TWI711384B - 軟質植物食材及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種軟質植物食材及其製造方法，該軟質植物食材的製造方法包含下列步驟：其包含下列步驟：(a) 提供植物食材；(b) 將該植物食材浸漬於分解酵素中；(c) 將浸漬於該分解酵素中的植物食材施加複數次高壓處理；(d) 將經過(c)步驟處理之植物食材置於40至65℃環境中20至60分鐘；及(e) 將經過(d)步驟處理之植物食材施以400 MPa以上之壓力3至10分鐘。藉由如上所述之軟質植物食材及其製造方法，可以解決習知軟質植物食材的製造方法的製造過程耗費時間且會導致植物食材的營養成分流失之問題。

Description

軟質植物食材及其製造方法
本發明係關於一種軟質植物食材及其製造方法，尤其是一種透過高壓處理使其軟化的軟質植物食材。
許多長者隨著年齡增長而出現牙齒鬆動或咀嚼力不足的問題，因此導致長者無法食用較堅硬的植物食材，而部分罹患口腔、頭頸相關疾病的患者也因為手術或疾病，使其產生咀嚼、吞嚥困難的問題，故上述患者亦無法食用較堅硬的植物食材。基於上述情況，市面上或照護機構在替長者或口腔、頭頸疾病患者準備餐食時，多將植物食材處理為均質後的泥狀型態，泥狀型態的植物食材雖容易食用且易於調配，但泥狀植物食材的外觀對於長者或口腔、頭頸疾病患者而言，會使其無法辨認植物食材的種類，且泥狀植物食材的色澤及形狀亦難以引起長者或患者食欲，進而讓長者或患者拒食泥狀植物食材，由此可能導致長者或患者有營養缺乏的情形發生。
為解決前述問題，在中華民國專利號I469740、I480001中，提供一種軟質植物食材的製造方法，該等專利所提供的方法為透過將植物食材先冷凍再解凍，讓植物食材內部組織產生冰晶生長及冰晶消融的現象，進而對植物食材內的細胞組織結構造成破壞，再將植物食材浸泡於分解酵素中並保持於減壓狀態，使分解酵素進入植物食材組織中，分解酵素會將細胞間果膠、纖維等維持植物結構的成分分解，藉此製造出可以保持其原有外觀但口感鬆軟的植物食材。
然而，習知軟質植物食材的製造方法仍有若干尚待解決的問題。首先，習知的製造方法需要進行冷凍、解凍過程以及長時間的酵素反應過程，且植物食材在進行軟化處理前、後還要進行殺菁和使酵素去活化的加熱處理，使得製造過程耗費時間。同時，當植物食材經冷凍、解凍過程後，植物食材的內部組織已經被破壞，再將經冷凍、解凍的植物食材於減壓環境中長時間浸泡於分解酵素時，會導致植物食材的營養成分自植物食材流出至酵素液中，讓植物食材的營養成分含量降低。
本發明之目的即針對上述問題，提供一種軟質植物食材的製造方法，其包含下列步驟：(a) 提供植物食材；(b) 將該植物食材浸漬於分解酵素中；(c) 將浸漬於該分解酵素中的植物食材施加複數次高壓處理，各次高壓處理條件為對該植物食材施以200至300 MPa之壓力並持續5至15秒；(d) 將經過(c)步驟處理之植物食材置於40至65℃環境中反應20至60分鐘；及(e) 將經過(d)步驟處理之植物食材施以400 MPa以上之壓力3至10分鐘。
如上所述之方法，在(b)步驟中，使浸漬於該分解酵素中的植物食材保持於真空密封狀態。
如上所述之方法，在(b)步驟中，該分解酵素可為果膠水解酵素、纖維素水解酵素或其組合。
如上所述之方法，在(b)步驟中，該分解酵素添加有重量百分濃度為0.05至0.5%的檸檬酸。
如上所述之方法，在(c)步驟中，該高壓處理的施加次數為2至6次。
如上所述之方法，在(c)步驟中，該高壓處理的施加次數為5次。
如上所述之方法，在(d)步驟中，係將經過(c)步驟處理之植物食材置於45℃環境中。
如上所述之方法，在(d)步驟中，係將經過(c)步驟處理之植物食材反應30至40分鐘。
為達上述目的及其他目的，本發明提供一種軟質植物食材，係以如上所述之製造方法所製得。
如上所述之軟質植物食材，該軟質植物食材之硬度為1.0×10 4N/m 2至5.0×10 4N/m 2。
藉由如上所述之軟質植物食材及其製造方法，可以解決習知軟質植物食材的製造方法的製造過程耗費時間且會導致植物食材的營養成分流失之問題。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：
軟質植物食材製造方法：
首先，提供植物食材。接著，將前述植物食材浸漬於分解酵素中，分解酵素裝於一容器中。再將浸漬於該分解酵素中的植物食材施加複數次第一次高壓處理，各次第一次高壓處理條件為對該植物食材施以200至300 MPa之壓力並持續5至15秒。然後，將經過複數次第一次高壓處理之植物食材置於40至65℃環境中，讓酵素進行反應20至60分鐘。最後，將經過前述40至65℃環境中反應20至60分鐘處理之植物食材施以第二次高壓處理，第二次高壓處理條件為大約400 MPa或是400 MPa以上之壓力持續3至10分鐘，如此便可製造出軟質植物食材。
本實施例中的軟質植物食材製造方法不需經過冷凍、解凍和加熱等繁雜步驟，因此，本實施例中的軟質植物食材製造方法相較於習知的軟質植物食材製造方法更為快速，解決習知軟質植物食材的製造方法的製造過程耗費時間之問題。同時，本實施例中的軟質植物食材製造方法不經過冷凍、解凍過程，減少植物食材在浸泡於分解酵素之前的組織結構破壞程度，藉此避免植物食材浸泡於分解酵素時，植物食材的營養成分自植物食材流出至酵素液中的問題。
此外，由於植物食材中之熱敏性成分（如抗壞血酸、花青素等）容易受熱氧化或降解，故習知的軟質植物食材製造方法會讓含有熱敏性成分的植物食材其營養成分減少或使其外觀色澤劣化。本實施例中的軟質植物食材製造方法則是透過非熱方式進行處理，因此，本實施例中的軟質植物食材製造方法可以減少含有熱敏性成分的植物食材其營養成分的流失並保持植物食材的外觀色澤。
在本實施例中，植物食材係指可食用的植物材料，更具體而言，例如，蘋果、芭樂、水梨。為使分解酵素能滲入植物食材內部，可以視需求將植物食材切成一定大小，例如，可約為100 mm以下高度、40 mm以下寬度之塊狀大小。
在本實施例中，該容器可為軟質容器（例如：軟質包裝袋）或具有固定形狀之容器（例如：PET瓶），該容器之主要功能為提供植物素材與分解酵素進行混合反應的空間，並且降低在製造過程中植物食材因為碰撞與擠壓造成其外觀形變或碎裂的風險。
在本實施例中，分解酵素的種類可為果膠水解酵素(Pectinase)或纖維素水解酵素(Cellulase)或其組合。果膠水解酵素的種類只要是可使果膠水解的酵素即可，亦可選用市售商品，例如：Macerozyme 2A（Yakult藥品工業公司製造，其中含39%果膠酶）、Sumizyme SPG（新日本化學工業製造）、Pectolyase（含有10%果膠酶）。纖維素水解酵素的種類只要是可使纖維素水解的酵素即可，亦可選用市售商品，例如：Cellulase Y-NC。但在其他實施例中，亦可選用其他可以分解植物食材內部組織結構的酵素，而不以本實施例為限。
在本實施例中，分解酵素濃度並無特別限制，只要可使植物食材軟化即可，分解酵素的溶劑通常為水，分解酵素的重量百分比可為0.1至4.0 %，重量百分比較佳可為0.2至2.0 %，此外，為維持分解酵素的適合反應pH值及穩定性，還可以加入適合的緩衝劑，例如磷酸鹽。
在本實施例中，較佳方式係使浸漬於該分解酵素中的植物食材保持於真空密封狀態，使得裝食材的容器中盡量無氣泡，讓分解酵素液能夠充分包覆植物食材，以有利於進行後續的高壓處理與酵素滲透。另外，真空密封狀態亦可避免在高壓環境下使空氣也壓入水果中，導致水果氧化變色。但在其他實施例中，仍可選擇不讓植物食材保持於真空密封狀態，而不以本實施例為限。
在本實施例中，該分解酵素中較佳可添加重量百分濃度為0.05至0.5%的檸檬酸，檸檬酸亦有助於植物食材的軟化。
在本實施例中，第一次高壓處理係用以促進酵素充分滲入植物食材內部，超過300 Mpa的高壓則可能造成植物食材因受高壓擠壓而使其組織更為緻密，讓分解酵素無法充分滲入植物食材內部進行反應。同時，200至300 MPa條件下的高壓處理亦有助於植物食材的組織被破壞，達到軟化效果，反覆施以200至300 MPa的高壓處理可提升植物食材軟化效果，前述高壓處理的較佳施加次數可為2、3、4、5或6次。
在本實施例中，第一次高壓處理較佳可採靜水高壓處理，藉由水作為介質，可以將壓力平均地施壓於裝有植物食材的容器，並且有助於讓分解酵素更均勻地滲入植物食材中，使分解酵素取代植物食材中原容納氣體之空間，而可讓分解酵素與植物食材更充分地反應。
在本實施例中，第一次高壓處理的條件可視需求而調整。例如，對植物食材施加的壓力可為200 MPa、210 MPa、220 MPa、230 MPa、240 MPa、250 MPa、260 MPa、270 MPa、280 MPa、290 MPa或300 MPa。持續時間可為5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15秒。但上述條件為較佳處理條件，在其他實施例中，亦不以此為限。
在本實施例中，經過第一次高壓處理的植物食材之放置溫度及反應時間可視需求而調整。例如，較佳可為45至60℃，更加可為45至50℃，最佳可為45℃。反應時間較佳可為30至50分鐘，更佳可為30至40分鐘。但在其他實施例中，前述放置溫度可為40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64或65℃，反應時間可為20、30、35、40、45、50、55或60分鐘。
在本實施例中，第二次高壓處理的目的在於，利用超高壓會破壞蛋白質結構的原理，藉此阻止植物食材中的酵素繼續反應，並且降低植物食材中所可能包含的微生物數量（透過破壞微生物體內中的酵素來消滅微生物）。第二次高壓處理的時間可視需求而調整。例如，3、4、5、6、7、8、9或10分鐘。
軟質植物食材的硬度測定方法：
關於軟質植物食材供食用者咀嚼的硬度，可參考日本介護食品協議會提供之測定方法，該測定方法是以物性分析儀 (TA.XT plus Texture Analyzer) 進行硬度之測定。若食材的硬度為低於500,000 N/m 2，即符合其單位之通用設計食品 (universal design food, UDF) 之規格標準。經由本實施例的軟質植物食材製造方法所製得之軟質植物食材，其最終硬度一般介於10,000~500,000 N/m 2之間，此硬度為食材可容易地被食用者的牙齒破碎，且食用者易於咀嚼的等級。
軟質蘋果硬度試驗方法：
本試驗中係根據前述軟質植物食材製造方法並在不同製程條件下製造數種軟質蘋果，再依據前述硬度測定方法來測定軟質蘋果的硬度。具體試驗流程如下所述。
首先，準備九顆重量大致相同的蘋果，其分別為對照組與實驗組1至8，將對照組與實驗組1至8的蘋果分別切塊，各蘋果塊的重量大約為35~40 g。其中，對照組的蘋果塊不進行後續軟化處理，實驗組1至8的蘋果塊依前述軟質植物食材製造方法繼續進行後續軟化處理。
將實驗組1至8的蘋果塊分別裝入八個軟質包裝袋中，再將濃度為1%的分解酵素溶液（其中含有濃度為10%的蔗糖以及濃度為0.5%的檸檬酸，但實驗組6的分解酵素溶液中不加入檸檬酸）分別倒入實驗組1至8的包裝袋中，各包裝袋中大約加入300 ml的分解酵素溶液，分解酵素溶液的體積係可使實驗組1至8的蘋果塊完全浸漬於分解酵素溶液中。
接著，將實驗組1至8的包裝袋放入真空包裝機中抽除袋中氣體，抽真空時間為10~15秒，抽完真空後立即將實驗組1至8的包裝袋封口，以使浸漬於分解酵素溶液中之實驗組1至8的蘋果塊保持於真空密封狀態。
然後，將實驗組1至8參照前述軟質植物食材製造方法並在下表一中所列的不同製程條件下進行後續軟化處理。
表一、蘋果軟化處理的製程條件
  1st高壓次數 1st高壓時間及壓力 1st高壓後的酵素反應溫度及時間 分解酵素是否加入0.5wt%檸檬酸
實驗組1 5次 300 MPa，10秒 45℃，30分鐘 加入
實驗組2 2次 300 MPa，10秒 45℃，30分鐘 加入
實驗組3 5次 200 MPa，10秒 45℃，30分鐘 加入
實驗組4 5次 300 MPa，10秒 65℃，30分鐘 加入
實驗組5 5次 300 MPa，10秒 45℃，60分鐘 加入
實驗組6 5次 300 MPa，10秒 45℃，30分鐘 不加入
實驗組7 5次 300 MPa，10秒 45℃，30分鐘 加入
實驗組8 5次 300 MPa，10秒 45℃，30分鐘 加入
  分解酵素種類 2nd高壓時間及壓力
實驗組1 果膠水解酵素 400 MPa，10分鐘
實驗組2 果膠水解酵素 400 MPa，10分鐘
實驗組3 果膠水解酵素 400 MPa，10分鐘
實驗組4 果膠水解酵素 400 MPa，10分鐘
實驗組5 果膠水解酵素 400 MPa，10分鐘
實驗組6 果膠水解酵素 400 MPa，10分鐘
實驗組7 纖維水解酵素 400 MPa，10分鐘
實驗組8 果膠水解酵素 400 MPa，3分鐘
最後，完成軟化處理後之實驗組1至8的蘋果塊與對照組的蘋果再依據前述硬度測定方法來測定對照組與實驗組1至8之蘋果塊的硬度。
表二、對照組與實驗組1至8的蘋果塊之硬度
  硬度(N/m 2)
對照組 816343
實驗組1 17780
實驗組2 50753
實驗組3 39253
實驗組4 38013
實驗組5 22158
實驗組6 26124
實驗組7 7996
實驗組8 38532
此外，前述實驗組1至8經前述軟化處理後的部分蘋果塊在放入4°C環境中七天後再取出觀察其外觀型態，實驗組1至8的蘋果塊大致上仍可維持其原有形態，因此，實驗組的蘋果可放置於4°C下進行保存而至少一至兩週不過度軟化（即失去原型態）。同時，前述實驗組1至8經前述軟化處理後的另一部分蘋果塊在放入-20°C環境中24小時之後再取出解凍，並觀察實驗組1至8的蘋果塊其外觀型態，經解凍後之實驗組1至8的蘋果塊亦可維持其外觀型態且保持在軟化狀態。故實驗組1至8的蘋果塊可作為能夠冷藏或冷凍保存的即食產品。
軟質水梨硬度試驗方法：
在本試驗中，係依據前述軟質蘋果硬度試驗方法，進行軟質水梨硬度試驗。本試驗的實驗流程與前述軟質蘋果硬度試驗方法大致相同。主要差別在於下列實驗條件：
1、本試驗中，僅準備兩顆重量大致相同的水梨，其分別為對照組與實驗組 。
2、本試驗中使用的分解酵素為濃度為1%的果膠裂解酶溶液，該果膠裂解酶溶液其中含有濃度為10%的蔗糖、濃度為0.4%的檸檬酸以及濃度為0.2%的維他命C，該果膠裂解酶溶液的體積係可使實驗組的水梨完全浸漬於該果膠裂解酶溶液中。
3、第一次高壓處理條件為在200 MPa壓力下持續10秒鐘，並重複5次第一次高壓處理。
4、第一次高壓處理後的酵素反應溫度及時間分別為50°C及5~15分鐘。
5、第二次高壓處理的壓力及時間分別為400 MPa及10分鐘。
本試驗除了上述實驗條件與前述軟質蘋果硬度試驗方法的實驗條件有所差異外，其他流程皆相同。
最後，完成軟化處理後之實驗組的水梨與對照組的水梨再依據前述硬度測定方法來測定對照組與實驗組之水梨的硬度。
表三、對照組與實驗組的水梨之硬度
  硬度(N/m 2)
對照組 720323
實驗組 26297
此外，前述實驗組經前述軟化處理後的部分水梨塊在放入4°C環境中七天後再取出觀察其外觀型態，實驗組的水梨塊大致上仍可維持其原有形態，因此，實驗組的水梨可放置於4°C下進行保存而至少一至兩週不過度軟化（即失去原型態）。同時，前述實驗組經前述軟化處理後的另一部分水梨塊在放入-20°C環境中24小時之後再取出解凍，並觀察實驗組的水梨塊其外觀型態，經解凍後之實驗組的水梨塊亦可維持其外觀型態且保持在軟化狀態。故實驗組的水梨塊可作為能夠冷藏或冷凍保存的即食產品。
軟質芭樂硬度試驗方法：
在本試驗中，係依據前述軟質蘋果硬度試驗方法，進行軟質芭樂硬度試驗。本試驗的實驗流程與前述軟質蘋果硬度試驗方法大致相同。主要差別在於下列實驗條件：
1、本試驗中，僅準備兩顆重量大致相同的芭樂，其分別為對照組與實驗組 。
2、本試驗中使用的分解酵素為濃度為0.1%的果膠裂解酶溶液，該果膠裂解酶溶液其中含有濃度為10%的蔗糖以及濃度為0.1%的檸檬酸，該果膠裂解酶溶液的體積係可使實驗組的芭樂完全浸漬於該果膠裂解酶溶液中。
3、第一次高壓處理條件為在200 MPa壓力下持續10秒鐘，並重複5次第一次高壓處理。
4、第一次高壓處理後的酵素反應溫度及時間分別為50°C及5~10分鐘。
5、第二次高壓處理的壓力及時間分別為400 MPa及10分鐘。
本試驗除了上述實驗條件與前述軟質蘋果硬度試驗方法的實驗條件有所差異外，其他流程皆相同。
最後，完成軟化處理後之實驗組的芭樂與對照組的芭樂再依據前述硬度測定方法來測定對照組與實驗組之水梨的硬度。
表四、對照組與實驗組的芭樂之硬度
  硬度(N/m 2)
對照組 1386404
實驗組 47448
此外，前述實驗組經前述軟化處理後的部分芭樂塊在放入4°C環境中七天後再取出觀察其外觀型態，實驗組的芭樂塊大致上仍可維持其原有形態，因此，實驗組的芭樂可放置於4°C下進行保存而至少一至兩週不過度軟化（即失去原型態）。同時，前述實驗組經前述軟化處理後的另一部分芭樂塊在放入-20°C環境中24小時之後再取出解凍，並觀察實驗組的芭樂塊其外觀型態，經解凍後之實驗組的芭樂塊亦可維持其外觀型態且保持在軟化狀態。故實驗組的芭樂塊可作為能夠冷藏或冷凍保存的即食產品。
植物食材經軟質處理前後比較：
參見圖1，圖1係示出將軟質蘋果硬度試驗中對照組與實驗組1的硬度數值、軟質水梨硬度試驗中對照組與實驗組的硬度數值及軟質芭樂硬度試驗中對照組與實驗組的硬度數值進行共同的結果，由圖1可見，蘋果、水梨或是芭樂經過軟質處理後的硬度相較於未經處理的硬度皆大幅降低，故由上述軟質植物食材製造方法所製得之植物食物具有良好的柔軟度。
如上所述之軟質植物食材製造方法，藉由其高壓、非熱的軟化處理方式，可以解決習知軟質植物食材的製造方法的製造過程耗費時間且會導致植物食材的營養成分流失之問題。同時，由於上述軟質植物食材製造方法是透過非熱方式進行處理，因此，該軟質植物食材製造方法可以減少含有熱敏性成分的植物食材其營養成分的流失並保持植物食材的外觀色澤。此外，透過上述軟質植物食材製造方法所製得之軟質植物食材，能夠以冷藏或冷凍方式保存而不影響其外觀及口感硬度，因此該軟質植物食材可作為能夠冷藏或冷凍保存的即食產品。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
無
圖1為本實施例中不同植物食材經軟化處理與否的比較示意圖。

Claims (10)

  1. 一種軟質植物食材的製造方法，其包含下列步驟： (a) 提供植物食材； (b) 將該植物食材浸漬於分解酵素中； (c) 將浸漬於該分解酵素中的植物食材施加複數次高壓處理，各次高壓處理條件為對該植物食材施以200至300 MPa之壓力並持續5至15秒； (d) 將經過(c)步驟處理之植物食材置於40至65℃環境中反應20至60分鐘；及 (e) 將經過(d)步驟處理之植物食材施以400 MPa以上之壓力3至10分鐘。
  2. 如請求項1所述之方法，其中在(b)步驟中，使浸漬於該分解酵素中的植物食材保持於真空密封狀態。
  3. 如請求項1所述之方法，其中在(b)步驟中，該分解酵素可為果膠水解酵素、纖維素水解酵素或其組合。
  4. 如請求項1所述之方法，其中在(b)步驟中，該分解酵素添加有重量百分濃度為0.05至0.5%的檸檬酸。
  5. 如請求項1所述之方法，其中在(c)步驟中，該高壓處理的施加次數為2至6次。
  6. 如請求項5所述之方法，其中在(c)步驟中，該高壓處理的施加次數為5次。
  7. 如請求項1所述之方法，其中在(d)步驟中，係將經過(c)步驟處理之植物食材置於45℃環境中。
  8. 如請求項1所述之方法，其中在(d)步驟中，係將經過(c)步驟處理之植物食材反應30至40分鐘。
  9. 一種軟質植物食材，係以如請求項1至8中任一項所述之製造方法所製得。
  10. 如請求項9所述之軟質植物食材，其中該軟質植物食材之硬度為1.0×10 4N/m 2至5.0×10 4N/m 2。
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