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How To 正確乾燥食物保留最高營養?乾燥法大解析!

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2020/12/04 ・2336字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 512 ・六年級

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本文由 安麗紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。

  • 作者/陳亭瑋

在農業大規模革命、跨國貿易興起之前,夏秋季豐收的農產品經常為人們帶來另一種煩惱:該怎麼將新鮮的蔬菜水果保存到天寒地凍的冬天享用呢?

利用各種方式將食物中的水份減少,防止微生物或酵素所造成的腐敗變質,是人類很早期就會使用的食物保存方法。時至今日,乾燥技術除了用於保存食物,也用於減小體積、減輕重量方便食品包裝與運輸,而由此也發展出許多便利的食品,如咖啡粉、泡麵等,攜帶方便、沖泡熱水就能夠食用。

而乾燥的方式有分許多種,可被分為兩大類:自然乾燥與人工乾燥

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自然乾燥法:利用環境的陽光與風

自然乾燥法利用環境中的陽光、風來替食物乾燥,主要包括日曬風乾陰乾。常見柿餅、蘿蔔乾、香菇、筍乾、葡萄乾等就是以日曬來製成;傳統新竹米粉則是以風乾來乾燥。

既然是利用環境能量,優點就是不耗能、最為經濟、操作簡單,也不需什麼技術或設備就可以進行。但主要的缺點就是「天有不測風雲」,需要依賴環境氣候,有太陽或大風才方便進行。由於自然環境不易控制,難以掌握乾燥速率、衛生條件、場地需求大、需要人工輔助整理等,因此不利於大量生產。

人工乾燥法:人工提供熱源,利用空氣加熱乾燥

自然乾燥需要依賴自然環境的條件,而人工乾燥當然就是人工以各種技術,提供想要加工的食品適合的乾燥環境囉,一般會有不同的壓力環境,以傳導、對流、輻射,或以電磁波加熱的方式乾燥食品。這裡的技術種類非常多,受限於篇幅,本篇主要介紹在常壓下,以空氣為媒介的乾燥技術,其他如加壓乾燥、減壓乾燥、電磁波乾燥就暫不介紹了。

最古老的人工乾燥法被稱為「窯式乾燥法」。簡單來說,就是設置一個密閉空間,分成上下兩層,上層是待乾燥的食物,下面擺放爐火熱源,經由熱空氣將食品慢慢地烘烤至全乾。這個乾燥法常見於乾燥水果等食品。現在也有用同樣原理推出的小家電「食物乾燥機」,讓你在家裡就可以自製果乾或是肉乾等。

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新興乾燥技術:噴霧乾燥與折射窗乾燥

前面介紹的乾燥法,主要處理的成品是屬於顆粒體積較大者,大如蔬菜乾、水果乾,小如肉丁、砂糖等。如果要處理相對液態或糊狀等產品又該怎麼辦呢?以下要介紹兩種常應用於液狀食品的乾燥技術。

噴霧乾燥法(Spray Drying)

「噴霧乾燥法」(spray drying)的特性就是由噴霧器擔當了重要角色。機器內的噴霧器會將液狀或糊狀的原料噴出為小液滴,藉由熱空氣作用,在幾秒鐘的時間內將小液滴乾燥為細粉狀。噴霧乾燥機主要分為空氣加熱與循環系統、噴霧裝置、乾燥倉本體以及產品回收裝置。

因為液滴表面積大、乾燥速度很快,實際上食品本身的溫度不會升到很高,對於保存食品原有的營養有很大的幫助,常用於食品、飲料、保健食品和藥品的製作。這個方法製作的常見產品有奶粉、咖啡粉、豆漿粉、蛋白粉等,只要加水就可以飲用的粉末。

折射窗乾燥法(Refractance Window Drying)

另外一種更嶄新的食品乾燥方法則是「折射窗乾燥法」(Refractance window drying),將想乾燥的材料放在透明聚脂膜的「折射窗」上,折射窗下有使用 95-97℃ 的熱水作為熱源,同時會抽風去除多餘水分,最後把薄膜和材料分離就完成乾燥啦!

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圖/ 安麗紐崔萊

雖然步驟有點多,但實際上因為同時有傳導、對流、輻射三種導熱模式介入,所以進行乾燥的速度相當快;又以熱水做為熱源,產品溫度也不會升到太高,因此適合使用於對溫度敏感、需要保存更多營養成分的產品。有研究指出,可藉由「折射窗乾燥法」保留植物蔬果類產品容易流失的天然色素分子,也能保留植物蔬果中較多的營養價值。此乾燥技術不止應用於食品工業,亦可見於保健食品、製藥、化妝品等各方面的應用。

食品科學中的乾燥方法非常多種多樣,不同的乾燥方式亦有不同的適用對象、與成本考量。如何選擇適合的乾燥方法,應用於加工品,其中也牽涉到許多專業。而隨著食品科學的進展,過往天然食品經過加工後,必然會損失許多營養元素的情況,已經越來越能夠避免。

請與我們一同期待新興的萃取與乾燥技術,能夠帶來哪些更健康、更營養的食品吧!


秉持科學嚴謹精神,安麗紐崔萊研究植物營養的科學家們持續革新技術,為了從植物蔬果中萃取最多的營養價值,從原物料篩選到萃取生產,每道程序皆嚴格把關。在萃取階段,安麗紐崔萊以獨家萃取技術——「噴霧劑乾燥法」「折射窗乾燥法」,保留植物蔬果中最多的營養素,提供消費者營養充足、純淨安全的保健食品。

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本文由 安麗紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。

參考資料

  1. 施明智、蕭思玉、蔡敏郎(2017 年 9 月)。食品加工學,188-213。
  2. Refractance window drying of foods: A review
  3. Refractance window drying of fruits and vegetables: A Review
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用塑膠容器會吃到塑化劑?都是擴散作用搞的鬼! ──「PanSci TALK:餐具都會釋放間接添加物?」
衛生福利部食品藥物管理署_96
・2017/12/11 ・4855字 ・閱讀時間約 10 分鐘 ・SR值 523 ・七年級

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本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

撰文/李允誠 │ 自由寫手

編按:近一年來許多人重新討論起美耐皿、烤肉墊、塑膠湯匙碗盤等器具對食品安全的影響,這次,我們將「間接添加物」定義為非刻意添加之成分,而是食品製作過程、環境、餐具中產生或接觸的物質。除了本場講座活動紀實,此主題亦針對外食與自炊二種情境分別推出主題文章:外食篇自己煮篇

「塑膠包裝的食品放進微波爐加熱,會吃到塑化劑!」、「常用美耐皿餐具恐致癌!」大家對這類說法應該不陌生,有關餐具、廚具的食安新聞每隔一段時間就會重新出現。但是這些言論的依據究竟為何?可信度又有多高?食安系列講座的最後一場「PanSci TALK:餐具都會釋放間接添加物?如何避開這些潛在的食安風險?」邀請到了輔仁大學食品科學系的陳政雄老師,來跟大家一同解析食品包裝下的神秘面紗。

塑化劑是什麼?使材質軟化與可塑型

「食品包裝又稱為包材,主要有四種功用,可以盛裝、保護食物、增加方便性、提供食品成分資訊。」陳政雄老師在開場時介紹到。

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除了少數選項 ── 如用來盛裝鹽酥雞的一次性紙袋 ── 其他食物盛裝容器大都為塑膠材質,而「塑化劑」也是大家最常聽聞的間接添加物之一。要解釋這個現象,陳政雄老師首先說明,這是因為大部分食品包裝的結構都是「高分子結構」。如下圖所示,高分子結構是從很小的單體透過「聚合化」所組成,「聚合化」的過程就像是磁鐵相吸一般,彼此南北極互相吸引,形成長條的線狀結構物件。假若這些分子的單位空間排列緊密,所形成的包裝材質會是相當堅硬、不易變形的;單位空間較鬆散的,材質便相對柔軟。

高分子結構由許多小單體「聚合化」組成。圖片來源:陳政雄老師簡報

而為了產生彈性、以便做為包材使用,製造者會在這些包裝中加入「塑化劑」,能夠讓材質變得柔軟、易變形,使用上更加方便。陳政雄老師指出,最常見的例子就是 PVC(聚氯乙烯),原始的 PVC 是相當堅硬的,多為製作硬式包裹水管、電線的原料;不過,只要在這類材質中加入塑化劑,便能夠將其形塑成如保鮮膜如此「柔軟」的產品,而一些需要密封包裝的產品便能充分利用保鮮膜可伸縮的特性,以達到包裝封口的目的,免於其受到空氣中水氣的影響,甚而產生微生物,破壞食品本質。同樣是 PVC,一下子有了完全不同的應用場域,關鍵就在於材質裡面的結構被修飾、改變了。

加入塑化劑可以讓塑膠變得柔軟且有可塑性。圖片來源:pixbay

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轉移機制:擴散作用、脫附作用、吸附作用、分散作用

看到這裡你可能會想問:難道只要產品的製作過程裡添加了塑化劑,人們就一定會吃到嗎?陳政雄老師表示,這就要回到「擴散作用」與「轉移機制(migration)」的討論了。

所謂擴散作用,就是分子從高濃度區域往低濃度區域移動,並在長時間下達到平衡狀態;而轉移機制就是擴散作用的一種延伸,很多食品包裝上會有放入添加劑的特殊需求,以上述的塑化劑為例,一旦包材接觸到沒有塑化劑的食物,就產生了相對高濃度與低濃度的環境,產生濃度差。因此,內部的添加物慢慢從包材往介面移動,到了介面上,食品系統與添加物就會互相吸引,「這種添加物從包裝上脫離、往食品系統擴散的步驟,就稱之為脫附作用。」

物質從包材中轉移至所盛裝的食物上的現象,稱為轉移機制(migration)。圖片來源:陳政雄老師簡報

而從食物的角度來看,有物質從包材過來,若彼此之間吸引力很大,就會將該物質吸收,稱之為吸附作用;接著,食物內部所吸收的元素亦會從高濃度處往低濃度移動,稱為為分散作用。 影響整體轉移機制的因素主要有兩者:假若接觸面積夠大,轉移的量就會很多;另一種則是吸引力,如果所接觸的物質吸引力比包材更強,元素便會逐漸往該物質移動。

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「大部分包材結構是由碳跟氫組成,又稱為脂肪族。脂肪族多不溶於水,因此包材內部材質大多不與水相溶(也所以才能防水),包材與水要互相吸引是相當困難的;但如果包材碰到油,由於彼此都具有脂肪族,就較容易互相吸引。」陳政雄老師解釋,「另外,也有許多其他因素會加速轉移作用,例如溫度,生活中多數的化學反應都和溫度上升成正相關。」

以寶特瓶為例,塑膠寶特瓶內部裝水,水與脂肪並不互溶,因此塑化劑轉移到水中的量並不會很多。但若寶特瓶內部裝的是油,這就有待商榷了,尤其是許多油品都會被儲放在家中廚房等較易產生高溫之處,可能更容易加速其內部作用。另外有趣的是,近年對於包材中塑化劑的研究發現,影響較大的是「瓶蓋」中的塑化劑,瓶子內部的塑化劑反而影響不大。

研究發現,影響較大的是「瓶蓋」中的塑化劑,瓶子內部的塑化劑反而影響不大。圖片來源:Pixbay

包材中的添加物有哪些?

「包材中會有些主動添加的物質,以便產生特定作用,稱之為有意添加物(Intentionally added substances)。」陳政雄老師舉例,像是有些包材會時常於太陽底下曝曬,造成溫度提高、加速內部的化學反應,因此這類包材會添加抗 UV 及抗氧化的物質,來減少太陽曝曬的影響。除此之外,先前所提過的塑化劑,或是能改變顏色的物質等都是包材中常見的有意添加物;其中值得一提的是,為了降低製造過程中結合反應所需的能量,「催化劑」也常會被用在包材的製造上,但後續清洗若不完善徹底,就可能會殘留在包材中。

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陳政雄老師接著補充,除了以上人們刻意加入的添加物,其他比較特殊的則是反應過程不完全中所產生、裂解出的中間產物。「舉例來說,包材如果經過不適當的處理,像是把紙盒、紙袋拿去微波加熱,上面又含有不耐熱的染料,它們經過加熱後裂解產生的物質就不一定是安全的。」

簡而言之,即使原始物質並沒有食用疑慮,一旦經過不當使用,裂解後仍可能產生不可食用的新物質,這些物質如果和食品接觸久了,就會有食安疑慮,這種「不是我們想要的添加物,卻不幸跑進食品裡」的狀況就被稱之為「間接添加」。

輔仁大學食品科學系的陳政雄老師與大家分享餐具與間接添加物的相關知識。圖片來源:Pansci

 

轉移作用的三大要素

陳政雄老師指出,轉移作用是否發生,主要有三點要素需要考量:食品、條件以及包材。

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  1. 食品本身
    食品本身有兩種類型,親水性或親油性。理論上食品親油性越高,包材添加物轉移的機會就越大。「目前生活中的食物多為油水混合,稱之為乳化系統,因此或多或少都有包材添加物轉移的可能。」陳政雄老師說明。
  1. 條件
    影響轉移作用的條件可分為三種:接觸方式、接觸時間、接觸溫度。接觸方式的不同,也會造成轉移作用的差異。最常被討論的便是直接接觸(包材直接接觸食物),其中又以「液體」的接觸面積最大,最容易增加轉移作用的效果。而有些包材內含裂解後可揮發的物質,可能會造成包裝內部產生異味。第二,接觸時間越長,也越可能發生轉移作用。最後,接觸溫度越高,越容易加速轉移作用的發生,所產生問題自然也越多。
  2. 包材性質
    包材本質會對轉移作用造成影響。陳政雄老師解釋,「例如保鮮膜等較軟的 PVC 材質,因為其成分較為鬆散,內含的塑化劑在合適條件下(溫度夠高、脂肪夠多)就會比較容易轉移出去。另外,轉移的物質,分子量越大,越不容易轉移;而放在包材裡的東西越多,轉移問題自然也就會越嚴重。」

哪些因素會影響轉移的程度?

影響「轉移程度」的五項因素。圖片來源:陳政雄老師簡報

另外,陳政雄老師也列出會影響「轉移程度」的相關因素:

  1. 溫度
    像是利用電鍋蒸食物,隔水利用水蒸汽加熱,最高溫度約 100℃ 上下,這類加熱對於大部分的包材(一號、二號、四號、五號、七號)都能夠承受,且加熱時間通常並非長時間持續,轉移問題通常不會太嚴重。但若把剛炸好的炸物放進微波用包材像是美耐皿等,油的沸騰溫度至少超過 190℃,就算放進包材前已經降溫,至多降溫 30、40℃ 而已,殘溫仍是遠遠超過美耐皿所能承受的。
  2. 接觸時間與面積
    很直觀的,接觸時間越長、接觸面積越大,添加物就有更多機會從包材跑到食物上,轉移程度就會越高,增加風險。
  3. 脂肪含量
    如同先前所說,包材內部的添加物大多屬於「脂肪族」,與高脂肪含量的食物本身具有相吸性,因此添加物轉移的程度就會更高。
  4. 材質完整性
    就像人體受傷一樣,受傷的部位有更高的機會受到感染。包材也是同樣道理,當包材有破損時,內部的添加物便更有可能轉移至食品上。

剛炸好的食物高溫且多油,不適合馬上放到不耐高溫的容器中。圖片來源:Free-Photos@Pixabay BY CC0 Creative Commons

面對這些潛在風險,我們該如何面對?

當然,一般民眾最在意仍是該如何避免這些風險,對此陳政雄老師指出,有兩個觀念可以由大家共同建立:使用方法劑量

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「舉例來說,欲使用微波爐加熱食物,如果是單純由澱粉和水組成的米飯(澱粉),最高就是 100℃,對於能夠耐熱 100~110℃ 的美耐皿來說,並不是什麼問題。但如果放進去的是一塊排骨,骨頭中間有許多金屬離子會和微波產生反應,使該處溫度提高,甚至超過美耐皿所能夠承受之溫度,就有造成添加物轉移的風險。」因此某種餐具究竟安不安全,也取決於人們的使用方法與是否具備相關知識。 Our partner: http://whatismyip.name/ – find your IP address.

法規方面,以美耐皿為例,其規定的轉移量為 2.5ppm,每日允許的食用量(TDI)是每公斤 0.2 毫克美耐皿。且通常法規所制定的標準是以較保守與安全的前提做為參考,因此對於大部分人來說,只要在法規基準下,食用低於其所規定的量,原則上都還是安全的。(延伸閱讀:怎麼決定多少「劑量」對人體有害?

「重點在於不要輕易被網路上的謠言所影響、人云亦云。舉例來說,一般人可以先建立對『溫度』的概念,像是水沸騰溫度約 100℃,能夠就口的溫度大約 40℃,藉此簡單判斷有沒有在包材可承受的溫度範圍內正當使用。」

通常法規所制定的攝取量標準是以較保守與安全的前提做為參考。 圖片來源:Dwight Burdette@wikipedia BY CC 3.0

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注意大原則,就能減少轉移問題的發生

講座最後,陳政雄老師不忘再次提醒現場觀眾幾點重要觀念。在避免轉移問題上,主要有幾點大原則需要注意,「熱」絕對是第一優先考慮的面向;「脂肪」則是第二重要的,熱的脂肪更是需要想辦法避免;「包材本身性質」同樣也需要注意,像是塑膠類包材在洗滌時,假若長期使用菜瓜布等器材刷洗,久而久之材質也會受到破壞,增加轉移作用發生的機率。而「接觸時間」看似很重要,但多數人在使用這些包材的時間不會太長,因此並非優先考量的要素。

我會建議大家比起網路傳言,可以更相信法規!」陳政雄老師不忘強調,網路上許多傳言並沒有科學根據,而法規是透過許多相關專業學者所擬定而成,這些標準是相對可信的。

只要群眾關心,專家學者就會開始著手探討

會後問答時間,現場觀眾提到,近年受推崇的「矽膠類」餐具是否真正安全?對此,陳政雄老師老師簡單說明到,矽膠類餐具能夠耐熱到 200℃ 以上,而至目前為止,矽膠的添加物都還算單純,所以除非是直接將矽膠物質放入鍋中烹煮,否則添加物的轉移作用應該是不大。「另外,目前並沒有太多對於像是鍋鏟等含矽膠餐具的研究,但如果這類議題越來越受到關注,後續一定會有科學家去做研究。」

講座的中場休息時間,有許多參與者上前與陳政雄老師繼續討論。圖片來源:Pansci

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一定要吃現撈的?水產加工食品也一樣生猛! ──「PanSci TALK:我們為什麼需要食品加工?」
衛生福利部食品藥物管理署_96
・2017/09/21 ・3939字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 535 ・七年級

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本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

撰文/李允誠 │ 自由寫手

你是否也曾經疑惑,吃新鮮的魚有什麼不好?為什麼要把它們製成水產加工食品呢?這些水產加工食品究竟從哪裡來、經過了什麼加工流程,安不安全呢?

前陣子泛科學以〈魚丸魚板黑輪甜不辣…這些魚漿製品是怎麼煉成的?〉一文介紹了 Q 彈可口的魚漿製品,這次,在食安系列講座第三場「PanSci TALK:我們為什麼需要食品加工?」,我們邀請到海洋大學食科系的陳泰源老師,與大家分享水產原料的來源、加工過程與產銷狀況,以及最重要的,一般人該如何挑選水產製品。

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海洋大學陳泰源老師與大家分享水產加工食品的知識。圖 By PanSci

水產物易腐敗、具季節性

「水產物雖然種類繁多、營養價值大,但是容易腐敗變質,且漁獲不穩定、有季節性,保存其實相當不易。」陳泰源老師解釋,以魚介類為例,生物本身酵素作用強,皮膚、鰓及消化器官上容易附著細菌,加上表皮較薄導致細菌易侵入,且常溫之下細菌在魚死後繁殖得特別快,因此魚介類是最需要低溫物流的食品;然而,船上的保鮮作業不易、亞熱帶高溫多濕的氣候不利保存、低溫保鮮流程(冷凍鏈)未完全確立,若低溫物流的品管不好,整個水產品的鮮度就會較差。另一個層面,像是秋刀魚屬於秋季盛產魚種,春天或夏天很難捕獲到好吃的秋刀魚,但如果經過加工,便能保存至淡季食用。「因此,水產物十分需要加工技術處理。」

不過,整件事並沒有我們想像的簡單,特定魚種屬於洄游性,整個生命週期中可能會橫跨好幾個州;也有底棲性魚種,終其一生待在同一個地方,這兩種魚吃起來的味道就完全不同。陳泰源老師說道,「哪種能做醃製品、哪種適合做乾製品,都是充滿學問、需要從源頭開始了解的。」

養殖漁獲比例增加、 23% 用於加工

首先,他帶著大家從世界漁業的狀況了解起。在 2014 年,全世界的捕撈漁獲(深色柱狀圖)約有 9000 萬噸、養殖漁獲(淺色柱狀圖)則有 7000 萬噸,五大洲中,亞洲地區的漁獲占了最高的比例,是全球最重要的漁業生產地區。 近年來,亞洲地區的養殖漁獲已經超越捕撈漁獲,陳泰源老師說:「由此可知,現在我們所吃的大多都已經是養殖魚類,養殖魚類只要養得好,品質也不會輸給捕撈漁獲喔。」

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從圖中可看出養殖漁獲(淺色柱狀圖)的比例逐年增加。圖 By 陳泰源老師簡報

在魚種方面,捕撈魚類以「沙丁魚類」產量最多;養殖類則是「鯉魚科類」為大宗。

圖 By 陳泰源老師簡報

圖 By 陳泰源老師簡報

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接著,陳泰源老師指出,臺灣一年的總漁獲量約有 130 萬噸,在世界排名第 25 名。外銷水產品主要有活魚貝、冷藏冷凍生鮮、乾製品、調理產品及魚飼料等,並以日本、中國、泰國為主要出口地。進口部分則有活魚貝、冷藏冷凍生鮮、乾製品、調理產品、鹽製品及飼料原料。

整體漁獲利用情形上,37% 會在遠洋基地捕獲後立即賣出,此時的漁獲價值是最高的、4% 會運用在鮮魚出口上、36% 用於在地的銷售、投入於加工品的則占約 23%

臺灣的水產加工發展沿革

「臺灣水產加工的起源,可追朔至荷鄭與清治時期,當時主要的產品是鹽產品及乾製品,像烏魚子,且多以家庭式加工為主。後來隨著加工產業需求的增長,許多機構成立相關研究部分,開發新的加工方式。」

水產加工產品的原料主要有幾種特性:大宗魚貨、價格低廉(如沙丁魚)、來源穩定(養殖魚類)、魚體大(如鮪魚類)、製成率高(鯊魚類)、產品價位高(蝦類)以及最重要的鮮度良好,假若鮮度不好,那前幾項條件滿足再多也於事無補。

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『鮮度不可逆性』是一項需要建立的觀念。有坊間傳聞,生產者都把鮮度較差的魚製成魚漿;但其實,想要製作出鮮度高的水產加工品,首先便要有新鮮的原料,水產物的鮮度一旦消失了就無法復原,加工技術還沒有這麼神奇。」陳泰源老師笑著解釋。

圖 By 陳泰源老師簡報

接著,他為大家歸納出水產加工幾項主要目的:

  1. 延長魚貨貯存期限
  2. 有效利用漁獲物以提高其價值
  3. 具有調節供需、穩定魚價之功能
  4. 藉加工去腥、除刺、調味以促進消費
  5. 增進魚貨消費與貯存之方便性
  6. 增進魚貨輸送與內外銷之功能
  7. 促使產品精緻化、多樣化、休閒化

他也進一步指出,冷凍加工品的原理主要是將產品品溫下降至凍結點以下的溫度,使產品水分大部分凍結,水活性降低,從而抑制與變質有關的化學反應、酵素與微生物作用,達到長時間儲存的效果。產品的凍結速度,則會影響到整個加工品的品質,越快速的凍結時間,冰晶的生成會越小,反之亦然。而越大的冰晶,會加大產品細胞的空隙,使得產品的汁液變多,解凍後的肉質會變得軟爛,降低了產品價值。

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在越短的時間內凍結,所形成的冰晶越小,也就越不會影響食品口感。圖 By 陳泰源老師簡報

「另外值得一提的是,多數人對於水產加工品的理解不外乎冷凍加工品、罐頭、乾製品、燻製品等種類,但其實非食用品的加工產品如飼料等,在先進國家也是越來越熱門。」他說。

而到了現今,加工產業越來越多樣,除了傳統的食品加工,業者還會為了增加水產品附加價值,導入保健、醫療、美容等生物科技;同時,因應民眾對食品安全的重視,產業界對於衛生檢測、認證與履歷等管理也日趨健全。「目前水產品產銷開始導入履歷資訊系統國際條碼,讓購買者能夠清楚了解魚的來源、養殖單位、飼料出處等資訊,整個水產品產銷資料庫已經越來越完整。」

如何判辨魚的鮮度?

了解水產加工的發展過程後,便要來討論消費者最關心的:該如何判別水產加工食品的鮮度?首先,我們可以來看看魚類死亡後的狀態變化。

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魚類死亡後的狀態變化。圖 By 陳泰源老師簡報

魚類死亡後的鮮度變化主要有三大階段,死後硬直期,解硬、軟化期,以及腐敗期。死後硬質階段的魚並不好吃,肉質偏硬且鮮度中等,因此多數人所吃的魚產品多介於死後硬質期與解硬期之間。之後則會進入自家消化階段,許多酵素及細菌開始作用,導致最後的產品腐敗,進入腐敗期,這時魚肉會發臭、出汁,肉味軟爛,已經無法挽回。

至於挑選腐敗之前的水產物,陳泰源老師建議大家可以參考漁業局整理出的鮮度判定方法:

圖 By 陳泰源老師簡報。資料來源:漁業局,表格重製:泛科學

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另外,他也介紹了蝦類的鮮度判別方式。「隨著時間過去,蝦頭內的酵素會讓蝦頭變黑,因此冷凍的蝦子往往是被去除蝦頭的。」不過,黑色的蝦頭並不代表這隻蝦不可食用,只是代表它有經過一段時間的冷凍而已,陳泰源老師補充道:「反而是有些商人會因此用添加物去除蝦頭的黑色,讓蝦子看起來像是剛捕獲一樣。」

同樣在 4℃ 保存下,蝦頭會隨著時間變黑。圖 By 陳泰源老師簡報

當然,水產加工食品千千百百種,很難將選購指標全部記起、瞭解,因此我們可以選擇購買有認證商標的產品,藉由第三方公正機關的專家學者與不同驗證流程制度把關,雖然難保完全沒有問題,但至少能夠降低所產生的風險。

可以參考的水產加工品認證標章。圖 By 陳泰源老師簡報

比起食品添加物,更應注意糖、鹽分攝取

讓人流口水的鮮蝦丸。圖/ Johnson Wang @Flickr

在分享後的問答時間,陳泰源老師也回應了該如何面對「食品添加物很恐怖」、「少吃加工食品」之新聞一問。「目前國際上與臺灣皆有在推行『clean label(潔淨標示)』的概念,旨在把化學步驟降到最低,像是如何有效安全的使用殺菌劑,取代現行的漂白水。此概念的關鍵仍在於,如何把生鮮的水產品、農蔬水果一開始進入加工過程的總生菌數就降到最低,從源頭就開始做起,最終到消費者手上時自然相對安全,也就不用額外增加添加物;再來則是後端面,如何把生鮮、低溫物流、冷藏做得更好。」

他提到,有調查報告發現,生鮮食品最容易腐敗的階段其實是「購買到上桌」這段過程,例如從賣場買牛奶,回程路上還吃了飯、去了其他地方,放在車內的牛奶就可能會因溫度變化發生腐敗,因此消費者的食品安全觀念也十分重要。

「至於食品添加物,坦白說要能夠吃到致癌的劑量並不容易、還要累積很久。我反而會提醒大家注意外食、飲料中糖分與鹽分的攝取,是否會造成代謝上的問題,也就是大家說的『生活飲食文化病』。」陳泰源老師說,「重要的還是在不違背生活品質下,能夠飲食均衡、並盡量做到少油少糖少鹽,與大家共勉之。」

講座活動後的自由交流時間。圖 By PanSci

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  • 作者/陳亭瑋

在農業大規模革命、跨國貿易興起之前,夏秋季豐收的農產品經常為人們帶來另一種煩惱:該怎麼將新鮮的蔬菜水果保存到天寒地凍的冬天享用呢?

利用各種方式將食物中的水份減少,防止微生物或酵素所造成的腐敗變質,是人類很早期就會使用的食物保存方法。時至今日,乾燥技術除了用於保存食物,也用於減小體積、減輕重量方便食品包裝與運輸,而由此也發展出許多便利的食品,如咖啡粉、泡麵等,攜帶方便、沖泡熱水就能夠食用。

而乾燥的方式有分許多種,可被分為兩大類:自然乾燥與人工乾燥

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自然乾燥法:利用環境的陽光與風

自然乾燥法利用環境中的陽光、風來替食物乾燥,主要包括日曬風乾陰乾。常見柿餅、蘿蔔乾、香菇、筍乾、葡萄乾等就是以日曬來製成;傳統新竹米粉則是以風乾來乾燥。

既然是利用環境能量,優點就是不耗能、最為經濟、操作簡單,也不需什麼技術或設備就可以進行。但主要的缺點就是「天有不測風雲」,需要依賴環境氣候,有太陽或大風才方便進行。由於自然環境不易控制,難以掌握乾燥速率、衛生條件、場地需求大、需要人工輔助整理等,因此不利於大量生產。

人工乾燥法:人工提供熱源,利用空氣加熱乾燥

自然乾燥需要依賴自然環境的條件,而人工乾燥當然就是人工以各種技術,提供想要加工的食品適合的乾燥環境囉,一般會有不同的壓力環境,以傳導、對流、輻射,或以電磁波加熱的方式乾燥食品。這裡的技術種類非常多,受限於篇幅,本篇主要介紹在常壓下,以空氣為媒介的乾燥技術,其他如加壓乾燥、減壓乾燥、電磁波乾燥就暫不介紹了。

最古老的人工乾燥法被稱為「窯式乾燥法」。簡單來說,就是設置一個密閉空間,分成上下兩層,上層是待乾燥的食物,下面擺放爐火熱源,經由熱空氣將食品慢慢地烘烤至全乾。這個乾燥法常見於乾燥水果等食品。現在也有用同樣原理推出的小家電「食物乾燥機」,讓你在家裡就可以自製果乾或是肉乾等。

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新興乾燥技術:噴霧乾燥與折射窗乾燥

前面介紹的乾燥法,主要處理的成品是屬於顆粒體積較大者,大如蔬菜乾、水果乾,小如肉丁、砂糖等。如果要處理相對液態或糊狀等產品又該怎麼辦呢?以下要介紹兩種常應用於液狀食品的乾燥技術。

噴霧乾燥法(Spray Drying)

「噴霧乾燥法」(spray drying)的特性就是由噴霧器擔當了重要角色。機器內的噴霧器會將液狀或糊狀的原料噴出為小液滴,藉由熱空氣作用,在幾秒鐘的時間內將小液滴乾燥為細粉狀。噴霧乾燥機主要分為空氣加熱與循環系統、噴霧裝置、乾燥倉本體以及產品回收裝置。

因為液滴表面積大、乾燥速度很快,實際上食品本身的溫度不會升到很高,對於保存食品原有的營養有很大的幫助,常用於食品、飲料、保健食品和藥品的製作。這個方法製作的常見產品有奶粉、咖啡粉、豆漿粉、蛋白粉等,只要加水就可以飲用的粉末。

折射窗乾燥法(Refractance Window Drying)

另外一種更嶄新的食品乾燥方法則是「折射窗乾燥法」(Refractance window drying),將想乾燥的材料放在透明聚脂膜的「折射窗」上,折射窗下有使用 95-97℃ 的熱水作為熱源,同時會抽風去除多餘水分,最後把薄膜和材料分離就完成乾燥啦!

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圖/ 安麗紐崔萊

雖然步驟有點多,但實際上因為同時有傳導、對流、輻射三種導熱模式介入,所以進行乾燥的速度相當快;又以熱水做為熱源,產品溫度也不會升到太高,因此適合使用於對溫度敏感、需要保存更多營養成分的產品。有研究指出,可藉由「折射窗乾燥法」保留植物蔬果類產品容易流失的天然色素分子,也能保留植物蔬果中較多的營養價值。此乾燥技術不止應用於食品工業,亦可見於保健食品、製藥、化妝品等各方面的應用。

食品科學中的乾燥方法非常多種多樣,不同的乾燥方式亦有不同的適用對象、與成本考量。如何選擇適合的乾燥方法,應用於加工品,其中也牽涉到許多專業。而隨著食品科學的進展,過往天然食品經過加工後,必然會損失許多營養元素的情況,已經越來越能夠避免。

請與我們一同期待新興的萃取與乾燥技術,能夠帶來哪些更健康、更營養的食品吧!


秉持科學嚴謹精神,安麗紐崔萊研究植物營養的科學家們持續革新技術,為了從植物蔬果中萃取最多的營養價值,從原物料篩選到萃取生產,每道程序皆嚴格把關。在萃取階段,安麗紐崔萊以獨家萃取技術——「噴霧劑乾燥法」「折射窗乾燥法」,保留植物蔬果中最多的營養素,提供消費者營養充足、純淨安全的保健食品。

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本文由 安麗紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。

參考資料

  1. 施明智、蕭思玉、蔡敏郎(2017 年 9 月)。食品加工學,188-213。
  2. Refractance window drying of foods: A review
  3. Refractance window drying of fruits and vegetables: A Review
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食物都丟冰箱還尋求生鮮是否搞錯了什麼?–冰箱的正確使用方法
衛生福利部食品藥物管理署_96
・2017/07/18 ・3662字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 484 ・五年級

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本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

諮詢專家/蘇南維教授│國立臺灣大學農業化學系教授
採訪/雷雅淇、李德庭
整理/泛科學編輯部

編按:去年在「食在好棒棒」特輯中,泛科學規劃了「食品保存」主題,討論到泡麵、罐頭與防腐劑的關係以及微生物在食品中的變化等。這次,我們從一般家庭常接觸的生鮮食品切入,一起來看看幾乎人人家裡至少有一台的「冰箱」,是如何幫我們保存食品。

在去年談及食物保存的文章中曾提到,食物會「壞掉」與其中的微生物很有關係。因此一開始,我們就先來回答這題:食物一定含有微生物嗎?其實微生物無所不在,食物有營養源當然也有微生物存在。但微生物的多寡、種類則取決於製造、運送過程中的衛生條件,例如是否經過滅菌以及是否有二次污染。

而冰箱能夠對付微生物、協助保存食物主要是基於以下兩點:

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  • 低溫:多數病原菌都是嗜溫菌(Mesophile),是喜歡 20℃~40℃環境的細菌,當溫度降低至 -1℃~-5℃時,大部分的微生物都會停止活動。
  • 水活性低:首先要解釋,「水活性」不等於含水量,而是指「微生物可直接利用」的水(又稱自由水,free water)之含量。0℃以下的環境會使水活性降低,微生物難以利用活動,食物也就較不容易劣變。

Photo credit: Tino

低的溫度與水活性能夠抑制食品之中或存放環境裡的各種「反應」,包含微生物與害蟲、寄生蟲的生物反應(包含呼吸、代謝等),或梅納反應(沒錯,常溫中也會有些微梅納反應喔)、脂質氧化等化學反應,讓食品較不易腐敗與腐壞。

冷藏和冷凍有什麼差別?

我們把不致將水結凍的 0℃~10℃(也有將上界定為 8℃或 5℃的說法)稱作「冷藏(refrigeration)」,0℃以下稱為「冷凍(freezing)」,實際溫度則會因每台冰箱、低溫儲藏空間的功能規劃與設計有所不同。在食品保存上,冷凍較冷藏多了一種功能,即前面提到的「降低水活性」,冷凍室能將細胞之間與內部的水分結凍,使微生物更難活動,但食品本身的氧化活動仍會緩慢地持續進行。

一般來說,在冷藏環境中,蔬果類能保存 1~2 個月、肉類 1~2 週、水產類 5~7 天;冷凍環境下食品通常能保存 1~2 年。但每樣食品的保存期仍會受種類、包裝方式、冷凍方式等因素影響,因此大家還是要仔細閱讀該食品包裝上的保存期限與建議保存方式喔。

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食物在冰箱裡發生了什麼事

冰箱會幫我們抑制微生物活動,食物可以看做是進入了一個「靜止」或「慢動作」的狀態,可是為什麼有些生鮮冰過之後,口感會變得軟軟爛爛、或者濕答答呢?究竟,食物們在冰箱裡經歷了什麼?

詳細說明首段稍微提過的「冷凍」,廚師兼烹飪教材編寫者伊森‧貝克曾在《廚藝之樂:從食材到工序,烹調的關鍵技法與實用食譜》一書中提到,食品的冷凍是一種「鏈式反應」:先凍結細胞與細胞之間的水分,結成冰之後、這些冰會再將細胞內的水分拉出來結凍。

在鏈式反應中,結凍的「速度」與結凍後的食品狀態非常相關,若為急速結凍,細胞之中與之間的水分會結為較不破壞細胞壁的「細微冰晶」;反之,如果結凍時間較長,則會形成針狀的「大晶體」,使食品解凍後的質地較為粗糙。再者,若保存環境的溫度上下波動,冰晶也會在食物中移動(crystal rearrangement),破壞組織、改變口感。

小時候曾經自製冰棒來吃嗎?裡面也有一番冷凍學問喔!

接下來,我們舉一個不少人共同的童年回憶作為例子:把果汁、乳酸菌飲料放到冷凍庫,等結冰後食用的「自製冰棒」。吃過的人有沒有發現,這樣的冰棒到最後總是有味道的飲料部分先被吸光、剩下碎冰的渣子?這是由於水的密度為 1、冰卻只有 0.9,飲料結冰後體積變大,溶質(有味道的部分)被濃縮,間接影響了食物的風味。同樣的,這個狀況也會發生在其他食物、生鮮食品上。

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凍結速度會影響所結成的冰晶狀態,進而影響食品口感與風味。圖/kropekk_pl @ pixabay, CC License

不過這些食物被影響的只是風味,只要沒有劣變,便不會造成中毒或致病等食安問題。

不是所有生鮮食品都該放冰箱

然而,雖然冰箱能協助延長食品的保存期,卻不是所有生鮮食品都適合放入冰箱保存。

「水果是活的,肉品是死的。」這句話是什麼意思?當你把生鮮食品帶回家,它的呼吸作用是否還持續進行,對如何保存來說可是個重要的考量因素。

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以水果來說,人們通常在成熟期(Maturation)採收,但最適合食用的階段其實是完熟期(Ripening),完熟期之後則是老化(Aging);例如買回來還帶點綠色的香蕉(成熟),放了一陣子變成黃色時會更好吃(完熟),若來不及食用完畢則可能逐漸腐爛(老化)。而影響這個過程的因子,便包含了該果實的呼吸作用。

香蕉通常在外皮還帶點綠色的成熟期採收,最適合食用的階段則是亮黃色外皮的完熟期。圖/By Scott Webb @ pexel, CC License

果實在採收之後養分輸送與光合作用皆會停止,只剩下呼吸作用維持生命,就如同人類消耗熱量維持生命般,若無養分補充,呼吸速率越高則壽命越短。而部分蔬果如香蕉、梨子、蘋果、番茄等有個共同特性:在成熟期至完熟期時,呼吸作用速率會急速上升,使果實的保存期縮短,故它們又被稱為「更性水果(climacteric fruit)」。

另一方面,若蔬果還未至達完熟期,低溫儲藏可能會因呼吸作用被抑制,讓它們無法完熟、達到食用風味最佳的狀態,甚至因為代謝不正常而造成冷傷(chilling injury),使水果果皮凹陷、軟腐或產生褐斑。一般來說,熱帶、亞熱帶地區的水果較容易出現冷傷,而冷傷後的水果回到室溫時,因代謝物易從破裂的細胞流出,會更容易腐爛。

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因此,如何保存就很重要了。已熟成、在此階段又容易加劇呼吸作用的水果,建議以低溫延長保存期;而果實還未熟成,或是蘋果、柳橙、檸檬等容易因低溫而流失水分的水果,就比較不適合放進冰箱。當然,想要吃到營養而風味佳的水果,還是趁新鮮──耐心等待熟成、且不去挑戰(?)它的保存期──的時候食用最好囉。

洗選蛋、散裝蛋,怎麼保存?

為從源頭預防病菌傳播,農委會於今年初提出的「全面洗選蛋制度」在前陣子興起一波討論。那麼,洗選蛋在保存上,是否有特別需要注意的地方呢?

洗選蛋顧名思義經過了「洗淨」與「挑選」的步驟,除清洗表面細菌外,也會剔除有裂痕或軟殼的蛋 [1]。而根據食藥署的說明,洗選蛋或傳統散裝蛋都應儲存於冰箱中,並建議在兩週內食用完畢。

不論是洗選蛋或散裝蛋,買回家都要放冰箱。圖/DEZALB@pixabay, CC License

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注意冰箱擺設、肉品要煮熟

雖然介紹了冰箱保存食物的原理,我們仍要強調:低溫只能抑制生長但無法消滅食物中的微生物,冰箱只能延長食品保存期、可沒有殺菌的功能啊!而新聞上看到的食品中毒案例,便時常是沒將食物煮熟所導致。

這裡討論的微生物包含寄生蟲、病毒與細菌等,以食品中常見的細菌為例,金黃色葡萄球菌為常見病原菌,通常是因處理人員挾帶此菌而感染,此菌本身不耐熱、但其產生的毒素耐熱(也就是一旦產生毒素,烹煮過後食用仍可能造成食品中毒),在約 6.5℃ 以下的環境不生長,所以千萬要記得以低溫保存。另一種近年來已較少在食安事件中看見的肉毒桿菌則廣泛存在土壤、飼料與食品中,此菌較嗜冷(E 型肉毒桿菌的生長溫度可低至 3.3℃)、厭氧,因此,造成肉毒桿菌中毒的食品通常為真空包裝、食用前又不會經過高溫烹調的「罐頭」。[2]

而歐美國家習慣攝食生菜沙拉,在約 8℃ 環境下最為活躍的李斯特菌便成為他們食物中毒常見的原因。

最後,冰箱的擺設也會影響內部的溫度狀況,若使用傳統舊式冰箱,記得注意出風口不要被存放食品擋住,降低冷卻效果。提醒大家,冰箱容量最好別放超過八分滿,才能讓它發揮最好作用,「冷冰冰」地幫我們保存食物喔!

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泛科學整理、委託製作

參考資料

  1. 詳細規定可參考食藥署目前公布的「生鮮雞蛋品洗選作業指引」草案(非強制)。
  2. 罐頭的製作過程應在食品調理、密封於密閉容器後進行「商業滅菌」,會造成肉毒桿菌中毒的食品應是未完全滅菌的結果。更多罐頭食品的資訊請見〈泡麵和罐頭其實是防腐劑絕緣體!你誤會很久的食物保存二三事〉一文。
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