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香香脆脆的滋味怎麼來?膨化食品製程大揭密

衛生福利部食品藥物管理署_96
・2018/11/07 ・3569字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 508 ・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

  • 文/Sophia

有種生活常見的食品,你一定吃過,卻不知道它是怎麼做出來的,它的名字叫做「膨化食品」,雖然聽來陌生,但在人生不同階段,你都嘗過它香香脆脆的滋味舉凡嬰兒米餅、早餐穀物脆片、派對活動零嘴、約會看電影吃的爆米花、甚至是喜宴上的米香餅,都是它的百變樣貌之一,當卡滋卡滋的聲音在耳畔響起,你品嘗的不僅是零食,更是滿滿回憶。

所謂的膨化食品,主要是以穀物、薯類或豆類為原料,經加壓、加熱或擠壓等方式製成,使食品組織結構及體積改變,呈現多孔且蓬鬆的口感。

不過,到底膨化作用擁有什麼樣的魔力,可以讓平凡的玉米、小麥、馬鈴薯、米等原料,變身為圓形、三角、螺旋、星星各種外型,而且嘗起來又酥又脆?

所謂的「膨化」,就是「爆米花」原理啦

輔仁大學食品科學系郭孟怡教授指出,想理解膨化作用,可以先從「爆米花」的原理開始解釋。

想了解膨化食品,先從爆米花開始!圖/pixabay

爆米花原料為外殼堅硬的乾燥玉米粒,功能有如壓力鍋,一旦加熱,玉米粒內部水分受熱,壓力逐漸增加,外殼較脆弱處成為壓力出口,高熱水分在出口處因壓力降低,瞬間變成蒸氣而膨脹,撐開玉米外殼,並且連帶將玉米核中澱粉顆粒糊化而成的柔軟膠狀麵糊推擠出來。

由於玉米粒內部瞬間膨脹的水蒸氣不只一處,它們就像玉米內部一顆顆的小炸彈,同時往外爆開,使得玉米內部組織產生許多小泡泡,整體體積也變大。玉米爆開後,小泡泡們融合在一起,並且冷卻而固化,水蒸氣同時間蒸發導致水份含量降低,原本濕軟的膠狀麵糊就變成了一朵朵漂亮白皙的爆米花。

因此,將含有澱粉與水分的食材加熱,有時甚至加壓,令食材間的水蒸氣撐開食物整體組織(也就是爆米花的「爆」),這一連串反應過程就是「膨化」。

街頭常見的「爆米香」也是用相同原理製作而成,差別是爆米香沒有堅硬的外殼,壓力的來源是專門的壓力鍋。爆米香獨特的「磅」音效,就是因為壓力鍋打開時,鍋內壓力突然釋放,米粒內的水分瞬間轉為氣體,內部高壓氣體來不及釋放而產生的聲響。

現代食品工廠製作各式各樣膨發食品時,主要搭配「擠壓機」。擠壓機不同於爆米香的壓力鍋,它能接受顆粒或粉末狀的原料,並且結合攪拌、揉捏、蒸煮等功能,還可以利用不同模孔做出動物、字母等立體形狀。

由於製作時也會同時加熱殺菌,以及降低水分含量,所以膨化食品不用防腐劑也能延長保存期限。

膨化食品依照製作方法還可以再細分為直接與間接兩種形式

  1. 直接擠壓膨化,常見的產品如乖乖、玉米棒等。當原料由機器轉軸攪拌後,利用快速剪切摩擦或是通入蒸氣加熱,短時間內提供膨化所需的高溫、高壓,再通過特定形狀的模孔擠壓出料、由切刀切割成所需的形狀。
    擠壓出料的時候會因為外界環境為常溫常壓,而達到膨鬆的效果。後續搭配烘烤乾燥,可以讓產品更為香、鬆、酥、脆。
  2. 間接擠壓膨化,常見的有寶咔咔、可樂果、滿天星、米餅(仙貝)等。由擠壓機提供攪拌、蒸煮與成形的功能,膨化則是交給烘烤、油炸或是微波加熱達成。這種做法可讓膨化食品擁有多樣化的紋路與口感,創造不一樣的食用體驗。

膨化作用雖然重要,但是想創造出讓人一口接一口、欲罷不能的零食,製程後段的各個環節也相當關鍵。

舉例來說,若在產品表面噴灑油脂後再烘烤,那麼不必經過油炸,仍可創造酥酥脆脆效果。因此,產品標示「非油炸」,僅能說明它沒有使用油炸製程,卻不一定等於少油喔。

不少人聞油色變,但從製造過程的角度來看,油脂其實肩負許多重要任務,能幫助產品品質更好。

例如,製作爆米花時,適量的油可以做為熱能傳遞媒介,讓乾燥玉米受熱平均,減少單點燒焦的現象;在調拌擠壓原料的時候加入油脂,可以避免產品過硬;在間接擠壓膨化的製程中,油炸能讓產品膨發,製造厚脆 crunch口感;而在調味階段噴灑油脂,可以讓調味粉均勻沾附在表面;運用奶油,椰子油等油脂,還可以為產品增添特殊香氣。

膨化食品往往也會添加大量的鹽與糖,它們主要發揮兩種功能調整口味、調整成品的膨發程度與多孔性。由於膨化作用仰賴水與澱粉顆粒所產生的糊化反應,因此,若在原料中加入少量可溶於水的糖與鹽,便能影響膨發零食的密度。

圖/pixabay

為什麼需要加入食品添加物

除了油、糖、鹽等原料之外,你一定曾在膨化零食的包裝上看過各式各樣的食品添加物名稱。

最常見的食品添加物應該是抗氧化劑,如生育醇也就是俗稱的維生素E可以避免油脂氧化;此外,添加少量品質改良劑,能讓原料在混合與烹煮過程中防止結塊、調節食品酸度、使油脂與水混合均勻,例如二氧化矽,葡萄糖酸 δ內酯,磷酸鹽類,碳酸鈣等。不過,具有以上功能的食品添加物種類很多,如何搭配使用就是各大廠商的祕方了。

有些產品為使口感更酥脆,會再加入膨脹劑(例如碳酸氫鈉,碳酸氫銨),讓原料在受熱時產生二氧化碳或氨氣,成品的組織因而更加膨鬆、輕盈。

你是否曾經疑惑:為什麼一定要加入這些食品添加物呢?事實上,膨化食品需要大量穀物農產作為原料,但是每批收成作物可能因氣候、水質等因素導致風味、品質不一致,所以需要借重食品添加物維持產品品質的穩定,以免消費者明明買同一款商品,口感卻不同。

所有加入食品內的食品添加物,都必須符合「食品添加物使用範圍及限量暨規格標準」,該標準清楚訂出食品添加物的使用限量、合法使用範圍,以保障民眾健康。

改良製程與技術,滿足市場需求變化

近年來為了迎合消費者口味喜好的變化,膨化食品業者也致力於運用新的加工技術及製程,企圖讓膨化零食持續受到市場歡迎,不被時代淘汰。

例如,為減少油脂含量,改以低溫真空烘烤取代油炸,或添購脫油設備;有些則是改良機型與加工條件,讓米粒可以直接膨化成米片,或是調整原料所含水分、膨發前的壓力、溫度等條件,以優化膨發效果,減少使用膨脹劑。

下次嘴饞想吃膨化零食前,別忘了看看包裝上標示的產品資訊,像是原料種類、成分比例使用量愈多,排序愈前面,有沒有含自己絕對不能碰的過敏原等等。

營養師黃楀軒還建議,可以閱讀包裝上的營養標示表,表中會揭露每份量及每 100 公克的營養素含量,或是每份量營養素含量與每日參考值百分比,方便消費者比較不同產品。從營養師角度來看,每日零食熱量最好控制在 250 大卡以下,所以,假如你經常陷入「To eat, or not to eat」的困境,不必再糾結啦,現在就去參考營養標示表,挑選合適的分量來吃吧!

參考文獻

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
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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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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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