利用脉冲电场使甜菊苷或者香味成分渗入水果或者蔬菜内部的强化甜味方法及装置
阅读说明：本技术 利用脉冲电场使甜菊苷或者香味成分渗入水果或者蔬菜内部的强化甜味方法及装置 (Method and device for enhancing sweet taste by permeating stevioside or aroma component into fruit or vegetable with pulsed electric field ) 是由 金明渊 于 2021-08-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开强化甜味方法,包括以下步骤：在承装溶解有天然糖或者产生香味的物质的溶液的容器内,维持在至少两个一侧面上设置的高电压脉冲装置电极；在所述高电压脉冲装置电极之间投入水果或者蔬菜的目标物；所述高电压脉冲装置电极接收交流电,并将其转换为高压直流电后储存到作为能量储存装置的电容器中,进行能量充电；如果感测到所述投入的目标物,则利用脉冲产生电路在所述高电压脉冲装置电极对所述充电的能量进行放电并产生脉冲电场；利用所述产生的脉冲电场在所述目标物的细胞膜上形成电位差；以及在预定时间期间维持形成所述电位差的状态直到所述目标物的细胞膜中产生穿孔为止,从而使所述溶液渗入所述细胞膜中产生的穿孔中。(The invention discloses a method for enhancing sweet taste, which comprises the following steps: maintaining high voltage pulse device electrodes disposed on at least two sides in a container holding a solution in which natural sugar or a substance generating fragrance is dissolved; putting a target object of fruits or vegetables between the high-voltage pulse device electrodes; the high-voltage pulse device electrode receives alternating current, converts the alternating current into high-voltage direct current, and stores the high-voltage direct current into a capacitor serving as an energy storage device to charge energy; if the input target object is sensed, discharging the charged energy at the high-voltage pulse device electrode by using a pulse generating circuit and generating a pulse electric field; forming a potential difference on the cell membrane of the target by using the generated pulse electric field; and maintaining the state where the potential difference is formed until a perforation is generated in a cell membrane of the target object during a predetermined time, thereby allowing the solution to permeate into the perforation generated in the cell membrane.)
技术领域
本发明涉及利用脉冲电场使甜菊苷或者香味成分渗入水果或者蔬菜内部的技术。
背景技术
在现有技术中，作为强化甜味且提高水果糖度的方法包括：将红糖、果糖、提纯白糖制得的蔗糖(saccharose)、葡萄糖中的至少一种溶于水中制备溶液，并在果实收获之前将提高水果糖度的溶液撒播或放入土壤的方法(例如，日本专利公开公报第2002-345340号，以下称为专利文献1)，或者包含乙烯(ethylene)气体吸附剂的果实袋(例如，日本专利公开公报第2000-37142号，以下称为专利文献2)。
然而，专利文献1中记载的提高果实糖度的溶液及专利文献2中记载的果实袋皆用于收获之前而不是用于提高收获后果实的糖度。此外，专利文献2中记载的果实袋中由于吸附乙烯气体因此可通过抑制果实生成乙烯，可避免酸化，但是由于过度地抑制乙烯的生成，抑制果实成熟，因此存在使口感降低的问题。
此外，通常为了强化甜味而使用的果实糖度提升方法虽然能够提供优异的甜味特性，但是由于糖和能量含量高因此不适于以大部分时间坐着办公且对能量敏感的现代人。
西红柿作为收获后糖度低的代表性的蔬菜，具有丰富的抗氧化物质即潘茄红素和β-胡萝卜素等，如果一周内食用10个以上则可降低前列腺癌发生率45％，具有显著的抗癌效果和增加针对流感病毒的抵抗力的效果。但是这种西红柿由于糖度为4.1至5.5brix，低于约13brix的香瓜、13至21brix的葡萄、13至14brix的苹果，因此存在味道不佳的问题。由于该原因，韩国人每人每年西红柿消费量为7kg，明显低于希腊人的140kg。通常，在食用西红柿等糖度低的蔬菜或者水果时，一般会添加食盐或者白糖，或者添加甜叶菊白糖，所述甜叶菊白糖通过加工从作为一种香草的甜叶菊叶中提取的甜菊苷(stevioside)而制成。但是现实情况是，上述的食盐或者白糖不仅存在能量问题而且因过度食用钠及糖导致健康不断出现问题。
为了解决该
背景技术
中存在的问题，急需开发一种对于收获后的低糖度的蔬菜或者水果，在不损伤其表面的情况下仍能强化甜味的技术。【在先技术文献】
【专利文献】
日本专利公开2002-345340号
日本专利公开2000-37142号。
发明内容
【技术问题】
本发明的目的在于，提供一种在不损伤表面的情况下通过将甜菊苷渗入收获后糖度低的蔬菜或者水果的内部从而可强化甜味的水果或者蔬菜的强化甜味方法。
本发明的目的在于提供一种甜味得到强化的水果或者蔬菜。
【技术方案】
根据一实施例的强化甜味方法，可包括以下步骤：在承装溶解有天然糖或者产生香味的物质的溶液的容器内，维持在至少两个一侧面上设置的高电压脉冲装置电极；在所述高电压脉冲装置电极之间投入水果或者蔬菜的目标物；所述高电压脉冲装置电极接收交流电，并将其转换为高压直流电后储存到作为能量储存装置的电容器中，进行能量充电；如果感测到所述投入的目标物，则利用脉冲产生电路在所述高电压脉冲装置电极对所述充电的能量进行放电并产生脉冲电场；利用所述产生的脉冲电场在所述目标物的细胞膜上形成电位差；以及在预定时间期间维持形成所述电位差的状态直到所述目标物的细胞膜中产生穿孔为止，从而使所述溶液渗入所述细胞膜中产生的穿孔中，其中，甜菊苷以不破损目标物表面地渗入其内部。
根据一实施例的溶液可为以预设浓度溶解有甜菊苷(stevioside)、健康辅助成分或者产生香味成分的物质的溶液。
根据一实施例的水果或者蔬菜为西红柿，在所述使溶液渗入的步骤中，所述电位差在0.1μs-10μs期间从10mV提高至1V，直至所述目标物的细胞膜中产生穿孔为止，使细胞膜在所述1V上产生穿孔。
根据一实施例的强化甜味装置，包括：容器，其承装溶解有天然糖或者产生香味的物质的溶液；高电压脉冲装置电极，其位于所述容器内且设置在至少两个一侧面上；传感器，其用于判断所述高电压脉冲装置电极之间是否投入有水果或者蔬菜的目标物；高电压脉冲生成部，当有所述目标物投入时控制所述高电压脉冲装置电极，使其产生高电压脉冲；充电部，通过所述产生的高电压脉冲提供交流电，并将其转换为高压直流电后储存至作为能量储存装置的电容器中，进行能量充电；以及高电压脉冲电场施加部，如果感测到所述投入的目标物，则利用脉冲产生电路在所述高电压脉冲装置电极对所述充电的能量进行放电并产生脉冲电场(Pulsed Electric Field，PEF)，通过产生的脉冲电场，在所述目标物的细胞膜上形成电位差，如果直至所述目标物的细胞膜上产生穿孔为止形成所述电位差，则所述溶液渗入到所述细胞膜上产生的穿孔中。
根据一实施例的所述溶液可为以预设浓度溶解有甜菊苷(stevioside)、健康辅助成分或者产生香味成分的物质的溶液。
根据一实施例的水果或者蔬菜为西红柿，所述高电压脉冲电场施加部在0.1μs-10μs期间使所述电位差从10mV提高至1V，直至所述目标物的细胞膜中产生穿孔为止，进而使细胞膜在所述1V上产生穿孔。
【有益效果】
根据一实施例，强化水果或者蔬菜甜味的方法利用简单的方法在不使水果或者蔬菜表面破损的情况下，可向收获后糖度低的蔬菜或者水果的内部渗入甜菊苷来提高甜味。
根据一实施例，强化水果或者蔬菜甜味的方法可容易调节水果或者蔬菜的甜度，从而能够多层次地满足消费者的喜好。
根据一实施例，通过强化水果或者蔬菜甜味的方法不使水果或者蔬菜表面破损的情况下仍能够强化甜味，从而具有产品性十分优秀的效果。
根据一实施例，在不提高水果或者蔬菜的热量及糖度的情况下只强化其甜味，从而具有有益于健康的效果。
附图说明
图1是根据一实施例的用于说明强化目标物甜味的装置的示图。
图2是根据一实施例的用于更具体地说明强化目标物甜味的装置的PEF施加装置的示图。
图3是根据一实施例的用于说明以水果或者蔬菜中的西红柿为对象通过脉冲电场使细胞壁及细胞膜穿孔的方式的示图。
图4是根据一实施例的以水果或者蔬菜中西红柿为对象基于电场脉冲频率及次数的甜叶菊渗透量(EC浓度)的曲线图。
图5是根据一实施例的用于更具体地说明强化水果或者蔬菜甜味的方法的示图。
具体实施方式
下面，将参照附图对实施例进行详细说明。但是，权利要求范围不受该实施例限制或者限定。各附图中图示的相同附图标记表示相同的构件。
图1是根据一实施例的用于说明强化水果或者蔬菜等目标物甜味的装置100的示图。
利用强化甜味装置100强化水果或者蔬菜等的甜味的方法简单，在不损伤水果或者蔬菜等表面的情况下，收获后糖度低时可通过向蔬菜或者水果的内部渗入甜菊苷来强化甜味。
为此，根据一实施例的强化甜味装置100可包括基于高电压脉冲生成部130的触发而驱动的PEF施加装置120。
此外，PEF施加装置120可包括容器、高电压脉冲装置电极、传感器，在稍后的图3中进行更具体的说明。
再次参照图1，如果水果或者蔬菜经超声波洗涤110过程被洗干净，则可投入到PEF施加装置120中。
PEF施加装置120感测水果或者蔬菜的进入，此时，高电压脉冲生成部130可利用脉冲产生电路将充电的能量向向水果或者蔬菜进行放电并产生脉冲电场(Pulsed ElectricField，PEF)。
此外，以一定强度以上维持PEF一定时间的同时可在目标物的细胞膜上形成电位差。
随着维持所形成的电位差一定时间，目标物的细胞膜上可形成穿孔。然后，溶解有目标物的溶液可渗入细胞膜上产生的穿孔中。
另外，在本发明中，作为一实施例的目标物使用了西红柿，而且为了使溶液渗入西红柿内部，根据本发明的PEF施加装置120在0.1μs-10μs期间将所述电位差提升到10mV至1V，直至西红柿的细胞膜上形成穿孔为止，并维持该电位差以使细胞膜上产生穿孔。
为此，溶液可解释为以预设浓度溶解有甜菊苷、健康辅助成分、香味成分等物质的液体。
例如，甜菊苷(stevioside)为从作为香草的一种类的甜叶菊中提取的物质，可提供高于白糖300倍的甜味却不能被人体吸收而排出，是无糖度的天然调味料。作为将这种甜菊苷渗入收获后的低糖目标物中的方法，例如利用注射器使甜菊苷渗入的方法或者将目标物切开后将甜菊苷渗入等各种方法正在研究中。
图2是根据一实施例的用于更具体地说明强化目标物甜味的装置的PEF施加装置200的示图。
甜菊苷(stevioside)为从作为香草的一种类的甜叶菊中提取的物质，可提供高于白糖300倍的甜味却不能被人体吸收而排出，是无糖度的天然调味料。为了将甜菊苷(stevioside)渗入目标物，无需切开或者利用注射器进行注射，而是通过将甜菊苷(stevioside)溶解在水中，并利于脉冲电场将目标物的细胞壁和细胞膜打开，从而可将甜菊苷(stevioside)注入目标物内部。
由此，可加工得到包括高甜度的西红柿在内的目标物，从而可提升消费量。
PEF施加装置200包括容器230和高电压脉冲装置电极210、220，所述高电压脉冲装置电极210、220靠近容器，可以指至少两个一侧面上设置的电极。此外，传感器可通过判断高电压脉冲装置电极之间是否存在目标物，当有目标物投入时控制所述高电压脉冲装置电极，使其产生高电压脉冲。
图3是用于说明通过脉冲电场使细胞壁及细胞膜穿孔的方式的示图。
如图3所示，本发明图示了通过脉冲电场(Pulsed Electric Field，PEF)方式加工得到作为目标物的一实施例中的西红柿的方法。
本发明作为在包括西红柿在内的目标物中添加甜味、香味或者药用成分的技术，通过在表面产生脉冲电场(Pulsed Electric Field，PEF)来打开细胞膜和细胞壁，并使溶解的甜菊苷(stevioside)渗入到内部，从而可加工得到具有甜味的西红柿或者目标物。
为了将溶于水中的甜菊苷(stevioside)渗入西红柿或者目标物中，本发明包括高电压脉冲生成器、电极板、西红柿或者目标物投入部及排出部。
本发明将西红柿放入溶解有甜菊苷(stevioside)且设置有电极板的水槽中，之后施加高电压脉冲0.1μs-10μs，使细胞壁和细胞膜产生穿孔，进而使溶于水中的甜菊苷(stevioside)渗入穿孔中。
在装载目标物的步骤中，作为强化甜味的目标物，其种类只要是需要强化甜味的均可使用，该种类可变形为其他种类。
例如，甜菊苷对糖度低的蔬菜或者水果如西红柿效果更加。
能够使甜菊苷更加有效地渗入目标物的内部。
含有甜菊苷的溶液可以是在1L水中混合0.5至5g甜菊苷的溶液。
上述周期的次数过少时，目标物的甜味几乎没有变化，相反，所述周期的次数过多时，可能会产生作为目标物的水果或者蔬菜破裂或者表面破损的问题。
此外，为了保持目标物的新鲜度，强化甜味装置100的内部温度或者溶液的温度优选保持在25℃至30℃的温度范围。
图4是以目标物的一实施例的西红柿作为对象基于电场脉冲频率及次数的甜叶菊渗透量(EC浓度)的曲线图400。
曲线图400显示脉冲每次发生50次-100次的同时每次脉冲产生时间为0.1μs-10μs时的EC浓度变化量的测定结果。
进行测定的结果，当产生1-3次的高电压脉冲电场时，是细胞壁和细胞膜开始穿孔的区间，当产生4-7次的高电压脉冲电场时，是甜菊苷(stevioside)渗入细胞壁和细胞膜的穿孔的区间。
在设置EC传感器之后，在脉冲电场板(+)极与(-)极之间投入西红柿，产生高电压脉冲并形成电场，并且使甜菊苷(stevioside)渗入西红柿，同时通过测定EC值的结果可知，EC浓度测定值从208ppm降到150ppm，并通过形成高电压脉冲电场对细胞壁和细胞膜穿孔，甜菊苷(stevioside)通过穿孔渗入西红柿内部。
如下表1显示甜叶菊渗入前/后的EC浓度的测定值。
原物EC浓度相当于甜叶菊渗入前的EC浓度，经甜叶菊加工的EC浓度相当于甜叶菊渗入后的EC浓度。
[表1]
用EC水质浓度检测仪(制造商：株式会社lightcom，型号：HD416)测定，甜味强化的西红柿的电导率(electrical conductivity(EC))可在145至160μs/cm范围。这是由于甜菊苷渗入西红柿内部使西红柿浓度变大，从而使电导率变得相当低。更具体地，可确认的是低电导率的西红柿具有更多的甜味，进而期待能够提供适合消费者喜好的西红柿。
因此，本发明通过将甜菊苷(stevioside)溶液渗入甜味不足的西红柿或者目标物的内部，从而可加工得到可口的目标物。
图5是根据一实施例的用于更具体地说明强化目标物的甜味的方法的示图。
在根据一实施例的强化目标物甜味的方法中，在承装溶解有天然糖或者产生香味的物质的溶液的容器中，可维持至少两个一侧面上设置的高电压脉冲装置电极(步骤501)。
例如，含有甜菊苷的溶液可使用在1L水中混合0.5至5g比例的甜菊苷的溶液，从而能够进一步提高上述效果。
此外，在根据一实施例的强化目标物甜味的方法中，在高电压脉冲装置电极之间可投入水果或者蔬菜的目标物(步骤502)。
步骤502可理解为是装载目标物的步骤，在装载目标物的步骤中作为需要强化甜味的目标物，水果或者蔬菜的种类只要是需要强化甜味的均可使用。例如，在西红柿等糖度低的蔬菜或者水果中使用时有效更加。
在根据一实施例的强化目标物的甜味的方法中，高电压脉冲装置电极接收交流电并将其转换为高压直流电之后储存到作为能量储存装置的电容器中，进行能量充电(步骤503)。
此外，在根据一实施例的强化目标物甜味的方法中，如果感测到投入的目标物，则利用脉冲产生电路在所述高电压脉冲装置电极中对所述充电的能量进行放电并产生脉冲电场(Pulsed Electric Field,PEF)(步骤504)。
在根据一实施例的强化目标物甜味的方法中，可通过产生的脉冲电场在所述目标物的细胞膜上形成电位差(步骤505)。
在根据一实施例的强化目标物的甜味方法中，在预定的时间维持所述形成电位差的状态，直至目标物的细胞膜上产生穿孔为止，进而可使所述溶液渗入所述细胞膜上产生的穿孔中(步骤506)。
这种在目标物中渗入溶液的过程还可以反复进行多个周期。但是，当周期的次数过少时，目标物中无明显的甜味变化，相反，当周期的次数过多时，作为目标物的水果或者蔬菜可能发生破裂或者表面破损的问题。
此外，为了保持目标物的新鲜度，甜味强化装置100的内部温度或者溶液的温度优选保持在25℃至30℃的温度范围。
由此，如果利用本发明，则强化目标物甜味的方法可通过简单的方法在目标物表面不破损的情况下，可向收获后的糖度低的蔬菜或者水果的内部渗入甜菊苷以实现提高甜味的效果。
此外，如果利用本发明，则强化目标物甜味的方法可容易调节目标物的甜度，从而能够多层次地满足消费者喜好的效果。
即，根据本发明，通过强化目标物甜味的方法进行甜味强化的目标物在表面不破损的情况下甜味得到强化，从而具有产品性十分优秀的效果。此外，在不提高目标物的能量及糖度的情况下只强化甜味，从而具有有益于健康的效果。
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