如何 3D 列印不會崩壞的蛋糕？

本文轉載自食藥好文網

• 文／黃育琳 食品技師

你喜歡吃香腸嗎？香腸嚐起來不但鹹甜多汁，飄散出來的香氣更是令人口水直流，是日常的菜色之一。

然而，香腸的內部環境容易滋生肉毒桿菌，並產生對人類最強的毒素「肉毒桿菌毒素（botulinum toxin）」，只需要 1 克便能毒死一百萬人。

為了避免吃香腸出人命，則需要在香腸內添加亞硝酸鹽以抑制肉毒桿菌生長，但亞硝酸鹽碰到二級胺（通常不新鮮的肉類或海鮮因產生發酵作用或腐敗而生成）可能會產生致癌物質亞硝胺（nitrosamines），一種經動物實驗結果顯示會導致腫瘤的致癌物質。

天啊！聽起來加與不加，兩邊都很不妙，那我們為什麼還繼續吃下去呢？

這裡忽略了一個很重要的資訊，若導致亞硝酸鹽中毒，需要有一定「劑量」。我們應該去思考，人類如何在不會導致中毒的劑量下，有效運用亞硝酸鹽這個物質 ^[1]？

毒理學中最重要的概念「劑量」

亞硝酸鹽是衛生福利部食品藥物管理署正面表列的合法食品添加物，只要按《食品添加物使用範圍及限量暨規格標準》限量添加（劑量遠低於導致中毒的劑量），那它對人體不但沒有危害，反而能讓我們免於受到肉毒桿菌毒素的威脅。

若是選擇完全不使用亞硝酸鹽，那麼肉毒桿菌毒素中毒的風險則會大大增加。相較之下，使用亞硝酸鹽必然安全許多，既然這樣，世界上還有無毒物質的存在嗎？

毒理學之父 Paracelsus 先生（西元 1493-1541 年）曾說：「所有化學物質都有毒，世界上沒有不毒的化學物質，但依使用劑量的多寡，可區分為毒物或藥物。」這也是毒理學最重要的基礎概念 ^[註]。

所以世界上並不存在完全無毒的食品，只要過量都可能會導致中毒甚至致死，單純用致癌物、有害物質來區分所有物質其實並不正確，而是要注意它的「劑量」。

當然，加工食品也是同樣的道理。

加工食品吃了不好？也是由劑量決定

常聽大家說，常吃加工食品會對人體有害，對健康造成負擔，但是真的完全都不能吃嗎？

適量吃加工食品對身體是不會造危害的，大家所認為天然非加工食品吃太多也一樣會出事。如維繫人體生命的必需物質「水」，這個看似無害的物質，喝太多卻會造成水中毒。

或者是「母乳」這個直接來自人體的物質，也都可能含有微量抗生素、重金屬或塑化劑等，因為人體在長久接觸整個大環境中的污染後，多少會有毒素累積，要完全無毒是不可能的 ^[2]。

許多人說加工食品之所以不好，是因為有部分加工食品，如早餐加糖的穀片、汽水、零食餅乾、罐裝高湯或熱狗等，糖份、鹽份和脂肪含量通常很高，也沒有其它營養價值，吃太多確實會對身體帶來負擔。

另一方面，前面提到的肉毒桿菌毒素，現在已廣泛應用於去除皺紋、瘦臉或瘦腿等醫學美容；人人聞之色變的劇毒「砒霜」，還可以應用在急性前骨髓細胞白血病（APL）的治療 ^[2]。

只要使用正確的「劑量」，毒藥也可以變仙丹。

要如何判別毒性大小？看半數致死劑量

如此重要的劑量該怎麼看呢？在毒理學觀察物質毒性大小時，有一項很常用的工具——半數致死劑量 LD₅₀。

不同用量的化學物質，實驗動物死亡率亦各不相同，通常物質的劑量與實驗動物的死亡率呈現正比。而半數致死劑量（lethal dosage 50%, LD₅₀），指的就是在動物實驗中，使實驗動物產生 50% 死亡率所需要的化學物質之劑量，值愈小表示毒性愈強。

如肉毒桿菌毒素 LD₅₀ 約為 100 ng/kg（毒素重量/實驗動物重量），小白鼠的體重為 0.02 公斤，所以只需要 2 奈克（10^-9 克），就可以使一半的實驗小白鼠死亡；日常生活中的食鹽（氯化鈉） LD₅₀ 約為 40 g/kg，需要 0.8 克才能使一半的實驗小白鼠死亡，兩者的毒性可說是天差地遠 ^[3]。

不過在日常生活中，若要妥善運用食品添加物、農藥等物質，就先得找出不會導致中毒的劑量，也就是「無明顯不良反應劑量（no-observed-adverse-effect-level, NOAEL）」。

它是指在動物實驗中，統計上未觀察到任何不良反應的最大劑量，在後續制定容許量時，NOAEL 是很重要的參考指標 ^[1]。

「每日可接受攝取量」v.s.「最大殘留容許量」或「使用限量」

若是要找出「人」即使長期每天攝取，也不會對健康造成危害的量，科學家們會根據動物實驗，計算出「每日可接受攝取量（acceptable daily intake, ADI），這個數值將作為政府單位作為安全評估的界線，於此界線下會再考量到飲食習慣或田間施藥測試結果，訂定更嚴格的使用限量(如：食品添加物)或最大殘留容許量（maximal residue level, MRL）作為行政執法的依據，超標的廠商將受到懲罰。

但是超標並不代表會中毒，使用限量或 MRL 是依據一般飲食習慣設定，每日的「總曝露量」遠低於 ADI，對人體不會有不良影響。使用限量或 MRL 皆是在科學的基礎下所計算出的管制劑量，對於在管理食品添加物或農藥殘留是非常重要的 ^[1]。

毒物學所熟知的「劑量」，大眾也應瞭解

有了劑量的觀念即可明白，即使不小心喝到一杯某一農藥殘留超標 MRL 5 倍的茶飲料，雖然聽起來很可怕，但其農藥總暴露量可能仍遠低於 ADI，更低於 NOAEL，故不需為此感到恐慌。

當大眾看到不認識的毒物名稱時，很容易被恐懼帶著走。而食品安全無法僅靠科學去維護，也需要消費者、媒體、政府和食品業界一起努力，才能做好安全把關。

因此我們應該了解到食品安全資訊，是需要培養深入認知與討論議題的能力，才能避免流於情緒的宣洩或受到媒體的操弄。

註解

原文為 “All substances are poisons; there is none which is not a poison. The right dose differentiates the poison from a remedy.” ^[3]。

參考資料

1. 陳亭瑋，2022。這是毒還是藥？先搞懂「每日容許攝取量」和「最大殘留安全容許量」吧！。行政院環境保護署毒物及化學物質局。
2. 李霜茹，2017。怎麼決定多少「劑量」對人體有害？── 「PanSci TALK：食品安全基本功」──「PanSci。食藥好文網 TFDA。
3. Shibamoto, T. and Bjeldanes, L. F. 2009. Introduction to food toxicology.

雞蛋是我們日常生活中重要的食物之一，像是蛋餅、蛋捲、蛋包飯、玉子燒、茶碗蒸、烤布丁或雞蛋糕等，處處都可見到它的蹤影。

然而，今年的「缺蛋危機」不只蛋價變貴，蛋量還大幅減少，令人感到蛋蛋的哀傷。而這也大大影響到國內的蛋糕業者，不少蛋糕業者開始減量供應，當日蛋糕賣完即提早打烊，時間不固定。

知名麵包舖佳湘麵包，一度停售人氣商品蜂蜜蛋糕和布丁^[1]；更慘的是，位在澎湖販售脆皮雞蛋糕的網紅名店澎湖龜，直接宣布今年暫停營業^[2]，由此可見蛋對於製作蛋糕有多麽重要。

那麼雞蛋在蛋糕中到底有什麼重要功能呢？

首先，就從蛋的構造開始說起吧！

雞蛋的構造與營養價值

雞蛋的構造從外側依序由蛋殼、蛋殼膜、蛋白、蛋黃及繫帶所構成，兩層蛋殼膜於鈍端包圍出一個空間，稱為「氣室」，氣室會隨著蛋儲放時間延長，導致水分蒸發而變大^[3]。

重量而言，一顆雞蛋中的蛋殼約佔蛋重之 10%、蛋白約佔 60% ，蛋黃約佔 30%。

蛋黃係母雞卵巢所排出的卵，如果有受精則內含胚胎，是受精胚胎發育成小雞的主要能量來源。在卵進入輸卵管之後，輸卵管會分泌蛋白，在卵的周圍形成蛋白層，以幫助受精蛋中的胚胎發育，接著依序形成蛋殼膜和蛋殼。蛋殼的主要成分為碳酸鈣，殼上佈滿無數氣孔，可提供受精蛋中胚胎呼吸所需的氧氣交換^[4]。

雞蛋也是優質完全蛋白質之來源，一顆蛋就幾乎涵蓋人體必需的所有營養物質，如蛋白質、脂肪、卵黃素、卵磷脂、維生素和鐵、鈣、 鉀等人體所需要的礦物質^[3]。

蛋糕的麵糊攪拌程度要根據「比重」判斷

雞蛋是製作蛋糕重要的原料之一，在蛋糕製作過程中，麵糊的攪拌是影響蛋糕成敗的關鍵，因為麵糊在攪拌過程中會不斷地拌入空氣，攪拌程度恰當與否會決定蛋糕的品質。

為此我們需要根據不同類型蛋糕之標準比重，作為攪拌程度的參考，比重是蛋糕「麵糊的重量」與「體積」的比，計算公式為：

比重 = 相同容積之麵糊重／相同容積之水重

空氣拌入愈多，蛋糕的比重愈小，烤出來的蛋糕體積愈大，組織亦較鬆軟。如果過度攪拌，則因拌入太多的空氣，蛋糕組織會變得粗糙，氣孔太多，使烤出來的蛋糕水分損失太多。若攪拌不夠，則拌入的空氣太少，蛋糕進爐後膨脹無力，內部組織堅韌，所以每種蛋糕在攪拌時其麵糊都有一定的比重^[5]。

至於蛋糕的種類，可依照使用的原料、攪打方式和麵糊性質的不同分為三大類，分別為麵糊類、乳沫類和戚風類三種。

蛋糕分成麵糊類、乳沫類和戚風類

一、麵糊類（batter type）蛋糕

是利用大量的固體氫化油脂（shortening），以粉油或糖油拌合法，使麵糊於攪拌時能拌入空氣，進爐烤焙受熱後讓蛋糕體膨大。攪打完成之麵糊在三類蛋糕中的比重最大，約為 0.85；配方中油含量也是三類蛋糕中最高，是為了潤滑麵糊，產生柔軟的組織。

當配方中油脂含量佔麵粉量的 60% 以上時，不需使用化學膨大劑，只要利用油脂在攪拌過程中拌入空氣即可使蛋糕膨脹；當油脂用量低於 60% 麵粉量時，則需要添加發粉或小蘇打以幫助蛋糕膨大。

該類蛋糕組織緊密堅實、口感較硬，風味濃郁潤醇，如奶油蛋糕、水果蛋糕、磅蛋糕等皆屬之。

二、乳沫類（foam type）蛋糕

是利用雞蛋的起泡性，將其與砂糖攪拌拌入大量空氣形成泡沫（泡沫即是將空氣保留於蛋白質薄膜中），再拌入經過篩的粉料後烤焙，過程中氣泡因受熱而持續膨脹，最終薄膜固化而形成蛋糕的支架與組織。

乳沫類蛋糕可不需添加膨大劑，麵糊比重約為 0.46，產品組織鬆軟且富彈性，又可因使用雞蛋的成分不同，又分成：

• 蛋白類（meringue type）：僅使用「蛋白」作為蛋糕膨發的主要原料，如天使蛋糕。
• 海綿類（sponge type）：使用「全蛋」或「蛋黃」作為蛋糕膨發的主要原料，如海綿蛋糕、蜂蜜蛋糕、瑞士捲的蛋糕體。

三、戚風類（chiffon type）蛋糕

綜合麵糊類與乳沫類蛋糕的做法，在製作時分別製作「麵糊」與「蛋白霜」，最後將兩者拌勻後送入烤箱烤焙成型。同時具有麵糊與乳沫的特性，水分含量豐富，鬆軟度亦介於乳沫類與麵糊類之間，

麵糊比重最小，約為 0.43，蛋糕體積最大，組織細緻鬆軟，水分充足，口感清淡不膩。為國內消費量最大之蛋糕，如戚風蛋糕、鮮奶油蛋糕（生日蛋糕）即屬之^{[3, 6]}。

雞蛋在蛋糕中所提供的功能

不管是哪種類型的蛋糕，雞蛋在蛋糕中具有以下功能：

一、黏結作用

在蛋糕製作過程中，雞蛋的「蛋白」可以打發形成安定的泡沫（即蛋白質變性），加入麵粉攪拌後，「雞蛋的蛋白質」與「麵粉的麵筋」相互黏結形成複雜的網狀結構，直到烤焙受熱而形成蛋糕組織，此功能在乳沫類蛋糕的製作更為重要。

二、膨大作用

麵糊受熱時，蛋所形成的泡沫內部所包圍的氣體受熱而膨脹，增大蛋糕體積，因此蛋的打發性質是決定蛋糕體積與顆粒組織柔軟之最重要因素。

三、柔軟作用

蛋黃具柔軟作用，主要是因蛋黃內含的油脂比例較高，且蛋黃本身所含的卵磷脂為非常有效的乳化劑（編按：可以將原本不互溶「油脂」和「水」均勻混合，使界面消失）。

四、顏色

蛋的顏色能賦予蛋糕美觀的黃色色澤，如海綿蛋糕需要有良好之黃色。

五、營養價值

蛋加入產品內可提高營養價值^[6]。

沒有雞蛋的「旦糕」開始興起

蛋具有黏結、膨大、柔軟蛋糕組織等作用，賦予蛋糕悅目的顏色及增加營養價值，要是製作蛋糕沒有蛋，似乎做不出美好的蛋糕。

不過現在有一種無蛋「旦糕」，在這波嚴峻的缺蛋危機中異軍突起，究竟有哪些東西可以取代蛋做旦糕呢？我們就在下篇揭曉吧！

參考資料

1. 東森新聞，2023。獨／蛋量減價格漲 佳湘麵包暫停售蜂蜜蛋糕、布丁。
2. 楊惠琪，2023。獨／缺蛋看不到盡頭！雞蛋糕名店「澎湖龜」宣布今年暫停營業。ETtoday新聞雲。
3. 施明智，2022。食物學原理 (第四版)。新北市：藝軒圖書出版社。
4. 行政院農業委員會，2010。認識農產。食農教育資訊整合平臺。
5. 梁麗卿，2003。無蛋蛋糕製作技術之研究。國立屏東科技大學碩士學位論文。屏東。
6. 陳欣妤，2006。攪打時間與添加物對取代蛋之海綿蛋糕品質影響。實踐大學食品營養與保健生技研究所碩士學位論文。臺北。

相信許多人童年應該多少都玩過《音速小子》這款 SEGA 經典的電玩遊戲吧？玩家只要一直按著前進鍵，就可以讓音速小子一路無阻地衝到終點，在當時的電玩界，可是帶來了前所未有的速度體驗。

音速小子是一隻擬人的藍色刺蝟，名叫索尼克，擁有超過音速的奔跑速度，最愛吃的食物就是辣味熱狗。去年 11 月 SEGA 為了行銷新遊戲 《索尼克 未知邊境》（Sonic Frontiers）時，還找上經典熱狗堡販賣店「Tulip TimeOut」一起推出合作餐點呢^[1]！

不過熱狗跟香腸長得這麼像，你知道它們之間的差異嗎？

乳化型西式香腸 VS 顆粒型中式香腸

香腸（sausage）是世界上非常普遍的肉製品，種類繁多，光是不同原料、絞肉的顆粒大小、加工條件、加工溫度、不同腸衣及特殊香料，就可以生產各式各樣之香腸^[2]。

索尼克愛吃的熱狗（hot dog）即是乳化型西式香腸，源自於德國的法蘭克福香腸（德語：Frankfurter Würstchen），是將畜禽原料肉及其他配料經高轉速之碎肉機，在低溫下細切後形成水、脂肪、蛋白質均質穩定的乳化肉泥，再經加熱後成為具結著性、彈性良好、美味多汁的產品。

後來傳入美國成為「熱狗」，為了區別，目前只有德國法蘭克福與其周圍地區製作的香腸產品才能在包裝上標示「法蘭克福香腸」販售^{[3, 4]}。

而身受國人喜愛的香腸則為顆粒型中式香腸，其在加工過程中所添加之脂肪型態不同於乳化型西式香腸，一般稱之為豬油角，為豬屠體之背脂經冷凍切丁，其與肉漿及配料混合，可增加香腸風味及適口性^[2]。

另外，中華民國國家標準（CNS）有針對香腸名稱做出明確的定義^[5]，來看看有哪些市售品符合這些定義吧！

中華民國國家標準（CNS）之香腸名稱定義

• 生鮮香腸

以畜禽肉為原料，經絞碎，添加調味料、香辛料等，攪拌、混合、充填於腸衣內，未經乾燥所製成之製品，不得添加亞硝酸鹽、硝酸鹽，且必須冷藏、冷凍存放。

如義美熟香腸未添加亞硝酸鹽，故顏色暗沉，賣相不佳。也因未添加亞硝酸鹽，業者選擇煮熟並冷凍販售，以降低食安風險。

• 未煮熟香腸

以畜禽肉為原料，經絞碎，添加調味料、香辛料等，攪拌、混合、充填於腸衣內，並經適當乾燥、煙燻或未煙燻所製成之製品，如中式香腸、廣式香腸及義大利香腸等。

為國人消費量相當高的一種香腸，切面可觀察到一顆顆豬油角為其主要特徵。製造時未經加熱煮熟，故販售時是生的，請務必記得要煮熟才能食用喔！

• 煮熟香腸

以畜禽肉為原料，經絞碎，添加調味料、香辛料等，攪拌、混合、充填於腸衣內，並經乾燥、煙燻、煮熟所製成之製品，如西式香腸、熱狗、法蘭克福香腸、維也納香腸。

西式香腸為乳化型香腸，常以法蘭克福香腸（歐洲）及熱狗（美國）為代表。此類香腸有經蒸煮等過程使肉漿形成堅實狀態。

• 發酵香腸

以畜禽肉為原料，經絞碎，添加調味料、攪拌、混合、 充填於腸衣內，並經發酵、乾燥至一定程度所製成之製品，又可區分為乾式香腸及半乾式香腸。

發酵香腸係利用自然存在於香腸中的乳酸菌發酵，產酸使肉中的蛋白質凝膠而形成堅實的質地、獨特的風味與口感。這類產品不需烹煮，可直接生食^[6]。

西式香腸加工流程

在瞭解上述的定義之後，兩種香腸在加工流程又是為何？我們先以西式的法蘭克福香腸為例：

1. 原料肉處理：瘦肉修整，去筋、腱、脂肪，與肥肉分別在低溫下用絞肉機絞碎備用。
2. 將攪碎後的瘦肉置於真空細切機，加入鹽及其食品添加物，包含重合磷酸鹽和亞硝酸鹽等，於低溫下攪切成極富黏性的肉漿。
3. 加入調味料和攪碎的肥肉繼續攪切，使其乳化。
4. 將乳化完全的肉漿取出，充填至腸衣內，再置入烘箱乾燥、煙燻。
5. 完成煙燻後將香腸蒸煮，形成堅實狀態的產品。
6. 再經風乾及冷卻後，便可包裝冷藏或冷凍儲藏販售。

※ 常用的調味料為胡椒、豆蔻、薑、蒜、芫荽粉，辣椒等^[7]。

日本科學技術有一集拍攝西式香腸的製作流程影片，可點此連結觀看【日本科學技術】香腸的製作流程【中文字幕】。

中式香腸加工流程

中式香腸的製程則是：

1. 原料肉處理 (瘦肉 70%，脂肪 30%)：新鮮之前腿或後腿肉去除筋膜、骨及脂肪後絞成絞肉，豬背脂則以切丁機切成丁狀，即豬油角。
2. 瘦肉先與磷酸鹽、亞硝酸鹽及食鹽充分攪拌後，再與調味料、豬油角混勻並進行醃漬。
3. 將醃肉以充填機灌入腸衣，每隔 12-15 公分結紮成一節，便可吊掛乾燥於通風處，使香腸呈色並降低水分以利保存。
4. 冷卻後立即以真空包裝或充氮包裝，冷藏或冷凍保存。

※ 常用的調味料為糖、味精、醬油、白胡椒粉、蒜、肉桂粉、五香粉或酒等^[8]。

簡而言之，因東西飲食文化差異，演變出不同的香腸製造方式。西式香腸的加工，是使用乳化技術將肉處理成肉漿，蒸煮後，利用煙燻創造風味、上色。

中式香腸則是偏好以大塊絞肉表現口感，無乳化作用，利用醃製自然入味。不過，現在臺灣消費者所習以為常的香腸，是由黑橋牌創辦人陳文輝先生經過多年所研發出的臺式香腸，口味獨特、偏甜多汁且口感紮實^[9]。

中西式香腸脂肪含量均高要注意

香腸長久以來受到全世界消費者喜愛，為大眾化、消費量相當高之肉製品。然而不管是中式香腸，還是西式香腸，均含高脂肪含量，且常使用動物性脂肪，導致產品通常含有較高的膽固醇含量與高比例之飽和脂肪酸^[2]。

因此長期食用過量的香腸，容易對人體心血管產生不良影響，且會提高高血壓、血栓及動脈粥狀硬化等疾病之風險。雖然香腸香噴噴又好吃，但還是要注意不過量，偶爾解饞吃一下就好囉！

參考資料

1. 犬拓，2022。《索尼克 未知邊境》將與熱狗堡販賣店「Tulip TimeOut」推出合作餐點。巴哈姆特。

2. 李孟儒，2017。利用不同種類植物油製備植物油角取代中式香腸部分豬油角之研究。國立中興大學食品暨應用生物科技學系碩士學位論文。臺中。

3. 維基百科：法蘭克福腸。

4. 黑橋牌香腸博物館，2022。【世界香腸圖鑑】―法蘭克福香腸Frankfurter Würstchen。Facebook。

5. 胡祐誠，2020。以芹菜萃取物取代香腸中亞硝酸鹽之研究。國立屏東科技大學食品科學系碩士學位論文。屏東。

6. 凃榮珍，2016。酸酸的香腸？一窺即食香腸的發酵世界。科技大觀園。

7. 吳祥雲，2010。西式乳化型香腸。農業主題館 畜產加工。

8. 凃榮珍，2010。中式香腸的製作。農業主題館 畜產加工。

9. 用好心腸做好美味香腸團隊，2014。香腸旅行。香腸博物館。