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從零開始的起司鍊成之旅

衛生福利部食品藥物管理署_96
・2018/10/24 ・3387字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 526 ・七年級

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

  • 文/文詠萱
在台灣像這樣大型的天然起司相當少見。圖/pixabay

起司,又稱為乾酪,在世界飲食文化發展中佔有相當的重要性,它不僅含有鈣質等營養成分,而且其中蘊含的文化意義,還可以為生活增添情調。

臺灣常見的起司多為起司片、起司條等再製乾酪(即再製起司)產品,而天然起司多為外國進口,為什麼臺灣自製起司如此少見?世界上有千種起司,又是怎麼製造的?

這次我們邀請臺灣大學動物科學技術學系陳明汝教授從原料乳開始,為我們介紹關於起司的製程、加工原理,讓你更理解吃下肚的各種起司,究竟是如何鍊成的!

起司的基本製作流程。(點圖放大)

起司的原料乳品有哪些講究?

在天然起司歷史源遠流長的歐洲,起司製作不僅是食物,更是一門工藝。每個製程環節都需講究細節,原料乳的選擇與處理本身就是一門大學問。

起司的原料為生乳,一般會以巴氏德殺菌法來進行殺菌,消滅鮮乳中的致病菌,並嚴格控制其生菌數。

生乳加熱的溫度也會影響到起司最終的品質與口感,有些起司製作時加熱的溫度會稍微低一些,為了保存其中特殊的微生物,以及牛乳天然的蛋白酶和脂肪酶,讓起司熟成後會有特殊的風味。有些則提高加熱溫度、增加加熱時間,讓乳清蛋白變性與酪蛋白結合,這樣製成的起司由於增加了乳清蛋白,再加上乳清蛋白保水性佳,產率較高,起司成品比較軟。

說到起司,就一定要從乳品談起啦。圖/pixabay

為什麼製作起司一定需要生乳呢?超市買到的牛奶就不能做起司嗎?生乳跟一般市面常見鮮乳不同在於是否經過「殺菌」及「均質化」(homogenization,使互不溶的成分成為穩定而均勻的液態懸浮物)處理。未經均質處理的生乳,在放置一段時間後,會因為油水不相容的關係浮出一層脂肪,有助於後續凝結製造起司;而均質則會讓脂肪球變小並與酪蛋白結合,進而在起司製程中影響牛乳凝結、使起司成型不佳。

由於臺灣牛奶收購價格較高,排掉乳清比較浪費,所以會將生乳加熱至攝氏100度左右,讓乳清蛋白變性,與酪蛋白結合。其實,將乳清蛋白保留在起司原料中,除了能增加起司產量,還因為乳清蛋白跟水的結合力較強,能在製程中保留較多水份,使得起司成品口感更軟。

牛乳中的蛋白質約80%為酪蛋白、20%為乳清蛋白,一般起司製程中大多留下酪蛋白,被排除的的乳清蛋白則可用來製作其他副產品,像是健身族會食用的乳清蛋白粉等。

從原料到成品冷卻、排水與壓製

經過殺菌後的原料乳降溫後,會加入發酵菌種,例如乳酸菌,而不同菌種也會影響起司最後展現的風味。菌種放入後,醱酵半小時至一小時,讓酸度上升(pH值下降),直到 pH值降到 6 以下時,再加入凝乳酶使原料乳凝固,此時看起來就像豆花或豆腐狀。

凝乳完成後,會將凝乳切割成小塊、增加乳清排除的面積及速度。切割大小會影響起司最後的軟硬度,切割愈大塊排水愈慢,導致含水量愈多,起司就會愈軟;以此類推,切成小塊的起司成品相對比較硬。凝乳切割後,會稍微提高溫度,讓凝乳塊中的蛋白質收縮,促進乳清排除。乳清排除後,會加入鹽與凝乳塊混合,接著進行壓實,讓更多乳清排除並成型。

大部分起司的前段製程相似,但後續會因為熟成時間、熟成條件、是否上蠟等製程差異,讓起司有不同種類。

例如,莫札瑞拉起司(mozzarella cheese)為了增加其延展度,會將凝乳塊放在攝氏 70 度的水中攪動,增加蛋白質的彈性,最後再放入冰水中。而高達起司(gouda cheese)為了避免起司因為接觸空氣而發霉,會在外層封上一層蠟,再進行長時間熟成。

莫札瑞拉起司 (mizzarela cheese),水分含量很高的天然起司。圖/pixabay

還有些起司在壓製後會放入鹽水中,提高起司風味,為了不影響起司風味(變太鹹)、或是影響起司中菌種生存,鹽水濃度多控制在1.5%左右。而市面上常見的軟質藍紋起司(blue cheese),會在壓實後,於表面切出一條一條的凹洞,另外撒上黴菌。

起司若根據國際法典(Codex)以含水量分類,可分為極硬質起司(MFFB少於 51%以下,例如帕瑪森起司)、硬質起司(MFFB介於 49~56%之間,例如多數的切達起司)、半硬質起司(MFFB 介於 54~69% 之間,例如常見有孔洞的艾曼塔乳酪)和軟質起司(MFFB 67%以上,例如莫札瑞拉起司,或製作提拉米蘇的馬斯卡朋起司)。起司水分多寡除了左右軟硬度外,也會影響保存期限,當水分含量愈低,水活性通常也愈低,保存期相對比較長。

  • 註:MFFB (moisture on a fat-free basis),即無脂肪的含水比:起司的水分重量/(起司總重-脂肪重量)

除了生乳、菌種等原料外,在美國、歐洲等地製作天然起司允許加入食品添加物。像是加入少許氯化鈣,可幫助凝乳酶讓起司凝固;有些煙燻起司則是加入硝酸鹽類(nitrates),以增添風味、幫助抑菌(但根據我國「食品添加物使用範圍及限量暨規格標準」,目前仍不允許將硝酸鹽添加於乾酪裡);還可以加入色素讓起司呈現色澤,主要以 ß-胡蘿蔔素為主。

什麼是再製乾酪

臺灣市面上最常見的起司產品,如起司片、起司條等,其實是前述天然起司經過再次加工製造而成,又稱為「再製乾酪」(processed cheese),或稱再製起司、加工起司。再製乾酪樣貌多元,有片狀、條狀、絲狀、牙膏狀、罐頭、噴式等各種型態。再製乾酪的概念源自於打仗行軍時的保存需求,軍隊將原本的天然起司加熱殺菌,融化後放涼又會再度凝結,成為較容易保存、不易腐壞的再製乾酪。

再製乾酪以天然起司為原料製作,起司需先切碎、加熱,加熱溫度會因後續用途不同而有差異。

再製乾酪的第一步:切碎。(本圖僅為示意)圖/pixabay

由於不能讓每一批再製起司的口感風味差異太大,所以再製乾酪業者多半依照比例混合兩種以上的天然起司,並且另外加入食品添加物以達到標準品質。

天然起司溶解後,內含脂肪會浮出,因此,再製乾酪可能會加入磷酸鹽類品質改良劑(如:磷酸二氫鈉)或乳化劑,以幫助脂肪乳化。按照國際食品法典委員會(Codex)規定,添加磷酸鹽每公斤不能超過 40公克,而臺灣現行標準更嚴格,規定用量應在每公斤 3公克以下(以磷酸根 phosphate 計算)。

此外,起司製程還可能加入檸檬酸與防腐劑延長保存期限,或添加色素(如 ß-胡蘿蔔素)讓賣相更好。最後再進入填充包裝、冷卻、銷售等環節。

再製乾酪解密。(點圖放大)

為什麼臺灣很難自製起司

臺灣不容易製作起司的原因包括「氣候」「原料」2 項因素。氣候條件讓天然起司發酵與存放環境受限,再加上起司裡的菌種與酵素具有活性,需待在攝氏 5~7 度的環境裡,因此天然起司的儲藏、運用限制較多。除此之外,臺灣牛奶收購價與國外相比高很多,也不利於自產自銷起司。

即使先天環境不利,但市場需求仍然龐大,於是衍生出更容易保存、方便運用,價格也相對親切的再製乾酪。雖然再製乾酪比較容易存放,但開封後仍必須依據產品標示適當冷藏或冷凍,並且盡快吃完。

小小起司裡蘊藏了許多食品加工技術的智慧,不管是來點天然起司搭配好酒,或是使用再製乾酪增添料理變化,盡情享受起司為你帶來的人生樂趣吧!

參考資料:

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

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衛生福利部食品藥物管理署_96
55 篇文章 ・ 6 位粉絲
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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保留海洋中的絢麗色彩——海科館陳麗淑博士專訪

科學月刊_96
・2021/09/30 ・5120字 ・閱讀時間約 10 分鐘

本文由海洋保育署廣告企劃,泛科學為宣傳推廣執行單位。

  • 作者:採訪撰稿 ∕ 謝育哲 ∕ 本刊主編

大海中美麗的珊瑚礁是許多海洋生物的棲地,但由於海洋環境汙染及氣候變遷等問題,珊瑚的生存不斷受到壓迫,珊瑚白化問題更是屢見不鮮。為了讓一般大眾也能保育珊瑚,由海科館陳麗淑博士等人團隊從澳洲引進的「珊瑚觀測」,用簡單色卡上的顏色與觀測珊瑚進行比對,就能評估該珊瑚的健康狀況。此外,海科館及海保署也進行更多的計畫與推廣,讓全民一起守護海底美麗的珊瑚。

圖/Pexels

海中有著形形色色的生物,如果要挑選出一種外觀最令人印象深刻的,肯定是色彩斑斕綺麗的珊瑚了!許多人常會誤認珊瑚是一種植物,但牠其實是不折不扣的動物。事實上,珊瑚是由許許多多的珊瑚蟲(coral polyps)所形成的群體。目前全世界共有 800 多種的珊瑚,而由珊瑚組成的珊瑚礁(coral reef)更是許多海洋魚類生存的家園。

但由於珊瑚生長速度極慢,每年僅增長約 10 公分,且十分脆弱,近年來又因氣候變遷與海洋汙染等問題,造成珊瑚的生存出現危機。因此,保護珊瑚人人有責,但身為一般人的我們又該如何保育這些美麗又珍貴的海洋生物呢?本次《科學月刊》專訪了國立海洋科技博物館(以下簡稱海科館)的研究員陳麗淑博士,看看有哪些保護珊瑚的方式,以及介紹從澳洲引進的珊瑚觀測(coral watch)方法吧!

珊瑚遇到了什麼危機?

關於珊瑚,我們最常聽到的是「珊瑚白化」(coral bleaching)。但珊瑚白化代表什麼?又是什麼造成了珊瑚白化呢?

白化的軸孔珊瑚(Acropora spp.)與背景中的健康軸孔珊瑚形成對比。圖/WIKIPEDIA

由於珊瑚對於生存環境的溫度十分敏感,一般來說,對珊瑚而言最自在的水溫環境為 23~28℃,而生存的極限溫度範圍則為 18~32℃,若超過這個溫度區間,對珊瑚來說即為太冷或太熱的環境。陳麗淑表示,一但海水溫度超過 32℃,珊瑚就會出現白化現象。當然不是所有的珊瑚都會同時白化,各種珊瑚因生長速度不同,白化現象發生的情形也會有所差異。一般來說,生長速度較快的枝狀珊瑚比較容易白化,而團塊狀珊瑚則比較有抵抗力。

不過珊瑚到底是怎麼「變白」的?其實珊瑚白化詳細原因,是因為當環境溫度出現劇烈變化時,珊瑚內部的共生藻數量就會下降。由於共生藻是珊瑚繽紛色彩的來源,因此在珊瑚內部的共生藻數量多時,顏色就會飽滿鮮豔,而當共生藻離開珊瑚後,珊瑚的顏色便會越變越淡,最後白化,若後續沒有適當保護與處置,珊瑚就可能會因而死亡。所幸珊瑚白化並不是不可逆的,只要海水溫度回到適合珊瑚生存的溫度,珊瑚就會逐漸穿上牠美麗的彩衣,恢復原本繽紛的色彩。

過去臺灣周遭海域曾出現過多次珊瑚大量白化的現象,陳麗淑表示,珊瑚大規模的白化的情形主要集中發生在夏季,甚至在去(2020)年夏季就曾發生珊瑚大量白化的現象,由於當時的海水溫度偏高,且維持時間較長,使得臺灣各地出現珊瑚白化的情形。不過好消息是,根據調查,今(2021)年還未發生大規模的珊瑚白化,且時節已進入秋季,海水溫度下降,至少目前珊瑚不會面臨溫度升高的生存壓力。不過,陳麗淑也語重心長地提醒:「近年來海水溫度過高的發生頻率相較以往提高了不少。」令人擔心的是,若海水溫度升高頻繁,將可能嚴重衝擊珊瑚的生存。因此,我們必須想辦法保護珊瑚。

圖/Pexels

一般人該怎麼保護珊瑚?老嫗能解的「珊瑚觀測」

對一般大眾來說,並不是所有人都具備珊瑚的相關知識,對此,陳麗淑一直在思考該用什麼方法,才能讓沒有專業知識背景的大眾能參與保育珊瑚的活動呢?在公民科學領域中,有個名為「珊瑚礁體檢」(reef check)的珊瑚監測計畫。但由於珊瑚礁體檢的入門門檻較高,需要先經過一定時數的課程訓練,且所費不貲,因此這並不是一項適合所有人的方法。

這時陳麗淑想到了「珊瑚觀測」。事實上,珊瑚觀測約莫在 2009 年就已有人引進臺灣,但當時並未受到大量關注。直到 2018 年,陳麗淑帶領的團隊開始重新研究珊瑚觀測的方式,發現其背後的科學大有學問,也可簡化成任何人都能理解並運用的珊瑚監測方式。

珊瑚觀測主要是透過一張卡片,上頭有 4 種由淺至深的色調。陳麗淑表示,這些色調涵蓋了約 70~80% 的珊瑚種類,即使無法囊括其他特殊顏色的珊瑚,但卡片上的設計對普通人來說已是綽綽有餘。而觀測方法也很簡單,任何人只要帶著這張卡片潛水至珊瑚旁,將卡片上的顏色與想觀察的珊瑚顏色進行比對與拍照即可。如果是前往水深 6 公尺以上的區域,則建議觀測時攜帶光源,以避免色差造成的誤判。前文有提到,珊瑚的顏色代表其內部共生藻早的數量,當共生藻數量越多,珊瑚顏色越深,也就代表越健康;反之,若顏色越淡則代表珊瑚的健康可能出現狀況了。

因藻類過度生長而造成的珊瑚白化 。圖/WIKIPEDIA

陳麗淑說明,珊瑚觀測背後的科學基礎十分紮實。這套由澳洲昆士蘭大學(The University of Queensland)學者馬歇爾(Justin Marshall)等人組成的團隊研發設計。團隊將珊瑚搬至實驗室中進行一系列實驗,觀察在各溫度區段中,不同溫度會如何影響珊瑚中的共生藻數量,並記錄珊瑚的顏色變化。在經過嚴謹的科學實驗後,馬歇爾團隊將其簡化並歸納成珊瑚觀測的色卡。陳麗淑表示,這套化繁為簡的觀測方式在經過推廣後,許多保育團體對於珊瑚觀測的接受度都非常高,能進而達到推廣珊瑚保育目的。

海洋公民科學知識報你知

珊瑚觀測

珊瑚觀測是一項由澳洲昆士蘭大學學者所辦理的非營利全球珊瑚礁監測計畫,將珊瑚的顏色變化標準化後,製作成珊瑚健康色卡,提供一種簡單的方法用以評估珊瑚健康,並為 CoralWatch 的全球數據庫做出貢獻。大家可以使用這些色卡協助科學家收及數據,支持珊瑚礁監測工作。

另外,珊瑚觀察也透過與世界各地的志願者合作,包括了潛水中心、科學家、學校團體、遊客參與其中,讓大眾更加了解珊瑚礁白化、氣候變化對於珊瑚礁的影響。

保育珊瑚面臨哪些困境?

雖然保育珊瑚是許多人的共識,但過程中依然面臨到許多的挑戰及困難。目前最常見的是海洋垃圾問題。由於珊瑚本身不會移動,當海洋垃圾在海中漂浮時不慎卡在珊瑚上,若沒有人為協助清理,則非常有可能造成珊瑚死亡。

圖/Pexels

陳麗淑舉例說明,由於今年 5 月起爆發 2019 冠狀病毒疾病(COVID-19)的本土疫情,位於基隆的潮境公園也為了防疫而禁止一般人下水。但當研究人員下水觀察後發現,因為沒人下水協助清理海洋垃圾,許多卡在珊瑚上的垃圾無法被及時移除,發現的當下已有許多珊瑚出現白化現象,這些珊瑚後續花了約一個月才慢慢恢復正常。

對此,陳麗淑曾與中研院學者邵廣昭等人討論,若保育區都沒有人進入可能並不是件好事,尤其當海洋汙染嚴重,垃圾很多的情況下,都還是必須定期有人去協助清理。因此,保育區在人為管理的情況下或許才是保育珊瑚好方法。

你我都可以為珊瑚盡一份心力

我們還有什麼方法可以保護珊瑚呢?陳麗淑表示,如果你是一個會下水觀測的人,使用珊瑚觀測是個好選擇。無須再多帶任何設備,只要準備珊瑚觀測的卡片,攜帶相機與光源,就可以拍攝並記錄珊瑚的健康狀況。不過若是沒有相關潛水經驗或半路出家的遊客,反而可能在潛水的過程中不慎踢到或傷害珊瑚,因此潛水者必須要具備一定的潛水技術。

海洋保育署(以下簡稱海保署)為推廣友善珊瑚礁生態旅遊,提出「珊瑚礁區你該注意的 8 件事」,包含不踩踏、不揚沙、合格玩家、保持適當距離、使用海洋友善防曬、不餵魚、不吃珊瑚礁魚、減塑行動。

即便沒有下水,在岸上也有許多可以保護珊瑚的方法。舉例來說,在我們常用的防曬乳中,多數含有可能傷害珊瑚的成份,因此在選購時可以優先考慮「海洋友善防曬」。此外,由於珊瑚礁魚類可以協助清理珊瑚礁之中的藻類,讓珊瑚順利生長,我們應盡量避免食用珊瑚礁魚類。所以最重要的,是希望大家一起落實節能減碳,全球暖化是影響珊瑚生存的主要原因之一,若減碳能從個人做起,也是保育珊瑚的積極作為。

「海洋友善防曬」 的成分較不會傷害珊瑚。圖/Pexels

出書、展覽、辦活動 海科館邀你一起守護珊瑚

除了上述的個人保育行為外,海科館也辦理了一系列保育珊瑚計畫。陳麗淑表示,海科館的研究人員會定期前往珊瑚礁進行監測,還會前往各地宣傳及教導大家如何使用珊瑚觀測。

至於在珊瑚復育方面,海科館內也有養殖珊瑚,研究人員會把這些珊瑚移植到野外,或是使用不同的材質,測試珊瑚附著生長的情形等。未來希望透過這些方法,協助加速珊瑚的生長。

在教育方面,去年海科館與行政院環境保護署及科技部等單位,共同主辦的「2020 海洋公民科學家行動計畫」中,包含了「珊瑚保育監測」的主題。對此,海科館團隊舉辦了一系列的「針織珊瑚」活動。「針織珊瑚」主要是前往各地的小學,除了教導珊瑚的知識,以及倡導珊瑚保育外,讓小朋友們藉由織毛線的方式,訴說一則關於珊瑚的故事。每所國小的作品都有自己的主題,也讓小朋友在織毛線的過程中,思考珊瑚對於生態的重要性,從小扎根珊瑚保育知識。並在後續收集作品後,舉辦「陸上造礁 針織珊瑚計畫特展」。

此外,海科館也曾於 2019 年出版《珊瑚很有事:珊瑚保育×環境藝術×手作針織×珊瑚教案》一書,並榮獲第 44 屆金鼎獎。今年更在海科館官網建置「海科館悠遊數位海洋行動學堂懶人包」,整合科普電子書、電子繪本、數位課程學習平台、海洋知識、動畫學習、影片等。陳麗淑表示,透過這些教材與教案的持續推廣,希望能讓更多人利用這些資源,一起守護海洋中的美麗珊瑚。

海洋保育署與臺灣珊瑚保育

海保署於今年透過「臺灣珊瑚監測交流網絡建立與保育策略規劃」計畫,建立珊瑚監測與保育示範點,以及珊瑚監測交流網絡,選訂全臺灣共 32 個地點進行水下珊瑚礁調查。調查結果截至今年 9 月底,澎湖、恆春半島、東部、北部珊瑚覆蓋率多呈現穩定狀態,但小琉球珊瑚礁卻多數已衰退,可見除了受到全球暖化影響,不當的遊憩踩踏行為也對珊瑚礁造成嚴重衝擊。

此外,海保署也與行政院農業委員會水產試驗所共同合作,針對澎湖池東淺坪海域的棲地環境現況進行調查及珊瑚復育,增加棲地多樣性。截至今年 9 月底,珊瑚移植面積已達到 100 平方公尺,其中珊瑚礁魚類包含青嘴龍占(Lethrinus nebulosus)、鸚哥魚(Scaridae)、隆頭魚(Labridae)等也逐漸聚集在移植區域,豐富當地生態。

棕吻鸚哥魚。圖/WIKIPEDIA

此外,有鑒於目前許多單位都在進行珊瑚保育及復育相關工作,海保署今年度與海生館合作成立珊瑚保育專案辦公室,除了作為各單位資料蒐集整合中心,提供數據科學家分析資料外,還能進一步轉化為資訊呈現給大眾,使珊瑚礁相關專家學者、單位,以及一般民眾等,都可藉由此互相交流,同時兼具諮詢、推廣功能,協助提供珊瑚保(復)育相關標準作業方式及技術指導。並設立臺灣珊瑚礁水質採樣點及進行水樣分析,了解水質狀態,以作為後續珊瑚復育棲地及規畫保育方式選擇的依據。

為了鼓勵更多在地民間團隊參與,海保署亦透過辦理「海洋保育在地守護計畫」,支持在地團體進行公民科學、清除珊瑚礁覆網及珊瑚復植,希望能夠結合在地生活方式及資源提出具體保育策略,發揮社會影響力,促進在地參與珊瑚保育及復育作業,並提高民眾對海洋保育的參與及投入。

從政策面、科學面,再到行動面,海保署將持續呼籲全民共同守護臺灣珍貴的珊瑚資源。

海洋委員會海洋保育署正在舉辦 海有問題 我來分析 | 第一屆海洋公民科學家數據松!為臺灣周遭的海洋生態盡一份心力吧!

科學月刊_96
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