食品膨鬆劑的分類及用途

隨著社會的發展、食品科技的進步，人民生活水平的不斷改善和提高，人們對於食品已超越對“量”的要求，轉而投向到“質”的追求。膨鬆劑做為食品加工行業中，特別是麵點中必不可少的添加劑，其研究與發展已成為一項不可忽視的項目專題。本文主要專注於介紹膨鬆劑的基本情況，分類及其新的發展。通過膨鬆劑在食品行業中的應用情況及膨鬆劑各方面的新型配方得出:充分提高產品的膨鬆效果，研究、開發和推廣出能替代明礬的安全、高效、方便的蛋糕專用無鋁複合膨鬆劑，具有十分重要的意義。無鋁膨鬆劑在食品中的使用範圍將會逐漸擴大，並最終取代有鋁膨鬆劑。

一、膨鬆劑的概念及作用

1.1概念：

膨鬆劑（包括酵母）又叫發粉、疏鬆劑、麵糰調節劑等，在我國食品添加劑屬第6類，膨鬆劑可使麵糰膨發，體積脹大，形成鬆軟的多孔組織，柔軟可口易消化吸收，並呈現良好的風味，是決定麵包、饅頭、蛋糕、餅乾食品體積的重要添加劑。其作用機理是：當把膨鬆劑調合在麵糰中，在高溫烘焙時受熱分解，放出大量氣體，使製品體積膨鬆，形成疏鬆多孔的組織。

1. 2作用：

膨鬆劑不僅能使能使食品體積膨大，這主要是因為它使食品產生了鬆軟的海棉狀多孔組織，使其口感飽滿鬆軟；其次，這種海綿狀多孔組組織能使咀嚼時唾液迅速滲入食品的海綿組織中，用唾液分解出食品內的可溶性物質，刺激味蕾，使人們能更迅速的品嚐到該食品的風味;此後食品進入人體的胃器官，疏鬆柔軟的海綿狀的食品組織能使各種消化酶以最快的速度進入其中，如此這般食品就能夠被人體很快的消化和吸收掉，從而避免了食品的營養素在人體消化過程的損

二、膨鬆劑的分類：

膨鬆劑可分為生物膨鬆劑(酵母)和化學膨鬆劑兩大類。其中，化學膨鬆劑可分為鹼性膨鬆劑、酸性膨鬆劑、複合膨鬆劑3類。生物膨鬆劑主要是指鮮酵母、活性乾酵母、活性即發乾酵母等。

2.1生物膨鬆劑的種類

生物膨鬆劑是依靠能產生C02氣體的微生物發酵而產生起發作用的膨鬆劑。

2．1．1老面發酵

老面(又稱老肥、麵肥、老酵頭等)發酵是一種比較原始的發酵方法，它是靠來自空氣中的野生酵母和各種雜菌(主要是乳酸菌等)的發酵作用，由於產酸細菌較多，會使麵糰產生不良的酸味，面發後必須加鹼來中和。而在鹼性條件下維生素則極易被破壞。

2．1．2酵母發酵[1]

酵母是面製品中一種十分重要的膨鬆劑。它不僅能使製品體積膨大，組織呈海棉狀，而且能提高面製品的營養價值和風味。過去食品中大量使用壓榨酵母、鮮酵母，由於其不易久存，製作時間長，現在已被由壓榨酵母經低溫乾燥而成的活性乾酵母替代。活性乾酵母使用時應先用30℃左右溫水溶解並放置10 min左右，使酵母菌活化。

酵母是利用麵糰中的單糖作為其營養物質。它有2個來源：一是在配料中加入蔗糖經轉化酶水解成轉化糖；二是澱粉經一系列水解最後成為葡萄糖。其生成過程為：

2（C6H10O5）n+ 2nH20 n C12H22O11(麥芽糖)

C12H22O11 + H2O 2 C6H10O6（葡萄糖）

C12H22O11（蔗糖）+ H2O

C6H10O6 （葡萄糖）+C6H10O6（果糖）

酵母菌利用這些糖類及其他營養物質，先後進行有氧呼吸與無氧呼吸，產生CO2、醇、醛和一些有機酸。

C6H10O6 + 6O2 6C2O + 6H2O + 2822KJ

C6H10O6 2C2H5OH + 2CO2 + 100KJ

生成的CO2被面團中的麵筋包圍，使製品體積膨大並形成海棉狀網絡組織。而發酵形成的酒精、有機酸、酯類、羰基化合物則使製品風味獨特、營養豐富。利用酵母作膨鬆劑，需要注意控制麵糰的發酵溫度，溫度過高(>35℃)時，乳酸菌大量繁殖，使麵糰的酸度增加。

2.2化學膨鬆劑

化學膨鬆劑分為單一成分膨鬆劑和複合膨鬆劑兩類：

2.2.1單一成分膨鬆劑：

根據其水溶液成鹼性可歸類為鹼性膨鬆劑。常用單一成分膨鬆劑(鹼性)為NaHCO3和NH4HCO3.

(1)碳酸氫鈉 NaHCO3

2 NaHCO3 CO2 + H2O + NaCO3

碳酸氫鈉俗稱“小蘇打”、重鹼、酸式碳酸鈉，形狀為白色小晶體，無臭、味鹼、易溶於水，在水中的溶解度小於碳酸鈉。在潮溼空氣中或熱空氣中，碳酸氫鈉開始逐漸分解，生成二氧化碳和水。溫度加熱到2700℃時，碳酸氫鈉完全分解，失去全部二氧化碳，遇酸強烈分解產生二氧化碳。

由於鈉離子為人體正常需要，一般認為無毒，ADI不作特殊規定。GB2760一2011對碳酸氫鈉的使用規定參見下表。

(2)碳酸氫銨 NH4HCO3.

NH4HC03 CO2 + NH3 +H2O

又稱食臭粉、臭粉、酸式碳酸銨。為白色粉末狀結晶，有氨臭，對熱不穩定。

在食品加工過程中，在食品中殘留不多，因氨氣比重較小，因而比碳酸氫鈉作用大，上衝力較大，故多與碳酸氫鈉合用，互補缺陷。ADI不作特殊規定。但因自身的侷限性對熱不穩定、生成的二氧化碳和氨皆易揮發、易使製品內部及表面呈大空洞。GB2760-2011對碳酸氫氨的使用規定參見下表。

GB2760-2011對碳酸氫鈉、碳酸氫銨在食品中使用的規定

鹼性膨鬆劑的特點可歸納為：價格低廉，保存性較好，使用時穩定性較高。但其膨脹力較弱，缺乏香味，有的還有殘留特殊異味的缺點。

2.2.2複合膨鬆劑：即俗稱的發酵粉、泡打粉、發泡粉。複合膨鬆劑一般由3部分組成：鹼性劑、酸性劑和填充劑。

（1）鹼性劑(碳酸鹽)。也稱膨鬆鹽，主要是碳酸鹽和碳酸氫鹽，常用的是碳酸氫鈉，用量約佔20％～40％，其作用是產生C02氣體。

（2）酸性劑(酸性鹽或有機酸)。[2]也稱膨鬆酸，主要是硫酸鋁鉀、酒石酸氫鉀等，常用的是硫酸鋁鉀(明礬)，用量約佔35％～50％，其作用是與碳酸鹽發生反應產生CO2氣體，能降低製品的鹼性，調整食品酸鹼度，去除異味，並控制反應速度，充分提高膨鬆劑的效能。

①鉀明礬

又稱硫酸鋁鉀、明礬，作為酸性鹽，它可中和鹼性疏鬆劑，產生二氧化碳和中性鹽，並且能控制產氣的快慢，降低膨鬆劑殘留物的鹼性。為無色透明堅硬的大塊結晶或結晶性粉末的八面晶體，無臭，可溶於水；過量使用可致嘔吐，腹瀉。其稀溶液有收斂作用，濃溶液有腐蝕性。本品加熱至 200℃可失去結晶水而成為白色粉末的燒明礬。

②銨明礬

分子式為AlNH4(SO4)2·12H20，又稱硫酸鋁按，銨礬、鋁銨礬。GB2760-2011對銨明礬的使用規定參見下表。

GB2760-2011對鉀明礬、銨明礬在食品中使用的規定

③磷酸鹽

磷酸鹽是具有多功能性、使用廣泛的食品添加劑，在食品加工中廣泛用於各種肉、禽、蛋、水產品、乳製品、穀物產品、飲料、果蔬、油脂以及改性澱粉，添加後對製品品質有明顯的改善作用。磷酸鹽在食品加工工藝中並不直接產生氣體，在焙烤食品中作為複合膨鬆劑中的酸式鹽，與碳酸鹽等作用產生氣體，製成中速發酵粉，能改善麵糰的流變特性，具有產氣均勻，膨鬆度好，產品中氣孔大小均一等優點。其次磷酸鹽還有絡合、緩衝、乳化、與蛋白質作用、調節pH值（使酵母保持最高活性）及補充營養素等功效。

④酒石酸氫鉀

酒石酸氫鉀為白色結晶性粉末，無臭，有愉快的清涼酸味，難溶於水和乙醇，溶於熱水。GB2760-2011對酒石酸氫鉀的使用規定參見下表。

GB2760-2011對酒石酸鉀在食品中使用的規定

（3）填充劑。主要有主要有澱粉、食鹽等，用量約佔10％～40％，其作用是用來控制和調節CO2氣體產生的速度，使氣泡產生均勻，延長膨鬆劑的保存性，防止吸潮、失效，還能改善麵糰的工藝性能，增強麵筋的強韌性和延伸性，亦能防止麵糰因失水而乾燥。

（4）分類：

複合膨鬆劑可根據鹼式鹽的組成和反應速度分類。複合膨鬆劑依鹼性原料可分為三類:

①單一劑式複合膨鬆劑即以碳酸氫鈉與酸性鹽作用而產生二氧化碳氣體。

NaHCO3 +碳酸鹽 CO2 + 中性鹽 + H2O

②二劑式複合膨鬆劑以碳酸氫鈉與其他會產生二氧化碳氣體之膨鬆劑原料和酸性鹽一起作用而產生二氧化碳氣體。

③氨系複合膨鬆劑除能產生二氧化碳氣體外，尚會產生氨氣。

三、複合膨鬆劑的配製原則

⑴根據產品要求選擇產氣速度恰當的酸性鹽。複合膨鬆劑的產氣速度依賴於酸性鹽與碳酸氫鈉的反應速度，不同的製品要求發粉的產氣速度不盡相同。如蛋糕類中使用發粉應為雙重發粉，使製品在焙烤前期和後期都能適當膨脹，速度適中，有良好形態。饅頭、包子所用發粉由於麵糰相對較硬，需要產氣較快。而像油條類油炸食品，需要常溫下儘可能少產氣，遇熱產氣快的發粉。

⑵根據酸性鹽的中和值確定碳酸氫鈉與酸性鹽的比例。“ 中和值” 的概念，是指每10 份某種酸性鹽需要多少份碳酸氫鈉去中和，此碳酸氫鈉的份數，即為酸性鹽的中和值。在複合膨鬆劑配製中，應儘可能使碳酸氫鈉與酸性鹽反應徹性底，一方面可使產氣量大，另一方面能使發粉之殘留物為中鹽，保持製品的色、味。因此碳酸鹽碳酸氫鈉的比例在複合膨鬆劑配製中需特別注意。

配製複合膨鬆劑常用酸性鹽的性質

四、複合膨鬆劑的新發展

目前，我國生產並用於麵粉加工的主要是由食用鹼(碳酸鹽)、明礬(硫酸鋁鉀)、澱粉和食鹽等配製而成的複合膨鬆劑，是目前實際應用最多的膨鬆劑。然而，明礬中含有鋁，在生產中若控制不嚴格可導致鋁超標，可致老年痴呆症，造成腦、心、肝、腎和免疫功能的損害。根據我國《食品添加劑使用衛生標準》(GB2760-2011)規定，以麵粉為原料，經蒸、炸、烘烤加工製成的面制食品中，鋁的殘留量應≤100毫克/千克。目前，食品安全成為全社會關注的焦點，食品中鋁含量超標早已成為國家、學者關注的話題，許多學者開始研發高效、安全、方便的無鋁膨鬆劑，從而規避鋁鹽對人體健康的傷害作用。市場上也已悄然出現這種產品。

4.1新型無鋁膨鬆劑的研究進展

以下為部分文獻中，各方學者研究的新型複合膨鬆劑的成果及配方。

餘蕾【3】在其《無鋁複合膨鬆劑在蛋糕中的開發及應用研究》中得出新型打蛋糕用膨鬆劑配方為：碳酸氫鈉添加量為29.5%，檸檬酸添加量為8.5%，酒石酸氫鉀添加量為11.4%，磷酸二氫鈣添加量為4.2%，葡萄糖酸-δ-內酯添加量為14.8%，蔗糖脂肪酸酯添加量為16.6%，食鹽添加量為15%。而且還通過單因素試驗確定了該無鋁複合膨鬆劑在蛋糕中的最佳添加範圍為2.0 %~ 2.25%。並將此配方與市售的含鋁膨鬆劑進行對比試驗，結果顯示此無鋁膨鬆劑的效果良好，並將此配方應用到生產中獲得了良好的生產效果。

曾永青等【4】在其《速凍米麵食品膨鬆劑研究》中對速凍米麵食品膨鬆劑的研究及其生產工藝的探索，得出速凍米麵食品膨鬆劑採用的新型配方為：碳酸氫鈉32%，檸檬酸9%、內酯7%，VC 0. 5%、植物膠體7. 5%，碳酸鈣10%，應用效果好，產品完全符合復配食品膨鬆劑國家標準的要求。

在油炸麵食品(例如油條)中的應用方面。薛惠嵐等【5】經試驗證明了無鋁複合膨鬆劑的研究是可行的，並得出在油炸麵食品中無鋁膨鬆劑的最優配方，同時也指出，無鋁複合膨鬆劑雖然也可適用於其它焙烤食品，就專用膨鬆劑而言，還需對其配方進行調整。王慶鳳等【6】通過研究復配出以磷酸鹽與其它輔助原料配製而成的新型無鋁油條複合膨鬆劑，不僅能取代傳統的“明礬法”炸制油條，而且省時方便，還含有鈣、磷等營養元素，安全可靠，有利於人體健康，既是膨鬆劑，又是營養劑。董少華【7】等也通過試驗得出了以碳酸氫鈉、碳酸氫銨、葡萄糖酸-δ-內酯、酒石酸氫鉀、磷酸二氫鈣復配而成的無鋁油條複合膨鬆劑，其實驗也表明了複合無鋁膨鬆劑完全可以取代傳統的“明礬”膨鬆劑，不僅由於其中不使用明礬，避免了含鋁物對人體的損害，而且該無鋁膨鬆劑還可彌補利用明礬生產出的產品的缺陷，提高了產品的質量。王宏、丁玉勇【8】也對無鋁新型複合膨鬆劑代替傳統的礬鹼鹽膨鬆劑試製油條進行了研究，選用不含鋁和銨的化學膨鬆劑進行復配，並在麵糰中添加12%雞蛋，利用雞蛋的乳化作用，改善麵糰的特性，以改善油條的質感和色澤。

以上研究將原本的含鋁的酸式鹽替換成了葡萄糖酸-δ-內酯、酒石酸氫鉀、磷酸二氫鈣、檸檬酸等。是無鋁膨鬆劑中的酸性鹽的新選擇。同時，由於無鋁複合膨鬆劑不需發酵、不需放置等特點，所以生產工藝大大被簡化，生產週期也相應縮短，從而提高了經濟效益；可節省1/3至1/2的油和糖。甚至全部不放油，可達到理想的效果，從而大大降低成本，並適應低脂肪的趨勢；對油條麵糰、麵粉有乳化漂白作用，成品乳白美觀，風味口感好，滿足現代人對“質”的要求。

4.2無鋁複合膨鬆劑的主要特性【9】

（1） 應用範圍廣沒有限量要求，可在生產中按需要適量加入，不存在因過量使用而危害食品安全的問題。

（2） 合理調節了CO2氣體的產生速度和產生量利用檸檬酸、酒石酸等酸性物質代替明礬，使食用鹼在遇酸受熱時能即時產生強烈反應。加快CO2 氣體的產生，其膨鬆效果甚至超過使用明礬的效果。

（3） 口感佳，加工性能良好。為了改進直接加酸會在瞬間就產生大量CO2 氣體而影響食品質量的缺點，在冷凍米麵製品膨鬆劑中還使用了葡萄糖酸-δ-內酯等慢速酸性物質，用以調整食品酸鹼度，控制膨鬆劑的產氣速度。使成品產生細密均勻的氣孔，組織柔軟而膨鬆。

（4） 具有抗氧化和抗老化作用，能延長食品的貨架期葡萄糖酸-δ-內酯具有抗氧化作用，尤其適用於油炸類食品，而且葡萄糖酸-δ-內酯在加熱時會產生水解作用而呈酸性，用以配製膨鬆劑，也能使食品口味良好，組織細密；L- AP 是一種耐高溫的抗氧化劑，在油炸、蒸煮、焙烤的高溫條件下損失很少，能在食品中起到抗氧化和強化營養的作用，有效延長食品的貨架期；單甘酯是一種乳化劑，用於麵包、麵點的生產中能起抗老化作用，用於餅乾加工中能提高餅乾的起酥性，用於油炸食品中能使食品體積比不添加時明顯增大，大大提高食品的質量。

（5） 多功能性新的膨鬆劑配合添加L-AP、碳酸鈣及大豆磷脂等，具有膨化、抗氧化、抗老化、強化營養等多種功能。

五、小結

在多種關於食品膨鬆劑的調查過程中，有鋁膨鬆劑由於成本低的原因在食品中仍在廣泛的應用，無鋁複合膨鬆劑由於其成本相對較高的原因未得到廣泛的推廣和應用。但各企業的技術負責人一致認為：隨著食品質量要求的越來越高，應大力研究、開發和推廣能替代明礬的安全、高效、方便的無鋁複合膨鬆劑，滿足消費者的需求。

隨著社會的進步，經濟水平的提高，人們對食品安全的問題更加關注，對食品安全的要求也越來越高，相信無鋁複合膨鬆劑由於其自身的優點將會成為來食品膨鬆劑的主要發展趨勢，將逐步成為食品企業使用膨鬆劑的首選，最終將取代有鋁膨鬆劑，在食品中得到大範圍的推廣和應用。

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