:::

產業技術評析

食品質地設計發展及應用趨勢
發表日期:2020-08-05
作者:蕭宜庭、陳麗婷(食品所)
摘要:
食品質地設計已成為國際食品飲料創新及價值展現的新顯學。本文研析近期國際食品質地研究的發展動向及不同應用案例,供各界參考及運用。

全文:

食品質地設計已成為國際食品飲料創新及價值展現的新顯學。透過食品結構的解構與建構,連結消費者食用行為的生理機制及心理感知,強化消費者對健康營養及愉悅體驗的追求及滿足,質地設計成為新世代食品價值創造的重要對策方向,不斷系統提升及革新。本文研析近期國際食品質地研究的發展動向及不同應用案例,供各界參考及運用。
 

一、科技動因:口感可科學系統解構進而設計應用
 

1.食品結構與生理反應串接可能且有意義:食品質地研究涉及範圍廣泛,主要是食品結構與人體生理反應的串接。食品結構的研究,重點在食品物理、機械性質與微結構;如食品為多成分組成的非均質狀態,型態及構造取決於多種成分及分子間的交互作用;食品常見的質地描述用語,包括內聚力與硬脆、韌實等感知;或粒子形狀則可能帶來多纖維感、細絲感等。人體生理反應的研究,重對生理與心理感官知覺探討,及模擬食物在口腔質地變化的定量表現等;借助口腔醫學相關儀器與專業技術,食品拿取、攝食過程產生的觸覺,咀嚼過程中口腔內唇、齒、舌、上顎,是食品黏滑、粗糙、濃稠到酥脆等質地感受的來源;食品風味及香氣物質的釋放,又可透過牙周、腱梭等肌肉受器在咀嚼時肌長度與力量等變化,觀測、評估及設計。
 

2.質地結構開展有價且正被系統開創:有明確的消費需求支撐,國際食品結構及機能特性開發,正系統開展其應用價值。如明治大學透過食品構造工學系統解析成分結構、咀嚼與口感間的機制,將「嚼勁」與「良好融化口感」等感官描述用語以黏性、摩擦力等物理性質參數定量;透過咀嚼模型,圖像化質地與口感認知間的關係,讓有效率的配方設計為消費者創造更高層次且美味的產品。美國食品原料公司Motif FoodWorks 2020年宣布與伊利諾大學芝加哥分校及厄巴納-香檳分校合作,透過化學與機械工程研究能量,引入流變研究強化植物基食品的質地修飾及風味遮蔽效果,提升植物肉及植物奶的感官體驗。應用至健康照護及醫療食品,包括針對高齡者及吞嚥困難族群導入質地規格,擴展產業生態圈;如全球高齡化程度最高的日本,其農林水產省推動的Smile Care食制度,定義出介護預防、咀嚼困難與吞嚥困難三大類型之餐食食品,截至2020年3月亦已有近兩百項產品取得標章認證。澳洲數家公協會推動的國際吞嚥困難飲食標準,亦將質地架構及概念導入包裝食品及相關服務設施。
 

二、重點特色:食品質地設計開發關鍵4件事
 

1.關鍵介質掌握:了解食品成分特性,善用介質創造食品質地差異,是質地設計研發的基本。高分子原料如澱粉、蛋白質、脂肪等,在混合、加熱、冷卻等過程中,依其分子特性會形成不同的構造(表1)。透過糖或氣體為食品帶來多元口感。加入添加物如膨脹劑、黏稠劑等,改善質地。站在食品科技的角度,不同介質在微結構中的角色,產品數據及配方資料庫建置,是質地設計的重要根基。
 

表1 常見食品成分在質地中扮演的角色
成分 功能 應用案例
食品原料 澱粉 結構性、粘性、凝膠性、粘附粘合性、保水性、成膜和增進產品均勻性等 珍珠:修飾澱粉使珍珠維持Q彈
蛋白質 結構性、保水性、凝膠性、乳化性等 植物肉:透過不同種類植物蛋白配方,產品呈現不同質地
脂肪 油滑感、融化性、協助釋放呈味和氣味物質等 巧克力:口中融化時柔順口感
增量性、黏稠性、增進泡沫穩定性等 烘焙產品:延緩澱粉老化,使烘焙產品保持柔軟
氣體 於液體攪打混入氣泡,可獲得柔軟或硬韌等不同口感變化 舒芙蕾:蛋白泡沫於烘烤時氣體膨脹,使舒芙蕾質地蓬鬆
添加物 膨脹劑 在食品加工過程中受熱分解,可產生氣體,使烘焙產體產生膨鬆特性 烘焙產品:使麵糰膨發,形成緻密多孔組織,從而使製品具有膨鬆、柔軟或酥脆
結著劑 與金屬離子螯合,增進結合性、黏彈性、保水性等 肉類、魚丸:使肉質結著力佳,富有黏彈性
乳化劑 增加油、水乳化系統的安定性,讓食品中無法相互均一混合之原料乳化 沙拉醬:雞蛋中的卵磷脂作為乳化劑,讓油與水呈安定乳化狀態,不會分離
粘稠劑(糊料) 賦予食品黏稠特性,使產品增加黏彈感及防止液態食品分層,有安定品質的效果 無麩質麵包:加入刺槐豆膠等水合膠體,增進產品體積及口感

資料來源:食品所ITIS團隊分析整理(2020/08)
 

2.新興質地修飾技術導入:高壓處理、脈衝電場、電漿處理等非熱加工應用,可軟化食品質地同時保有營養價值。3D列印、電紡絲等新興技術持續發展,則為質地建構帶來更多精進空間,包括讓植物肉或細胞培養肉具有仿肉肌束的纖維質地。如以色列Alt-Steak開發3D列印植物性牛排,精確排列替代肌肉、脂肪、天然色素及風味等物質,設計質地、風味及香氣。
 

3.產品不抵觸健康機能加值的本質:質地設計價值不僅口感體驗,許多研究正深掘其與機能性素材連結的價值表現。如根據Fluminense Federal大學2020年發布之研究,益生菌代謝物跟益菌生是重要機能成分外,更可用於質地修飾,預防澱粉產品離水、強化烘焙產品體積、加強飲料產品黏稠度、增進冰淇淋乳脂感等。感官品質提升與機能訴求連結,產品加值空間拉大。
 

4.心理層面與消費者決策充分掌握:影響消費者食品口感判斷的變因多,包括過去飲食經驗、生活環境、年齡及心情等。質地影響消費者感知,相關認知研究相對重要。如英國安格里亞魯斯金大學研究,食品表面質地會影響消費者對食品健康程度的認知;以燕麥餅乾為例,表面紋路明顯的餅乾,消費者認為較健康,但可能較不好吃,購買性較低;紋路不明顯的餅乾有較強的美味認知,購買性也增加;強化健康訴求產品的質地及外觀設計,才能真正讓消費者有健康的飲食選擇。
 

三、國際案例:食品質地設計應用方向多元
 

1.植物基替代等產品質地不斷創新:植物基替代產品積極觸及主張護環保、健康或時尚流行等新興客群。消費者期待試驗植物肉、植物奶的美味質感及仿真的不可思議,讓風味及質地成為植物基產品脫穎而出的關鍵。基於動物性蛋白與植物性蛋白的性質差異,使用植物性蛋白可能需搭配澱粉、果膠、高分子聚合物等成分,或進行蛋白質修飾,增進其凝膠性、穩定化、乳化等結構強度。質地仿真又合乎健康本質,國際廠商投入相關供應鏈環節的新解決方案提供。如DSM推出一系列植物肉產品研發解決方案,訴求利用酵母萃取物創造多汁感受,以結蘭膠強化植物蛋白水合能力等,增益植物肉的結構呈現。其他相似概念開發的產品,包括麵條麵體結構設計或烘焙產品質地設計等,不同產品從關鍵素材的研發,擴大影響下游應用產品的開發,強化食品質地口感的差異化創造,提供消費者不同的選擇。
 

2.減糖不減美味的質地滿足:過多糖分攝取存在健康隱憂,也影響消費者選擇。但糖除賦予食品甜味外,對食品風味及質地呈現亦有多功能角色;降低糖分含量又同時保有風味及質地,是食品研發重要方向及挑戰。如Glanbia透過乳蛋白濃縮物,訴求應用於營養棒等耐咀嚼產品具有黏著劑功能,且可減少50%糖量使用。DuPont推出果膠產品,訴求可增進減糖產品的質地。ADM推出含益生菌的膳食纖維,訴求基底成分為可溶性玉米纖維,可遮蔽甜葉菊苦味,增進產品口感,在餅乾及蛋糕中與其他高強度甜味一起使用,達減糖且有膨鬆效果。
 

3.高齡友善食品系統開發:根據聯合國展望,2050年全球每6人中有1人為65歲以上長者,為2019高齡人口占比之近兩倍。針對高齡族群的營養機能、咀嚼吞嚥等需求進行產品研發,已是許多企業長期發展方向;質地設計是高齡食品開發重要的關鍵技術。如新加坡當地營養公司與樟宜綜合醫院推出不同質地規格的個人份餐食,微波加熱後即可食用,降低細碎餐食製備所耗費的人力及時間成本。日本Kewpie公司開發依咀嚼能力區分為四階段的調理包,但餐食菜色與一般食品一致,要讓高齡者擁有愉悅幸福及可維持營養機能的進食樂趣。日本膳食營養補充業者NUTRI與自動販賣機大廠 APEX合作,推出可調整濃稠度的杯裝飲料自動販賣機,讓醫院及照護場所等場域,高齡及吞嚥困難族群有不同質地差異的安心飲品選擇。
 

4.餐食體驗多元更加分:質地設計可創造出豐富有趣、新奇且美味的口感體驗,為食品及飲料創新帶來更大的表現空間。如巧克力業者Reese 推出一系列巧克力與花生醬搭配之產品,訴求透過不同形狀、軟硬度及比例的巧克力,可深化消費者的探索體驗。日本摩斯漢堡2019年推出的炸蝦漢堡,訴求產品油炸後急速冷凍再回炸的技術應用,即使外帶,消費者咬下去明顯的喀茲聲,可提升酥脆外皮的新食感滿足。日本廠商Satonoyuki推出大豆布丁,訴求滑順結構技術,可將豆漿以兩段式過濾,濾除豆渣,再回添小粒徑大豆粉,讓產品不使用牛奶及雞蛋,仍能口感如布丁平滑柔順。
 

四、結語
 

據食品所ITIS團隊的觀察,2020年全球食品產業向前跨越的八大趨勢路徑,包括「外顯。時代美學」、「感受。體驗冒險」、「翻新。系統替代」、「內蘊。優質追求」、「獨特。探古掘新」、「競局。創新速度」、「追夢。資金效應」及「解方。生態無敵」。食品質地設計本身在「感受。體驗冒險」及「翻新。系統替代」兩趨勢中,即扮演示範且未來將持續強化的重要角色。
 

1.透過質地設計,創造新體驗及冒險感受:「感受。體驗冒險」,如何運用食品提供快樂及冒險的生活體驗,是食品重要趨勢。從最基本的感官開始,在巿場口味開發已較為飽和的環境下,豐富咀嚼體驗的新食感及新口感,創造產品來自口感、原料、味道、香氣、形狀等5大元素的味覺感受;不論柔軟、酥脆、強調原料氣味、剝開有流汁的快感或各式新奇吃法等,都是創新突破點。但若僅體驗僅來自於產品本身,加值效果有限;產品外不同情境及具新意的目標受眾TA等設計及故事舖陳,豐富消費者生活及飲食體驗的價值將更為廣大。透過巧思奇想,食品可以傳遞更多訊息,創造更多共鳴與互動,讓產品變的不一樣。
 

2.透過質地設計,系統開展科技價值差異:「翻新。系統替代」,替代,代表對現代不滿足與未來新可能間的跨越及改變。滿足甚至進一步創造消費者需求,有脈絡的進行升級替代,為既有產品重新詮釋質地不同的新定義及新價值,不論植物肉、植物奶、麵條或烘焙食品等不同產品的質地設計及精進,或產品進行潔淨標示、減糖、無麩質等升級轉換,仍保有美味質地及口感體驗,背後都代表著產品的技術門檻及科技價值,且可延伸觸足更多的目標族群。隨食品結構、飲食偏好、口腔運作、生理機制及生活模式等多構面系統解構,佐以數位科技導入,食品數據建置,質地規格等制度建立與完備,質地設計技術舖陳及競爭力強化,有深遠的未來性。
 

(本文作者為食品所執行產業技術基磐研究與知識服務計畫產業分析師)


* 點閱數165
更新日期:2020-04-08

回上一頁 回首頁