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廚房裡辦不到的加工技術:認識現代食品加工

社團法人台灣國際生命科學會_96
・2019/10/27 ・3075字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 524 ・七年級
  • 作者/朱中亮,財團法人食品工業發展研究所資深研究員

為了生產更天然、新鮮、少添加物使用的加工食品,食品科學家積極研發各種對食品品質破壞較小的非熱加工技術,希望突破熱殺菌的極限。

本期ILSI Taiwan專欄邀請財團法人食品工業發展研究所朱中亮資深研究員介紹現代食品加工技術,包括無菌加工技術、超高溫短時間滅菌技術、冷凍乾燥、欄柵技術、薄膜除菌等殺菌技術,以及製造外觀花俏食品的擠壓加工技術。

無菌加工技術:滅菌之餘美味依舊

隨著食品科技日新月異的發展,許多食品加工技術已非是在廚房中就能辦到的程度。首先要談的「無菌加工」,絕對是能被譽為20世紀食品界重大里程碑的一項技術。

無菌加工是相對於傳統的罐頭加工發展出來的先進技術。罐頭加工將食品原料殺菁後,裝至鐵罐並封口隔絕外界環境,再透過殺菌釜高溫滅菌,將鐵罐內部的微生物都殺死後,才能常溫保存。但是這樣滅菌處理的食品因經過長時間加熱殺菌,風味並不好。

因此科學家想到,在原料填充至罐頭前先滅菌處理,而包裝容器也同樣先滅菌,使食品與容器都達到無菌狀態,最後才在無菌環境中充填並封罐,如此便能降低滅菌的溫度與時間,讓產品的美味依舊,譬如果汁就是無菌加工中最成功的商品之一。

滅菌技術強調殺菌溫度與時間的權衡,提高溫度就能大幅減少加熱時間。

譬如說罐頭要在 121℃ 下殺菌數十分鐘才能達到的滅菌效果,無菌加工則是將溫度提升至 135℃,只需要數秒鐘即可達到相同的效果,且能保留更多的食品風味。現今食品工廠中製作果汁或乳品等,在全自動化的產線中只需要一兩個人力控制機器,產品全在密閉的管線中輸送滅菌,最後才在無菌環境進行包裝。常見的利樂包、部分的包特瓶裝飲料也都是應用無菌加工技術的產品。

一碗泡麵的誕生,需要運用許多現代食品加工技術,如:蔬菜的冷凍乾燥技術、速食麵條的油炸乾燥技術,以及即食調理包的殺菌軟袋技術等。

當我們飢腸轆轆卻不知該吃什麼時,只要撕開包裝、注入熱水,等待片刻就能享用的泡麵深獲許多人喜愛。別小看一碗簡單的泡麵,背後可是應用了許多現代食品加工技術,如:蔬菜的冷凍乾燥技術、速食麵條的油炸乾燥技術,以及即食調理包的殺菌軟袋技術等。

冷凍乾燥與傳統熱風乾燥相比,能保持食物乾燥前的外觀,其原理是先將食品中的水分凍結,然後控制在真空壓力下能直接將冰昇華為氣態水,因此食物形態能被完整保存,同時在食品中形成許多微孔也造就了食品具有較佳的復水性,冷凍乾燥的食品便能快速吸水沖泡開來;麵條則是煮熟後利用高溫油炸逼出水分,使原本水分存在的地方產生孔洞,同樣達到快速沖泡復水食用的目的。

經過乾燥後的食品本身水活性低,可以長久保存,因此不需要額外添加防腐劑。但速食麵會添加抗氧化劑,原因在於麵條油炸後含油,若不添加抗氧化劑,會造成油脂酸敗,反倒可能產生對人體有害的物質。另外,碗裝泡麵的容器也須經過高溫溶出測試,確定在熱水中泡一段時間後不會溶出對人體有害的物質,才能當作食品容器,消費者在選購上也可以安心。

食品擠壓加工技術:花俏食品外觀靠這招

擠壓加工或許沒那麼容易理解,它的做法與製作塑膠製品的原理─「塑膠射出成型」有些類似。首先將食品原料填充進擠壓機,接著經過揉合、必要時加熱,食品的特性會變得像泥狀。擠壓加工就是趁著食品在泥狀時,迅速將其噴出成形,常見的應用像是貝殼狀或螺旋狀的義大利麵、各種形狀的零食,或是現在正夯的植物肉等。

欄柵技術:多管齊下保持品質

欄柵技術的原理如同治療愛滋病的雞尾酒療法,如果給予一種藥物無法控制病毒,那就給予多種藥物進行治療,將病毒量控制到最低。罐頭食品是以高溫滅菌,讓食品中的微生物一槍斃命無法存活,但缺點是可能會使食品風味變差,並非適合所有的食品;而欄柵技術則是多管齊下的策略,結合各種控制微生物的因子,如:降低水活性、pH值、添加防腐劑、真空包裝去除氧氣或填充惰性氣體、以及冷藏等,藉由調控多種因子,以維持產品品質並延長保存期限。這項技術可謂知易行難,需要十分良好的製程管控才能辦到,在食品科技中稱為 HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points,危害分析重要管制點),這項技術多年來已廣為食品工廠應用。

薄膜除菌技術:讓飲料好喝又能保存

薄膜除菌技術顧名思義就是使用一種能讓食品中的水與各種成分(如香氣、維生素、蛋白質等)可以通過,但細菌無法通過的薄膜,以達到除菌效果。一般現打的西瓜汁大概放置一天就腐壞不能飲用,但使用薄膜除菌技術包裝的西瓜汁,存放時間能延長到將近兩星期。而為了確定薄膜的有效性,食品科學家用已知最小的細菌測量通過薄膜的量,能減少99.999% 才能稱為有效薄膜,這也是此技術最困難之處。

薄膜除菌技術示意圖,資料來源:作者提供。

高壓加工技術:超高壓殺死細菌

前述如製作罐頭的熱滅菌技術、利用膜過濾的薄膜除菌技術等都是常見的殺菌方法。但如果不希望食品被過度加熱,也無法通過薄膜時,譬如魚肉這樣的食品該如何殺菌呢?科學家發現可以對食品施以高壓將微生物殺死。

高壓加工技術的原理是藉由施以高壓,改變細胞膜的通透性,導致細胞內物質流出,或是破壞細胞的繁殖功能使細胞死亡。此項技術是將食品包裝在至容器中放入可以耐高壓很厚的鋼管中,我們稱為高壓腔,在高壓腔注滿水後用高壓泵對管內注水加壓,使腔室內部的水壓到達將近 6000 大氣壓(世界上最深的海溝壓力也「只有」2000大氣壓),就可殺死微生物。由於容器內的食物是受到來自四面八方均勻的壓力,因此並不會造成食物形狀的改變,而且加壓是在室溫甚至低溫之下進行,食物的風味也不會被破壞。這是一項可以良好保持食品色香味的技術,但相對的製造成本也比加熱殺菌高出許多。

食品高壓加工技術從發展到成熟歷時將近百年的時間,除了設備的造價高昂之外,科學家們也必須證實這種方法確實能夠殺滅食品中的細菌,並且不會造成食品品質改變,目前在加拿大、美國、英國、歐盟都已經有研究證實。

高壓加工技術示意圖,資料來源:作者提供。

加工食品的美麗與哀愁

食品加工的目的有很多,如:提高食品的食用性、保存性、便利性、嗜好性、衛生安全、營養價值、運輸性、商業價值等,看似都立意良善,那為什麼社會上存有「加工食品就是不好的」、「加工食品就是沒營養」、「加工食品是造成文明病主因」等印象,原因出在哪裡呢?

身為一位食品研究者,當社會大眾對健康的需求日益增加時,我們的挑戰是製作出健康、少鹽、少油、少糖、無反式脂肪的食品,且無農藥殘留或毒素。然而過去的確有少數廠商並未花費足夠心力去達到這些目的,反而是為了在市場上取得競爭優勢,使用不正當手段製作產品,這毫無疑問是必須被檢討的。

本文目的是希望能讓讀者了解,市面上還存在許多並非單從字面上的名稱或感覺就能對它做出正確判斷的加工食品,也有許多運用適當的加工技術、用心實在的加工食品供民眾選擇,希望民眾能夠正確分辨出這些加工食品。

延伸閱讀

 

  • 本文轉載自 ILSI Taiwan-2019 年第 7 期《廚房裡辦不到的加工技術─認識現代食品加工》,歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 ILSI Taiwan 喔!
  • 作者/朱中亮│資深研究員
    德國Hohenheim大學食品科技研究所博士,現任財團法人食品工業發展研究所資深研究員。專長為食品加工與製程,目前研究技術領域為食品非熱加工技術、冷藏食品保存期限預測及溫度管理技術等。

 

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社團法人台灣國際生命科學會_96
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創會於2013年,這是一個同時能讓產業界、學術界和公領域積極交流合作及凝聚共識的平台。期望基於科學實證,探討營養、食品安全、毒理學、風險評估以及環境的議題,尋求最佳的科學解決方法,以共創全民安心的飲食環境。欲進一步了解,請至:ww.ilsitaiwan.org


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遏止 Deepfake 被濫用,韓日歐各國如何規範 AI 使用?

法律白話文運動_96
・2022/01/27 ・4432字 ・閱讀時間約 9 分鐘
  • 作者賴宜欣,台北大學法律系法學組學士,政治大學法律學系碩士,日本國立名古屋大學特別研究生,現為執業律師。

編按:在出現Deepfake之後,網路世界進入了「眼見不為憑」的年代。

本次泛科學和法律白話文合作策畫「Deepfake 專題」,從Deepfake 技術與辨偽技術、到法律如何因應。科技在走,社會和法律該如何跟上、甚至超前部署呢?一起來全方位解析 Deepfake 吧!

網紅小玉的「換臉私密影片」犯罪事件,讓深度造假(DeepFake)技術一夕之間成為台灣廣為人知的的技術。而此次風波,更讓社會大眾注意 AI 技術被濫用的嚴重性,呼請修法的聲浪不斷,希望政府能盡速遏止科技犯罪,不要再有下一個受害者。本文則介紹韓國、日本、歐盟各國的相關管制,擬以他山之石,一窺未來台灣可能的相關管制之道。

圖/envato elements

韓國:以 N 號房事件為鑑,修訂「性暴力犯罪法」

2019 年底,韓國爆發「N 號房事件」──受害規模之大不但震驚了整個韓國社會,也引發國際矚目。

「N 號房」營運的方式,是隨著付費等級提高,就能進入內容更加腥羶的色情房(總會員人數據傳高達 27 萬人);而在那些色情房中,也包含了以深度造假合成的不雅影像及照片為主題的群組。由於付費會員中不乏高社經地位人士,受害者眾多,也讓韓國的社會大眾意識到「數位性犯罪」的嚴重性。

當時韓國法規對數位性犯罪的規範相當不足 ,如同韓國的網路新聞所報導的,面對「換臉加散布」這樣的情況,只能用如《刑法》「提供猥褻物品(包含文書、圖畫或其他物品)罪」或《情報通信網法》中的「透過情報通信網對公眾散布、販賣、提供猥褻影像罪」來處罰,並以毀損名譽及侵害肖像權為由「請求損害賠償」。因此即使是如此眾所矚目的嚴重案件,在法律上實際要進行處罰,最重也不過是 1 年的有期徒刑及 1000 萬韓元(約台幣 25 萬元)的罰金,可說是相當輕微註一

N號房參與者不乏高社經地位人士,讓韓國的社會大眾意識到「數位性犯罪」嚴重性(示意)。圖/envato elements

此外,法律專家們也指出另一個大漏洞──當時的法律並沒有依據能針對「使用深度造假製作虛偽影像的行為本身」施加處罰。也就是說,製作影片本身在當時並不違法,法律必須要等到行為人散布虛偽合成影像、讓影片接觸社會大眾,才能夠啟動處罰。

鑒於利用 AI 技術、合成虛偽影像對受害人已經是一大傷害;而至散佈虛偽影像對受害人來說(特別是被運用在成人情色片等猥褻物品方面),則應被視為極大的二度傷害。根據韓國法律新聞指出,2019 年統計受到「深度造假」換臉程式合成的被害人,高達 96% 是女性,其中 25% 是韓國的女性演藝人員。因此,韓國法界多半認為應直接針對活用深度造假虛偽影像的行為,量身打造可以直接適用的法律;也讓該國開始修定《性暴力犯罪之處罰等相關特例法》(下稱「性暴力犯罪法」)。

修法直接處罰「製作、散布及利用虛偽影像營利的行為」 

就在前述的修法呼聲中,2021 年 1 月 21 日,韓國修正施行了《性暴力犯罪法》相關規定,明文禁止利用深度造假製作虛偽影像等數位性暴力行為。

首先,該法會處罰「製作虛偽影像的人」,只要「抱著散布目的」,在「違反當事人的意思」的前提下,利用「他人面孔、身體或聲音製作攝影、影像、聲音等物」,進行「誘發性慾望和性羞恥心」的「編輯、合成、加工等行為」,就會受到 5 年以下有期徒刑和 5000 萬韓元(約台幣 125 萬元)以下罰金的處罰。

製作、散布、以虛偽影像營利,皆會受到刑罰。 圖/envato elements

其次, 修正後的《性暴力犯罪法》 也會處罰「散布虛偽影像的人」。換句話說,只要將上述「經過編輯合成加工的虛偽影像(包含影像的複製物)」散布出去;且即使在「編輯當時」沒有違反當事人的意願,但事後散布這些虛偽影像時,已經違反當事人意願的話,也是違法的。針對散布的行為,將處以 5 年以下有期徒刑和 5000 萬韓元以下罰金。

接著,如果是「違反當事人意願,利用情報通信網散布虛偽影像來營利」的行為,更會處以 7 年以下有期徒刑。更嚴重的,如果「製作、散布、營利」三種行為全包了,則會加重總合刑度的 2 分之 1。並且,以上這些行為,全部都有處罰未遂犯。

另外,韓國更進一步把利用影片進行「強暴、脅迫及行無義務之事」的行為也列入處罰。像是「利用能夠誘發性慾望和性羞恥心的攝影物和複製物來進行脅迫」,處 1 年以下有期徒刑;又或是利用前述影片「脅迫妨害他人行使權利或使其行無義務之事」者,則處 3 年以下有期徒刑。而若有人統包這兩種行為的話,更會加重總合刑度的 2 分之 1。

修法之後仍未懲罰虛偽影像的「消費者」?

但是,即使制定了專門的處罰法規,還是有不足的地方。比方說,該法並未處罰「購買、消費深度造假影像的視聽者」。律師解釋,修改後的法規只處罰「製作、散布虛偽影像者」一方,並未針對「購買、消費虛偽影像」的另一方,設下處罰規範,也就難以針對「購買、消費虛偽影像的視聽者」予以管制註二

那麼,對於購買深度造假虛偽影像的人,真的沒辦法處罰嗎?律師表示,《性暴力犯罪法》還是會針對「單純持有影像者」,處以 3 年以下有期徒刑及 3000 萬韓元(約 75 萬台幣)以下罰金──不過,本條的處罰前提是:必須證明行為人「把虛偽影像當成真實影像」購買保存,才可以認定為不法持有影像的行為而加以處罰。

但這樣的證明方式過於迂迴,因此韓該國法界多認為,應正視購買視聽對受害人帶來的莫大創傷,未來應明文處罰「購買及消費影像」之人,才能予以平衡。

目前韓國針對「購買、消費虛偽影像」的人,處罰規定不足。圖/envato elements

日本及歐盟:以「AI 倫理規範」防治不當使用

相對於韓國制定專法來防治數位性暴力,日本及歐盟則是建立「AI 利用倫理規範」,在利用 AI 的前階段,對未來的使用方式進行分類,賦予不同程度的行為義務。

2021 年 4 月 21 日,歐盟發表了《人工智慧統一管理規則的立法草案》(Proposal for a Regulation on a European approach for Artificial Intelligence)簡稱「人工智慧法」,依照危險性的高低及重要程度,將利用 AI 的行為分成 4 個類型——「不可接受的風險、高度風險、具限定性風險(有限風險)、極小/無風險」,並要求採取「禁止使用、提供情報、使用情況(如登入)之紀錄、協助主管機關監視 AI、由 AI 進行動作之通知義務、警告標示」等相對應義務。

其中,如同日本學者川嶋雄作專欄文章所討論的,「使用深度造假操作技術,形成畫面、聲音、動畫」等利用行為,是被分類在「具有限定性的危險」。依據該法案,使用深度造假技術做出虛偽影像者,具有通知義務、需附加警告標語,必須告知觀眾這是使用 AI 技術所形成的影像註三

根據日本律師相關的分析內容,日本也採取了和歐盟相同的路線,不走法制化的路線,而著重推廣 AI 倫理 ,由政府部門和國際性企業為首,定期召開會議來檢討國內利用 AI 的情況。

像是日本學界就成立了「人工智慧學會」、內閣府(相當於我國的行政院)也召集了「人工智慧和人類社會之懇談會」、「AI 網絡社會促進會議」等組織,提出人工智慧倫理指南;該指南指出:不能透過人工智慧,直接或間接造成他人情報或財產侵害(安全原則),需尊重他人隱私,並落實誠實義務(透明化原則),並確保不得惡意使用之社會責任(適切原則)。而包括 SONY、日立等日系大廠,也都制定了自家的 AI 守則,來因應國際發展。

總的來說,日本與歐盟沒有立法,主要是針對 AI 的潛在危險性進行分類,並賦予相對的使用義務規範。不過,這樣的方式多少會限定特定 AI 的使用方式,因此是否有必要明文賦予拘束力,目前在歐洲委員會仍在檢討,各國仍尚未定案。而日本目前則是以公部門和企業為首,在配合國際趨勢下進行自主規範,並沒有打算進一步做出強制性的立法 。

相較於韓國因發生嚴重案件而具體修正《性暴力犯罪法》,以遏止類似惡性事件再度發生;歐盟與日本目前仍採取倫理推廣的路線,透過針對 AI 技術的研發起源進行規範。孰優孰劣、未來又將如何發展?恐怕只有時間才能告訴我們了。

圖/envato elements

註解

  • 註一:韓國律師所舉出 2019 年當時可能用來處罰 DeepFake濫用的三個法規:首先是刑法第 244 條「提供猥褻物品(包含文書、圖畫或其他物品)罪」,可處罰 1 年以下有期徒刑和 500 萬韓元(約台幣 12.5 萬元)以下罰金。第二,依「情報通信網利用促進及情報保護等相關法律(情報通信網法)」第 44 條之 7,在「使公共得以接觸下,透過情報通信網散布、販賣、提供猥褻之符號、文件、聲音、畫像和影像等」,處 1 年以下有期徒刑和 1000 萬韓元(約台幣 25 萬元)以下罰金。最後是「名譽毀損」相關法規,對合成並提出猥褻物品者主張名譽毀損,及主張肖像權受侵害,提出損害賠償。
  • 註二:本標題段落參自:딥페이크 처벌법’ 신설하긴 했지만, ‘반쪽’ 짜리 법안입니다
  • 註三:體系圖參照「報道から見る欧州AI規則案の日本での受容と影響」,其中的圖 1:AI 規則案の全体像 。

參考資料

  1. 취향대로 골라보세요?” 한국 아이돌로 장사하는 딥페이크 포르노 ,2019年10月18日。
  2. 韓國《性暴力犯罪之處罰等相關特例法》。
  3. 딥페이크 처벌법’ 신설하긴 했지만, ‘반쪽’ 짜리 법안입니다 ,2021年1月14日
  4. 川嶋 雄作,AI規制は時期尚早か?「EUによる規制法案から考えるAI倫理」 , 独立行政法人経済産業研究所。
  5. InFoCom T&S World Trend Report,情報通信総合研究所主任研究員 栗原佑介,2021.5.31,「報道から見る欧州AI規則案の日本での受容と影響」。
  6. BUSINESS LAWYERS,注目度が高まるAI倫理と個人情報保護の関係 – カメラ画像の利活用を題材に –
  7. 經濟產業省,「我が国の AI ガバナンスの在り方 ver. 1.0 AI 社会実装アーキテクチャー検討会 中間報告書 」,令和3年1月 15 日 ,頁12。
  8. 網路安全所助理研究員 吳宗翰,「歐盟公布草案禁止 AI 用於社會評等」,國防安全雙周報。

 

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