TWI552686B - A two - stage sterilization process for treating heat - resistant spores in burdock extract - Google Patents

Description

處理牛蒡萃取物飲料中耐熱性孢子之兩階段式殺菌製程

本發明係關於牛蒡萃取物飲料，尤指一種處理牛蒡萃取物飲料中耐熱性孢子之兩階段式殺菌製程，以在完全清除牛蒡萃取液中之一般細菌及耐熱性孢子後，能令所產出之牛蒡萃取物飲料具有絕佳之原始風味。

按，牛蒡(Arctium lappa L.)又名白肌人參、蒡翁菜，為菊科牛蒡屬二年生草本植物，數百年前，中國不僅將其視為保健型蔬菜，也將其列為傳統中藥典之重要藥材，牛蒡之營養價值極高，富含菊糖、多種維生素、蛋白質、鈣、磷、鐵及粗食纖維等物質；其中胡蘿蔔素含量比胡蘿蔔高150-270倍，胡蘿蔔素在體內轉變為維生素A，對清除體內毒素、預防腫瘤、治療夜盲症、保護視力有很好的作用；牛蒡的多酚類成份以氯原酸為主，咖啡酸次之，具抗自由基功效，且兩者均比維他命E效果好；蛋白質和鈣的含量更為根莖類之首；另，牛蒡含豐富的食物纖維，其水溶性纖維和不溶性纖維各占一半，可使乳酸菌更活潑，對便秘者有很好的效果，其中之粗食纖維亦稱第七營養素，可增加唾液、胃液、腸液及膽汁的分泌，減少脂肪吸收，延遲腸道吸收糖分的速度，促進腸蠕動，排除有害物質。

此外，牛蒡具有一種獨特的甜味、香味和咬勁，其甜味的成 份是精胺酸，能刺激免疫系統及促進多種重要荷爾蒙的分泌，具增強體力、恢復精神的作用，虛弱的人經常食用，可改善體質，也能有效防止老化；尤其是，其中因富含硫炔類、多炔類、多酚類、揮發油及菊糖等化學成分，令其具有獨特之風味，而深受人們喜愛。依本草綱目記載，牛蒡可「通十二經脈，洗五臟惡氣」及「久服輕身耐老」，意即，具備排毒、抗衰老與瘦身之療效；不僅如此，許多研究更指出，牛蒡在藥理活性上尚具有抗菌、抗突變、防癌、抗氧化、抗疲勞、抗老年癡呆、降血壓、降血糖、降血脂和免疫調節等功能，非常適合作為理想的天然保健食品。

近年來，隨著老年人口比例的增加及生活環境品質之改變，慢性疾病罹患率有明顯增加的趨勢，然而，由於，目前西方醫藥對於許多重大慢性疾病的醫治尚未找到根治的方法，科學家們始逐漸轉向自然界中尋找可能的答案，期藉重新認識中西方傳統的草藥，以突破西醫所面臨的瓶頸，世人也因此尋求回歸自然的飲食，令天然食物逐漸蔚為風潮，也使得牛蒡在今日強調養生保健之時代裏，因其豐富的營養成份及諸多藥用價值，而在食品工業、烹飪及中藥等領域中成為舉足輕重之天然保健食材。

目前，在保健飲品之市場中，雖有許多業者藉加熱萃取處理，取得牛蒡萃取物，並使用該萃取物，製作日常保健飲品，但是，在各式飲品之加工過程中，高溫殺菌製程亦為確保品質安全之一重要且必要的加工程序，其目的主要是殺死飲品中之有害微生物。查，一般微生物在被加熱至較生長最適溫度高出15℃以上之溫度時，大部分都會被殺死，但是，對於會形成孢子的細菌(如：芽孢桿菌屬...等)，因孢子的耐熱性較強，即使於100℃加熱30分鐘以上，仍有許多耐熱性孢子不致被殺死，而殘存於飲品 中，此外，大多數飲品的pH值對微生物的耐熱性亦有很大影響，pH值小於4.6之酸性食品，在100℃以下，常壓殺菌即可，但是，pH值大於4.6之非酸性食品，則必須依一定程序進行高壓及高溫殺菌，否則，絕無法殺死全部之耐熱性孢子。目前，雖然，牛蒡...等根莖類萃取物飲品的市場非常受到重視，但是，長期以來，卻常因殺菌作業不完備，使得許多飲品因耐熱性孢子而腐敗，嚴重影響到飲品安全；至於，殺菌作業完備之其它飲品則因高溫高壓之長時間殺菌，而導致牛蒡中相關胺基酸、多酚類及揮發性成份遭受破壞，使得牛蒡原有之獨特風味及甜味因而發生改變，而變成類似於人參、燒仙草或冬瓜茶之味道。

有鑑於此，如何在製作牛蒡萃取物飲料之製程中，不僅能完全殺死其中之一般細菌及耐熱性孢子，尚能保留牛蒡絕佳之原始風味，即成為本發明在此欲解決之一重要課題。

發明人經過長久努力研究與實驗，終於開發設計出本發明之一種「處理牛蒡萃取物飲料中耐熱性孢子之兩階段式殺菌製程」，期藉由本發明的提出，能在製作牛蒡萃取物飲料之製程中，不僅能完全殺死其中之一般細菌及耐熱性孢子，尚能保留牛蒡絕佳之原始風味，使其成為一種價格普及的保健飲品，而能對社會大眾的身體保健有所貢獻。

本發明之一目的，係提供一種處理牛蒡萃取物飲料中耐熱性孢子之兩階段式殺菌製程，該兩階段式殺菌製程係先將乾牛蒡與水密封至一二重釜壓力鍋內，進行第一階段殺菌作業，俟牛蒡與水之混合液被加熱至一第一溫度範圍後，持續一第一期間以上即停止加熱，其中該第一溫度 範圍係小於或等於100℃；嗣，開啟鍋蓋，濾除牛蒡渣，使該二重釜壓力鍋內僅剩牛蒡萃取液，再重新密封該二重釜壓力鍋；執行第二階段殺菌作業，俟牛蒡萃取液被加熱至第二溫度範圍後，且持續第二期間以上即停止加熱，其中該第二溫度範圍係大於或等於120℃，且該二重釜壓力鍋內在該第二階段殺菌作業之壓力係大於該第一階段殺菌作業之壓力；最後，俟該牛蒡萃取液冷卻至常溫後，即能獲得完全無一般細菌及耐熱性孢子之牛蒡萃取物飲料，且該牛蒡萃取物飲料能因不同溫度範圍之二階段式殺菌作業，而保留絕佳之原始風味。

本發明之另一目的，該兩階段式殺菌製程係先將乾牛蒡與水分別以0.5~5%與95%~99.5%之重量百分比，添加至一二重釜壓力鍋內後，緊密蓋上該二重釜壓力鍋之鍋蓋，完全密封該二重釜壓力鍋，該二重釜壓力鍋內設有複數片刮邊攪拌葉片，該等刮邊攪拌葉片能在該二重釜壓力鍋內旋轉，以對鍋底及鍋身內壁執行刮除作業，避免牛蒡沾附內壁而被燒焦，且能均勻攪拌牛蒡與水之混合液。

本發明之又一目的，係在執行第一階段殺菌作業時，該二重釜壓力鍋內之壓力為0.6~1公斤/平方公分，俟混合液被加熱至90~100℃(即，該第一溫度範圍)後，持續20分鐘(即，該第一期間)以上即停止加熱，以利用該二重釜壓力鍋10內較低之溫度範圍，殺死混合液中之一般細菌，同時，利用該二重釜壓力鍋10內較低之壓力範圍，令水能輕易自牛蒡中萃取出相關胺基酸、多酚類及揮發性物質...等有益成份；嗣，開啟鍋蓋，濾除牛蒡渣，使該二重釜壓力鍋內僅剩牛蒡萃取液後，再重新密封該二重釜壓力鍋；對其內之牛蒡萃取液，執行第二階段殺菌作業時，該二重釜壓力 鍋內之壓力為2.0~4.0公斤/平方公分，俟加熱到120~140℃(即，該第二溫度範圍)後，持續20~30分鐘(即，該第二期間)即停止加熱，以利用該二重釜壓力鍋10內較高之溫度及壓力，殺死牛蒡萃取液中之耐熱性孢子；最後，俟牛蒡萃取液冷卻至常溫後，即能獲得完全無一般細菌及耐熱性孢子之牛蒡萃取物飲料，且牛蒡萃取物飲料能因不同溫度範圍之二階段式殺菌作業，而保留絕佳之原始風味。

為便 貴審查委員能對本發明之目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

〔習知〕

無

〔本發明〕

10‧‧‧二重釜壓力鍋

11‧‧‧刮邊攪拌葉片

12‧‧‧鍋蓋

第1圖係習知二重釜壓力鍋之結構示意圖；及第2圖係本發明之的製作流程示意圖。

發明人在對目前市場上使用之牛蒡萃取物飲料之殺菌製程進行諸多研究及實驗後發現，請參閱第1圖所示，業界據以執行殺菌製程之設備均係使用一種二重釜壓力鍋10，該二重釜壓力鍋10內設有複數片刮邊攪拌葉片11，該等刮邊攪拌葉片11能在該二重釜壓力鍋10內旋轉，以對置入鍋內之牛蒡與水的混合液，進行均勻之加熱及攪拌，同時，對鍋底及鍋身內壁執行刮除作業，避免牛蒡沾附內壁而被燒焦，以使所製成之牛蒡萃取物飲料能維持牛蒡原有之獨特風味；然而，在業界對該混合液完成殺菌製程後，其所產出之牛蒡萃取物飲料雖不再殘存耐熱性孢子，但是，牛蒡原有之獨特風味及甜味卻也因此發生改變。

有鑑於此，發明人乃針對市場上目前使用之諸多殺菌製程及條件，進行實測及研究，茲僅列舉其中之二種習知殺菌製程，說明如下：

(1)第一種習知殺菌製程：復請參閱第1圖所示，係將乾牛蒡與水分別以1%與99%之重量百分比，共計100公斤，添加至前述之二重釜壓力鍋10內後，緊密蓋上該二重釜壓力鍋10之鍋蓋12，完全密封該二重釜壓力鍋10，對牛蒡與水之混合液，執行高溫高壓殺菌作業，此時，該二重釜壓力鍋10內之壓力為2.5~3.5公斤/平方公分，俟混合液被加熱至130℃後，持續30分鐘以上即停止加熱；嗣，俟其內之混合液冷卻至常溫後，開啟鍋蓋12，濾除牛蒡渣，即獲得牛蒡萃取物飲料之樣品。嗣，對該樣品進行生菌數檢測、糖度檢測及品評後，其結果如下：

(1-1)總生菌數：未檢出。

(1-2)糖度：0.8。

(1-3)10人品評結果： 品評平均分數：5.2

(1-4)評論：該牛蒡萃取物飲料之樣品已喪失牛蒡應有之原始獨特風味，而變成類似於人參、燒仙草或冬瓜茶之味道。

(2)第二種習知殺菌製程：復請參閱第1圖所示，係將乾牛蒡與水分別以1%與99%之重量百分比，共計100公斤，添加至同一二重釜壓力鍋10內後，緊密蓋上該二重釜壓力鍋10之鍋蓋12，完全密封該二重釜壓力 鍋10，對牛蒡與水之混合液，執行高溫高壓殺菌作業，此時，該二重釜壓力鍋10內之壓力為2.0~2.5公斤/平方公分，俟混合液被加熱至121℃後，持續30分鐘以上即停止加熱；嗣，俟其內之混合液冷卻至常溫後，開啟鍋蓋12，濾除牛蒡渣，即獲得牛蒡萃取物飲料之樣品。嗣，對該樣品進行生菌數檢測、糖度檢測及品評後，其結果如下：

(2-1)總生菌數：未檢出。

(2-2)糖度：0.7。

(2-3)10人品評結果： 品評平均分數：5.0

(2-4)評論：該牛蒡萃取物飲料之樣品亦已喪失牛蒡應有之原始獨特風味，而變成類似於人參、燒仙草或冬瓜茶之味道。

發明人深究前述牛蒡萃取物飲料之樣品喪失其原始獨特風味之原因，主要係在該等習知殺菌製程中，萃取作業與殺菌作業係合併進行，且在持續之高溫及高壓處理過程中，因牛蒡渣吸收過多熱能，而導致其中相關胺基酸、多酚類及揮發性物質...等成份遭到破壞，進而使得牛蒡原有之獨特原始風味因此發生改變，而變成類似於人參、燒仙草或冬瓜茶之味道。據此，發明人經過長久努力研究與諸多實驗，終於研發設計出本發明之兩階段式殺菌製程，期藉由在執行第一階段殺菌作業時，以較低之溫度殺死牛蒡與水之混合液中之一般細菌，同時，利用較低之壓力，令水 能輕易自牛蒡中萃取出相關胺基酸、多酚類及揮發性物質...等有益成份；嗣，濾除混合液中之牛蒡渣；始對該二重釜壓力鍋內之牛蒡萃取液，執行第二階段殺菌作業，以較高之溫度及壓力，殺死牛蒡萃取液中之耐熱性孢子。茲僅列舉本發明之二階段式殺菌製程如下，請參閱第1及2圖所示：(31)首先，將乾牛蒡與水分別以0.5~5%與95%~99.5%之重量百分比，共計100公斤，添加至前述之二重釜壓力鍋10內後，緊密蓋上該二重釜壓力鍋10之鍋蓋12，完全密封該二重釜壓力鍋10，該二重釜壓力鍋10內設有複數片刮邊攪拌葉片11，該等刮邊攪拌葉片11能在該二重釜壓力鍋10內旋轉，以對鍋底及鍋身內壁執行刮除作業，以避免牛蒡沾附內壁而被燒焦，且能均勻攪拌牛蒡與水之混合液；(32)對其內之混合液，執行第一階段殺菌作業，此時，該二重釜壓力鍋10內之壓力為0.6~1.1公斤/平方公分，俟混合液被加熱至90~100℃(即，第一溫度範圍)後，持續20分鐘(即，第一期間)以上即停止加熱，以利用該二重釜壓力鍋10內較低之溫度範圍，殺死混合液中之一般細菌，同時，利用該二重釜壓力鍋10內較低之壓力範圍，令水能輕易自牛蒡中萃取出相關胺基酸、多酚類及揮發性物質...等有益成份；(33)嗣，開啟鍋蓋12，濾除牛蒡渣後，使該二重釜壓力鍋10內僅剩下牛蒡萃取液，再重新密封該二重釜壓力鍋10；(34)對其內之牛蒡萃取液，執行第二階段殺菌作業，此時，該二重釜壓力鍋10之壓力為2.0~4.0公斤/平方公分，俟加熱到120~140℃(即，第二溫度範圍)後，持續20~30分鐘(即，第二期間)即停止加熱，以 利用該二重釜壓力鍋10內較高之溫度及壓力，殺死牛蒡萃取液中殘存之耐熱性孢子；及(35)最後，俟其內之牛蒡萃取液冷卻至常溫後，即獲得牛蒡萃取物飲料之樣品。

嗣，對該樣品進行生菌數檢測及品評後，其結果如下：

(3-1)總生菌數：未檢出。

(3-2)糖度：0.7(在乾牛蒡與水之重量百分比為1%與99%時)。

(3-3)pH值：5.66(在乾牛蒡與水之重量百分比為1%與99%時)。

(3-4)10人品評結果(在乾牛蒡與水之重量百分比為1%與99%時)： 平均品評分數：7.9

(3-5)評論：該牛蒡萃取物飲料之樣品仍保有牛蒡應有之原始獨特風味及甜味。

據上所述，本發明之兩階段式殺菌製程因係在第一階段殺菌作業時，該二重釜壓力鍋10能先以較低之溫度(即，該第一溫度範圍)殺死牛蒡與水混合液中之一般細菌，同時，利用較低之壓力令水輕易地自牛蒡中萃取出相關有益成份；嗣，立即濾除混合液中之牛蒡渣，該二重釜壓力鍋10始以較高之溫度(即，該第二溫度範圍)及壓力，對牛蒡萃取液，執行第二階段殺菌作業，殺死牛蒡萃取液中殘存之耐熱性孢子，故，本發明之兩階段式殺菌製程不僅能在製作牛蒡萃取物飲料之製程中，完全殺死其中 之一般細菌及耐熱性孢子，尚能保留牛蒡絕佳之原始風味，使其能成為普羅大眾所接受之一種價格普及的保健飲品，進而發揮其對大眾身體之保健功能。

按，以上所述，僅為本發明最佳之一具體實施例，惟本發明之技術特徵並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本發明領域內，可輕易思及之變化或修飾，皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

31~35‧‧‧步驟

Claims (3)

1. 一種處理牛蒡萃取物飲料中耐熱性孢子之兩階段式殺菌製程，包括：將乾牛蒡與水分別以0.5~5%與95%~99.5%之重量百分比，添加至一二重釜壓力鍋內後，緊密蓋上該二重釜壓力鍋之鍋蓋，完全密封該二重釜壓力鍋，該二重釜壓力鍋內設有複數片刮邊攪拌葉片，該等刮邊攪拌葉片能在該二重釜壓力鍋內旋轉，以對鍋底及鍋身內壁執行刮除作業，以避免牛蒡沾附內壁而被燒焦，且能均勻攪拌牛蒡與水之混合液；對該二重釜壓力鍋內之混合液，執行第一階段殺菌作業，俟混合液被加熱至第一溫度範圍後，持續第一期間以上即停止加熱，其中該第一溫度範圍係介於90℃~100℃，且該二重釜壓力鍋在該第一階段殺菌作業之壓力係介於0.6~1.1公斤/平方公分；嗣，開啟鍋蓋濾除牛蒡渣，使該二重釜壓力鍋內僅剩牛蒡萃取液，再重新密封該二重釜壓力鍋；對該二重釜壓力鍋內之牛蒡萃取液，執行第二階段殺菌作業，俟牛蒡萃取液被加熱至第二溫度範圍後，持續第二期間即停止加熱，其中該第二溫度範圍係介於120℃~140℃，且該二重釜壓力鍋內在該第二階段殺菌作業之壓力係介於2.0~4.0公斤/平方公分；及 俟該二重釜壓力鍋內之牛蒡萃取液冷卻至常溫後，即能獲得完全無一般細菌及耐熱性孢子且保留原始風味之牛蒡萃取物飲料。
2. 如請求項1所述之製程，其中該第一期間為20分鐘以上。
3. 如請求項2所述之製程，其中該第二期間為20~30分鐘。