TW200825170A - The process of using ultrasonic to enforce micro ice-crystal to smash cell, and using centrifugation to defoam - Google Patents

Description

200825170 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本lx明涉及一種經超音波強化微冰晶細胞破碎（冷熟）.離心 泡的政作方法，主要適用於提升釋放細胞内含物質的生產效 於提取蔬果之營養素、消除產製時氣泡以及降低殘存生菌數的方法。 【先前技術】 注重飲食開始走向普及化的—個世代，人們開始 所重養生保健，各式各樣的保健養生食品如雨後春每般紛 、、六 =品為人練㈣收的—種食物雜’健食品如精力湯或择果= ^以流質形態供人們使用，在以往沿用的技術上 力 ，汁時，都是以直接擾打蔬果造成組織結構 =以或= 而這樣的方式有兩個缺點： 獨μι衣作’然 1 · 在攪打的過程中，會因焦耳功熱轉換 對許Μ«造成破壞’使得營養素降 破壞，但是像是維生素A、維生素D和萌蘿 生一些負面的影響。 又衣注偏艮’而對身體產 2 在製作的方式上般用機械敝方式 β 汁，係以巨觀方式破壞蔬菜或是水果的實▲織蔬果 釋放成流質飲品。但ί，以⑵内的細胞質及細胞核 率，普遍來，甘X- 2 規破壞而導致的營養釋放效 蔬果也只能達到泥狀(破碎組撥打出來的 細胞又是比蔬果泥要小得許多，所以，然而 無法完全釋放出蔬果所含的營養物 打的方式破壞，自然 200825170 基於以上所提到的兩個缺點 品’其實㈣有料的營養素=生物技術糊發的蔬果保健飲 失，乃業界亟思改進之道。 狂甲保迢疏果言養成份的減少流 【發明内容】 熟）暨離心消泡超音波触微冰晶細胞破碎(冷 水份結成枝，，讓絲細胞壁内的 第-P皆段釋放，在低溫㈣㈣iff脹來撐破細胞，使得營養素達到 態。接著使用變頻式後形成富含氣泡的固液共存狀 爆炸，引發流發流質内大量氣泡產生微觀 晶再去撞擊周圍局 本發明另一目的在 更進一步使細胞破碎的效果。 熟）暨離心消泡的製作方法“心，波強化微冰晶細胞破碎（冷 質效果之同時，也;以中】音波的震織出細胞中物 巧速離心技術來消除因超音波震I產生的氣泡二 對蔬果汁之吸收效能。奴酵素更大里的釋放出來，提升人體 立健iitii的’本發明使用變頻式超音波而不使_定頻率超 二，變頻式超音波可以完全消除特徵尺寸效應， t雖，、、、'可擔~徵尺寸效應，但是因韻勝易引人空氣產生大 置氣泡，加上空氣中常有細菌孢子混雜其中，不。 不過:超音波震，了可以導致微冰晶高速撞擊周圍破碎 同的微冰晶亦能咼速撞擊攻擊周圍的生菌，破壞生菌細胞的結構，從 而降低殘存的生菌數。然而，無論機械攪打或變頻式超音波震盪製程 均會在黏稠流質中引人相當多的氣泡，在裝填封瓶—段時日後，因黏 稠流質内消泡後體積縮小，常會導致消費者對該產品有偷工減料的不 200825170 m-抑^ 嫌包’但是產品成分已不純，同時口感 2 ϊί甚造成㈣者翻上安全憂慮等問題。 a驅。# 對此—問題進行根治性的處理’採取高速離心方 ί二=而機械物理方式處理，不添加任何化學鹽類，維 持成分純正而又無氣泡改變體積之疑慮。 【實施方式】 乂2發，1卜經超音波強化微冰晶細胞破碎(冷熟)暨離心消泡的製 作方ΐ，Γ中，經超音波強化微冰晶細胞破碎(冷熟）暨離心消泡，其 提取蔬果營養素方法的步驟如下： /'

A B C D E

F 開始：選擇新鮮蔬果； 冷熟處理技術：將絲錄於共晶闕溫度冷缺來 狀態下細胞内水份形成冰晶撐破細胞壁； 7 冷凍切片，攪打：以冰凍狀態進行截切後直接與攪打； 超音波震錄冰g強化細胞破碎：卩變献料缝盡數 展Μ產生的氣泡爆炸可更進一步破碎細胞； 高速離心消泡：以多段轉速離心處理，例如，2〇〇、5〇〇、、 2500、5000等5種逐步提昇離心轉速，而每一段轉速從起動後到 流動穩定之際，立刻切換到下一段，在數分鐘之内到 心方式驅逐分離氣泡； 冋' 檢驗結束：完成新鮮蔬果營養素之提取製程。 本發明此一經超音波強化微冰晶細胞破碎（冷熟）暨離心消泡 作方法，其中，以超音波強化微冰晶細胞破碎（冷熟）暨離心二 來提取蔬果營養素的品質分析步驟中，其檢測方法如下： 衣王 A ·開始··選擇新鮮蔬果； B ·冷熟處理：將蔬果以低於共晶點的溫度凍結起來，在冷凍 & 下細胞内水份形成冰晶撐破細胞壁； 的狀態 C ·冷凍切片、細胞染色與攪打：以冰凍狀態進行截切，然後 200825170 胞&色例如省用的細胞化學染色法Hemat〇Xyiin & E〇sin (H&E) 乐色法，在攪打後進行細胞破碎率的顯微鏡分析與檢測； D · Ϊΐ波震賴冰晶強化_破碎:靖頻式超音波震紐分鐘， 產生的氣泡爆炸驅動微冰晶來進一步破碎細胞; Ε咼速離〜肖’包檢驗.展盡結束後，再以多段轉速離心處理，例如， 200、500、1000、2500、5_等5種逐步提昇的離心轉速，而每 -段轉速從起級顺動穩定之際，立翁制下—段，在數分 ^之内到達最高速離d售逐分魏泡，並且侧制 消泡量；

F·檢驗結束：完成新鮮蔬果營養素提取製程之品質分析。 ί 1圖’為本餐明纽超音波強化微冰晶細胞破碎（冷孰）暨離 2泡=作方法的檢測流程圖。開始（Α):將新鮮蔬果取得後了馬 入、域預冷；冷熟處理（Β ):先以冰水漂洗，其目的可降低蔬果 ，度及生菌數，接著放人冷滚冰櫃冷熟，讓蔬果内含的水^ =撑破細賴使養份釋出，這财獅人體吸收；接下來進行冷^ t、HtE染色(/C)與授打:在冰束狀態進行截切，然後以H&E =·’ 細巧破碎率檢騎証；再進行超音波震盪檢驗 —一、暴取々》里7压王肉您的爆邓性發泡，> ，組織更加破碎；絲騎行高速細聽實 =段轉速離心數分鐘，觀察高速離心前後消泡的變化4

(?2:,、？變頻式超音波震魏分鐘，產生高速的爆炸性發泡，使得蔬 .發泡後 圖表表示，完雜序後，結束（F):完成新鮮蔬提^故成 試結為果了=證本發明的有舰，依序猜下列三賊驗，並且詳述其測 (實驗一）冷熟切片實驗： 紅ttt第2 0所* ’將新驗果_8和雜分成她，-乡且為 ^冷热處理’-組為未經冷熟處理，接著透過細胞 色= 胞壁變的較触裂。第2圖為歴染色切片圖，其中第2A圖盘& 7 200825170 圖是葫蘿蔔和琶樂未經冷熟的切片，第2B圖與第2D圖則為經冷熟的 t顯微?1觀測比較下，可發現未冷熟的細胞雖然也有破裂，但 =體亡/、有冷熟比較起來細胞壁的形態算是完整，反觀有冷熟的細胞 itΪ L破裂程度與未冷熟比較起來更加顯著，註明了有經過冷熟的 處理的確可以使得植物的細胞壁更加的破碎。 (實驗二）超音波震盪實驗： H騎不，將冷熟處理過後的蔬果汁，以變頻式超音波震 二二=^者$ PBS緩餘30倍稀釋，以顯微鏡200X、400X和800X 硯祭内含物的細胞壁是否有比較多破裂的情形產生。在第3 i部之Γ、3β、3C圖）為冷熟加上變頻式超音波震盪，下 妳弟圖）為只經冷熟處理，吾人可以觀察到，有 ΐϋϋ _在職的辨下比未冷財更多破碎的 “多的=碎=果;;殘; 衝擊處理中破料威内觸貝亦可在此種超音波震盪 細胞’稱_=;技晶來讀 二;;r，_ 生菌;:r ί炸令=: 其包括二=破碎’此種經超音波強化微冰晶細胞破碎之淨菌^， 〇 ·開始··麵清洗騎鮮縣或器具等材料； ·=晶浴技術：將鋪冰塊在冰綠態進 攪打均質化形成微冰晶浴； …、後以同速 C · 淨菌：將所選材料置人浸祕微冰晶 =曰波展盪數分鐘，震盡產生的氣泡爆炸驅 坪所選材料表面的生菌細胞；亦可利用堅 ^从冰曰曰破 j,生食材於切片攪打粉碎後所形成的微小 波域壓縮激發氣泡爆炸後達成相同高速撞擊細胞^^超曰 (實驗三）高速離心消泡實驗： 200825170 請參第4圖所示，準備低溫凍結後切片的鳳犁^ 作操作實施說明侧，魏加上7紐的水，“好後當 鐘130GG轉的速度攪打數分鐘，時間終了時紀錄發 ^機母士 速離心機以200、500、1000、2500和5000 RPM五種韓讳施、t使用高 待結束後紀錄氣賴餘量。整理殘餘㈣積絲 ^ =鐘， 出第4圖之發泡消退曲線，當中可魏在2⑼或是以得 泡體積仍然還有約7ml左右，在將轉提升至25⑽以上， 的氣泡體積幾乎都已經消除了，這證實了高速離 〜 泡的情況得以大幅改善。 J M ^ 至於馬速離心消泡實驗的原理則簡述如后： (Stokes ’ law)，在流質當中的氣泡受引力作用 「（Terminal velocity)可以表示如τ · # 根據著名的史托克定律 而飄移分離之終端速度 V = i(Pr Pg) d2 α 、，，中P/為流質的密度，外為氣泡的密度，7為黏稠流質的黏度，d 為氣泡的直徑，而^則是氣泡受力場作用之加速度。當加速度&大， ，端速度隨之越大。如果在一個重力加速度作用下，一個01w所直徑 氣泡，甘油(Glycerol)中的上升速度4/Z油，經歷一整天靜置，〇1 直徑氣泡在甘油(Glycerol)中可上升約35公分。如果氣泡縮小至〇 〇1 mm直徑，經歷一整天靜置則僅可上升約〇·4公分。由於在開放空間中 φ 氣泡内的氣體密度與大小，以及黏稠流質實際密度與黏度不是可以隨 意調整，因此只剩提高加速度一途。假設加速度增加到300 m//，〇.l _ 直徑氣泡只需經歷30分鐘離心處理，就可上升約η公分，氣泡與黏 稠流質即得以充分分離。不過，在轉速加速之際，流質易因速度梯度 太大’速度層流（Lamellarflow)被破壞而捲入空氣，將導致新的氣 泡產生’因此宜採用分段提升離心轉速之方式，以防止新的氣泡產生。 本發明的特殊優點： 流質形態為人體最容易吸收和方便使用的一種形態，以傳統技術 製作的蔬果流質飲品，在高溫與長時間攪打下（未使用冷熟技術），除 200825170

3二喪失。值得—提的是，那些殘留的細胞壁 溶性纖維，響，因為在細胞壁中含有大量的非水 群，#物新钲一2 '灶生纖維會降低營養素的吸收，如維生素A和B 傷害。如果膳食纖維也會使腸胃過度摩擦而造成 而如果纖維中的$溶性會，水4過多而導致便秘； 來說’只要有授打或是震麵 不僅會影響外觀，也合㈣2曰有亂摘產生，大董的氣泡 個過程都在低費者^為有偷工減料的嫌疑。本發明的整 整保留蔬果、;ΪΚ本Γ之技術，將可以完 易於人體的吸收= 性狀態’其釋放出的營養素將更 來却，=夕泡技術也可應在流質飲品的製程上，-般 可以使得氧化速率減慢，並不需要添加任何的化 【圖式簡單說明】 第1圖超音波強化微冰晶細胞破碎(冷熟）暨離心消泡之製作與檢 測流程 第2圖 冷熟細胞破壁實驗觀測 第3圖超音波強化微冰晶細胞破碎實驗觀測 第4圖離心消泡實驗數據分析

Claims (1)

1. 200825170 十、申請專利範圍： 1· 一種經超音波強化微冰晶細胞破碎（冷熟）暨離心消泡製作的方法， 其提取蔬果營養素的方法包括下列步驟： 開始：選擇清洗過的新鮮蔬果等材質； 冷熟技術：將蔬果以低溫冷凍凍結，在冷凍的狀態下細胞内水 份形成冰晶撐破細胞壁； 冷凍切片、細胞染色與攪打：在冰凍狀態進行截切後以高速攪 打均質化； 超音波震盪微冰晶強化細胞破碎：以變頻式超音波震盪一段時 間，震盪產生的氣泡爆炸驅動高速微冰晶更進一步破碎細胞； 高速離心消泡：震盪結束後，以多段轉速離心之一段時間高速 離心方式驅離氣泡； 結束：完成新鮮蔬果營養素之提取製程。 2·，申，專利範圍第1巷項所述之一種經超音波強化微冰晶細胞破碎 (冷熟）暨離心消泡製作的方法，其品質檢測法包括下列步驟： A·開始：選擇清洗過的新鮮蔬果等材質； /令沾技術·將說果以低溫冷;東康結，在冷束的狀態下細胞内水 份形成冰晶撐破細胞壁； •冷凍切片、細胞染色與攪打··以冰凍狀態進行截切，選取數片 樣本進行細胞染色，然後以高速攪打均質化，並且以當 倍率觀測細胞破碎狀況； •超音波，盈微冰晶強化細胞破碎··以變頻式超音波震盪一段時 間，展盪產生的氣泡爆炸驅動高速微冰晶更進一步破碎細胞。 $後以適量緩聽液稀釋，並且以不隱大倍輪測細胞進一 步破碎效果； •焉速離心消泡：震盪結束後，以多段轉 之一 離心方式驅離氣泡，並檢測其消泡率及消泡量；、日欧 i如申新鮮蔬果營養素提取製程之品質分析。 .申印專利棚弟1項所述之經超音波強化微冰晶細胞破碎(冷孰） A B C D E P Β C D Ε F 11 200825170 ^離心消泡製作的方法，其中高速離心消泡係為使黏稠流質以離心 消泡的方法，應用驅除分離流質產品經高速攪打均質化或超音波處 理引發的微小泡沫，並以多段逐漸增加轉速的高速離心方式提昇氣 泡分離的終端速度，強制驅離與流質密度差異甚大的氣泡。 4. 一種經超音波強化微冰晶細胞破碎的淨菌法，其包括下列步驟： A·開始：選擇清洗的新鮮蔬果或器具等材料； B·微冰晶浴技術：將無菌冰塊在冰凍狀態進行截 攪打均質化形成微冰晶浴； “、、便以回速 C · J音波震盪巧：將所珊料置人浸泡於微*晶浴中 4超音波展盪數分鐘，震鼓生的氣泡爆炸 •碎所選材料表面的生g細胞。 η灣4喊冰晶破 5. =請專ΐ範圍第4項所述之超音波震盤淨菌，其益菌、永換户 ”的製程中可堅果類或可食用礦物 產生 打粉碎後所形成的微小硬質顆粒，在 材於切片攪 後達成相同高速撞擊細胞。 / 發氣泡爆炸 200825170 七、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（1 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： A········開始 B········熟技術 C····•…冷凍切片、細胞染色與攪打E·····…高速離心消泡 D ·…·…超音波震盪微冰晶強化細胞破碎 F·········檢驗結束

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   勿填寫） 200825170 發明專利說明書 * (本說明書格式、順序及粗體字’請勿任意更動，※記號部分請 ※申請案號85 1 44 6 64 ※申請日期：95·!2·01 淡11^分類： 一、 發明名稱：（中文/英文） - 經超音波強化微冰晶細胞破碎（冷熟）暨離心消泡的製作方法 ULTRASONIC ENHANCEMENT TO CELL SMASHING VIA ICY MICRO-CRYSTALS AND CENTRIFUGALLY DEFOAMING PROCESS TECHNIQUE 二、 申請人··（共1人） # 姓名或名稱:（中文/英文）羅秀琴 L0，HSIU-CHIN DEMI 代表人：（中文/英文） 住居所或營業所地址：（中文/英文） 台北縣新店市中央路208之1號2樓 2nd FLOOR, #208-1 CH0NG-IANG ROAD, HSINTEIN CITY, TAIPEI HSIANG, TAIWAN 國籍：（中文/英文） 中華民國 / REPUBLIC OF CHINA ⑩ 三、發明人··（共4人） 姓名：1·褚俊傑（CHUU，JIUNN-JYE)(中文/英文） 2_李友竹江1，八1]-(：腿1^肫11)(中文/英文） 3·張佰峰（CHANG，PAI—FENG j0SHUA)(中文/英文） 4·張良豪（CHANG，LIANG-HA0)(中文/英文） 國籍：（中文/英文） L 中華民國/REPUBLIC OF CHINA 2·中華民國/REPUBLIC OF CHINA 3·中華民國/REPUBLIC OF CHINA 4·中華民國/REPUBLIC 0F CHINA