TWI849094B - 軟質食品的製造方法及食品組成物 - Google Patents
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Abstract
本發明可製造具有複雜的外觀、味道、香氣或口感之軟質食品。根據本發明，係提供一種食品組成物，其係用於經三維造形或擠出成形之軟質食品的製造之食品組成物，其包含：第1食品，其藉由加熱而可逆地液化；及第2食品，其係與前述第1食品混合，且藉由加熱而不可逆地固化；在加熱至前述第2食品不可逆地固化之溫度後，於第1溫度下呈現流動性，並由前述第1溫度冷卻至低於前述第1溫度的第2溫度而予以固化。
Description
本發明係有關於一種軟質食品的製造方法及食品組成物。
近年來作為主打咀嚼或吞嚥困難之高齡者等的照護用食品，市面上有將固態食品搗碎，予以凝固成期望的形狀後而再度形成的軟質食品販售。此種軟質食品柔軟且容易吞嚥。
此外，在製造烘焙點心或日式饅頭時愈來愈常使用3D印表機。若使用3D印表機，便可製造例如複雜的形狀。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2013/146618號
[專利文獻2]日本特開平05-130832號公報
[專利文獻3]日本特開2012-165704號公報
[發明所欲解決之課題]
傳統上，如上述之軟質食品係藉由將食品組成物注入模具中使其凝固而製成。惟，就此種方法，由於待製造之食品為軟質，而無法將模具作成複雜的形狀。又，此方法由於僅可使單一食材凝固，所得之軟質食品，其全體皆呈現均勻的質地。因此，軟質食品其外觀、味道、香氣及口感等便容易變得極為單調。
本發明係以可製造具有複雜的外觀、味道、香氣或口感之軟質食品為目的。
[解決課題之手段]
根據本發明第1方面，係提供一種食品組成物，其係用於經三維造形或擠出成形之軟質食品的製造之食品組成物，其包含：第1食品，其藉由加熱而可逆地液化；及第2食品，其係與前述第1食品混合，且藉由加熱而不可逆地固化；在加熱至前述第2食品不可逆地固化之溫度後，於第1溫度下呈現流動性，並由前述第1溫度冷卻至低於前述第1溫度的第2溫度而予以固化。
根據本發明第2方面，係提供一種食品組成物，其係用於經三維造形或擠出成形之軟質食品的製造之食品組成物，其包含：第1食品，其藉由加熱而可逆地液化；及第2食品，其係形成與前述第1食品之混合物的固體；其於第1溫度下呈現流動性，並由前述第1溫度冷卻至低於前述第1溫度的第2溫度而予以固化。
根據本發明第3方面，係提供一種食品組成物，其係用於經三維造形或擠出成形之軟質食品的製造之食品組成物，其包含：第1食品，其藉由加熱至第1液化溫度以上的溫度而可逆地液化；及第2食品，其係與前述第1食品混合，且藉由加熱至高於前述第1液化溫度之第2液化溫度以上的溫度而可逆地液化；在加熱至前述第2液化溫度以上的溫度後，在為前述第1液化溫度以上且低於前述第2液化溫度的第1溫度下係呈現流動性，並由前述第1溫度冷卻至低於前述第1液化溫度的第2溫度而予以固化。
根據本發明第4方面，係提供一種軟質食品的製造方法，其包含：將如第1方面之食品組成物加熱至前述第2食品不可逆地固化之溫度後，於前述第1溫度下予以射出；及將射出之前述食品組成物冷卻至前述第2溫度。
根據本發明第5方面，係提供一種軟質食品的製造方法，其包含：將如第2方面之食品組成物於前述第1溫度下予以射出；及將射出之前述食品組成物冷卻至前述第2溫度。
根據本發明第6方面，係提供一種軟質食品的製造方法，其包含：將如第3方面之食品組成物加熱至前述第2液化溫度以上的溫度後，於前述第1溫度下予以射出；及將射出之前述食品組成物冷卻至前述第2溫度。
根據本發明第7方面，係提供一種軟質食品，其係經三維造形或擠出成形之軟質食品，其包含：第1食品，其藉由加熱而可逆地液化；及第2食品，其係與前述第1食品混合，且藉由加熱而不可逆地固化；其於第1溫度下呈現流動性，並由前述第1溫度冷卻至低於前述第1溫度的第2溫度而予以固化。
根據本發明第8方面，係提供一種軟質食品，其係經三維造形或擠出成形之軟質食品，其包含：第1食品，其藉由加熱而可逆地液化；及第2食品，其係形成與前述第1食品之混合物的固體；其於加熱至第1溫度時呈現流動性，並由前述第1溫度冷卻至低於前述第1溫度的第2溫度而予以固化。
根據本發明第9方面，係提供一種軟質食品，其係經三維造形或擠出成形之軟質食品，其包含：第1食品，其藉由加熱至第1液化溫度以上的溫度而可逆地液化；及第2食品，其係與前述第1食品混合，且藉由加熱至高於前述第1液化溫度之第2液化溫度以上的溫度而可逆地液化；在加熱至前述第2液化溫度以上的溫度後，在為前述第1液化溫度以上且低於前述第2液化溫度的第1溫度下係呈現流動性，並由前述第1溫度冷卻至低於前述第1液化溫度的第2溫度而予以固化。
[發明之效果]
根據本發明，可製造具有複雜的外觀、味道、香氣或口感之軟質食品。
[實施發明之形態]
以下就本發明實施形態，一面參照圖式一面加以說明。此外，對於具有同樣或類似之機能的要素，係附加同一參照符號並省略重複說明。
＜第1實施形態＞
(食品組成物)
第1實施形態之食品組成物係用於經三維造形或擠出成形之軟質食品的製造者。此處所稱「軟質食品」，係指具有6×105
N/m2
以下的硬度之食品。軟質食品的硬度的測定法係隨後說明。
此食品組成物係包含第1及第2食品。諸如後述，第1食品會藉由加熱而可逆地液化，第2食品則會藉由加熱而不可逆地固化。此食品組成物在加熱至第2食品不可逆地固化之溫度後，於第1溫度下呈現流動性，並由第1溫度冷卻至低於此溫度的第2溫度而予以固化。
第1食品係藉由加熱而可逆地液化的熱塑性食品。第1食品係至少在加熱至第2食品不可逆地固化之溫度後，使食品組成物成熱塑性。於此種熱處理後，在將食品組成物加熱而使其成流態化的狀態下，藉由進行使用3D印表機之三維造形或使用擠出機之擠出成形，可防止食品組成物堵住噴嘴或塑模的排出口。
降低液化之第1食品的溫度時起始其固化之溫度，即第1食品的凝固溫度較佳處於20至80℃的範圍內，更佳處於30至50℃的範圍內。第1食品的凝固溫度愈高，為使食品組成物成流態化而加熱時，愈有可能發生食品組成物所含成分之不必要的變質。根據一例，第1食品的凝固溫度係提升第2食品的溫度時起始不可逆的固化之溫度，即未達第2食品的固化溫度者。第1食品的凝固溫度愈低，軟質食品愈有可能在室溫下成流態化。此外，第1食品的凝固溫度可與經過第2食品不可逆地固化之溫度下的熱處理(以下簡稱為熱處理)之食品組成物的凝固溫度相等或相異。
第1食品可例如包含膠化劑。根據一例，第1食品係溶質的至少一部分包含膠化劑的水溶液。
膠化劑可適宜選擇例如果膠、瓜爾膠、黃原膠、羅望子膠、鹿角菜膠、塔拉膠、刺槐豆膠、明膠、瓊脂、車前子膠及結蘭膠等週知之膠化劑。第1食品可僅包含一種膠化劑，亦可包含二種以上之膠化劑。
食品組成物中之膠化劑的濃度較佳處於0.01至7質量%的範圍內，更佳處於0.05至6質量%的範圍內。若降低此濃度，不易藉由冷卻使熱處理後的食品組成物固化。若提高此濃度，則軟質食品會變硬。
第2食品係與第1食品混合，且藉由加熱而不可逆地固化的熱硬化性食品。就第2食品，將食品組成物加熱至其不可逆地固化之溫度，其後使此食品組成物在高於其固化溫度的溫度下由噴嘴或塑模的排出口排出時，排出之食品組成物可保持與剛排出後之形狀幾乎相等的形狀。此外，上述熱處理後之食品組成物的「固化溫度」係降低上述熱處理後之食品組成物的溫度時起始固化的溫度。
第2食品為例如包含藉由加熱進行熱變性而不可逆地固化之蛋白質的含蛋白質食品。根據一例，第2食品係溶質的至少一部分包含蛋白質的水溶液。作為蛋白質或含蛋白質食品，可使用例如含有大豆蛋白、乳清、蛋白、麩質、乳蛋白或者彼等的2種以上之混合物，或含有此等的1種以上之食品。此外，作為其他實例，第2食品係包含藉由加熱而不可逆地固化之膠化劑的含熱硬化性膠化劑食品。熱硬化性膠化劑可使用例如包含卡特蘭多醣的食品。
此外，酪蛋白雖為蛋白質，但溶質僅含酪蛋白的水溶液無法藉由加熱而不可逆地固化。如此，並無法將含有蛋白質的所有食品作為第2食品使用。
食品組成物中之蛋白質的濃度較佳處於0.1至25質量%的範圍內，更佳處於1至15質量%的範圍內。若降低此濃度，在將熱處理後之食品組成物由噴嘴或塑模中排出時，會增加排出之食品組成物在固化前所發生的變形。
第2食品的固化溫度係隨其組成，例如隨蛋白質的種類而異。第2食品的固化溫度較佳處於50至90℃的範圍內，更佳處於60至80℃的範圍內。固化溫度較高的第2食品，為了予以固化，而需要高溫且長時間的加熱。
食品組成物除第1及第2食品外，亦可進一步包含第3食品。第3食品可為在起始食品組成物的調製後至完成軟質食品的製造之期間內對水呈不溶性的物質，亦可為如溶解於水中而形成離子的可溶性物質。第3食品為例如動物性食材、植物性食材或彼等之組合。作為第3食品，可使用肉類、魚貝類、海藻、果實、堅果、穀類、油脂類或者砂糖及鹽等的調味料類或彼等的2種以上。
含有固體成分的第3食品係以經搗碎為宜。當食品組成物含有大粒徑粒子時，有可能發生噴嘴或塑模的堵塞。又，粒徑愈小，則軟質食品的口感愈滑順。第3食品的粒徑較佳為2.0mm以下，更佳為0.5mm以下，再更佳為0.1mm以下。於此，「粒徑」係藉由雷射繞射-散射法進行粒徑分布測定所得到的值。
此食品組成物係例如藉由以下方法來調製。亦即，將第1食品及第2食品以及視需求而添加的第3食品以適當的混合比混合，並將此混合液攪拌使其呈均質。此攪拌係在低於第2食品的固化溫度的溫度下進行。藉此，即得到均質的食品組成物。
此混合液所含成分的種類或含量會對成形性或軟質食品的硬度造成影響。從而，此混合液所含成分的種類或彼等的含量係例如依據3D印表機或擠出機之成形性或軟質食品所要求的硬度等來設定。
根據一例，軟質食品係供吞嚥困難者用食品或供咀嚼困難者用食品。供吞嚥困難者用食品或供咀嚼困難者用食品，依據硬度或黏度可分類為類別1至4。類別1之食品係要求硬度為5×105
N/m2
以下；類別2之食品係要求硬度為5×104
N/m2
以下；類別3之食品係要求硬度為2×104
N/m2
以下；類別4之食品則要求硬度為5×103
N/m2
以下。
此外，軟質食品的硬度係根據以下方法來測定。
作為測定裝置，係使用可藉由直線運動來測定物質之壓縮應力的裝置。在直徑40mm的容器中將試料填充至15mm的高度，以直徑為20mm的柱塞將其壓縮並測定壓縮應力。此測定係於20±2℃的溫度下，將壓縮速度定為10mm/秒，進行至容器之底面與柱塞的間隙成為5mm。當試料為不定形時等，亦可將間隙定為試料厚度的30%來進行測定。進行此測定5次，以最大值及最小值除外之3次的值的平均作為測定值。
上述混合液所含成分的種類或含量較佳以可獲得硬度為5×105
N/m2
以下之軟質食品的方式來設定。就軟質食品，例如提高第1食品的含量則可使其變得更硬。然而，若提高上述混合液中第1食品的含量，則其攪拌需要更大的力，而且使食品組成物從噴嘴中排出所需的壓力亦變大，而有成形性變差的傾向。
又，上述混合液所含成分的種類或含量較佳以可獲得硬度為2×103
N/m2
以上之軟質食品的方式來設定。軟質食品若過軟，則不易使軟質食品維持其形狀。
此食品組成物在加熱至第2食品不可逆地固化之溫度後，於第1溫度下呈現流動性，並由第1溫度冷卻至低於此溫度的第2溫度而予以固化。
在第2食品不可逆地固化之溫度下的加熱，較佳在50至130℃的範圍內，更佳在60至130℃的範圍內，再更佳在65至130℃的範圍內的溫度下進行。
第1溫度係高於上述熱處理後之食品組成物的固化溫度之溫度。第1溫度可為上述熱處理的溫度以上，亦可為未達此熱處理的溫度之溫度。根據一例，第1溫度係後述之噴嘴或塑模中之食品組成物的溫度。
第2溫度係低於第1溫度的溫度。又，第2溫度為上述熱處理後之食品組成物的固化溫度以下的溫度。
(軟質食品的製造)
其次，就使用上述食品組成物之軟質食品的製造加以說明。
上述食品組成物係使用於例如經三維造形之軟質食品的製造。
軟質食品的三維造形係使用排出型3D印表機。排出型3D印表機係藉由將上述熱處理後之食品組成物在第1溫度下由噴嘴中排出，並將排出之食品組成物冷卻至第2溫度，而將軟質食品進行三維造形者。此種3D印表機可使用例如習知品。3D印表機的排出方式不予限定。3D印表機可為例如藉由氣壓排出食品組成物者，亦可為使螺桿旋轉而排出食品組成物者。作為排出型3D印表機，可使用例如圖1所示者。
圖1為示意性表示可使用於本發明實施形態之軟質食品的製造方法之3D印表機的一例的立體圖。此外，圖1中，Z方向為與重力方向平行的方向；X方向及Y方向則係各自與Z方向垂直且彼此成正交的方向。
此3D印表機1係包含：桌上型自動裝置(robot)10；分配控制器20；纜線30A；及管件30B。
桌上型自動裝置10係包含：載台11；第1移動機構12；第2移動機構13；第3移動機構14；載架15；噴頭16；及儲存容器17。
載台11係具有略呈平坦的上表面。載台11上設有冷卻裝置與溫度感測器。冷卻裝置係供冷卻載台11。溫度感測器係供輸出對應載台11的溫度之訊號。
第1移動機構12、第2移動機構13及第3移動機構14係分別支撐載台11、載架15及第2移動機構13。第1移動機構12係使載台11朝Y方向平行移動。第2移動機構13係使載架15朝Z方向平行移動。第3移動機構14係使第2移動機構13朝X方向平行移動。
載架15係支撐噴頭16。噴頭16係具有將造形物之素材向載台11排出的噴嘴。
載架15係進一步支撐儲存容器17。儲存容器17供容納造形物之素材。儲存容器17係將此素材供給至噴頭16。
儲存容器17中設有加熱裝置與溫度感測器。加熱裝置係供加熱儲存容器17內之素材。溫度感測器係供輸出對應儲存容器17內之素材的溫度之訊號。
分配控制器20係經由纜線30A電性連接於第1移動機構12、第2移動機構13、第3移動機構14、冷卻裝置、加熱裝置、設置於載台11之溫度感測器及設置於儲存容器17之溫度感測器。分配控制器20係控制第1移動機構12、第2移動機構13、第3移動機構14、冷卻裝置及加熱裝置的動作。
具體而言，分配控制器20係控制第1移動機構12及第3移動機構14的動作，使噴嘴相對於載台11的相對位置沿著造形物之各層的圖型而變化，同時控制第2移動機構13的動作，使噴嘴至載台11或其上層的距離固定。
又，分配控制器20係基於第1設定溫度與由設置於儲存容器17之溫度感測器所供給的訊號來控制加熱裝置的輸出，以使儲存容器17內的溫度維持於第1設定溫度。再者，分配控制器20係基於第2設定溫度與由設置於載台11之溫度感測器所供給的訊號來控制冷卻裝置的輸出，以使載台11的溫度維持於第2設定溫度。
此外，分配控制器20係經由管件30B連接於儲存容器17。分配控制器20在噴嘴相對於載台11的相對位置沿著造形物之各層的圖型而變化的期間，經由管件30B對儲存容器17供給氣壓，而使儲存容器17內之素材由噴頭16中排出。
此3D印表機1由於包含第1移動機構12及第3移動機構14，而能夠對載台11的期望位置排出食品組成物。又，此3D印表機1由於包含第2移動機構13，而能夠對載台11的同一位置多次排出食品組成物，亦即可形成多層。從而，根據此3D印表機1，可達成三維造形。
其次，就根據使用上述之食品組成物的3D印表機1之軟質食品的製造方法之一形態加以說明。
首先，將上述食品組成物加熱至第2食品的固化溫度以上的溫度，並保持於此溫度一定時間。藉此，使蛋白質發生熱變性並使熱硬化性膠化劑固化。諸如上述，此熱處理前之食品組成物係呈均質化。從而，此熱處理後之食品組成物亦為均質。
此熱處理後之食品組成物較佳在保持於維持其流動性的溫度之狀態下使用於次一步驟之三維造形。使上述熱處理後之食品組成物凝固，將其再加熱而使其流態化後使用於次一步驟之三維造形時，可能可獲得硬度與將上述熱處理後之食品組成物，在保持於維持其流動性的溫度之狀態下使用於次一步驟之三維造形時不同的軟質食品。
接著，將此食品組成物供給至儲存容器17，藉由3D印表機1進行三維造形。具體而言，第1設定溫度係設定為噴嘴的位置之食品組成物的溫度高於上述熱處理後之食品組成物的固化溫度的溫度，例如第1溫度。第2設定溫度係設定為排出至載台11上之食品組成物迅速冷卻至上述熱處理後之食品組成物的固化溫度以下的溫度，例如第2溫度。如以上方式，即得到軟質食品。
於此方法中，食品組成物的排出係以噴嘴的位置之溫度成為高於食品組成物的固化溫度之溫度，例如第1溫度的方式來進行。食品組成物係藉由事先之熱處理而發生蛋白質及熱硬化性膠化劑的固化，而在高於上述固化溫度的溫度下會呈現流動性。因此，根據此方法，可不使噴嘴堵塞而使食品組成物由噴頭16向載台11排出。
又，就此方法，係將食品組成物於其排出前加熱至第2食品之固化溫度以上的溫度，並保持於此溫度一定時間。藉由此事先之熱處理，食品組成物除了僅會冷卻而固化，且從剛排出後形狀保持仍具有充分的硬度，得以迅速地固化。
因此，例如第1溫度，即噴嘴的位置之食品組成物的溫度與此食品組成物的固化溫度之差(下稱第1溫度差)愈小，由噴嘴排出之食品組成物愈可藉由其後之冷卻，在保持與剛排出後之形狀幾乎相等的形狀之狀態下迅速地固化。或者，此食品組成物的固化溫度與冷卻裝置的第2設定溫度(或載台11的溫度)之差(下稱第2溫度差)愈大，由噴嘴排出之食品組成物愈可藉由其後之冷卻，在保持與剛排出後之形狀幾乎相等的形狀之狀態下迅速地固化。從而，例如可使由噴嘴排出至載台11上之食品組成物保持與其剛排出後之形狀幾乎相等的形狀。
又，在構成先形成的層之食品組成物完全固化後，若進一步排出食品組成物而形成下一層，則此等層間得接著性可能不夠充分。若增加第1溫度差或縮小第2溫度差，則可防止由噴嘴排出之食品組成物因其後之冷卻而過度迅速地固化。因此，藉此，在構成先形成的層之食品組成物完全固化前，可容易地形成下一層，從而可提高此等層間的接著性。
第1溫度差較佳定為1至60℃的範圍內，更佳定為5至30℃的範圍內。又，第2溫度差較佳定為0至70℃的範圍內，更佳定為0至50℃的範圍內。若增加第1溫度差或縮小第2溫度差，在排出之食品組成物固化前的期間所產生的變形會增大。若縮小第1溫度差，則層間的接著性會變差。
如以上所述，根據上述技術，可藉由三維造形製造軟質食品。從而，根據上述技術，可製造具有複雜的外觀或口感之軟質食品。例如，可製造具有中空構造之軟質食品、或具有麵一體成形成塊狀之形狀的軟質食品。
上述方法可為各種變形。
例如，於上述方法中，由噴嘴排出之食品組成物的冷卻係利用由食品組成物向載台11的熱傳導，惟此冷卻亦可利用其他方法。例如，圍繞由噴嘴排出之食品組成物的環境溫度若夠低，則可將食品組成物以空氣冷卻。或者，此冷卻也可利用水冷卻。
又，此處係說明軟質食品的製造使用1種食品組成物之實例，惟軟質食品的製造亦可使用多種食品組成物。例如，藉由將組成不同的2種以上之食品組成物由個別的噴嘴中排出，可獲得包含組成不同的多個區域之軟質食品。例如，可獲得如具有魚肉及魚皮之魚切片般的軟質食品。此種軟質食品，在上述各區域之間，色、香、味及口感的1種以上為不同。亦即，根據此技術，可製造具有複雜的外觀、味道、香氣或口感之軟質食品。
軟質食品亦可藉由擠出成形來製造，而非藉由三維造形來製造。例如，若使用排出口具有複雜形狀的塑模時，可製造具有複雜的外觀或口感之軟質食品。或者，藉由串聯配置2個以上之T字模，並由此等T字模中將種類不同的食品組成物以彼等形成多層構造的方式排出，可製造具有複雜的外觀、味道、香氣或口感之軟質食品。
＜第2實施形態＞
第2實施形態之食品組成物，除了第2食品係形成與第1食品之混合物的固體外，係與第1實施形態之食品組成物相同。
此種食品組成物係例如藉由將第1實施形態之食品組成物加熱至第2食品的固化溫度以上的溫度，並保持於此溫度一定時間而得。
或者，此種食品組成物亦可藉由使第1實施形態中針對第2食品所例示者經固化而成的固態粒子分散於第1及第3食品的混合液中而得。或者，此種食品組成物也可藉由使其他粒子分散於第1及第3食品的混合液中而得。
作為其他粒子，可使用由在起始食品組成物的調製後至完成軟質食品的製造的期間內對水呈不溶性的食物纖維，例如纖維素、幾丁質、殼聚糖等所構成的粒子。食品組成物可僅包含1種上述粒子，亦可包含2種以上。
在由第1溫度冷卻至低於此溫度的第2溫度而使第1食品固化前的期間，需保持擠出之食品組成物的形狀而防止變形。若使作為其他粒子的不溶性食物纖維分散於第1及第3食品的混合液中，由於其為不溶性而使食品組成物的黏度上升，得以保持擠出之食品組成物的形狀而防止變形。另一方面，若其他粒子使用對水呈可溶性的粒子，由於粒子溶解而使黏度上升程度變小，不易保持食品組成物的形狀而防止變形。
上述粒子的粒徑較佳處於0.003至1,000μm的範圍內，更佳處於20至500μm的範圍內。若縮小此粒徑，食品組成物的黏度會變高。若增大此粒徑，可能不易獲得均質的食品組成物，或可能容易發生噴嘴或塑模的堵塞。
食品組成物較佳藉由將第1實施形態之食品組成物加熱至第2食品的固化溫度以上的溫度，並保持於此溫度一定時間而得。粒子有時不易使其均勻地分散。又，於分散液中，有時不易維持粒子均勻分散的狀態。此種不均勻性可能會發生噴嘴的堵塞或成形性的劣化。諸如上述，藉由將第1實施形態之食品組成物加熱至第2食品之固化溫度以上的溫度，並保持於此溫度一定時間而得到的食品組成物為均質者，且可維持其狀態。
使用此食品組成物時，除了不需要用來使蛋白質熱變性之熱處理以外，可藉由與第1實施形態之方法同樣的方法來製造軟質食品。從而，可製造具有複雜的外觀、味道、香氣或口感之軟質食品。
＜第3實施形態＞
第3實施形態之食品組成物，除了係藉由以下方法所調製而成者以外，係與第1實施形態之食品組成物相同。
亦即，首先調製包含第2食品與第3食品的混合液，並將此混合液攪拌予以均質化。此攪拌係在低於第2食品的固化溫度的溫度下進行。其次，對此混合液實施上述熱處理，使蛋白質發生熱變性。其後，將此混合液與第1食品混合，並將其攪拌而予以均質化。第1食品可在經加熱而液化之狀態，例如水溶液的狀態下與上述混合液混合，亦可未經液化而與上述混合液混合。惟，未使第1食品液化而與上述混合液混合時，混合後需實施用以使第1食品溶解的熱處理。藉此，即得到食品組成物。
根據此方法，有可能得到不若第1實施形態之熱處理後的食品組成物般均質的食品組成物。然而，使用此食品組成物時，除了不需要用以使蛋白質熱變性的熱處理以外，可藉由與第1實施形態之方法同樣的方法製造軟質食品。從而，可製造具有複雜的外觀、味道、香氣或口感之軟質食品。
＜第4實施形態＞
第4實施形態之食品組成物，除了第2食品為藉由加熱至第1食品之液化溫度(第1液化溫度)的第2液化溫度以上的溫度而可逆地液化之食品外，係與第1實施形態之食品組成物相同。此外，就「液化溫度」，在將第1或第2食品加熱時，係其由固體轉變為液體的溫度。
在使用此種食品組成物之軟質食品的製造中，例如將上述食品組成物加熱至第2液化溫度以上的溫度後，保持於為第1液化溫度以上且低於第2液化溫度的第1溫度一定時間。如此，第2食品固化而使食品組成物的黏度上升。然後，於此狀態下將食品組成物射出，並將射出之食品組成物冷卻至第2溫度。由於射出時之食品組成物其黏度經提高，得以保持擠出之食品組成物的形狀而防止變形。
第4實施形態之食品組成物所使用之第2食品，例如作為溶質的至少一部，係包含藉由加熱至高於第1液化溫度的溫度而可逆地液化之熱塑性膠化劑的水溶液。熱塑性膠化劑可使用例如天然結蘭膠(HA(High Acyl)結蘭膠)或Iota鹿角菜膠。
食品組成物中之熱塑性膠化劑的濃度較佳處於0.01至7質量%的範圍內，更佳處於0.05至6質量%的範圍內。若降低此濃度，不易藉由冷卻使熱處理後之食品組成物固化。若提高此濃度，則軟質食品會變硬。
[實施例]
以下記載本發明之實施例。
(實施例1：第2食品所含蛋白質對成形性所造成的影響相關之確認試驗)
調製第2食品所含蛋白質的種類不同的多種食品組成物，並使用此等組成物造形成軟質食品。然後，針對此等造形物，進行評定有無蛋白質所產生之保形作用的試驗。
具體而言，第1食品係使用含有鹿角菜膠、黃原膠及刺槐豆膠的水溶液。第2食品係使用表1所示製品的水溶液。第3食品則使用將牛蒡磨碎而成的牛蒡糊。將第1至第3食品混合，於室溫下攪拌此混合物，而得到均質的食品組成物(實施例1-1至1-6)。
食品組成物中之鹿角菜膠、黃原膠及刺槐豆膠的濃度係分別定為0.3質量%、0.2質量%及0.2質量%。食品組成物中之蛋白質的濃度係定為3質量%。牛蒡的量，相對於食品組成物100質量份係定為40質量份。
又，除了替代第2食品中使用的蛋白質而使用屬膠化劑的卡特蘭多醣，並將食品組成物中之卡特蘭多醣的濃度定為1.2質量%以外，係根據與實施例1-1至1-5同樣的方法調製成食品組成物(實施例1-6)。
此外，除省略第2食品以外，係根據與實施例1-1至1-6同樣的方法調製成食品組成物(比較例1-1)。再者，除第2食品使用藉由加熱而不可逆地固化者，具體而言為酪蛋白水溶液以外，係根據與實施例1-1至1-6同樣的方法調製成食品組成物(比較例1-2)。
其次，將此等食品組成物，利用恆溫槽，供予至90℃、14分鐘的熱處理。此外，此熱處理條件係足以使酪蛋白以外的蛋白質發生熱變性之條件。又，此熱處理條件係足以使卡特蘭多醣不可逆地凝膠化之條件。
接著，將此各者冷卻至50℃，使用此食品組成物與Musashi Engineering製分配器方式之3D印表機裝置來製造造形物。於此，係控制3D印表機裝置的動作，俾以積層各自具有中心至外周的距離每繞一圈增加2mm之漩渦狀圖型的多個層。又，於此，係進行溫度管理，俾使噴嘴中之食品組成物的溫度成為45℃，且由噴嘴排出之食品組成物可迅速冷卻至30℃。
拍攝如此所得之實施例1-1至1-6之造形物及比較例1-2之造形物的影像。圖2及圖3係分別示出實施例1-1之造形物及比較例1-2之造形物的照片。
又，由如此所得之照片，評定食品組成物的保形性。將結果示於表1。此外，表1中，係將構成漩渦的線保持形狀者評為「○」；將構成漩渦的線未保持形狀者評為「×」。
此外，經熱處理之上述食品組成物在48℃下的硬度係以質地分析儀測定。將結果示於表1。
就實施例1-1至1-6之造形物，係如圖2所示，構成漩渦的線保持形狀，可確認使用於此等造形物的製造之食品組成物具有充分的保形作用。相對於此，比較例1-1之造形物無法維持形狀，而無法測得硬度。又，就比較例1-2之造形物，係如圖3所示，構成漩渦的線黏在一起，確認使用於其之食品組成物的保形性不足。研判這是因為，酪蛋白不會因加熱而固化，如表1所示，比較例1-2於造形時無法獲得充分的硬度而未顯示保形作用之故。
(實施例2：第1食品所含膠化劑對成形性所造成的影響相關之確認試驗)
調製第1食品所含膠化劑的種類不同的多種食品組成物，並使用此等組成物造形成軟質食品。然後，針對此等造形物，進行評定有無膠化劑所產生之保形作用的試驗。
具體而言，第1食品係使用表2所示製品的水溶液。第2食品係使用包含蛋白與乳蛋白的水溶液。第3食品則使用將牛蒡磨碎而成的牛蒡糊。將第1至第3食品混合，於室溫下攪拌此混合物，而得到均質的食品組成物(實施例2-1至2-4)。此外，於實施例2-3及2-4中，係分別將氯化鉀及乳酸鈣添加至上述混合物中。
食品組成物中源自蛋白之蛋白質及乳蛋白的濃度係分別定為0.8質量%及2質量%。牛蒡的量，相對於食品組成物100質量份係定為40質量份。
又，除省略第1食品以外，係根據與實施例2-1及2-2同樣的方法調製成食品組成物(比較例2-1)。
其次，將此等食品組成物，利用恆溫槽，供予至90℃、14分鐘的熱處理。此外，此熱處理條件係足以使蛋白質發生熱變性之條件。
接著，將此各者冷卻至表2所示造形時溫度，使用此食品組成物與Musashi Engineering製分配器方式之3D印表機裝置來製造造形物。於此，係控制3D印表機裝置的動作，俾以積層各自具有由沿寬度方向排列之多條線所構成的圖型的7個層。又，於此，係進行溫度管理，俾使噴嘴中之食品組成物的溫度成為表2所示造形時溫度，且由噴嘴排出之食品組成物可迅速冷卻至30℃。
其後，藉由觀察各層的保形性，來評定線的保形性。於此，係將可維持線形形狀且具有平滑表面者評為「○」；將未維持線形形狀者評為「×」。茲將結果示於表2之「線的保形性」一欄。
另外，藉由用手拿起，來評定層間的接著性。於此，係將拿起時可維持多層構造者評為「○」；將無法維持多層構造者評為「×」。茲將結果示於表2之「層間的接著性」一欄。
再者，造形物的硬度係以質地分析儀測定。將結果示於表2。
此外，表2中，在標示「對三維造形的順應性」之一欄中，將在適當地設定造形時溫度時「線的保形性」及「層間的接著性」皆為「○」者評為「○」；將除此之外者評為「×」。
如表2所示，就實施例2-1至2-4，只要依據膠化劑的種類適當地設定造形時的溫度，則可達成良好的保形性及良好的層間的接著性，可達三維造形。就比較例2-1，由於未添加膠化劑而無保形作用，可知非適用於三維造形。
(實施例3：照護餐食(通用設計食品, universal design food)類別1之軟質食品造形試驗)
就照護餐食的類別，與偏硬之類別相比，偏軟之類別較容易實施造形。因此，茲進行照護餐食類別中最硬之類別的類別1之軟質食品的造形試驗。
具體而言，第1食品係使用含有Kappa鹿角菜膠的水溶液。Kappa鹿角菜膠係如表3所示，使用GENUGEL carrageenan type WR-78-J及WR-80-J(均為三晶股份有限公司製)。第2食品係使用包含蛋白與乳蛋白的水溶液。第3食品則使用將牛蒡磨碎而成的牛蒡糊。將此等第1至第3食品與氯化鉀混合，於室溫下攪拌此混合物，而得到均質的食品組成物(實施例3-1至3-5)。
食品組成物中源自蛋白之蛋白質及乳蛋白的濃度係分別定為0.8質量%及2質量%。牛蒡的量，相對於食品組成物100質量份係定為40質量份。
其次，將此等食品組成物，利用恆溫槽，供予至90℃、14分鐘的熱處理。此外，此熱處理條件係足以使蛋白質發生熱變性之條件。
接著，將此各者冷卻，使用此食品組成物與Musashi Engineering製分配器方式之3D印表機裝置來製造造形物。於此，係控制3D印表機裝置的動作，以使線狀圖型形成。又，於此，係進行溫度管理，俾使噴嘴中之食品組成物的溫度成為表3所示排出溫度，且由噴嘴排出之食品組成物可迅速冷卻至30℃。
其後，以目視評定如此所得之造形物的外觀。將可維持線形形狀且具有平滑表面者評為「○」；將未維持線形形狀或不具有平滑表面者評為「×」。
又，以與上述同樣的條件，以積層各自具有由沿寬度方向排列之多條線所構成的圖型的多個層之方式製造造形物。然後，根據與實施例2同樣的方法，評定層間的接著性。進而，以質地分析儀測定造形物的硬度。
將以上結果示於表3。
如表3所示，就實施例3-1至3-4，可造形成照護餐食之類別1的硬度的範圍之軟質食品。就此等實施例，食品組成物滑順地排出，且線彼此間的接著性亦良好，對三維造形的順應性良好。又，就實施例3-5，其雖為些微超過類別1之上限的硬度，但由排出之食品組成物所構成的線的形狀及線彼此間的接著性良好，判斷為對三維造形的順應性良好。
(實施例4：根據使用凝固溫度不同的2種膠化劑之配方的造形試驗)
首先，使用藉由加熱至高於第1食品所含膠化劑之凝固溫度的溫度而液化的膠化劑來調製第2食品。又，使用藉由加熱至高於第1食品所含膠化劑之凝固溫度的溫度而凝固的熱硬化性膠化劑來調製第2食品。其次，使用此等造形成軟質食品。然後，針對此等造形物，進行評定膠化劑所產生之保形作用的試驗。
具體而言，第1食品係使用含有鹿角菜膠、黃原膠及刺槐豆膠的水溶液。第2食品係使用表4所示製品的水溶液。第3食品則使用將牛蒡磨碎而成的牛蒡糊。將第1至第3食品混合，於室溫下攪拌此混合物，而得到均質的食品組成物(實施例4-1至4-3)。
食品組成物中之鹿角菜膠、黃原膠及刺槐豆膠的濃度係分別定為0.3質量%、0.2質量%及0.2質量%。牛蒡的量，相對於食品組成物100質量份係定為40質量份。
此外，除第2食品所含膠化劑使用加熱時會凝膠化、冷卻時會溶膠化的膠化劑之甲基纖維素以外，係根據與實施例4-1至4-3同樣的方法調製成食品組成物(比較例4-1)。
其次，將此等食品組成物，利用恆溫槽，供予至90℃、14分鐘的熱處理。此外，此熱處理條件係足以使實施例4-1至4-3中使用於第2食品的膠化劑可逆地液化之條件。而且，此熱處理條件係足以使比較例4-1中使用於第2食品的膠化劑可逆地凝固之條件。
接著，將此各者冷卻至表4所示造形時溫度，使用此食品組成物與Musashi Engineering製分配器方式之3D印表機裝置來製造造形物。於此，係控制3D印表機裝置的動作，俾以積層各自具有由沿寬度方向排列之多條線所構成的圖型的7個層。又，於此，係進行溫度管理，俾使噴嘴中之食品組成物的溫度成為表4所示造形時溫度，且由噴嘴排出之食品組成物可迅速冷卻至30℃。
其後，藉由觀察各層的保形性，來評定線的保形性。於此，係將可維持線形形狀且具有平滑表面者評為「○」；將未維持線形形狀者評為「×」。茲將結果示於表4「線的保形性」一欄。
另外，藉由用手拿起，來評定層間的接著性。於此，係將拿起時可維持多層構造者評為「○」；將無法維持多層構造者評為「×」。茲將結果示於表4之「層間的接著性」一欄。
如表4所示，就實施例4-1至4-3，只要依據作為第2食品而添加之膠化劑的種類適當地設定造形時的溫度，則可達成良好的保形性及良好的層間的接著性，可達三維造形。比較例4-1之食品組成物係源自於第2食品所含甲基纖維素之性質，於冷卻時發生溶膠化，層間的接著性不足，而非適用於三維造形。
(實施例5：以蛋白質為第2食品之配方的可造形溫度確認試驗)
對於在高溫區之造形，當第2食品使用可逆地液化之膠化劑時，由於可造形溫度的上限係取決於第2食品的液化溫度，而需選擇適當的膠化劑；若以蛋白質為第2食品則可在高溫區造形。因此，針對以蛋白質為第2食品之配方的可造形溫度區進行造形試驗。
第1食品係使用含有鹿角菜膠、黃原膠及刺槐豆膠的水溶液。第2食品係使用表5所示製品的水溶液。第3食品則使用將牛蒡磨碎而成的牛蒡糊。將第1至第3食品混合，於室溫下攪拌此混合物，而得到均質的食品組成物。
食品組成物中之鹿角菜膠、黃原膠及刺槐豆膠的濃度係分別定為0.3質量%、0.2質量%及0.2質量%。牛蒡的量，相對於食品組成物100質量份係定為40質量份。
其次，將此等食品組成物，利用恆溫槽，供予至90℃、14分鐘的熱處理。此外，此熱處理條件係足以使表5所示蛋白質發生熱變性之條件。
接著，將此各者冷卻至表5所示造形時溫度，使用此食品組成物與Musashi Engineering製分配器方式之3D印表機裝置來製造造形物。於此，係控制3D印表機裝置的動作，俾以積層各自具有由沿寬度方向排列之多條線所構成的圖型的7個層。又，於此，係進行溫度管理，俾使噴嘴中之食品組成物的溫度成為表5所示造形時溫度，且由噴嘴排出之食品組成物可迅速冷卻至30℃。
其後，藉由觀察各層的保形性，來評定線的保形性。於此，係將可維持線形形狀且具有平滑表面者評為「○」；將未維持線形形狀者評為「×」。茲將結果示於表5之「線的保形性」一欄。
另外，藉由用手拿起，來評定層間的接著性。於此，係將拿起時可維持多層構造者評為「○」；將無法維持多層構造者評為「×」。茲將結果示於表5之「層間的接著性」一欄。
如表5所示，就增加蛋白質的添加量之實施例5-2，可於80℃下造形。如此，可知藉由將蛋白質的添加量設為足以保形的量，在高溫度區亦可造形。
此外，本發明非限定於上述具體例，亦可於申請專利範圍所記載之事項的範圍內適宜變更。
1:3D印表機
10:桌上型自動裝置
11:載台
12:第1移動機構
13:第2移動機構
14:第3移動機構
15:載架
16:噴頭
17:儲存容器
20:分配控制器
30A:纜線
30B:管件
[圖1]為示意性表示可使用於本發明實施形態之軟質食品的製造方法之3D印表機的一例的立體圖。
[圖2]為實施例1-1中所得之造形物的照片。
[圖3]為比較例1-2中所得之造形物的照片。
Claims (17)
- 一種食品組成物，其係用於經三維造形或擠出成形之軟質食品的製造之食品組成物，其包含： 第1食品，其藉由加熱而可逆地液化；及 第2食品，其係與前述第1食品混合，且藉由加熱而不可逆地固化； 在加熱至前述第2食品不可逆地固化之溫度後，於第1溫度下呈現流動性，並由前述第1溫度冷卻至低於前述第1溫度的第2溫度而予以固化。
- 如請求項1之食品組成物，其中在加熱至前述第2食品不可逆地固化之前述溫度後，藉由冷卻使其固化時，係具有5×105 N/m2 以下的硬度。
- 一種食品組成物，其係用於經三維造形或擠出成形之軟質食品的製造之食品組成物，其包含： 第1食品，其藉由加熱而可逆地液化；及 第2食品，其係形成與前述第1食品之混合物的固體； 其於第1溫度下呈現流動性，並由前述第1溫度冷卻至低於前述第1溫度的第2溫度而予以固化。
- 如請求項3之食品組成物，其中藉由冷卻使其固化時，係具有5×105 N/m2 以下的硬度。
- 一種食品組成物，其係用於經三維造形或擠出成形之軟質食品的製造之食品組成物，其包含： 第1食品，其藉由加熱至第1液化溫度以上的溫度而可逆地液化；及 第2食品，其係與前述第1食品混合，且藉由加熱至高於前述第1液化溫度之第2液化溫度以上的溫度而可逆地液化； 在加熱至前述第2液化溫度以上的溫度後，在為前述第1液化溫度以上且低於前述第2液化溫度的第1溫度下係呈現流動性，並由前述第1溫度冷卻至低於前述第1液化溫度的第2溫度而予以固化。
- 如請求項5之食品組成物，其中藉由冷卻使其固化時，係具有5×105 N/m2 以下的硬度。
- 如請求項1至6中任一項之食品組成物，其中前述第1食品係含有膠化劑。
- 如請求項1至6中任一項之食品組成物，其中前述第2食品係含有蛋白質。
- 如請求項1至6中任一項之食品組成物，其中前述第2食品係含有熱硬化性膠化劑。
- 一種軟質食品的製造方法，其包含： 將如請求項1之食品組成物加熱至前述第2食品不可逆地固化之溫度後，於前述第1溫度下予以射出；及 將射出之前述食品組成物冷卻至前述第2溫度。
- 一種軟質食品的製造方法，其包含： 將如請求項3之食品組成物於前述第1溫度下予以射出；及 將射出之前述食品組成物冷卻至前述第2溫度。
- 一種軟質食品的製造方法，其包含： 將如請求項5之食品組成物加熱至前述第2液化溫度以上的溫度後，於前述第1溫度下予以射出；及 將射出之前述食品組成物冷卻至前述第2溫度。
- 一種軟質食品，其係經三維造形或擠出成形之軟質食品，其包含： 第1食品，其藉由加熱而可逆地液化；及 第2食品，其係與前述第1食品混合，且藉由加熱而不可逆地固化； 其於第1溫度下呈現流動性，並由前述第1溫度冷卻至低於前述第1溫度的第2溫度而予以固化。
- 一種軟質食品，其係經三維造形或擠出成形之軟質食品，其包含： 第1食品，其藉由加熱而可逆地液化；及 第2食品，其係形成與前述第1食品之混合物的固體； 其於加熱至第1溫度時呈現流動性，並由前述第1溫度冷卻至低於前述第1溫度的第2溫度而予以固化。
- 一種軟質食品，其係經三維造形或擠出成形之軟質食品，其包含： 第1食品，其藉由加熱至第1液化溫度以上的溫度而可逆地液化；及 第2食品，其係與前述第1食品混合，且藉由加熱至高於前述第1液化溫度之第2液化溫度以上的溫度而可逆地液化； 在加熱至前述第2液化溫度以上的溫度後，在為前述第1液化溫度以上且低於前述第2液化溫度的第1溫度下係呈現流動性，並由前述第1溫度冷卻至低於前述第1液化溫度的第2溫度而予以固化。
- 如請求項13至15中任一項之軟質食品，其包含組成不同的多個區域。
- 如請求項13至15中任一項之軟質食品，其係具有中空構造。
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