從炫技料理到可食用水球：食品科學中的晶球技術（下）

上一篇文章，我們介紹了在分子料理中被稱作晶球技術的「人工魚卵製造技術」，為了達到球化效果，各式膠體、乳化劑、安定劑與鹽類等食品添加物進入調理場中。身為主要添加物之一的「海藻酸鹽」凝膠與成膜的特性，可保留液體狀的中心，常應用於包裹或製作特色食品。接下來，就讓我們來揭曉這些技術在應用上有哪些變化吧！

哪些因素會影響晶球成品？

圖／pixabay

除了海藻酸鈉與鈣離子的濃度會影響產物，還有許多因素會影響晶球膠體成型的外觀、粒子強度，以及包覆性。

反應速率

各種鈣離子化合物與褐藻酸鈉溶液的反應速率不同，藉由使用不同種鈣離子化合物（如：氯化鈣，乳酸鈣與葡萄糖酸鈣）所造成反應速率的差異，可以製造適當厚薄與硬度的晶球膠膜。

溫度

高溫可以加快鈣鹽與海藻酸鈉的溶解速度，這時海藻酸鈉還不會與鈣離子產生反應，等到冷卻後反應生成「熱不可逆凝膠」，在高溫下依然能保持此物理型態。

製作過程凝膠順序的差異

改變凝膠順序是另一種常見的手法，可以分成「基本球化」與「反轉球化」等兩大方向。

原圖參考資料 Tsai et al 2017

1. 基本球化技術採用直接滲透，在食品（溶液，如果汁等）中加入海藻酸鈉，然後滴入含有鈣離子的溶液中。操作簡單，但成膠速度會受鈣離子擴散影響，長時間反應甚至會變成整顆球體凝膠，因此較適用於餐廳廚房快速製備上桌的分子料理。
2. 「反轉球化技術」，利用食品本身含鈣的特性，或額外添加鈣的方式，滴入褐藻酸鈉溶液，讓周圍膠化形成膠膜，所形成的球殻厚度通常比基本球化的球殼再厚一點，較容易維持球形，但相對不脆且不易爆開，此方法可以預先製備球體，也能夠避免酸性、含酒精或本身含有大量鈣離子的液體無法適當溶解海藻酸鈉的問題。
3. 「二次凝膠球化技術」，則是將反轉球化所形成的晶球，再放入鈣離子溶液中，形成更強的交聯反應，以提升膠膜穩定度，此種方法常用於保護與控制釋放機能性成分之晶球製作。

剪切力、流體方向與液滴形狀

在工廠大量製作時，為避免因生產速度過快，導致液滴無法呈現球狀，可利用控制剪切力，與控制流體方向等工程技術加以改善。綜合上述條件，再搭配射出力道與剪切刀片模具，就可以生成各式形狀與口感的 海藻酸鈉凝膠 ，如：仿海藻脆絲、髮菜、素魚翅、素海蜇皮，以及仿魚子醬等多樣化食品。

除了料理，也來參一腳減塑行動

為了減少寶特瓶與塑膠的使用量所研發的 Ooho 可食用水球，也運用了晶球技術的原理。

每顆裝有 20-150ml 的水，包覆在雙層可食用膜中，雙層可食用膜的主要成分為氯化鈣及海藻酸鈉。為了盛裝較多水量，一開始會先將水冷凍後，沾附氯化鈣溶液，再與膠體溶液反應形成包覆膜，待解凍後，即可完成一個個方便攜帶，不用塑料包裝的水球了。其中，外層膜可防止汙染，食用方式可直接吞入，吸食裡面的水分，或是將外膜撥開後吞入。

研發團隊目前與大型活動如博覽會，音樂祭，馬拉松等配合，減少寶特瓶與盛裝用的紙杯、塑膠杯的浪費；近期也應用於裝載果汁，醬料與雞尾酒等。雖然要完全替代塑膠包裝，還有許多像是保存期限、裝載量、在沒有額外包裝的情況下，是否堅固與方便攜帶，以及是否能夠大量運輸等問題尚待解決，但這只是個開端，期望未來能有更多的應用。

日益精進的微膠囊技術：除了褐藻酸鈉以外，還有……

除了上述所說的分子料理與食品外，這種凝膠特性在食品業還有更多發展空間。「微膠囊」可以當作一種微粒包裝技術，藉由不同的高分子聚合物當壁膜，包覆著固體、液體或氣體之核心材料。根據不同壁膜的厚度與性質，能夠改變溶解度與分散性、讓液體形式的食品可以轉變為固體、降低揮發性、保護機能活性、防止營養物質損失，以及增加吸收效率等功能，廣泛應用於醫學，食品，藥品與化妝品工業中。

食品中常見的壁膜材料除了褐藻酸鈉外，可依照材質特性分為：

• 水溶性膠體：洋菜、紅藻膠、卡拉膠、三仙膠等
• 纖維素衍生物：羧甲基纖維素
• 蛋白質類：吉利丁、膠原蛋白等

有些微膠囊技術（如：微流道技術）雖然在實驗室或中間型工廠開發成功，卻因製造成本過高而難以在食品業界量產，不過在生醫藥領域仍有持續開發的優勢。目前多應用於製作固化香料、酸味劑、天然色素、營養劑、益生菌，與風味調味料等。

分子料理與食品科學的相輔相成

圖／pixabay

分子美食學——用科學的方式，理解食材分子經過烹調的科學原理，運用所得的經驗和數據進行再創造，除去料理迷思，事半功倍做出的料理。

分子美食學最開始的發起者並非職業廚師，而是由化學家 Herve This 和物理學學者 Nicholas Kurti 所創立。雖然料理說白了，就是一連串的物理反應和化學作用，但是美好的飲食饗宴，卻來自料理者對於美味的執著。

在食品業，因為「假魚子」遭受抨擊的晶球技術，用於分子料理卻廣受歡迎，亞德里亞公開食譜的方式，或許也是另一種讓民眾接受度提高的原因之一。即使在科學家眼中，分子料理屬於食品科學的一部分，但往往食品工廠誕生的食品卻常止於製造出來而已，對於建立與消費者溝通的橋梁，與了解消費者需求這部分，不可否認，分子料理提供了更好的五感體驗，這也是食品科學可持續進步的新方向。

參考文獻

• 黃玉鈴, 蔡豐富, 張修銘, 王文良, & 江伯源. (2012). 海藻酸-“鈣鹽”-微膠囊成型性及粒子品質比較. 農林學報, 61(2), 185-202.
• 詹現璞, & 吳廣輝. (2011). 海藻酸鈉的特性及其在食品中的應用. 食品工程, 1(7).
• Ahirrao, S. P., Gide, P. S., Shrivastav, B., & Sharma, P. (2014). Ionotropic gelation: a promising cross linking technique for hydrogels. Res Rev J Pharm Nanotechnol, 2, 1-6.
• Fu, S., Thacker, A., Sperger, D. M., Boni, R. L., Buckner, I. S., Velankar, S., … & Block, L. H. (2011). Relevance of rheological properties of sodium alginate in solution to calcium alginate gel properties. Aaps Pharmscitech, 12(2), 453-460.
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• The Making of Sodium Alginate and Its Surprising Uses, Alginic Acid
• Spherification
• 利用微流道操控技術生成褐藻酸鈣微粒子作為奈米金載體之研究
• Notpla

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