一、食品膨松剂概述
人们常说，色、香、味、形是食品吸引人的关键所在，然而口感对食物魅力的贡献也不可小看。人类天然地喜欢吃口感柔软或松脆的食物，所以柔软的面包和蛋糕、松脆的饼干总会使人爱不释口。它们之所以能够拥有美妙的口感，其实全在于其中的膨松剂作用。
一次常规实验研究意外发现虾条薯片等膨化食品里的新问题
2005年年底，中国农业大学食品学院组织了一次膨化食品专项教学实验，却发现了一个以前从未遇到过的问题：为数不少的膨化食品中含有对人体有害的物质—铝。
这次实验随机选择了20种膨化食品，都是在市场上销量比较好的产品，产品范围覆盖了 福建、上海、天津等膨化食品的主要产区。
把实验的膨化食品铝残留量和相关的国家标准进行了比对，发现在这20个被测样品中，竟然有7个样品的铝残留量超过了国家标准的规定。
超标的产品包括了虾条、芝士条、龙卷果和豌豆脆等市场上主流的膨化食品。
胡小松教授是此次膨化食品教学实验的主要负责人。他告诉记者，这样的结果在以往的实验中从来没有出现过，他们也感到十分惊讶。
胡小松教授说，“如果大量食用铝超标的食品，会对人体细胞的正常代谢产生影响，会引发记忆力衰退，引发老年痴呆。过量食用铝超标食品会严重影响儿童的智力发育过程。”正因为铝对人体的严重危害，我国的国家标准规定，食品中铝的含量不得超过0.1克/千克。
那么，究竟是什么原因造成华元公司生产的膨化食品铝含量超标呢？
从膨化食品的生产过程进行分析，可能造成铝超标的原因有两种：一种可能是加工使用的容器，另一种可能是生产的原料。
该厂在生产过程中没有使用铝制的工具和容器，因此排除了生产设备造成铝污染的可能性。
调查人员把目光盯在了膨化食品的主要生产原料上。然而检测分析发现，面粉、淀粉等主要原料几乎都不含铝。
检测范围再一次扩大，对所有与膨化食品有关的辅料和添加剂也进行分析。
结果表明，膨化食品使用的食品包装袋是一种铝制膜，会不会是包装袋造成的铝超标呢？同时，在华元公司使用的食品添加剂中，还有一种名叫FF1发酵粉的膨松剂中也可能含有铝，因此也进入了调查人员的视野。
包装是由铝薄膜做成的，产品做好了以后放进去可能会发生化学变化，第二点发酵粉里面可能含有铝。
经过国家实验室进行的权威检测，包装袋造成膨化食品铝超标的可能被排除了。
调查人员只能对这种发酵粉也进行检测分析，检测结果是，发酵粉中铝的含量达到了2.68%，应该说这个数据还是比较高的。
发酵粉是一种复合添加剂，主要用作面制品和膨化食品的生产。但是，国家标准中对于食品添加剂中铝的含量是没有相关规定的，因此对于这种发酵粉合格与否的判断就没有了依据。
对于食品添加剂中铝的含量国家没有相关的标准要求，但是在食品中的残留量国家有标准要求，比如膨化食品中，国家标准规定铝的残留量必须小于等于100毫克/千克，也就是相当于万分之一的残留量，刚才我们说的发酵粉中铝的含量已经达到了2.68%，那么两个数量级相差比较大。
这种发酵粉使用说明规定了最低用量，但是经过计算，即使按照发酵粉的最低用量来使用，最终膨化食品中铝含量依然
超过国家标准的规定。
铝的危害
铝过量摄入对人体有一定的危害,常吃则有害于健康。
含铝物如沉积在骨骼中,可使骨组织密度增加,骨质变得疏松;如沉积在大脑中,可使脑组织发生器质性改变,出现记忆力衰退,甚至痴呆;如沉积于皮肤,可使皮肤弹性降低,皮肤皱纹增多。
尤其是老年人和儿童,不建议过多使用含铝的食品。
因此,世界卫生组织已于1989 年正式把铝确定为食品污染物,并要求加以控制。
1. 膨松剂定义：
膨松剂（Bulking Agents)在食品加工过程中加入的，能使面胚发起形成致密多孔组织，从而使制品具有膨松、柔软或酥脆的物质。
2.膨松剂的作用
膨松剂不仅能使食品产生松软的海棉状多孔组织，使之口感柔松可口、体积膨大； 而且能使咀嚼时唾液很快渗入制品的组织中， 以透出制品内可溶性物质，刺激味觉神经， 使之迅速反应该食品的风味；当食品进入胃之后，各种消化酶能快速进入食品组织中，使食品能容易、快速地被消化、吸收,避免营养损失。
3.膨松剂的作用原理:
在和面工序中加入膨松剂，通过酵母发酵产气或在焙烤或油炸过程中化学膨松剂受热分解产生气体，从而使面胚起发，体积胀大，内部形成均匀致密海棉状多孔组织，使食品具有酥脆、疏松或柔软等特征。
4.膨松剂分类
可分为生物膨松剂（酵母）和化学膨松剂两大类。
化学膨松剂发又可分为碱性膨松剂、酸性膨松剂两类。
⑴碱性膨松剂：碳酸氢钠，碳酸氢铵，轻质碳酸
钙。
⑵酸性膨松剂：钾明矾，铵明矾，磷酸氢钙，酒
石酸氢钾。
5.我国标准允许使用的膨松剂（7 2=9种）
二、常用的膨松剂
（一） 碱性疏松剂
1.碳酸氢钠
别名 :小苏打，重碱。
分子式 :NaHCO3,分子量:84
性状:
白色结晶性粉末，无臭、味碱；
pH值为 7.9～8.4；
易溶于水(9.6％，20℃)，不溶于乙醇，干燥空气中稳定，在潮湿或热空气中，易缓慢分解。
作用原理：
碳酸氢钠受热分解放出二氧化碳，使食品产生多孔海棉状疏松组织，但由于产气过快，容易使食品出现大空洞。
2NaHC03 C02↑十H20十Na2C03
优缺点：
优点：发挥梳松作用。安全无毒。价格低廉，稳定
性高。
缺点：碳酸氢钠分解后形成的碳酸钠，使食品的碱
性增强，不但影响口味，还会破坏某些维生
素；甚而导致食品发黄或杂有黄斑，使食品
质量降低。
毒性：
ADI不做规定。钠离子是人体内正常成分，一般长期摄入碳酸氢钠对身体无害。此外。碳酸氢钠与碳酸在体内形成NaHCO3/H2CO3缓冲体系，对多量酸或碱性物进入体内起缓冲作用，使pH无显著变化。一次服用大量碳酸氢钠，可引起胃膨胀，甚至胃破裂。
添加量:
用于生产饼干、糕点，其使用量按面粉剂比例为0.3%，应先溶于水，分散均匀，免生黄斑。用于羊奶10～20ppm,提高蛋白持水性，促进细胞软化，使膻味溶出。
应用：
①在饼干、糕点生产中，常与碳酸氢铵复配使用，配合比视原料性质、成品形态和操作条件而异，添加总量为小麦粉的0.3%～0.5%。
②用作苏打汽水和盐汽水的二氧化碳发生剂，在苏打汽水中使用量为0.1%，在盐汽水中使用量为0.6%。
③用作果蔬的护色剂，如洗涤果蔬时添加约0.1%～0.2%的碳酸氢钠，可使绿色稳定。
④在果蔬加工中用作处理剂，如用于食品烫漂、去涩味等。碳酸氢钠能使pH升高，可提高蛋白质的持水性，促使食品组织细胞软化，促进涩味成分溶出。对羊奶有去膻作用，用量为0.001%～0.002%。
2. 碳酸氢铵
别名 :俗称食臭粉、臭碱等。
分子式:NH4HCO3,分子量:79.06
性状:
白色晶体粉末，有氨臭，相对密度1.586。
性质不稳定，在36℃以上分解为二氧化碳、氨和水，60℃可完全分解，而在室外温下相当稳定。在空气中易风化，有吸湿性，潮解后分解加快。易溶于水17.4g/100mL（20℃），水溶性呈碱性，0.08%水的溶液的pH为7.8。溶于甘油，不溶于乙醇。
作用原理：
碳酸氢铵受热后分解产生二氧化碳和氨气，使食品形成海棉状疏松结构体。碳酸氢铵分解时产生的氨气溶于食品的水中生成一水合氨。
NH4HC03 C02↑十NH3↑十H20
优缺点:
优点：碳酸氢铵分解后产生气体的比碳酸氢钠产生的多，起发力大。
缺点：容易造成成品过松，使成品内部或表面出现大的空洞。此外，加热时产生带强烈刺激性的氨气，虽然它很容易挥发，但残留在成品中，从而带来不良的风味，所以要适当控制其用量，一般与碳酸氢钠混合使用，可以减弱各自的缺点。
毒性：
碳酸氢铵的分解产物为二氧化碳和氨均为人体代谢物，适量摄入对人体健康无害。美国食品和药物管理局（1985）将碳酸氢铵列为一般公认安全物质。
添加量:
添加在糕点中0.2％～0.3％。一般与碳酸氢钠混合使用，可以减弱各自的缺点。
应用：
①通常与碳酸氢钠复配使用，作为饼干和糕点的疏松剂。
②可与发酵粉复配使用。
③用于绿色蔬菜、竹笋等烫漂时用量为0.1%～0.3%。
④可用于羊奶脱膻(用量10～20ppm)。
3.轻质碳酸钙
别名: 沉淀碳酸钙
分子式: CaCO3，分子量: 100.09
性状:
白色微细轻质粉末，无臭，无味，相对密度2.5～2.7。
在空气中稳定，不发生化学变化，强热至82.5～89.6℃时发生分解，释出二氧化碳，变为氧化钙。
几乎不溶于水和乙醇，如有铵盐或二氧化碳存在可提高溶解度。在含有二氧化碳的水溶液中，生成溶解性重碳酸钙。溶于稀酸，产生二氧化碳。
作用原理：
碳酸氢钠、明矾等与轻质碳酸钙复配得到的疏松剂，遇热则缓慢地释出二氧化碳，使食品产生均质、细腻的膨松结构体，可提高糕点、面包、饼干的品质。
优缺点：
优点：有强化钙的作用。
缺点：易吸潮，强热易分解。
毒性：
钙为人体的正常成分，需经常由食物补充。内服无毒性反应。美国食品和药物管理局（1985）将轻质碳酸钙列为一般公认安全物质。
应用：
①配置发酵粉和罐头。
②用做疏松剂，一般食品中用量为1%。
③还可以作为营养强化剂，碱性剂。
(二) 酸性疏松剂
1. 钾明矾
别名:明矾，硫酸铝钾
分子式:AlK(SO4)2·12H2O,分子量:474.39
性状:
无色透明结晶，或白色晶体粉末，无臭，味微甜带涩。
加热至200℃以上失去全部结晶水而成为白色粉末，称为烧明矾。可溶于水，12.2g/100mL（25℃）；54.5g/100mL（60℃）。18%水溶液的pH为3.3，1%水溶液的pH为1.0。钾明矾在水中水解成氢氧化铝胶体沉淀；不溶于乙醇；缓慢地溶于甘油。
作用原理：
硫酸铝钾为酸性盐，主要用于中和碱性疏松剂，产生二氧化碳和中性盐。
优缺点：
优点：可避免食品产生不良气味，又可避免因碱性增大而导致食品品质下降，还能控制疏松剂产气的快慢。钾明矾与碳酸氢钠反应较慢，产气较缓和，降低碱性可使食品酥脆。钾明矾有收敛作用，能和蛋白质结合导致蛋白质形成疏松凝胶而凝固，使食品组织致密化，有防腐作用。
缺点：含有铝处于发育当中的孩 ,导致儿童神经系统发育障碍，并促进早老性痴呆症的发生。
应用：
①油炸食品，如油条，用量为10～30g/kg，用量多，制品质地硬而脆，如北京小吃焦圈、麻花等使用量高于最大用量。用量过多会给食品带上涩味。在虾片中参考用量为6g/kg。
②配制发酵粉，在有些配方中钾明矾占50%左右。
③果蔬加工中的保脆剂，用量为0.1%。还可用作抗氧化剂防止果蔬变色，如加工白糖藕片时，在烫煮过程中加入鲜藕量0.8%的钾明矾和3%的碳酸钠，可防止藕片变色，又可使制品品质提高。
④能凝聚水中的杂质，故可用作净水剂，用量为0.01%。
⑤用作鱼类的保鲜剂，如腌制海蜇和银鱼等用。
2. 铵明矾
别名:铝铵矾或铵矾，硫酸铝铵。
分子式:AlNH4(SO2)2·12H2O
分子量:453.33
性状:
无色透明坚硬的晶体颗粒或粉末，无臭，味
微甜带涩，有较强的收敛性。
加热至120℃失去10个结晶水，至250℃成为无水物，至250℃开始分解。它溶于水和甘油，在水中溶解5g/100mL（常温）；66g/100mL（66℃）。水溶液呈酸性。不溶于乙醇。
用作疏松剂，在面包、糕点中用量为小麦粉的0.15%～0.5%。例如在威夫饼干中用量为0.45%以上。
作用原理：
铵明矾是硫酸铝和硫酸铵的复盐，水解生成弱碱，弱酸，水溶液成酸性。其性能与钾明矾同。
优缺点：
优点：在某些食品中利用铵明矾的收敛作用，可改善食品的咀嚼感。
缺点：它的毒性与钾明矾相同。应遵守食品添加剂标准。
(三)复合膨松剂
复合彩松剂一般由三种成分组成：碳酸盐类、酸性盐类、淀粉和脂肪酸等。
复合疏松剂依产气速度可分为三类
1. 快性发粉：通常在食品未烘焙前，而产生膨松之气体。
2. 慢性发粉：在食品未烘焙前，产生的气体较慢，大部气体均在加热48分钟后才放出。
3.双重反应发粉：含有快性和慢性发粉，二者混合而制成。
复合膨松剂依碱性原料可分为三类
(1) 单一剂式复合膨松剂 以NaHCO3与酸性盐作用而产生CO2 气体。
NaHCO3 酸性盐→CO2↑ 中性盐 H2O
(2) 二剂式复合膨松剂 以NaHCO3与其他会产生CO2 气体之膨松剂原料和酸性盐一起作用而产生CO2 气体。
(3) 氨系复合膨松剂除能产生CO2 气体外,尚会产生NH3 气体。
复合膨松剂的配制原则：
1. 根据产品要求选择产气速度恰当的酸性盐
如蛋糕类中使用发粉应为双重发粉，因为在烘焙初期产气太多，体积迅速膨大，此时蛋糕组织尚未凝结，成品易塌陷且组织较粗，而后期则无法继续膨大；若慢性发粉太多，初期膨大慢，制品凝结后，部分发粉尚未产气，使蛋糕体积小，失去膨松意义。
2. 根据酸性盐的中和值确定碱性盐与酸性盐的比例
（中和值的概念，是指每100份某种酸性盐需要多少份NaHCO3去中和，此NaHCO3的份数，即为该酸性盐的中和值。）
3. 配制复合疏松剂最好使用可溶性的磷酸二氢钙
磷酸盐常被用作食品营养强化剂，但正磷酸钙难溶于水，从而降低了钙的吸收。目前新方法生产的磷酸二氢钙配制的复台膨松剂，有以下主要特点：
(1)安全性高，完全符合国家食品卫生标准．耐多种维生素有保护作用，既是膨松剂，又是人体必需的营养素。
(2)起发膨松效果特别好。
(3)对面粉面团有乳化增白作用。
(4)由于营养复台膨松剂对淀粉有转化糖的作用，经对比试验，加人营养素复合膨松剂做出来的饼干比不加的要甜，所以做甜饼干还可节省糖和油，降低制品成本。
(四) 生物膨松剂(酵母)
酵母在发酵过程中由于酶的作用，使糖类发酵生成酒精和二氧化碳，而使面坯起发，体积增大，经焙烤后使食品形成膨松体，并具有一定的弹性。同时在食品中还产生醛类、酮类和酸类等特殊风味物质，此外酵母体也含有蛋白质、糖、脂肪和维生素，使食品的营养价值明显提高。
酵母是利用面团中的单糖作为其营养物质。它有二个来源:一是在配料中加入蔗糖经转化酶水解成转化糖;二是淀粉经一系列原理水解最后成为葡萄糖。
分类：
（1）鲜酵母 鲜酵母是将优良酵母菌种经培养、繁殖后，将发酵液进行离心分离、压榨除去大部分水后，压成块状体。每克鲜酵母块约含酵母50～100亿个。新鲜品易腐败变质，需在低温0～4℃下保存。
（2）干酵母 将鲜酵母挤压成小颗粒状体，以热空气 进行干燥除去水分，温度控制在32℃～33℃下保存。
（3）液体酵母 液体酵母是酵母菌培养后的发酵液。
制法如下：取小麦粉0.5kg，加开水1kg搅拌成浆糊状，加酵母液0.5kg，搅匀，取酒花50g、砂糖50g加于2.5kg水中，煮沸后过滤，冷却后注入淀粉浆内，搅匀，于25～28℃下培养24～30小时。
使用的注意事项：
1 注意控制面团的发酵温度,温度过高( >35 ℃)时,乳酸菌大量繁殖,面团的酸度增加。
2 面团的pH值与其制品的容积密切相关, 经多次实验证实, 面团pH值为5.5时, 得到容积为最大的成品。
3 活性干酵母使用时应先用30℃左右温水溶解并放置10min左右, 使酵母菌活化。
4 在实践中控制好酵母的用量、发酵温度、发酵时间和加水量的关系。
三 膨松剂的应用及实例
1. 应用范围：
膨松剂一般对人体毒性较小，少量摄入一般对人体无影响，人体每日容许摄入量一般不限。
①食用碳酸氢铵用于糕点膨松剂时用量一般为
0.2％～0.3％.
②碳酸氢钠作为糕点膨松剂为0.3%左右.
③钾明矾和铵明矾可用于油炸油条和罐头食品的膨松剂0.15～0.5%，作为净水剂用量为0.01％ .
④碳酸氢钙作为膨松剂时为10g／kg，还可用为强化剂、酿造发酵助剂和面粉改良剂。
2.特点及使用注意事项:
(1)能以较低的使用量产生较多量的气体。
(2)在冷的面团里气体产生慢，而加热时则能均匀地产生多量的气泡。
(3)加热分解后的残留物不影响成品的风味和质量。
(4)贮存方便，不易在贮存期中分解失效。
(5)以硼酸、硼砂(四硼酸钠)等作为膨松剂。由于这些硼化合物对健康有害，我国已经禁止使用了。
(6)含铝量大的膨松剂应限量使用，如明矾。会给消费者带来潜在的危险，特别是大脑正处于发育当中的孩子。导致儿童神经系统发育障碍，并促进早老性痴呆症的发生。
(7) 碳酸氢钠味道不咸，却是钠的来源。所以高血压、心脏病人仍要尽量少吃含膨松剂的食品，避免钠摄入过量。
(8) 控制使用量，碱性硫松剂产气快而多，易产生大空洞。碳酸氢钠过量使产品发黄、混合不匀，含有杂质，有碱味且破坏食品中的维生素，营养成份。碳酸氢铵产氨气，有刺激味。
(9) 酸性疏松剂一般反应速度慢，可避免产品产生不良气味。但是大多含有铝等有害物质。
(10)为克服上述各自缺点，多使用复合疏松剂，但在调配中应注意使酸性盐和碱性盐的比例恰好反应完毕,才能避免某一部分过剩残留。
3.酵母和复合膨松剂应用于包子、馒头的制作
酵母和复合膨松剂单独使用时,各有不足之处。
酵母发酵时间较长, 有时制得的成品海棉状结构过于细密、体积不够大; 而合成膨松剂则正好相反, 制作速度快、成品体积大,但组织结构疏松,口感相差。二者配合正好可以扬长避短,制得理想的产品。
寿庆丰将酵母和复合膨松剂应用于包子、馒头的制作, 获得了理想的效果。
四 疏松剂的新发展
1. 无铝膨松剂
油条是一种物美价廉的方便食品,通常作为早餐使用,在饮食业有一席之地。
传统的制作方法一直使用明矾和小苏打,即“明矾法”炸制油条,人们常吃的这种油条,是先在面粉中掺合明矾、碱、食盐，水调制成面团,然后经高温油炸而成。其中的明矾是一种以硫酸铝为主要成分的复合盐类,含有大量的铝元素。
无铝膨松剂油条是在面粉中加入小苏打、碳酸氢氨、食盐和水等物质调制成面团经炸制而成的,有的还加入了发酵粉, 因为其中不使用明矾,避免了含铝物对人体的损害。
无铝膨松剂配方：
小苏打 碳酸氢氨2.5% ,葡萄糖酸-δ-内酯2.5%,酒石酸氢钾1.2% ,磷酸二氢钙2.4%.
无铝膨松剂生产工艺流程：
2. 微胶囊工艺在膨松剂中的应用
微胶囊技术是当今一项用途广泛而又发展迅速的新技术,微胶囊技术应用于食品工业上,极大地推动了食品工业由低级产业向高级产业的转变。 美国约有60 %的食品公司采用此技术。
膨松剂的有效成分可分为两部分,一部分为小苏打,另一部分为膨松酸。利用微胶囊对膨松剂进行包埋,可有效地控制气体的产气速度。
目前,美国有关于用微胶囊化工艺包埋小苏打的研究 ,使其在适当的条件下缓慢释放,与膨松酸作用达到更佳的膨松效果。
林家莲选用产气能力迅速的Ca(H2PO4)2·H2O 作为膨松酸,通过对Ca(H2PO4)2·H2O微胶囊化工艺的研究和产气能力的应用性实验比较,结果表明,通过对用淀粉和固体奶油对Ca(H2PO4)2·H2O进行微胶囊化包埋,可改变其产气速率,;在二次乳化时采用生淀粉,并加入吐温的处理方法可以达到较佳的包埋效果
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