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口渴了嗎?來瓶飲料吧!包裝飲料的誕生祕辛大公開

衛生福利部食品藥物管理署_96
・2018/07/05 ・4608字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 501 ・六年級

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

來認識包裝飲料是如何誕生的吧!圖/igorovsyannykov @Pixabay

炎炎夏日,進便利商店買瓶冰涼的飲料兼吹冷氣,幾乎成為每天的例行活動,面對架上琳瑯滿目、容易讓人產生選擇障礙的各式包裝飲料,你曾想過它們是怎麼被製作出來的嗎?業者運用哪些食品加工技術,才能創造出品質穩定一致,又便於運輸、保存的好喝飲料呢?

來罐「和現泡的一樣」的包裝好茶

現泡茶跟包裝茶有什麼不同呢?圖/congerdesign@pixabay

包裝茶飲號稱「和現泡的一樣」,不僅是行銷文案而已,也是真實的製程!茶飲好不好喝的關鍵在於茶葉,但不論是綠茶、紅茶或烏龍茶,包裝茶和現泡茶一樣,都靠著茶葉泡水將茶湯「萃取」出來。

茶葉的萃取方式分為幾種;常見的是浸泡茶葉進行萃取,這種萃取方式就像是平常我們泡茶包的方法,會將茶包泡在熱水裡提上提下幾次;在包裝茶工廠中則是將茶葉放置在提籃中,再放入 60~70°C 的熱水中浸泡 15~25 分鐘,期間會重複進行浸泡 2~3 次左右。

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而另一種常見的萃取方式,則是使用翻轉煮茶機進行攪拌,將茶葉投入已經有 60~70°C 熱水的萃取罐中,翻轉攪拌。還有一種比較特別的則是讓茶葉籃在密閉的萃取釜中循環萃取茶湯,有點像是我們自己在家做冷泡茶,這種方式可以在比較低的溫度下進行,有些廠商標榜的「冷萃」技術就是利用這種方法。

那麼在製作包裝上由「茶葉萃取液」和「茶粉」製作的茶又是怎麼一回事呢?它們難道是化工合成茶嗎?母湯這樣想喔!(搖手指)

萃取獲得茶湯之後,還會經過很重要的步驟「過濾」:在萃取的過程中,難免有些細碎的茶葉渣渣逃出茶葉籃,如果放任不理的話,會讓茶湯越來越苦澀喔!一定要再經過過濾,而經過濾處理的茶湯就稱為「茶葉萃取液」或是「茶葉萃取物」。包裝茶製作廠商本身如果沒有萃取設備,就會購買茶葉萃取液使用;這樣製作成品的成分說明就必須標明為「茶葉萃取液」或是「茶葉萃取物」。如果廠商是自己從茶葉進行萃取,那麼成分標示寫「茶」、「茶葉」、「茶葉萃取液」或「茶葉萃取物」都可以。

包裝茶是怎麼煉成的?(點圖放大)

萃取液濃縮乾燥製成粉末,就是即溶茶粉啦;另一種茶粉則是將茶葉磨成粉末,如常被作為日本特產的抹茶粉,這些粉末也被稱為「茶粉」。在包裝茶裡添加茶粉可以讓茶飲增添濃厚感。所以下次別再看到「萃取液」或是「茶粉」就擔心喝到化工合成茶,原料都是天然茶葉哦!

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但包裝茶飲還是跟一般的現泡茶有點不一樣,現泡茶通常即泡即飲──如果沒有這樣做,你可能會發覺到隔夜茶會出現變色、味道改變的現象,這是由於天然的茶湯其實相當容易氧化。因此為了能夠較長期存放、運送,包裝茶飲通常會再額外添加「L-抗壞血酸」或是「異抗壞血酸鈉」。這樣的名字聽起來好像很可怕,但其實它們就是「維生素 C」,這些都是符合食品添加物使用規範的「抗氧化劑」,添加的主要目的便是為了避免食品氧化造成色澤、口感和風味的變化。

另一個常在包裝茶飲中出現的食品添加物「碳酸氫鈉」,就是俗稱的小蘇打,可以把茶湯的 pH 值調整為中性偏鹼,茶湯的口味與顏色就能保持更長的時間,小蘇打的另一個妙用是能夠產生微量氣泡,讓茶飲口感更好!

過濾後的茶湯在添加內含成分之後,還要經過降溫、殺菌、冷卻等等步驟,才會裝瓶,變成我們在便利商店中買到的包裝茶飲。

經過繁複的製程,才能獲得常見的包裝茶飲。攝影/TW

香醇的咖啡是怎麼來的?

包裝咖啡的製程與前面的包裝茶飲有點類似;包裝咖啡主要成分通常有咖啡萃取液、水、砂糖、奶粉;其中「咖啡萃取液」其實就是從咖啡豆萃取的咖啡汁液,而不是指化學合成產生的咖啡香精喔!若使用香精都會在成分表另外標示!

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香醇的咖啡是許多人每日必備的飲品。圖/cocoparisienne@pixabay

而包裝咖啡依殺菌方式不同可以將保存方式分為「冷藏」及「常溫」兩者。冷藏的包裝咖啡保存期限較短,但風味會比較接近現煮咖啡。而常溫保存的咖啡則是因為製程中經過高溫高壓殺菌,所以能夠在常溫中保存。不過,由於內含的牛奶成分經過高溫處理後,味道常會發生變化。因此常溫保存的咖啡喝起來往往和現煮咖啡的風味差異甚大。

為了讓產品品質穩定,業者也會在混合各種配料階段加入碳酸氫鈉(小蘇打),調整酸鹼值。小蘇打還有一個附加功能,就是避免讓包裝咖啡裡的牛奶成分凝固。

另一種常見的食品添加物是「乳化劑」,例如脂肪酸甘油酯等,可以讓咖啡中的油脂與水份均勻分布。畢竟打開飲料看見上面浮了一層油,也是會很令人害怕的。同樣含有牛奶成分的奶茶中通常會添加乳化劑,也是同樣為了避免油水分離發生。

認識包裝咖啡。(點圖放大)

 

給外食族的果蔬汁

果蔬汁(俗稱蔬果汁)的原料就跟包裝茶飲一樣,都源自天然來源。果蔬汁一般的製程就像我們手動榨果汁,挑選完水果後使用榨汁或果汁機。果蔬汁會首先經由篩選原料,其次洗滌材料,然後依據果蔬汁的種類使用不同的機器進行破碎與榨汁。

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接下來「篩濾」階段會跟手動榨果汁有點不同,在這個階段中,除了使用物理方法濾掉蔬果碎片,也可能會使用單寧或明膠使果汁中的懸浮物沉澱方便除去。另外,由於目前的蔬果汁類飲料含果肉者較受歡迎,為了避免含果肉的混濁果汁儲存過久容易沉澱,通常也會使用黏稠劑如羧甲基纖維素、修飾澱粉或果膠以增加黏稠性、降低果汁的沉降速率。

罐裝果汁來到手中也是需要經過重重關卡的。圖/stevepb@pixabay

為了維持果汁成品品質的穩定度,篩濾後會再經過「調配」,也就是添加調味劑調整成分中的糖度、酸度、色澤等,調味劑種類包括甜味劑(如果糖、蔗糖〉或是酸味劑(如檸檬酸〉等。調配完成後,果蔬汁後半段的流程就如同包裝茶飲製程,經殺菌、包裝就完成囉。

果蔬汁根據其濃縮或稀釋的比例有非常多種不同的類別,值得注意的是,如果標示為「果蔬汁」,其果蔬汁需佔總體含量 10% 以上。而果蔬汁外標示如果顯示「風味」或是「口味」這樣的關鍵字,其實就是告訴你它果蔬汁含量低於百分之十,或根本沒有含果蔬汁喔!另外標示「濃縮還原果汁」,就是指有些廠商將濃縮果汁再加水還原的產品。

「營養添加飲料」加上營養添加劑,就健康了嗎?

炎炎夏日另一種讓人無法抵抗的誘惑當然是碳酸飲料了,冰涼的碳酸水配上酸酸甜甜的味道,帶來消暑的快感。為了避免只是攝取含熱量的「垃圾食物」,如果改挑選含有維生素添加的「營養添加飲料」有比較健康嗎?

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目前市面上可以找到的「營養添加飲料」,主要的製程跟一般碳酸飲料的製程十分相似(喝起來也差不多)。碳酸飲料的製程,主要步驟在於將原水經過濾、殺菌之後,再「調配」加入香料以及砂糖、檸檬酸等「調味劑」食品添加物;再經冷卻加壓,加入二氧化碳氣體,而後封罐就完成了。

在調配階段,如果額外加入「營養添加劑」,所獲得的碳酸飲料也被稱為「營養添加飲料」。目前市面上這類飲料中最常見的營養添加物主要為可溶於水的維生素C 與維生素 B群;由於維他命B 溶於水帶黃色,也讓這類的碳酸飲料多半為淺黃色。

含有維生素,這類飲料就可以任意享用了嗎?不,其實還是要注意份量喔!這類「營養添加飲料」本質還是滿接近碳酸飲料,應注意其中的糖份,不要不小心就攝取了過多的熱量。

另外,即使是我們生命所需的維生素,使用上也須謹記「劑量決定毒性」這一點,攝取太多無法帶來好處。因此在「食品添加物使用範圍及限量劑規格標準」中,也針對營養添加劑有相當嚴格的標準,對於非特殊營養補充的一般食品(如本文中的營養添加飲料)中添加的含量均限制在每 300 克(或有標示的話每日食用量)不得高於營養素攝取參考量(dietary reference intakes; DRIs)的  150%。如果真的有營養不足的疑慮,應適時請教醫生,並且維持均衡飲食喔。

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除了這類「營養添加飲料」,一般市面上的食品也可能因為加工或儲存而影響內含的營養素,這時就可以透過營養添加劑適度補強或增強營養價值,最常見的例子是在乳製品中添加維生素 A 及 D、在榖類製品中添加維生素 B群等。

透明飲料、氣泡水的製造祕密!

前面我們談了那麼多的飲料,卻還有兩個包裝飲料界的新寵兒沒談到呢:想喝水卻又不甘於平凡嗎?就讓我們來聊聊氣泡水和一樣「透明感」十足的加味水吧!

最近可以看到在便利商店裡氣泡水的選擇變得非常多樣,不過其實氣泡水的製程與前面提到的「碳酸飲料」極為類似,差異則是在與部分高熱量的碳酸飲料相比,氣泡水大部分多為「零熱量」,也就是除了含有碳酸(加壓打入二氧化碳生成碳酸)、加入調味的香料之外,沒有再額外添加其他東西。

有些網路資訊流傳氣泡水可以促進新陳代謝和減肥等等的功效,或者說氣泡水會傷害骨骼、胃以及牙齒等等謠言,目前都沒有值得信賴的研究及證據可以證實。

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近來爆紅、人人都想嚐鮮喝看看的「透明飲料」又是怎麼製成的呢?其實,無論是透明奶茶、透明檸檬紅茶,也和氣泡水差不多,在製程的調味階段添加了香料。香料主要是具有揮發性的芳香物質,可以賦予飲料截然不同的風味。

還有一些透明飲料為了要增加「奶味」卻不想呈現混濁顏色,會在調味時加入「乳清發酵液」,並且另外添加抗氧化劑以穩定產品品質。

各式各樣的透明飲料推陳出新,未來又會有那些新花樣呢?Company@pixabay

目前透明飲料仍然繼續推陳出新,除了水果、茶飲風味之外,還推出「透明拿鐵」和「透明啤酒」等新產品,飲料業者不僅在製造流程發揮巧思,更結合食品添加物翻玩創意,相信未來會出現更多有意思的飲料,為消費者帶來更多感官衝擊!

參考資料:

  1. 宣稱含果蔬汁之市售包裝飲料標示規定(2014)。食品藥物消費者知識服務網。
  2. 密閉容器包裝食品殺菌管理手冊(2015)。衛生福利部食品藥物管理署。
  3. 食品添加物使用範圍及限量暨規格標準
  4. 李錦楓、張哲朗、蔡育仁等《圖解食品加工學與實務》,台灣五南圖書出版股份有限公司。
  5. 施明智等《食品加工學》,台灣五南圖書出版股份有限公司。
  6. 黃登福、陳建元《實用食品添加物》,華格那企業。





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衛生福利部食品藥物管理署_96
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衛生福利部食品藥物管理署依衛生福利部組織法第五條第二款規定成立,職司範疇包含食品、西藥、管制藥品、醫療器材、化粧品管理、政策及法規研擬等。 網站:http://www.fda.gov.tw/TC/index.aspx

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AI 可以設計散熱,但誰敢讓它出貨?林唯耕談算力背後的物理現實
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/08/20 ・2819字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 高柏科技 合作,泛科學撰文

林唯耕剛回台灣任教時,曾在清華大學的實驗室裡用一立方公分的「氨」做實驗。沒想到氨氣意外洩漏,那股刺鼻的氣味瞬間瀰漫整棟大樓,引來眾多師生抗議。

「從此以後,我再也不敢在實驗室裡用氨了。」他在《思想實驗室》的訪談中,帶著笑意回憶這段往事。

這段插曲聽來像是一則工程師的寓言:在理論模型中,氨是太空熱控系統的理想介質;但在現實的辦公大樓裡,它首先是逼人逃竄的臭味。公式本身沒有錯,但現實世界永遠比公式更複雜——它包含了人、成本、風險,以及必須為後果負責的工程師。

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高柏科技技術專家、清華大學榮譽退休教授林唯耕 ,曾任職於美國 OAO 工程部熱流組,深耕電子構裝散熱與熱管技術多年。隨著 AI 浪潮席捲全球,他鑽研一輩子的老問題再次被推向科技產業的核心:當晶片運算速度無止境攀升,那股伴隨而生的熱,究竟該往哪裡去?

熱不會讀新品發表會

科技巨頭在發表會上熱衷於談論大型語言模型、GPU 規格與驚人的算力。這些詞彙在投影片上光鮮亮麗,彷彿進步毫無邊界。然而,每一次數位運算都紮實地發生在實體晶片上。晶片會發熱、材料會疲勞老化,一旦設備過熱,系統便會降頻保護。在物理現實面前,再動聽的發表會敘事也必須低頭。

晶片會發熱、材料會疲勞老化,一旦設備過熱,系統便會降頻保護 / 圖片:envato

回顧個人電腦發展早期,晶片幾乎不需專屬散熱元件。隨後,鋁製鰭片、風扇、熱管到均溫板逐一登場。這段歷程常被視為技術升級,其實更像是對空間的極限勒索:晶片功率翻倍,發熱源的面積卻沒變大,機箱空間也不可能無限擴張。

林唯耕指出,散熱設計的核心只有三要素:功率、熱源面積與空間限制。他舉例,在標準的 1U 機箱中,若發熱面積約為三十乘三十毫米,氣冷系統在達到八百瓦時就會面臨瓶頸。這並非固定的物理常數,而是取決於空間、面積與氣流的動態平衡。最現實的代價在於,風扇轉速提升的背後,是噪音、電力損耗與空間占用。

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因此,「液冷技術」的興起並非單純為了追求酷炫,而是算力密度提升後的必然選擇。它能更精準地帶走晶片廢熱,卻也將新的挑戰帶入機房:漏液風險、流道堵塞、材料相容性,以及維運時的難度。工程的進步,本質上鮮少是徹底消滅問題,更多時候是選擇一組「比較值得承擔」的新問題。

太空教他的,不是把答案搬回地面

太空熱控工程之所以迷人,是因為它剝奪了地球上最常見的散熱工具。在真空宇宙中,沒有空氣能讓風扇製造對流;受光面溫度破百度,陰影處卻極度嚴寒。工程師必須純粹仰賴熱傳導、熱輻射,以及熱管與環路型熱管(LHP)來搬移熱能。

熱管運作的關鍵在於「相變」——液體蒸發時吸收大量潛熱,冷凝後重回循環。林唯耕比較了銅與水的熱傳導能力:在他設定的特定條件下,實心銅塊約能傳導 120 瓦的熱能;但若每秒有一立方公分的水發生蒸發相變,移熱量可瞬間拉升至 2.4 千瓦(kW)。他強調「每秒」的觀念,因為散熱談的是動態流動速率,而非靜態的冷卻魔法。

儘管如此,太空科技並不能直接套用到地面。太空元件因考量重量、功耗與維修難度,偏好無馬達幫浦的被動式設計;但地面 AI 伺服器面臨更高的熱負載與環境溫度,往往仍需幫浦驅動流量。當年那場「氨氣洩漏」事故正是最好的提醒:技術是否「先進」,與它是否「適合」當下的場景,始終是兩回事。

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他強調「每秒」的觀念,因為散熱談的是動態流動速率,而非靜態的冷卻魔法。/圖片:envato

好論文,為什麼仍可能造不出好產品

學術研究致力於證明「可行性」,而工業現場則要求「可重複性」——不僅要能運作,還得確保每台出廠的設備都不漏水。林唯耕將此定義為「從 0 到 1」與「從 1 到 100」的差別。後者涉及良率、成本、公差與客戶信任。論文中那次最完美的實驗數據,在產線上往往未必管用。

他從不避談失敗。在高柏科技早期與學界合作時,也曾遇過實驗數據無法複製,或研究方向偏離產業需求。這未必是雙方努力不夠,而是彼此對「成功」的標準不同。為了解決這道鴻溝,高柏科技推動「柏苗啟航創新培育計畫」,每年投入逾千萬資金與成大、中山、台科大等校合作,並指派專業人才在過程中持續微調、校正,確保研發貼近產線現實。

他分享了近期一項液冷工質校正專案。團隊使用非侵入式的超音波流量計進行觀測,但由於儀器預設以「水」校正,換成其他化學流體後讀數便出現誤差。最初嘗試用幫浦壓差推算,卻發現缺乏重複性,數據甚至推導出不合理的蒸發率。最後團隊回歸基本面,改用秤重法搭配能量平衡進行交叉驗證,才讓數據成功收斂。

這個故事真正的價值不在於「產學雙贏」的口號,而在於那段不夠優雅的挫折:假設失效、數據混亂、方法砍掉重練。也正是在這種時刻,企業需要的不只是會算數的人才,而是能洞察研究何時「走鐘」,並有權力喊停、要求重來的關鍵決策者。

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林唯耕坦言,過去在校園裡總認為「技術第一、成本第二」,進入商界後才驚覺行銷與信任關係往往才是關鍵。這番話雖然不如科技突破那樣動聽,卻是產品能否進入市場的殘酷真相。再卓越的散熱設計,若無法穩定生產或贏得客戶信任,也僅止於一份精美的報告。

AI 會給答案,誰來負責出貨?

訪談尾聲,主持人國威提出了一個時代難題:假設 AI 能在彈指間生成散熱架構、材料配方與流道設計,企業該選擇全面擁抱 AI 的速度,還是保留緩慢但穩定的工程驗證,以規避潛在的失效風險?

林唯耕拒絕落入二選一的框架。他的觀點是:兩者並存。AI 擅長處理資訊、生成草案;但工程師仍須實作原型,進行嚴苛的性能與可靠度測試,最終由人決定是否出貨。這並非盲目崇拜人類直覺,而是基於一項事實:AI 的資料庫裡,通常沒記載下一次「意外洩漏」或「材料疲勞」的細節,且模型永遠無法為量產結果擔負法律與商業責任。

在 AI 時代,最稀缺的未必是熟練下指令(Prompt)的人,而是具備這種能力的人:能預判答案可能在哪裡出錯、能設計實驗將問題「逼」出來,並且願意為最終的量產品質負起責任。

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大眾習慣將雲端想像成輕盈、無重量的空間。但現實中,雲端是由龐大的機房架構而成,裡面裝滿了晶片、管線、泵浦與冷卻液。虛擬算力的每一次擴張,都會在實體世界留下發熱的足跡。散熱工程師的價值,就是不讓這筆物理帳單,被埋沒在光鮮亮麗的投影片背後。

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