、非糖質の人工甘味料を用いてもよい。

上記の粉乳の原料となり得るミネラル類は、例えば、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、銅、及び亜鉛等である。これらのうちの一種又は二種以上が添加されていてよい。なお、ミネラル類のナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、銅、及び亜鉛に替えて、あるいは加えて、リン及び塩素の一方又は両方を用いてもよい。

固形乳１０Ｓには、固形乳１０Ｓの原料である粉乳を圧縮成型した時に生じた空隙（例えば細孔）が多数存在している。これら複数の空隙は、固形乳１０Ｓの深さ方向の充填率プロファイルに対応して分散（分布）している。空隙が大きい（広い）ほど、水等の溶媒の侵入が容易となるため、固形乳１０Ｓを速く溶解させることができる。一方、空隙が大きすぎると、固形乳１０Ｓの硬度が弱くなるか、固形乳１０Ｓの表面が粗くなることがある。各空隙の寸法（大きさ）は、例えば１０μｍ～５００μｍである。

固形乳１０Ｓは、水等の溶媒に対してある程度の溶解性を持っている必要がある。溶解性は、例えば溶質としての固形乳１０Ｓと、溶媒としての水とを所定の濃度となるように用意したときに、固形乳１０Ｓが完全に溶けるまでの時間や所定時間における溶け残り量で評価することができる。

固形乳１０Ｓは所定範囲の硬度を有することが好ましい。硬度は、公知の方法で測定できる。本明細書においては、ロードセル式錠剤硬度計を用いて硬度を測定する。ロードセル式錠剤硬度計に直方体状をなす固形乳１０Ｓの第２面１０Ｂを底面として載置し、側面１０ＣのＸＺ平面に平行な１面およびＹＺ平面に平行な１面を用いて固定して、側面１０Ｃの固定していないもう一方のＸＺ平面に平行な面側から硬度計の破断端子で第１面１０Ａの短軸方向（図１のＹ軸方向）にＹＺ平面が破断面となる向きに一定速度で押し、固形乳１０Ｓが破断した時の荷重[Ｎ]をもって固形乳１０Ｓの硬度（錠剤硬度）[Ｎ]とする。測定点は固形乳１０Ｓの場合、側面１０Ｃの一対のＹＺ平面から等距離となるＹＺ平面に平行な面が、側面１０ＣのＸＺ平面と交差した線分上で第１面１０Ａと第２面１０Ｂから等距離となる点から選択する。例えば、岡田精工（株）製のロードセル式錠剤硬度計（ポータブルチェッカーＰＣ－３０）を用いる。硬度計に組み込まれた破断端子は、固形乳１０Ｓに接触する接触面を有する。破断端子の有する接触面は、１ｍｍ×２４ｍｍの長方形であり、この長方形の長軸がＺ軸に平行となる向きに配置される。この破断端子の有する接触面は、少なくとも一部で固形乳１０Ｓの測定点を押すように構成されている。破断端子が固形乳１０Ｓを押す速度を０．５ｍｍ／ｓとする。上記の硬度の測定は、固形乳１０Ｓに限らず、後述の粉乳圧縮成型物（未硬化の固形乳１０Ｓ）の硬度を測定する場合にも適用できる。上記のように測定される硬度に関して、固形乳１０Ｓを運搬する際等に固形乳１０Ｓが壊れる事態を極力避けるため、固形乳１０Ｓの硬度は２０Ｎ以上であることが好ましく、より好ましくは４０Ｎ以上である。一方、固形乳１０Ｓの硬度が高すぎると固形乳１０Ｓの溶解性が悪くなることから、固形乳１０Ｓの硬度は１３０Ｎ以下であることが好ましい。

ここで使用する硬度は、［Ｎ（ニュートン）］の単位を持つ力の物理量である。硬度は固形乳試料の破断面積が大きいほど大きくなる。ここで、「破断」とは固形乳１０Ｓ等の試料に静的に垂直荷重をかけたときに破損することを指し、この破損した際にできた断面積を「破断面積」と称する。つまり、硬度［Ｎ］は固形乳試料の寸法に依存する物理量である。固形乳試料の寸法に依存しない物理量として破断応力［Ｎ／ｍ^２］がある。破断応力は破断時に単位破断面積あたりにかかる力であり、固形乳試料の寸法に依存せず、寸法の異なる固形乳試料間でも固形乳試料にかかる力学的な作用を比較できる指標である。破断応力＝硬度／破断面積となる。本明細書では簡易的に硬度［Ｎ］を用いて説明をしている場合があるが、これらは硬度を破断面積で除した破断応力［Ｎ／ｍ^２］として表してもよい。破断応力を算出する際には、破断面を想定し、想定した破断面での最小の破断面積を用いて算出する。例えば固形乳１０Ｓの場合、理想的な破断面積は、固形乳の中心を通り、Ｚ軸と平行な線を含む面での破断面積となる寸法ｂ×ｃで表される。例えば、固形乳１０Ｓの概略形状の寸法が、３１ｍｍ（ａ）×２４ｍｍ（ｂ）×１２．５ｍｍ（ｃ）の直方体状である場合、理想的な破断面積は３００ｍｍ^２（２４ｍｍ（ｂ）×１２．５ｍｍ（ｃ））である。固形乳１０Ｓの２０Ｎ以上１３０Ｎ以下という好ましい硬度範囲は、硬度を破断面積（３００ｍｍ^２）で除して、０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上０．４３Ｎ／ｍｍ^２以下という好ましい破断応力範囲に対応する。例えば、固形乳１０Ｓの好ましい破断応力の範囲は、破断面積の範囲を考慮すると、０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上である。また、０．９６１Ｎ／ｍｍ^２以下であることが好ましい。

（固形乳１０Ｓの製造方法）
続いて固形乳１０Ｓの製造方法について説明する。まず、固形乳１０Ｓの原料となる粉乳を製造する。粉乳の製造工程では、例えば液状乳調製工程、液状乳清澄化工程、殺菌工程、均質化工程、濃縮工程、気体分散工程及び噴霧乾燥工程により、粉乳を製造する。

液状乳調製工程は、上記の成分の液状乳を調製する工程である。

清澄化工程は、液状乳に含まれる微細な異物を除去するための工程である。この異物を除去するためには、例えば遠心分離機やフィルター等を用いればよい。

殺菌工程は、液状乳の水や乳成分等に含まれている細菌等の微生物を死滅させるための工程である。液状乳の種類によって、実際に含まれていると考えられる微生物が変わるため、殺菌条件（殺菌温度や保持時間）は、微生物に応じて適宜設定される。

均質化工程は、液状乳を均質化するための工程である。具体的には、液状乳に含まれている脂肪球等の固形成分の粒子径を小さくして、それらを液状乳に一様に分散させる。液状乳の固形成分の粒子径を小さくするためには、例えば液状乳を加圧しながら狭い間隙を通過させればよい。

濃縮工程は、後述の噴霧乾燥工程に先立って、液状乳を濃縮するための工程である。液状乳の濃縮には、たとえば真空蒸発缶やエバポレーターを用いればよい。濃縮条件は、液状乳の成分が過剰に変質しない範囲内で適宜設定される。これにより、液状乳から濃縮乳を得ることができる。続いて、本発明では、濃縮された液状乳（濃縮乳）に気体を分散させ、噴霧乾燥することが好ましい。このとき、濃縮乳の水分含有率として、例えば、３５重量％～６０重量％があげられ、好ましくは、４０重量％～６０重量％であり、より好ましくは４０重量％～５５重量％である。このような濃縮乳を用いて、気体を分散させた際に、濃縮乳の密度を低下させて嵩高くし、そのように嵩高くした状態の濃縮乳を噴霧乾燥することで、固形乳を製造する際に、好ましい特質を有する粉乳を得ることができる。なお、液状乳の水分が少ない場合や噴霧乾燥工程の対象となる液状乳の処理量が少ない場合には、本工程を省略してもよい。

気体分散工程は、液状乳に、所定の気体を分散させるための工程である。このとき、所定の気体としては、たとえば液状乳の体積の１×１０^－２倍以上７倍以下の体積で分散させることがあげられ、好ましくは、液状乳の体積の１×１０^－２倍以上５倍以下の体積であり、より好ましくは、液状乳の体積の１×１０^－２倍以上４倍以下であり、最も好ましくは、１×１０^－２倍以上３倍以下である。

所定の気体を液状乳に分散させるために、所定の気体を加圧することが好ましい。所定の気体を加圧する圧力は、当該気体を液状乳へ効果的に分散させることができる範囲内であれば特に限定されないが、所定の気体の気圧として、例えば１．５気圧以上１０気圧以下があげられ、好ましくは２気圧以上５気圧以下である。液状乳は以下の噴霧乾燥工程において噴霧されるため、所定の流路に沿って流れており、この気体分散工程では、この流路に加圧した所定の気体を流し込むことで、当該気体を液状乳に分散（混合）させる。このようにすることで、所定の気体を液状乳に容易にかつ確実に分散させることができる。

このように、気体分散工程を経ることにより、液状乳の密度は低くなり、見かけの体積（嵩）は大きくなる。なお、液状乳の密度は、液状乳の重さを、液体状態と泡状態の液状乳全体の体積で除したものとして求めてもよい。また、ＪＩＳ法に準拠したカサ密度測定(顔料:ＪＩＳＫ５１０１準拠)方法により、密度を測定する装置を用いて測定してもよい。

したがって、上記の流路には、所定の気体が分散状態にある液状乳が流れることになる。ここで、当該流路において、液状乳の体積流量は、一定となるように制御されていることが好ましい。

本実施形態では、所定の気体として二酸化炭素（炭酸ガス）を用いることができる。当該流路において、液状乳の体積流量に対する二酸化炭素の体積流量の比率（以下、その百分率を「ＣＯ_２混合比率［％］」ともいう）として、例えば１％以上７００％以下があげられ、２％以上３００％以下が好ましく、３％以上１００％以下がより好ましく、最も好ましくは、５％以上４５％以下である。このように、二酸化炭素の体積流量が液状乳の体積流量に対して一定となるように制御することで、そこから製造される粉乳の均一性を高めることができる。但し、ＣＯ_２混合比率が大きすぎると、液状乳が流路を流れる割合が低くなって、粉乳の製造効率が悪化する。したがって、ＣＯ_２混合比率の上限は７００％であることが好ましい。また、二酸化炭素を加圧する圧力は、二酸化炭素を液状乳へ効果的に分散させることができる範囲内であれば特に限定されないが、二酸化炭素の気圧として、たとえば１．５気圧以上１０気圧以下があげられ、好ましくは２気圧以上５気圧以下である。なお、二酸化炭素と液状乳を密閉系で連続的に（インラインで）混合することにより、細菌等の混入を確実に防止して、粉乳の衛生状態を高めること（又は高い清浄度を維持すること）ができる。

本実施形態では、気体分散工程において用いる所定の気体は、二酸化炭素（炭酸ガス）とした。二酸化炭素に代えて、又は二酸化炭素とともに、空気、窒素（Ｎ_２）、及び酸素（Ｏ_２）からなる群から選択された１又は２以上の気体を用いてもよいし、希ガス（例えばアルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ））を用いてもよい。このように、さまざまな気体を選択肢とすることができるので、容易に入手できる気体を用いることで、気体分散工程を容易に行うことができる。気体分散工程において、窒素や希ガス等の不活性ガスを用いると、液状乳の栄養成分等と反応するおそれがないため、空気や酸素を用いるよりも、液状乳を劣化させる可能性が少なく好ましい。このとき、液状乳の体積流量に対する当該気体の体積流量の比率として、例えば１％以上７００％以下があげられ、１％以上５００％以下が好ましく、１％以上４００％以下がより好ましく、最も好ましくは、１％以上３００％以下である。例えば、ベルら（R. W. BELL, F. P. HANRAHAN, B. H. WEBB: “FOAM SPRAY DRYING METHODS OF MAKING READILY DISPERSIBLE NONFAT DRY MILK”， J. Dairy Sci, 46 (12) 1963. pp1352-1356）は、脱脂粉乳を得るために無脂肪乳の約１８．７倍の体積の空気を吹き込んだとされている。本発明では、上記の範囲で気体を分散させることにより、固形乳を製造するために好ましい特性を有する粉乳を得ることができる。但し、気体分散工程において液状乳に所定の気体を分散させた結果として液状乳の密度を確実に低くするためには、所定の気体として、液状乳に分散しやすい気体や、液状乳に溶解しやすい気体を用いることが好ましい。このため、水への溶解度（水溶性）が高い気体を用いることが好ましく、２０℃、１気圧下において、水１ｃｍ^３への溶解度が０．１ｃｍ^３以上である気体が好ましい。なお、二酸化炭素は、気体に限られることはなく、ドライアイスであってもよいし、ドライアイスと気体の混合物であってもよい。即ち、気体分散工程では、液状乳へ所定の気体を分散させることができるのであれば、固体を用いてもよい。気体分散工程において、ドライアイスを用いることで、冷却状態の液状乳に急速に二酸化炭素を分散させることができ、この結果、固形乳を製造するために好ましい特性を有する粉乳を得ることができる。

噴霧乾燥工程は、液状乳中の水分を蒸発させて粉乳（食品粉体）を得るための工程である。この噴霧乾燥工程で得られる粉乳は、気体分散工程及び噴霧乾燥工程を経て得られた粉乳である。この粉乳は、気体分散工程を経ずに得られた粉乳に比べて、嵩高くなる。前者は、後者の１．０１倍以上１０倍以下の体積となることが好ましく、１．０２倍以上１０倍以下でもよく、１．０３倍以上９倍以下でもよい。

噴霧乾燥工程では、気体分散工程において液状乳に所定の気体が分散され、液状乳の密度が小さくなった状態のまま、液状乳を噴霧乾燥する。具体的には、気体を分散する前の液状乳に比べて、気体を分散した後の液状乳の体積が１．０５倍以上３倍以下、好ましくは１．１倍以上２倍以下の状態で、噴霧乾燥することが好ましい。つまり、噴霧乾燥工程は、気体分散工程が終了した後に噴霧乾燥を行う。但し、気体分散工程が終了した直後は、液状乳が均一な状態ではない。このため、気体分散工程が終了した後０．１秒以上５秒以下、好ましくは０．５秒以上３秒以下で噴霧乾燥工程を行う。つまり、気体分散工程と噴霧乾燥工程が連続的であればよい。このようにすることで、液状乳が連続的に気体分散装置に投入されて気体が分散され、気体が分散された液状乳が連続的に噴霧乾燥装置に供給され、噴霧乾燥され続けることができる。

水分を蒸発させるためには、噴霧乾燥機（スプレードライヤー）を用いればよい。ここで、スプレードライヤーは、液状乳を流すための流路と、液状乳を流路に沿って流すために液状乳を加圧する加圧ポンプと、流路の開口部につながる流路よりも広い乾燥室と、流路の開口部に設けられた噴霧装置（ノズル、アトマイザー等）とを有するものである。そして、スプレードライヤーは、加圧ポンプで液状乳を上述した体積流量となるように流路に沿って乾燥室に向かって送り、流路の開口部の近傍において、噴霧装置で濃縮乳を乾燥室内に拡散させ、液滴（微粒化）状態にある液状乳を乾燥室内の高温（例えば熱風）で乾燥させる。つまり、乾燥室で液状乳を乾燥することで、水分が取り除かれ、その結果、濃縮乳は粉末状の固体、即ち粉乳となる。なお、乾燥室における乾燥条件を適宜設定することで、粉乳の水分量等を調整して、粉乳を凝集しにくくする。また、噴霧装置を用いることで、液滴の単位体積当たりの表面積を増加させて、乾燥効率を向上させるのと同時に、粉乳の粒径等を調整する。

上述したような工程を経ることにより、固形乳を製造するのに適した粉乳を製造することができる。

上記のようにして得られた粉乳を圧縮成型して、粉乳圧縮成型物を形成する。次に、得られた粉乳圧縮成型物に対して、例えば加湿処理及び乾燥処理を含む硬化処理を行う。以上により、固形乳１０Ｓを製造することができる。

粉乳を圧縮成型する工程では、圧縮手段が用いられる。圧縮手段は、例えば、打錠機、圧縮試験装置等の加圧成型機である。打錠機は、粉乳を入れる型となる臼と、臼に向かって打ち付け可能な杵とを備えた装置である。以下では、打錠機による圧縮成型工程について説明する。

図４は、打錠機のスライドプレート、上杵及び下杵の位置を説明する説明図である。打錠機の成型ゾーンにおいて、スライドプレート３０の臼３０Ａの下方にアクチュエータで上下動可能に下杵３１が配されている。また、スライドプレート３０の臼３０Ａの上方に上杵３２がアクチュエータで上下動可能に配されている。図４は、スライドプレート３０の臼３０Ａに下杵３１及び上杵３２が挿入され、下杵３１及び上杵３２が互いに最も近づいた位置を示す。この位置で、下杵３１及び上杵３２の間の距離は最終杵間隔Ｌである。スライドプレート３０の臼３０Ａの内壁面、下杵３１の上端面及び上杵３２下端面が圧縮成型の型となる。例えばスライドプレート３０の臼３０Ａの内壁面及び下杵３１の上面で構成された凹部に粉乳を供給し、臼３０Ａの上方から上杵３２を打ち付けることにより、粉乳に圧縮圧力が加わり、スライドプレート３０の臼３０Ａの内壁面、下杵３１の上端面及び上杵３２下端面で囲まれた空間ＳＰで粉乳が圧縮成型され、粉乳圧縮成型物を得ることができる。

下杵３１及び上杵３２を上下に駆動するアクチュエータは、例えばサーボモータで構成されている。本実施形態では、アクチュエータとしてのサーボモータの速度を変化させることで、詳細を後述するように、圧縮成型する際の圧縮速度即ち下杵３１及び上杵３２の移動速度を変化できるように構成されている。アクチュエータとしては、サーボモータに限定されず、また下杵３１及び上杵３２の移動速度を変化させる手法もこれに限定されるものではない。例えば、油圧シリンダー等を用いてもよい。また、圧縮成型の際には、下杵３１及び上杵３２が互いに近づく方向に移動させてもよく、一方を固定し他方だけを移動させてもよい。

圧縮成型する際の圧縮速度即ち下杵３１及び上杵３２の移動速度を変化させて圧縮成型する工程について説明する。この圧縮成型の際には、下杵３１の上端面と上杵３２の下端面とが近づく圧縮速度を変化させる（切り替える）。即ち、まず第１圧縮速度Ｖ_１で第１圧縮を行い、この第１圧縮から続けて第２圧縮速度Ｖ_２で第２圧縮を行う。本実施形態では、第１圧縮速度Ｖ_１よりも第２圧縮速度Ｖ_２が遅く設定されている。

第１圧縮及び第２圧縮の圧縮距離は、この例においては、図４に示すように、第２圧縮の終了時即ち全圧縮工程の終了時における状態を基準にしている。下杵３１と上杵３２とによる圧縮は、下杵３１の上端面と上杵３２の下端面との間の杵間隔が最終杵間隔Ｌとなるまで行われる。最終杵間隔Ｌは、全圧縮工程で圧縮された状態の粉乳圧縮成型物の最終の厚みである。この最終杵間隔Ｌは、圧縮を解除したときに粉乳圧縮成型物が膨張することを考慮して決められており、粉乳圧縮成型物の目標厚みよりも小さい、もしくは目標厚みと同じ値を持つ。

実施形態の打錠機は、第１圧縮と第２圧縮の切り替え中に、下杵３１および上杵３２の両面と圧縮物とを密着させ、圧縮物にかかる圧力を緩和させないように制御を行う。一方、従来知られている打錠機（例えば特開２００８－２９０１４５号公報に記載の打錠機）は、圧縮物に含まれるエアを抜くなどを目的として予圧を加えた後に、いったん圧力を緩和させ、その後に圧縮物を成形する本圧をかける制御を行っている。実施形態の打錠機は、従来の打錠機とは異なり、第１圧縮と第２圧縮の間に圧力を緩和させずに、また下杵３１および上杵３２の両面と圧縮物とを密着させて、圧縮物を圧縮するので、圧縮物に対して十分な硬度を付与することが可能となる。

図５は第１圧縮開始時の下杵３１及び上杵３２の位置を示す。図６は第１圧縮終了後かつ第２圧縮開始時の下杵３１及び上杵３２の位置を示す。図５に示される杵間隔（Ｌ＋Ｌ_１＋Ｌ_２）の状態から、図６に示される杵間隔（Ｌ＋Ｌ_２）の状態になるまでの圧縮が第１圧縮である。また、図６に示される杵間隔（Ｌ＋Ｌ_２）の状態から、図４に示される最終杵間隔Ｌの状態になるまでの圧縮が第２圧縮である。

第１圧縮の第１圧縮距離Ｌ_１は、第１圧縮において杵間隔の減少する距離となる。第２圧縮の第２圧縮距離Ｌ_２は、第２圧縮において杵間隔の減少する距離となる。圧縮を解除することなく第１圧縮から続けて第２圧縮を行うので、この第２圧縮距離Ｌ_２は、第１圧縮で圧縮された杵間隔（Ｌ＋Ｌ_２）から最終杵間隔（Ｌ）までの圧縮距離である。

また、第１圧縮における杵間隔の変化速度が第１圧縮速度Ｖ_１であり、第２圧縮における杵間隔の変化速度が第２圧縮速度Ｖ_２である。なお、第１圧縮の間、第２圧縮の間に杵間隔の変化速度が変動するような場合では、平均速度を第１圧縮速度Ｖ_１、第２圧縮速度Ｖ_２とする。

第１圧縮の後に第１圧縮速度Ｖ_１よりも遅い第２圧縮速度Ｖ_２で第２圧縮を行うことで、その第１圧縮速度Ｖ_１と同じ圧縮速度及び同じ圧縮距離（Ｌ_１＋Ｌ_２）で圧縮を行った場合よりも、粉乳圧縮成型物の硬度を高めて破壊耐性を確保することができる。しかも、第２圧縮を第１圧縮に続けて行い、また第２圧縮距離Ｌ_２を短くすることができるので、第２圧縮速度Ｖ_２のみで製造する場合と同程度の高い強度を持たせつつ、より生産効率を向上して製造することが可能である。

本実施形態では、粉乳圧縮成型物の硬度を効率的に高めるために、第１圧縮で圧縮された状態から粉乳圧縮成型物を圧縮した際に、圧縮距離に対する粉乳圧縮成型物の硬度の変化率が低下した状態にまで圧縮するという第２圧縮条件を満たすように、第２圧縮の態様即ち第２圧縮速度Ｖ_２及び第２圧縮距離Ｌ_２の組み合わせを決めている。

上記のように第１圧縮速度Ｖ_１による第１圧縮及び第１圧縮速度Ｖ_１より小さい第２圧縮速度Ｖ_２による第２圧縮を組み合わせて圧縮成型工程を行うことで、圧縮時間の増加を抑えながら、効率的に粉乳圧縮成型物の硬度を大きく向上させることができる。

上記では第１圧縮及び第２圧縮を組み合わせて圧縮成型工程を行うように説明したが、圧縮成型工程のすべてを第１圧縮速度Ｖ_１のみで行ってもよい。また、第２圧縮速度Ｖ_２のみで行ってもよい。

本発明者らは、第１圧縮速度Ｖ_１、第１圧縮距離Ｌ_１、第２圧縮速度Ｖ_２、第２圧縮距離Ｌ_２の種々の組み合わせから得られた各粉乳圧縮成型物を調べた結果から、第１圧縮速度Ｖ_１よりも第２圧縮速度Ｖ_２を小さくしたときに、第２圧縮距離Ｌ_２の変化に対する粉乳圧縮成型物の硬度の変化率（増加率）が低下する特異的な点（以下、硬度特異点と称する）が存在することを見出した。また、発明者らは、その硬度特異点に対応する第２圧縮距離Ｌ_２は、第１圧縮速度Ｖ_１によって変化し、第２圧縮速度Ｖ_２の影響も受けることも見出した。

硬度特異点が存在するのは、粉乳圧縮成型物の内部の粉乳の粒子の再配列が支配的な圧縮状態から、粉乳圧縮成型物の内部で塑性変形が支配的な圧縮状態に変化するためであると推察される。また、第１圧縮速度Ｖ_１が大きいほど、粉乳圧縮成型物の内部の塑性変形に必要なエネルギーが大きくなるため、第１圧縮速度Ｖ_１に応じて硬度特異点に対応する第２圧縮距離Ｌ_２が変化し、またその第２圧縮距離Ｌ_２が第２圧縮速度Ｖ_２の影響を受けるものと推察される。

上記の知見に基づき、上記第２圧縮条件を満たすように第２圧縮を行うことで、圧縮時間の増加を抑えながら、効率的に粉乳圧縮成型物の硬度を大きく向上させている。

また、第１圧縮速度Ｖ_１の第２圧縮速度Ｖ_２に対する比率である圧縮速度比（＝Ｖ_１／Ｖ_２）を５以上とすることも好ましい。圧縮速度比を５以上とすることにより、粉乳圧縮成型物の硬度を大きく増大させることができる。圧縮速度比は５以上であれば良いが、例えば、１０以上、２０以上、２５以上、５０以上、１００以上、２５０以上、５００以上である。

好ましくは、第１圧縮速度Ｖ_１は１．０ｍｍ／Ｓ以上１００．０ｍｍ／Ｓ以下の範囲に設定され、第１圧縮距離Ｌ_１は５．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下の範囲に設定され、第２圧縮速度Ｖ_２は０．２５ｍｍ／Ｓ以上５０．０ｍｍ／Ｓ以下の範囲に設定され、第２圧縮距離Ｌ_２は０．２ｍｍ以上１．６ｍｍ以下の範囲に設定される。

上記打錠機の構成は、一例であり、第１圧縮と第２圧縮とで圧縮速度を変化させて圧縮できるものであれば、その構成は限定されない。また、この例では、第２圧縮において、最終厚みまで圧縮を行っているが、第２圧縮に続けて、第２圧縮速度から速度を変化させた圧縮をさらに行ってもよい。この場合、第２圧縮よりも後の圧縮で最終の厚みまで粉乳圧縮成型物を圧縮する。

上記以外の打錠機の構成は、例えば特許文献３に記載の打錠機と同様である。例えば、圧縮成型が行われたスライドプレートの臼３０Ａは取り出しゾーンに移動する。打錠機の取り出しゾーンにおいて、スライドプレート３０の臼３０Ａから下杵３１及び上杵３２が取り外され、押出部によって粉乳圧縮成型物が押し出される。押し出された粉乳圧縮成型物は、回収トレーで回収される。上記の打錠機で、スライドプレート３０の臼３０Ａへの粉乳供給部は、例えば底部開口から臼３０Ａに粉乳を供給する漏斗を含む装置により実現されている。

粉乳を圧縮成型する工程において、環境の温度は特に限定されず、例えば室温でも良い。具体的には、環境の温度は、例えば５℃～３５℃である。環境の湿度は、例えば０％ＲＨ～６０％ＲＨの相対湿度である。圧縮圧力は、例えば１ＭＰａ～３０ＭＰａ、好ましくは１ＭＰａ～２０ＭＰａである。特に粉乳を固形化させる際に、圧縮圧力を１ＭＰａ～３０ＭＰａの範囲内で調整して、粉乳圧縮成型物の硬度が４Ｎ以上２０Ｎ未満の範囲内となるように制御することが好ましい。これにより、利便性（扱いやすさ）のある実用性の高い固形乳１０Ｓを製造することができる。なお、粉乳圧縮成型物は、少なくとも後続の加湿工程や乾燥工程で型崩れしないような硬度（例えば４Ｎ以上）を有する。例えば、粉乳圧縮成型物の好ましい破断応力の範囲は、破断面積の範囲を考慮すると、０．０１４Ｎ／ｍｍ^２以上０．０６７Ｎ／ｍｍ^２未満である。

加湿処理は、圧縮成型する工程で得られた粉乳圧縮成型物を加湿処理する工程である。粉乳圧縮成型物を加湿すると、粉乳圧縮成型物の表面には、タック（べとつき）が生じる。その結果、粉乳圧縮成型物の表面近傍の粉体粒子の一部が液状やゲル状となり、相互に架橋することとなる。そして、この状態で乾燥すると、粉乳圧縮成型物の表面近傍の強度を内部の強度よりも高めることができる。高湿度の環境下に置く時間（加湿時間）を調整することで、架橋の程度（拡がり具合）を調整し、これにより、加湿工程前の粉乳圧縮成型物（未硬化の固形乳１０Ｓ）の硬度（例えば４Ｎ以上２０Ｎ未満）を、固形乳１０Ｓとして必要な目的の硬度（例えば４０Ｎ）にまで高めることができる。但し、加湿時間の調整によって高めることができる硬度の範囲（幅）は限られている。即ち、圧縮成型後の粉乳圧縮成型物を加湿するため、ベルトコンベアー等で運搬する際に、粉乳圧縮成型物の硬度が十分でないと、固形乳１０Ｓの形状を保てなくなる。また、圧縮成型時に粉乳圧縮成型物の硬度が高すぎると、空隙率が小さく、溶解性に乏しい固形乳１０Ｓしか得られなくなる。このため、加湿工程前の粉乳圧縮成型物（未硬化の固形乳１０Ｓ）の硬度が十分に高くなり、かつ固形乳１０Ｓの溶解性を十分に保てるように、圧縮成型されることが好ましい。

加湿処理において、粉乳圧縮成型物の加湿方法は特に限定されず、例えば粉乳圧縮成型物を高湿度の環境下に置く方法、粉乳圧縮成型物に対して水等を直接噴霧する方法、及び、粉乳圧縮成型物に対して蒸気を吹き付ける方法等がある。粉乳圧縮成型物を加湿するためには、加湿手段を用いるが、そのような加湿手段としては、例えば、高湿度室、スプレー及びスチーム等がある。

粉乳圧縮成型物を高湿度の環境下に置く場合、環境の湿度は、例えば６０％ＲＨ～１００％ＲＨの相対湿度の範囲内である。そして、高湿度環境における温度は、例えば３０℃～１００℃である。加湿処理の処理時間は任意であるが、例えば５秒～１時間である。粉乳圧縮成型物を高湿度の環境下に置く際には１００℃を超える温度とすることもできる。１００℃を超える環境下に置く場合、１００％ＲＨ以下の相対湿度の環境下に置く。粉乳圧縮成型物を高湿度の環境下に置く場合の温度は、好ましくは３３０℃以下であり、好ましくは１１０℃以上２８０℃以下、より好ましくは１２０℃以上２４０℃以下、さらに好ましくは１３０℃以上２１０℃以下である。粉乳圧縮成型物を高湿度の環境下に置く場合の相対湿度は、好ましくは０．１％ＲＨ以上２０％ＲＨ以下、より好ましくは１％ＲＨ以上１５％ＲＨ以下、さらに好ましくは１．５％ＲＨ以上１２％ＲＨ以下、最も好ましくは２％ＲＨ以上１０％ＲＨ以下である。粉乳圧縮成型物を高湿度の環境下に置く場合の処理時間は任意であるが、例えば０．１秒以上３０秒以下であり、好ましくは４．４秒以上２０秒以下、より好ましくは４．４秒以上１２秒以下、さらに好ましくは５秒以上１０秒以下である。処理時間は、後述の乾燥処理後に得られる固形乳の硬度が所定の範囲となるように、適宜設定できる。加湿条件には、温度・湿度・時間があり、温度が高く、湿度が高く、時間が長くなるほど、加湿効果が高まり、温度が低く、湿度が低く、時間が短いほど、加湿効果が弱まる。

なお、相対湿度は、市販の湿度計で測定することができる。例えば、１８０℃まではヴァイサラ社の湿度計ＨＭＴ３３０、３５０℃まではヴァイサラ社の露点計ＤＭＴ３４５で測定できる。また、絶対湿度（容積絶対湿度（単位はｇ／ｍ^３）、又は、重量絶対湿度（単位はｋｇ／ｋｇ（ＤＡ）、但しＤＡは乾燥空気）を測定し、その温度での飽和水蒸気圧に対する水蒸気分圧の比率（％）を算出することで、相対湿度を換算しても良い。

加湿処理において粉乳圧縮成型物に加えられる水分量（以下、「加湿量」ともいう）は、適宜調整可能である。加湿量は、圧縮成型工程後の粉乳圧縮成型物の質量の０．５重量％～３重量％が好ましい。加湿量を０．５重量％よりも少なくすると、固形乳１０Ｓに十分な硬度（錠剤硬度）を与えることができず、好ましくない。また、加湿量が３重量％を超えると、粉乳圧縮成型物が過剰に液状やゲル状となって溶解し、圧縮成型した形状から変形することがあり、好ましくない。

乾燥処理は、加湿処理で加湿された粉乳圧縮成型物を乾燥させるための工程である。これにより、粉乳圧縮成型物の表面タック（べとつき）がなくなり、固形乳１０Ｓを扱いやすくなる。つまり、加湿処理と乾燥処理は、圧縮成型後の粉乳圧縮成型物の硬度を高めて、固形乳１０Ｓとして望まれる特性や品質を付与する工程に相当する。

乾燥処理において、粉乳圧縮成型物の乾燥方法は特に限定されず、加湿処理を経た粉乳圧縮成型物を乾燥させることができる公知の方法を採用できる。例えば、低湿度・高温度環境下に置く方法、乾燥空気・高温乾燥空気を接触させる方法等がある。

粉乳圧縮成型物を低湿度・高温度の環境下に置く場合、０％ＲＨ以上３０％ＲＨ以下の相対湿度及び２０℃以上３３０℃以下の温度の環境下に置く。低湿度・高温度の環境下に置く場合の温度は、例えば３３０℃である。粉乳圧縮成型物を低湿度・高温度の環境下に置く場合の処理時間は任意であるが、例えば０．１秒以上２時間以下である。

尚、上記の加湿処理と乾燥処理とは、上記のように温度や湿度が互いに異なる条件で別の工程として行うことが可能であり、その場合には連続的に行うことが可能である。また、加湿処理と乾燥処理とを同じ温度及び湿度で行うことも可能であり、この場合には加湿処理と乾燥処理とを同時に行うことができる。例えば、加湿と乾燥が同時に起こるような第１の温度湿度環境下に粉乳圧縮成型物を置き、続いて乾燥のみが起きるような第２の温度湿度環境下に粉乳圧縮成型物を置く。第１の温度湿度から第２の温度湿度に移行する間は、粉乳圧縮成型物の加湿と乾燥が同時に起こる状態から、粉乳圧縮成型物の乾燥のみが起こる状態へと移行する期間である。

ところで、固形乳１０Ｓに含まれる水分が多いと、保存性が悪くなり、風味の劣化や外観の変色が進行しやすくなる。したがって、乾燥工程において、乾燥温度や乾燥時間等の条件を制御することによって、固形乳１０Ｓの水分含有率を、原料として用いる粉乳の水分含有率の前後１％以内に制御（調整）することが好ましい。

このようにして製造された固形乳１０Ｓは、一般的に、温水に溶かして飲用に供される。具体的には、蓋のできる容器等へ温水を注いだ後に、固形乳１０Ｓを必要な個数で投入するか、固形乳１０Ｓを投入した後に温水を注ぐ。そして、好ましくは容器を軽く振ることにより、固形乳１０Ｓを速く溶解させ、適温の状態で飲用する。また、好ましくは１個～数個の固形乳１０Ｓ（より好ましくは１個の固形乳１０Ｓ）を温水に溶かして、１回の飲用に必要な分量の液状乳となるように、固形乳１０Ｓの体積として、例えば１ｃｍ^３～５０ｃｍ^３となるように調製してもよい。なお、圧縮成型工程で用いる粉乳の分量を変更することで、固形乳１０Ｓの体積を調整できる。

上記のように例えば加湿処理及び乾燥処理を含む硬化処理を行うことにより、破断応力は０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上であり、平坦な面に対する剥離せん断応力が０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える固形乳を製造できる。

（固形乳１０Ｓの作用・効果）
本実施形態の固形乳１０Ｓは、粉乳を圧縮成型して硬化した固形状の固形乳であって、固形乳１０Ｓの破断応力は０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上であり、平坦な面に対する剥離せん断応力が０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える。

これまで、結晶化率の増加比β／（α＋β）が高く、付着力が高い領域の固形乳は存在しなかった。上記の本実施形態の固形乳は、扱いやすい強度を確保して、０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える剥離せん断応力を実現できる。剥離せん断応力は、付着力を剥離面積で除した値である。上記の固形乳は、付着力が高められており、製造工程中の固形乳がベルトコンベアー等の製造装置の接触面へ付着する力が高められ、これにより固形乳の運搬速度を高めても固形乳が吹き飛ばされることが抑制され、固形乳を安定して運搬することが可能となり、製造効率を高めることができる。

＜第２実施形態＞
固形乳は、固形食品の一例である。上記の第１実施形態は、粉乳を圧縮成型した粉乳圧縮成型物と、それを硬化した固形乳であるが、本発明はこれらに限定されない。本実施形態は、食品粉体を圧縮成型した食品粉体圧縮成型物と、それを硬化した固形食品に適用したものである。

上記の食品粉体は、粉乳のほかには、例えば、ホエイプロテイン、大豆プロテイン及びコラーゲンペプチド等のタンパク質粉体、アミノ酸粉体、及びＭＣＴ油等の油脂含有粉体を用いることができる。食品粉体には、乳糖あるいはその他の糖質が適宜添加されていてもよい。食品粉体には、乳糖あるいはその他の糖質の他に、脂肪、たん白質、ミネラル及びビタミン等の栄養成分や食品添加物が添加されていてもよい。

食品粉体を用いて所望の形状に圧縮成型して食品粉体圧縮成型物を形成できる。得られた食品粉体圧縮成型物を硬化することで、固形食品を形成できる。上記の食品粉体を原料として用いることを除いて、第１実施形態と同様の加湿処理を含む硬化処理を行うことで製造可能である。

食品粉体を圧縮成型した食品粉体圧縮成型物と、それを硬化した固形食品とは、第１実施形態に記載した硬度計を用いて硬度を測定可能である。食品粉体圧縮成型物の好ましい硬度は４Ｎ以上２０Ｎ未満であり、固形食品の好ましい硬度は２０Ｎ以上１３０Ｎ以下である。また、食品粉体圧縮成型物の好ましい破断応力は０．０１４Ｎ／ｍｍ^２以上０．０６７Ｎ／ｍｍ^２未満であり、固形食品の好ましい破断応力は０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上０．９６１Ｎ／ｍｍ^２以下である。

本実施形態の固形食品は、食品粉体を圧縮成型して硬化した固形状の固形食品であって、固形食品の破断応力は０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上である。ここで、平坦な面に対する剥離せん断応力が０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える。

上記の本実施形態の固形食品は、扱いやすい強度を確保して、０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える剥離せん断応力を実現できる。剥離せん断応力は、付着力を剥離面積で除した値である。上記の固形食品は、付着力が高められており、製造工程中の固形食品がベルトコンベアー等の製造装置の接触面へ付着する力が高められ、これにより固形食品の運搬速度を高めても固形食品が吹き飛ばされることが抑制され、固形食品を安定して運搬することが可能となり、製造効率を高めることができる。

上記の本実施形態の固形食品は、好ましくは、一水和物結晶及び無水物結晶を含み、固形食品の表面における全重量に対する一水和物結晶の比率の、固形食品の内部の一水和物結晶の比率に対する差分である結晶化率の増加α（重量％）及び固形食品の表面における全重量に対する無水物結晶の比率の、固形食品の内部の無水物結晶の比率に対する差分である結晶化率の増加β（重量％）の和（α＋β）と、結晶化率の増加β（重量％）との結晶化率の増加比β／（α＋β）をＸａ、固形食品の平坦な面に対する剥離せん断応力をＹａ（Ｎ）としたときに、Ｘａ及びＹａが下記式（１Ａ）を満たす。

０．１３２６Ｘａ－０．００１３＜Ｙａ＜０．１３２６Ｘａ＋０．００８７・・・（１Ａ）

上記の本実施形態の固形食品は、さらに好ましくは、結晶化率の増加比β／（α＋β）が、０．３以下である。

このような固形食品は、食品粉体を圧縮成型して得られた食品粉体圧縮成型物を上記のように例えば加湿処理及び乾燥処理を含む硬化処理を行うことにより製造可能であり、扱いやすい強度を備えながら、さらに付着力を高めることができる。

さらに、上記の食品粉体のタンパク質粉体は、ミルクカゼイン、ミートパウダー、フィッシュパウダー、エッグパウダー、小麦タンパク質、小麦タンパク質分解物等であっても良い。これらのタンパク質粉体は単独で用いてもよいし、二種以上で用いてもよい。

さらに、上記の食品粉体のホエイプロテイン（ホエイタンパク質）とは、乳中で、カゼインを除くタンパク質の総称である。乳清タンパク質として分類されるものであってもよい。ホエイタンパク質は、ラクトグロブリン、ラクトアルブミン、ラクトフェリン等の複数の成分から構成されている。牛乳などの乳原料を酸性に調整した際に、沈殿するタンパク質がカゼイン、沈殿しないタンパク質がホエイタンパク質となる。ホエイプロテインを含む粉末原料として、例えば、ＷＰＣ（ホエイタンパク濃縮物、タンパク質含有量が７５～８５質量％）、ＷＰＩ（ホエイタンパク分離物、タンパク質含有量が８５質量％以上）があげられる。これらは単独で用いてもよいし、二種以上で用いてもよい。

さらに、上記の食品粉体の大豆プロテイン（大豆タンパク質）は、大豆に含まれるタンパク質であればよく、大豆から抽出されたものでもよい。また、原料大豆から精製したものを用いることもできる。精製方法としては特に限定されず、従来公知の方法を使用できる。このような大豆プロテインとしては、飲食品用素材、医療用素材、サプリメント食品として市販されている粉体を使用することができる。これらは単独で用いてもよいし、二種以上で用いてもよい。

さらに、上記の食品粉体のアミノ酸粉体に含まれるアミノ酸としては、特に限定されないが、例えばアルギニン、リジン、オルニチン、フェニルアラニン、チロシン、バリン、メチオニン、ロイシン、イソロイシン、トリプトファン、ヒスチジン、プロリン、システイン、グルタミン酸、アスパラギン、アスパラギン酸、セリン、グルタミン、シトルリン、クレアチン、メチルリジン、アセチルリジン、ヒドロキシリジン、ヒドロキシプロリン、グリシン、アラニン、スレオニン、シスチンなどを用いることができる。これらは単独で用いてもよいし、二種以上で用いてもよい。

また、上記の食品粉体のアミノ酸粉体に含まれるアミノ酸は、天然物および合成体のいずれでもよく、単体のアミノ酸もしくは複数のアミノ酸の混合物を用いることができる。また、アミノ酸として、遊離アミノ酸のみならず、ナトリウム塩、塩酸塩および酢酸塩等の塩ならびにカルニチンおよびオルニチン等の誘導体を用いることができる。
本明細書において「アミノ酸」には、α－アミノ酸、β－アミノ酸およびγ－アミノ酸が含まれる。また、アミノ酸は、Ｌ－体およびＤ－体のいずれであってもよい。

さらに、上記の食品粉体の油脂含有粉体に含まれる油脂は、上述のＭＣＴ油の他、動物性油脂、植物性油脂、それらの分別油、水素添加油及びエステル交換油である。これらのうちの一種又は二種以上が添加されていてよい。動物性油脂は、例えば、乳脂肪、ラード、牛脂及び魚油等である。植物性油脂は、例えば、大豆油、ナタネ油、コーン油、ヤシ油、パーム油、パーム核油、サフラワー油、綿実油、アマニ油及びＭＣＴ油等である。

さらに、上記の食品粉体の糖質は、上述の乳糖の他、例えば、オリゴ糖、単糖類、多糖類及び人工甘味料等である。これらのうちの一種又は二種以上が添加されていてよい。オリゴ糖は、例えば、乳糖、ショ糖、麦芽糖、ガラクトオリゴ糖、フルクトオリゴ糖、ラクチュロース等である。単糖類は、例えば、ブドウ糖、果糖及びガラクトース等である。多糖類は、例えば、デンプン、可溶性多糖類及びデキストリン等である。

さらに、上記の食品粉体の食品添加物の一例としては甘味料が例示できる。この甘味料としては、食品および医薬品に通常使用される任意の甘味料を用いることができ、天然の甘味料および合成甘味料のいずれであってもよい。甘味料は、特に限定されないが、例えばブドウ糖、果糖、麦芽糖、ショ糖、オリゴ糖、砂糖、グラニュー糖、メープルシロップ、蜂蜜、糖蜜、トレハロース、パラチノース、マルチトール、キシリトール、ソルビトール、グリセリン、アスパルテーム、アドバンテーム、ネオテーム、スクラロース、アセスルファムカリウムおよびサッカリンなどを含む。

さらに、上記の食品粉体の食品添加物の一例としては酸味料が例示できる。酸味料は、特に限定されないが、例えば、酢酸、クエン酸、無水クエン酸、アジピン酸、コハク酸、乳酸、リンゴ酸、リン酸、グルコン酸、酒石酸およびこれらの塩などを含む。酸味料は、アミノ酸の種類によって生じる苦みを抑制（マスキング）することができる。

さらに、上記の食品粉体の栄養成分としては、脂肪、タンパク質、ミネラル及びビタミン等いかなる成分を含んでも良い。

脂肪としては、例えば、動物性油脂、植物性油脂、それらの分別油、水素添加油及びエステル交換油等である。これらのうちの一種又は二種以上が添加されていてよい。動物性油脂は、例えば、乳脂肪、ラード、牛脂及び魚油等である。植物性油脂は、例えば、大豆油、ナタネ油、コーン油、ヤシ油、パーム油、パーム核油、サフラワー油、綿実油、アマニ油及びＭＣＴ油等である。

タンパク質としては、例えば、乳タンパク質及び乳タンパク質分画物、動物性タンパク質、植物性タンパク質、それらのタンパク質を酵素等により種々の鎖長に分解したペプチド及びアミノ酸等である。これらのうちの一種又は二種以上が添加されていてよい。乳タンパク質は、例えば、カゼイン、乳清タンパク質（α－ラクトアルブミン、β－ラクトグロブリン等）、乳清タンパク質濃縮物（ＷＰＣ）及び乳清タンパク質分離物（ＷＰＩ）等である。動物性タンパク質は、例えば、卵タンパク質（エッグパウダー）、ミートパウダー、フィッシュパウダー等である。植物性タンパク質は、例えば、大豆タンパク質及び小麦タンパク質等である。ペプチドは、例えば、コラーゲンペプチド等である。アミノ酸は、例えば、タウリン、シスチン、システイン、アルギニン及びグルタミン等である。これらのうちの一種又は二種以上が添加されていてよい。

ミネラルとしては、鉄、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、リン、塩素、亜鉛、鉄、銅およびセレン等である。これらのうちの一種又は二種以上が添加されていてよい。

ビタミンとしては、ビタミンＡ、ビタミンＤ、ビタミンＥ、ビタミンＫ、ビタミンＢ１、ビタミンＢ２、ビタミンＢ６、ビタミンＢ１２、ビタミンＣ、ナイアシン、葉酸、パントテン酸およびビオチン等である。これらのうちの一種又は二種以上が添加されていてよい。

また、その他の食品素材としては、例えば、ココアパウダー、カカオパウダー、チョコレートパウダー、乳酸菌・ビフィズス菌等の有用微生物を含む微生物粉体、乳に微生物を加えて発酵させた培養物を粉体とした乳発酵成分粉体、チーズを粉体としたチーズ粉体、機能性食品を粉体とした機能性食品粉体、総合栄養食を粉体とした総合栄養食粉体等である。これらのうちの一種又は二種以上が添加されていてよい。

本発明に係る固形食品は、日常摂取する食品、健康食品、健康補助食品、保健機能食品、特定保健用食品、栄養機能食品、サプリメント、機能性表示食品などの形態であることができる。

水に溶解する特性を有する固形食品は、固形溶解食品とも称せられる。

食品粉体が水溶性原料や吸湿性のある原料を含む場合、食品粉体を圧縮成型してなる食品粉体圧縮成型物を加湿した際に、食品粉体圧縮成型物の表面にタック（べとつき）が生じ得る。このような食品粉体としては、例えば糖、デキストリン、天然糖質（トレハロース等）、多糖類等を含む食品粉体があげられる。その他、食品粉体圧縮成型物を加湿した際に、食品粉体圧縮成型物の表面にタック（べとつき）が生じ得る食品粉体であれば好ましく適用できる。

（固形食品の作用・効果）
本実施形態の固形食品は、食品粉体を圧縮成型して硬化した固形状の固形食品であって、固形食品の破断応力は０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上であり、平坦な面に対する剥離せん断応力が０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える。

これまで、結晶化率の増加比β／（α＋β）が高く、付着力が高い領域の固形食品は存在しなかった。上記の本実施形態の固形食品は、扱いやすい強度を確保して、０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える剥離せん断応力を実現できる。剥離せん断応力は、付着力を剥離面積で除した値である。上記の固形食品は、付着力が高められており、製造工程中の固形食品がベルトコンベアー等の製造装置の接触面へ付着する力が高められ、これにより固形食品の運搬速度を高めても固形食品が吹き飛ばされることが抑制され、固形食品を安定して運搬することが可能となり、製造効率を高めることができる。

＜実施例＞
（実施例１の作成）
Ｘ軸方向の辺ａが３１ｍｍ、Ｙ軸方向の辺ｂが２４ｍｍ、Ｚ軸方向の辺ｃが１２．５ｍｍである直方体状の固形乳試料を実施例として作成した。このような大きさとなる打錠機の臼杵の大きさを調整し、粉乳５．４ｇを圧縮成型して粉乳圧縮成型物を形成した。圧縮速度Ｖを１ｍｍ／ｓとし圧縮を行った。上記で得られた粉乳圧縮成型物に、温度、相対湿度、処理時間が、７５℃、９５％ＲＨ、９０秒である加湿処理を施した。加湿処理の後に乾燥温度８０℃の乾燥処理を施し、硬化処理が施された実施例１に係る固形乳試料とした。乾燥時間については加湿時の重量増加分が乾燥しきれるように時間を調整した。

（実施例１の試料の硬度）
上記のロードセル式錠剤硬度計を用いて、実施例１に係る固形乳試料の硬度評価を行った。実施例１の試料の硬度は１２８Ｎ（破断応力は０．４２７Ｎ／ｍｍ^２程度）であり、十分確保され、扱いやすい硬度を有していた。

（実施例１の試料のα乳糖結晶の結晶化率の増加α及びβ乳糖結晶の結晶化率の増加βの測定、結晶化率の増加α及び結晶化率の増加βの和（α＋β）とβ乳糖結晶の結晶化率の増加βとの結晶化率の増加比β／（α＋β）の算出）
上記の実施例１に係る固形乳の試料に対して、ＸＲＤ（Ｘ線回折）法により、表面からの深さ方向の単位重量当たりのα乳糖結晶の結晶化率の増加α（重量％）、β乳糖結晶の結晶化率の増加β（重量％）、総結晶化率の増加（結晶化率の増加α及び結晶化率の増加βの和（α＋β））（重量％）を求めた。α乳糖結晶の結晶化率の増加、β乳糖結晶の結晶化率の増加、及び総結晶化率の増加は、それぞれ、全重量に対するα乳糖結晶、β乳糖結晶、及びα乳糖及びβ乳糖の結晶の和の比率（重量％）であり、固形乳の内部の結晶化率を差し引いて得られる内部に対する増加分として算出した値である。実施例１の固形乳試料の表面の結晶化率の増加比β／（α＋β）は０．２３７であった。尚、ＸＲＤ法による測定では、各試料の測定面をＸＲＤ測定毎に表面を切削して面全体の結晶化率の増加を求めた。測定面は、１２．５ｍｍ×２４ｍｍの大きさの断面とした。

総結晶化率の増加の測定は、粉末Ｘ線回折装置（ＸＲＤ、ＳｍａｒｔＬａｂ、リガク社）を用いて、固形乳の表面から０．１ｍｍの厚さの分ずつ切削して露出させた面において、回折強度により測定した。測定方法は汎用（集中法）、スリット条件はスキャン軸（２θ/θ）、モード（ステップ）、範囲指定（絶対）、開始（９．００００ｄｅｇ）、終了（１３．５０００ｄｅｇ）、ステップ（０．０２００ｄｅｇ）、スピード計数時間（２．４）、ＩＳ（１．０００ｄｅｇ）、ＲＳＩ（１．０００ｄｅｇ）、ＲＳ２（０．３００ｍｍ）、アッテネータ（ｏｐｅｎ）、管電圧（４０ｋｖ）、管電流（３０ｍＡ）とした。

解析方法は、解析ソフトウェア「ＳｍａｒｔＬａｂＳｔｕｄｉｏII」を用いて、加重平均（平滑化７点）ＢＧ除去（ｓｏｎｎｅｖｅｌｄ－Ｖｉｓｓｅｒ法）処理した後、積分強度計算（α乳糖結晶の固有ピーク：１２．５、β乳糖結晶の固有ピーク：１０．５）を行った。総結晶化率の増加は、固形乳の表面からの各深さにおける全重量に対する結晶の比率の固形乳の内部の結晶の比率に対する差分である。ここでは、結晶として単位重量当たりのα乳糖結晶及びβ乳糖結晶の重量（重量％）として求めた。

（実施例１の試料の付着力の測定）
硬化条件による付着力の評価を行うために、上記のように作成した実施例１の固形乳試料について付着力試験を行った。付着力試験は、上述のロードセル式錠剤硬度計を用い、パンチングスクリーン上で硬化処理が施された固形乳に対して、パンチングスクリーンから剥離可能な方向に荷重を印加して、剥離するのに要する力を測定して、付着力［Ｎ］とした。付着力は、製造された固形乳が平坦な面に付着する強度を示す。実施例１の固形乳試料の付着力は１４Ｎ（剥離せん断応力は０．０３４９Ｎ／ｍｍ^２）であった。

（実施例２）
温度、相対湿度、処理時間が、７５℃、７５％ＲＨ、６０秒である加湿処理を施したことを除いて、実施例１と同様に固形乳試料を作成し、実施例２とした。実施例１と同様にして、硬度、固形乳表面の結晶化率の増加比β／（α＋β）、及び付着力を測定した。実施例２の固形乳試料の硬度は６８．８Ｎ（破断応力は０．２２９Ｎ／ｍｍ^２）、固形乳表面の結晶化率の増加比β／（α＋β）は０．１０８、付着力は６．９Ｎ（剥離せん断応力は０．０１７２Ｎ／ｍｍ^２）であった。

（実施例３）
温度、相対湿度、処理時間が、７５℃、７５％ＲＨ、８０秒である加湿処理を施したことを除いて、実施例１と同様に固形乳試料を作成し、実施例３とした。実施例１と同様にして、硬度、固形乳表面の結晶化率の増加比β／（α＋β）、及び付着力を測定した。実施例３の固形乳試料の硬度は７５．２Ｎ（破断応力は０．２５１Ｎ／ｍｍ^２）、固形乳表面の結晶化率の増加比β／（α＋β）は０．１３６、付着力は８．５Ｎ（剥離せん断応力は０．０２１２Ｎ／ｍｍ^２）であった。

（実施例４）
温度、相対湿度、処理時間が、７５℃、７５％ＲＨ、９５秒である加湿処理を施したことを除いて、実施例１と同様に固形乳試料を作成し、実施例４とした。実施例１と同様にして、硬度、固形乳表面の結晶化率の増加比β／（α＋β）、及び付着力を測定した。実施例４の固形乳試料の硬度は９０．１Ｎ（破断応力は０．３００Ｎ／ｍｍ^２）、固形乳表面の結晶化率の増加比β／（α＋β）は０．１５６、付着力は９．６Ｎ（剥離せん断応力は０．０２３９Ｎ／ｍｍ^２）であった。

（比較例１）
温度、相対湿度、処理時間が、７５℃、５０％ＲＨ、３０秒である加湿処理を施したことを除いて、実施例１と同様に固形乳試料を作成し、比較例１とした。実施例１と同様にして、硬度、固形乳表面の結晶化率の増加比β／（α＋β）、及び付着力を測定した。比較例１の固形乳試料の硬度は３２．７Ｎ（破断応力は０．１０９Ｎ／ｍｍ^２）、固形乳表面の結晶化率の増加比β／（α＋β）は０．０５４、付着力は４．０Ｎ（剥離せん断応力は０．００９９５Ｎ／ｍｍ^２）であった。

（比較例２）
温度、相対湿度、処理時間が、７５℃、７５％ＲＨ、３０秒である加湿処理を施したことを除いて、実施例１と同様に固形乳試料を作成し、比較例２とした。実施例１と同様にして、硬度、固形乳表面の結晶化率の増加比β／（α＋β）、及び付着力を測定した。比較例２の固形乳試料の硬度は４９．８Ｎ（破断応力は０．１６６Ｎ／ｍｍ^２）、固形乳表面の結晶化率の増加比β／（α＋β）は０．０７４、付着力は６．０Ｎ（剥離せん断応力は０．０１４９Ｎ／ｍｍ^２）であった。

図７は、実施例及び比較例に係る固形乳の表面の結晶化率の増加比β／（α＋β）及び固形乳の破断応力（Ｎ／ｍｍ^２）の関係を示すグラフである。実施例１の結果を黒塗り△で示す。比較例１～２の結果を●で示す。実施例１では、結晶化率の増加比β／（α＋β）が０．２３７であり、硬度は１２８Ｎ（破断応力は０．４２７Ｎ／ｍｍ^２）であった。比較例１及び比較例２では、硬度が３２．７Ｎ～４９．８Ｎ（破断応力が０．１０９Ｎ／ｍｍ^２～０．１６６Ｎ／ｍｍ^２）であったが、結晶化率の増加比β／（α＋β）は０．０５４～０．０７４であった。

図８は、実施例及び比較例に係る固形乳の剥離せん断応力（Ｎ／ｍｍ^２）及び固形乳の表面の結晶化率の増加比β／（α＋β）の関係を示すグラフである。実施例１～４の結果を黒塗り△で示す。比較例１～２の結果を●で示す。実施例１～４では、結晶化率の増加比β／（α＋β）が０．１０８～０．２３７の範囲であるときに付着力が６．９Ｎ～１４Ｎ（剥離せん断応力が０．０１７２Ｎ／ｍｍ^２～０．０３４９Ｎ／ｍｍ^２）と高い値を維持していた。比較例１～２では、結晶化率の増加比β／（α＋β）が０．０５４～０．０７４であり、付着力が４．０Ｎ～６．０Ｎ（剥離せん断応力が０．００９９５Ｎ／ｍｍ^２～０．０１４９Ｎ／ｍｍ^２）であった。実施例１～４の剥離せん断応力（Ｎ／ｍｍ^２）及び固形乳の表面の結晶化率の増加比β／（α＋β）を最小二乗法により近似したグラフが直線（ｙ＝０．１３２６ｘ＋０．００３７）で示される。

実施例の固形乳試料の剥離せん断応力は０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超えており、比較例より高いことが確認された。これにより、実施例の固形乳は、製造工程中の固形乳がベルトコンベアー等の製造装置の接触面へ付着する力を高めることができた。硬化処理における温度、湿度及び処理時間、特に加湿処理における温度、湿度及び処理時間を調整することで、得られる固形乳の付着力は、結晶化率の増加比β／（α＋β）をＸｂ、前記固形乳の平坦な面に対する剥離せん断応力をＹｂ（Ｎ）としたときに、下記式（１）の範囲内で調節可能であった。

（比較例３）
圧縮成型においては、第１圧縮距離Ｌ_１を５～１５ｍｍ、第１圧縮速度Ｖ_１を１～１５０ｍｍ／ｓとした第１圧縮を行った後、第２圧縮距離Ｌ_２を０．１～１．６ｍｍ、第２圧縮速度Ｖ_２を０．２５～１５ｍｍ／ｓとした第２圧縮を行った。上記で得られた粉乳圧縮成型物に、加湿温度８０℃、５０％ＲＨ、２０秒の加湿処理を施し、さらに乾燥温度８０℃の乾燥処理を施し、硬化処理が施された比較例３に係る固形乳の試料とした。比較例３の固形乳は、破断応力が０．７３９Ｎ／ｍｍ^２以下であり、剥離せん断応力は０．０１５Ｎ／ｍｍ^２以下であった。得られた固形乳の平坦な面に対する剥離せん断応力は、０．０１５Ｎ／ｍｍ^２以下であった。

＜実施形態の一例＞
尚、本開示は以下のような構成であってもよい。以下の構成を有するならば、付着力を高め、扱いやすい強度を有することができる。

（１）食品粉体を圧縮成型した固形状の固形食品であって、前記固形食品の破断応力は０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上であり、平坦な面に対する剥離せん断応力が０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える固形食品。

（２）前記固形食品は、一水和物結晶及び無水物結晶を含み、前記固形食品の表面における全重量に対する前記一水和物結晶の比率の、前記固形食品の内部の前記一水和物結晶の比率に対する差分である結晶化率の増加α（重量％）及び前記固形食品の表面における全重量に対する前記無水物結晶の比率の、前記固形食品の内部の前記無水物結晶の比率に対する差分である結晶化率の増加β（重量％）の和（α＋β）と、前記結晶化率の増加β（重量％）との結晶化率の増加比β／（α＋β）をＸａ、前記固形食品の平坦な面に対する剥離せん断応力をＹａ（Ｎ）としたときに、Ｘａ及びＹａが下記式（１Ａ）を満たす、前記（１）に記載の固形食品。
０．１３２６Ｘａ－０．００１３＜Ｙａ＜０．１３２６Ｘａ＋０．００８７・・・（１Ａ）

（３）前記結晶化率の増加比β／（α＋β）が、０．３以下である、前記（２）に記載の固形食品。

（４）粉乳を圧縮成型した固形状の固形乳であって、前記固形乳の破断応力は０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上であり、平坦な面に対する剥離せん断応力が０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える固形乳。

（５）前記固形乳は、α乳糖結晶及びβ乳糖結晶を含み、前記固形乳の表面における全重量に対する前記α乳糖結晶の比率の、前記固形乳の内部の前記α乳糖結晶の比率に対する差分である結晶化率の増加α（重量％）及び前記固形乳の表面における全重量に対する前記β乳糖結晶の比率の、前記固形乳の内部の前記β乳糖結晶の比率に対する差分である結晶化率の増加β（重量％）の和（α＋β）と、前記結晶化率の増加β（重量％）との結晶化率の増加比β／（α＋β）をＸｂ、前記固形乳の平坦な面に対する剥離せん断応力をＹｂ（Ｎ）としたときに、Ｘｂ及びＹｂが下記式（１）を満たす、前記（４）に記載の固形乳。
０．１３２６Ｘｂ－０．００１３＜Ｙｂ＜０．１３２６Ｘｂ＋０．００８７・・・（１）

（６）前記結晶化率の増加比β／（α＋β）が、０．３以下である、前記（５）に記載の固形乳。

（７）食品粉体を圧縮成型した固形状の固形食品であって、前記固形食品の破断応力は０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上であり、平坦な面に対する剥離せん断応力が０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える構成となるように、食品粉体を圧縮成型し、得られた食品粉体圧縮成形物に硬化処理を行うことによって形成された固形食品。

（８）粉乳を圧縮成型した固形状の固形乳であって、前記固形乳の破断応力は０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上であり、平坦な面に対する剥離せん断応力が０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える構成となるように、粉乳を圧縮成型し、得られた粉乳圧縮成形物に硬化処理を行うことによって形成された固形乳。

（９）食品粉体を圧縮成型した固形状の固形溶解食品であって、前記固形溶解食品の破断応力は０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上であり、平坦な面に対する剥離せん断応力が０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える固形溶解食品。

（１０）食品粉体を圧縮成型した固形状の固形食品であって、前記固形食品の破断応力は０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上であり、平坦な面に対する剥離せん断応力が０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超える、硬化処理によってタックが生じ得る固形食品。

１０本体
１０Ａ第１面
１０Ｂ第２面
１０Ｃ側面
１０Ｓ固形乳

Claims

粉乳を圧縮成型した固形状の固形乳であって、
前記固形乳の破断応力は０．０６７Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
平坦な面に対する剥離せん断応力が０．０１５Ｎ／ｍｍ^２を超え、
前記固形乳は、α乳糖結晶及びβ乳糖結晶を含み、
前記固形乳の表面における全重量に対する前記α乳糖結晶の比率の、前記固形乳の内部の前記α乳糖結晶の比率に対する差分である結晶化率の増加α（重量％）及び前記固形乳の表面における全重量に対する前記β乳糖結晶の比率の、前記固形乳の内部の前記β乳糖結晶の比率に対する差分である結晶化率の増加β（重量％）の和（α＋β）と、前記結晶化率の増加β（重量％）との結晶化率の増加比β／（α＋β）をＸｂ、前記固形乳の平坦な面に対する剥離せん断応力をＹｂ（Ｎ）としたときに、Ｘｂ及びＹｂが下記式（１）を満たし、
前記平坦な面の材質はＳＵＳ３０４である
固形乳。
０．１３２６Ｘｂ－０．００１３＜Ｙｂ＜０．１３２６Ｘｂ＋０．００８７・・・（１）
前記結晶化率の増加比β／（α＋β）が、０．３以下である
請求項１に記載の固形乳。