食 品科技FOOD SCIENCE ＆ TECHNOLOGY食品科技1 膨化食品的定义GB 17401-2003 《膨化食品卫生标准 》（2004 年 5 月1 日实施 ）规定了膨化和膨化食品的定义 膨化 ：使处于高温 、高压状态的物料迅速进入常压状态 ，物料中的水分因压力骤降而瞬间蒸发 ， 导致物料组织结构突然膨松成为海绵状的过程 膨化食品 ：以谷物 、豆类 、薯类为主要原料 ，采用膨化工艺制成的体积明显增大 ，具有一定膨化度的一类酥脆食品[1]2 膨化食品的研究方向膨化食品营养丰富 ，易于消化吸收 ，口感酥脆 ，食用方便 ，耐储藏 ，品种繁多 ，经过多年的发展 ，膨化食品的研究呈现以下特点和发展趋势 2.1 微观结构和物理特性的研究人们对膨化食品的加工工艺进行了大量的研究 ，而很少研究膨化后微观结构和其它物性的改变以及改变的原因 Mariotti 等[2]研究了 6 种不同谷类 （小麦 、二棱小麦 、黑麦 、大麦 、大米和荞麦 ）膨化后结构的改变 ，结果表明谷粒的形态和成分明显影响膨化效果 ： 膨化的黑麦和大米含有许多大小不同的小孔 ，这些小孔被非常薄的 “壁 ”隔开 ；小麦 、二棱小麦和大麦的孔较少 ，孔结构更致密 、均一 ；膨化的荞麦有许多规则的小孔穴 。
膨化改变了淀粉的结构和物理特性 ， 增加了谷物和面粉的持水力 ， 因此在面团中加入少量的膨化面粉能降低老化 ，使产品长时间保持松软 Varnalis 等[3, 4]发现 ，薯片膨化前被漂白并部分干燥 ，由于表面淀粉的凝胶作用 ，在表面形成部分干燥层 (partially dried layer, PDL)，减少了水分蒸发 使用体视显微技术和可变压力扫描电镜技术检查表面结构 ，证实了这一现象 因此 ，加强微观结构和物性学研究 ，可以了解食品膨化后的各种变化 ，找到变化的原因和机制 ，从而合理地设计和优化工艺 ，开发质量更好 、种类更多的膨化食品 2.2 功能性膨化食品随着生活水平的提高 ， 人们不再单纯地追求膨化食品的色香味 ，而更加注重食品是否具有保健功能 因此 ，膨化食品已由单一原料的膨化向多种混合物共同膨化的方向发展 有些原料单独膨化的效果不好 ，然而提高淀粉含量并增大淀粉颗粒 ，不但能显著提高其膨化度 ，而且可以强化营养 ，使之具有保健功能 栗子富含纤维 、氨基酸和维生素 ，然而栗子因糖含量高而不适于膨化 ，但将栗子和大米面粉混合 （栗子占 30%），在 120℃通过挤压膨化能生产出口感和感官俱佳 、营养丰富的膨化食品[5]。
纯甘薯因淀粉含量低 、糖分高 ，膨化质量差 ，若在纯甘薯中添加40%的淀粉可显著提高膨化度 ，改善产品质构[6] 王文贤等[7]以鲜鸡肉和大米为原料 ，开发出新型鸡肉挤压膨化休闲食品 ，提高了鸡肉的附加值 很多具有保健功能的物质如人参 、绞股蓝 、魔芋 、金银花 、银杏叶和食用海藻类等 ，单独膨化比较困难 ，若添加到玉米或大米中进行膨化 ，能提高原料的利用率 ，增强食品的保健作用 2.3 低热量 、低脂肪的膨化食品油炸膨化食品的油炸和冷却过程中包含热质传递现象 若采用的工艺条件不当 ，会导致产品吸收大量的油 产品的油含量和原料的水分含量 、预炸处理 、焙烤过程中结构的改变以及冷却时间有关 膨化食品及其丙烯酰胺的研究进展杨 波（江西省鹰潭市环境监测站 ， 鹰潭 335001）摘 要 ：综述了膨化食品的研究进展以及丙烯酰胺的检测方法 ，介绍了关于丙烯酰胺潜在毒性存在的争议 提出了膨化食品的发展方向和减少丙烯酰胺的策略 关键词 ：膨化食品 ；丙烯酰胺 ；检测方法 ；毒性Research Progress in Studies on Puffing Food and its AcrylamideYang Bo（The Environmental Monitoring Station of Jiangxi Yintan, Yintan 335001）Abstract: Research progress in studies on puffing food and analytical methods of its acrylamide were re-viewed. The debate on potential toxicity of acrylamide was summarized. The prospect of puffing food andthe strategy for reducing its acrylamide content were suggested.Key words: puffing food; acrylamide; analytical methods; toxicity042食 品科技FOOD SCIENCE ＆ TECHNOLOGY油炸形成的孔穴能增加油的摄入 ， 然而在饼表面开始形成 “皮 ”的时候 ，如有额外的压力使产品体积增加并膨化 ，能控制油的吸收 。
玉米粉圆饼在油炸的最初 10 秒油吸收量最大 ，此时水分蒸发量也最大 ；最大的孔扩张发生在 30-40 秒之间 油炸前对原料进行蒸汽焙烤 ，由于凝胶化作用在表面形成致密的屏障 ， 能阻止水分蒸发和油吸收 原料的水分含量和淀粉颗粒大小显著影响产品的油含量 ：水分含量越高 、颗粒越小 ，产品的含油量越高 油的质量不影响产品的总含油量 ，但影响油的分布 ：粘度高和 /或表面张力低的油会吸附到产品表面 因此 ，使用旧油比起新鲜油来说会使产品表面油残留量更高 冷却过程也显著影响产品的油含量 ： 油炸过程中仅有 20%的总油含量进入玉米粉圆饼内部 ，约 80%的油残留在表面 ；而在冷却过程中 ，64%被吸入内部 ，仅 36%吸附在表面 原因为 ：油炸的最初 10-15 秒 ，水分快速蒸发 ，导致毛细孔扩张 ，油吸附到产品表面 ，并通过产品的受损区进入内部 ，待大部分蒸发后 ，产品内部温度上升 ，界面张力和毛细压力下降 ，油的吸收速率下降 ；当产品离开油炸器后 ，温度降低 ，孔内部压力降低 ，油和空气之间的界面张力增加 ，油迅速进入产品内部[8, 9, 10, 11] 因此 ，优化油炸条件 ，可以控制油的摄入 。
值得注意的是 ，为了获得质量高 、稳定性好的产品 ，人们还相继建立了很多模型 ， 用以指导膨化食品的研究和生产[12, 9, 10, 11]3 膨化食品中的丙烯酰胺有报道称富含淀粉的食品在高温加工过程中会产生丙烯酰胺[13, 14] 丙烯酰胺是无色片状结晶 ，无味 ，有毒 ，易溶于极性溶剂如水 、 甲醇和丙酮等 ， 广泛应用于化学工业 ，实验室常用来制作聚丙烯酰胺凝胶 一般认为 ，丙烯酰胺通过天门冬酰胺和还原性碳水化合物经过美拉德反应 (Maillard reaction)产生 ；其他氨基酸 ，特别是蛋氨酸也能形成丙烯酰胺[15]然而丙烯酰胺产生的确切机制仍然不清楚 ，可能的机制和形成过程请参阅文献 15, 16, 17我国还没有出台膨化食品中丙烯酰胺的限量标准 ，丙烯酰胺对人体健康的影响也存在争议 一方面 ，在动物中丙烯酰胺有明显的致癌性 ， 并能损害生殖系统和神经系统[18] 职业中毒人群的流行病学调查表明 ，神经毒性是丙烯酰胺暴露的结果 ， 但没有相关数据证明丙烯酰胺暴露水平和癌症之间的联系[19]鉴于丙烯酰胺在动物中致癌的事实 ，1994 年国际癌症研究机构 (International Agencyfor Research on Cancer, IARC ) 把它定为 2A 组致癌物(Group 2A carcinogen)，欧盟将它定为 2 类致癌物和 2 类致突变物 (Category 2 carcinogen and Category 2 muta-gen)。
另一方面 ， 美国科学与健康委员会 (the AmericanCouncil on Science and Health)于 2002 年发表了一篇名为 “没有可信的证据表明食品中丙烯酰胺引起人的癌症 ”(No credible evidence that acrylamide in foods poseshuman cancer risk)的意见书 ；新泽西的食品安全专家在0.1mg 丙烯酰胺 /kg 体重的水平 “没有观察到负面影响 ”，说明吃油炸薯片得癌症的风险很低[20]；欧盟专家称 ，不能决定丙烯酰胺暴露的风险 ；Marsh 等[19]证实 ，丙烯酰胺暴露 （通过呼吸途径 ） 和癌症之间的因果联系主要是阴性的 ，IARC 的分类只是从动物实验的一种推断 针对当前的争论 ，FDA 的观点是 “仍然不知道 ” 因此 ，丙烯酰胺和癌症之间的关系仍在争论之中 ，需要进行深入 、仔细的研究 4 检测方法由于丙烯酰胺可能具有致癌性 、生殖和神经毒性 ，有必要对其在食品中的含量进行准确的定性和定量分析 目前检测的方法有气相和液相色谱法 ， 其中以 HPLC、LC-MS/MS 和 GC-MS 使用较多 。
在 GC-MS 中 ，样品既可以衍生也可不衍生 HPLC 法直接使用反相柱或离子色谱分离净化后的提取物 ，然后利用 UV 或 MS 检测 ，由于能免去色谱分离并进行选择性检测 ，大多数实验室利用 MS/MS 进行检测[21] 实验步骤包括提取 、净化和色谱 /检测 ，其中提取是关键步骤 纯净水能有效提取食品中的丙烯酰胺 ；乙醇溶液提取或有机溶剂脱脂 ，对结果没有影响或者影响不明显 样品中的淀粉 、蔗糖 、蛋白质 、金属和非金属等对测定有干扰 ，可通过离心 、膜过滤和萃取小柱等予以除去 ，萃取小柱选取的原则是对丙烯酰胺无吸附 ，对干扰物质的吸附较强 含油较多的样品 ，提取前可用正己烷除去大部分油脂[22, 23, 24] 但 Petersson 等[25]发现 ，当样品颗粒直径小于 1000μm，于 25 ℃纯净水中轻轻震荡 45min，在30min 到 17h 之间结果稳定 ， 没有必要脱脂和均质化 ，且提取过程中丙烯酰胺很少或者不被破坏 若样品没有充分浸润 、提取溶剂为水 /甲醇 、提取时间短或提取温度低 ，特别当这些条件协同作用的时候 ，可能导致提取不完全 丙烯酰胺在中性条件下测定的结果稳定 ，但由于在酸性条件下易水解 ，导致结果偏低 。
由于食品 pH 多在近中性范围 ， 实际测定时可不考虑 pH 的影响 ； 对加有食醋的食物 ， 处理前可用 NaOH 等调至近中性 而 Sune 等[26]在 pH 2– 7.5 提取的丙烯酰胺量没有显著差异 ，但在更高的 pH 提取 ，丙烯酰胺的回收率增加 ，增加幅度和产品种类有关 ：在 pH 12，马铃薯产品 、面包产品 、汉堡包中丙烯酰胺的回收率比常规的水提取 (pH 6)分别高 1.1-1.6、1.1-4.1 和 3.1-3.6 倍 ，咖啡 、可可粉和水果043食 品科技FOOD SCIENCE ＆ TECHNOLOGY食品科技粉高 1.7-3.6 倍 4.1 HPLC林奇龄等[23]考察了活性炭固相萃取 -高效液相色谱联用方法的精密度 、准确度和灵敏度 ，用该方法获得了薯条的高效液相色谱图 ， 结果表明 ， 方法的变异系数为3.439%， 平均回收率为 91.1%， 灵敏度为 0.05μg/mLG觟kmen[27]等建立了液相色谱偶联二极管阵列 (LC– DAD)检测方法 ， 能在较低水平检测马铃薯类食品中的丙烯酰胺 以 100%的纯水作为流动相 ，丙烯酰胺在正向和反向柱中均有很好的保留 (k’分别为 3.67 和 2.54)，以 3 倍信噪比计算 ， 得到方法的定量下限为 4.0μg/kg， 回收率在92.8 和 96.2% 之间 ，相对标准偏差 (relative standard de-viation，RSD)小于 5%。
因此 ，他认为传统的液相偶联二极。