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藏在柔軟有彈性麵包裡的魔鬼「溴酸鉀」

行政院環境保護署毒物及化學物質局_96
・2017/12/22 ・2385字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 541 ・八年級

本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局委託,泛科學企劃執行

撰文/陳衍達│自由寫手

2016 年,印度科學與環境中心(Center of Science and Environment,CSE)的「污染監測實驗室」發布了一項調查:他們買了德里市面上 38 個品牌的麵粉產品到實驗室做分析,結果發現高達 84% 的品牌(32 件)殘留溴酸鉀(Potassium bromate)或碘酸鉀(Potassium iodate)。

而事實上,溴酸鉀在國際癌症研究總署(International Agency for Research on Cancer,IARC)的分類中屬於「對人類懷疑為致癌物」的第 2B 類物質;聯合國糧農組織Food and Agriculture Organization, FAO和世界衛生組織的食品添加物專家委員會Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, JECFA更早在 1992 年就已提出指導性的建議,指出溴酸鉀不適合用在麵粉處理上,許多國家也已立法禁止。CSE 的新聞稿發表後,立刻造成民眾恐慌,而印度政府也迅速地在一個月後修法,正式禁止這兩樣物質用於製作麵包。

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去年(2016),印度科學與環境中心檢驗出香噴噴的麵包中含有被列為 2B 類致癌物的「溴酸鉀」。示意圖,非檢驗麵包。圖/Pexel BY CC0 License

揉出麵團中蛋白質的秘密

看到這裡你是否也感到疑惑,人們為什麼要在麵包裡加入溴酸鉀呢?這得從「麵包為什麼有彈性」談起。

五穀根莖類是人類獲取碳水化合物的主要來源,但不曉得大家有沒有發現,我們的兩種主食稻米和小麥,在型態變化的「自由度」上有很大的差異:大多數在去殼、去胚之後就能被煮熟吃掉,但小麥幾乎都會先被磨成麵粉後,才接著被塑造成各種形狀 ── 當然米也可以被做成米粉,偶爾也會有人在牛奶裡面加一些小麥粒,但比例相對並不高。造成這個差異的最大原因,在於小麥含有的蛋白質比例較高,讓麵粉擁有較高的可塑性;而稻米主要由澱粉組成,相對沒有彈性,要做成各種形狀就比較困難。

其中,麵粉的蛋白質統稱為麩質(Gluten),主要由穀蛋白(Glutenin)麩脘(Gliadin)組成。麩脘圓圓胖胖的,對水有較好的親和力,和水一起負責製造一個適合穀蛋白和氧化劑反應的環境;穀蛋白在微觀的尺度上則是長鏈狀的結構,上面有許多可以被氧化的硫氫基(thiol group,-SH),平常沒有水的時候這個長鏈會「揪」在一起,麩脘把水引進來之後才會舒展開。

麩脘(黃色球球)是一種醇溶蛋白(Prolamin,prolamina是西班牙文),在麵粉和水後會協助穀蛋白(Glutenin,glutenina是西班牙文)與氧氣反應,最後它們會糾結在一起變成麩質(Gluten)。 圖/ Marinasauri @ wikimedia, CC BY-SA 4.0

揉麵團的時候,我們把麵粉與水和在一起,讓氧氣在揉製的過程中混進去,將穀蛋白上的硫氫基氧化。兩條穀蛋白上的硫氫基氧化之後,便有機會橋接在一起形成雙硫鍵(disulfide bond,-S-S-),進而增加蛋白質鏈之間的緊密程度。這個反應帶來的影響就是麵團會越揉越有彈性;在下一階段發酵膨脹時也較能夠留住酵母菌生成的二氧化碳,而不至於洩氣塌掉。

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溴酸鉀的崛起與衰亡

不過麻煩的來了,以氧氣氧化硫氫基的速度並不快,在大量生產上不是很理想;於是生產者開始嘗試在麵團中加入更強的氧化劑,而其中,CP 值最高的就屬溴酸鉀了。它的所需用量少(1 公斤麵團只需要不到 0.1 克的溴酸鉀),烤完麵包後又能夠「幾乎」全部反應完。

溴酸鉀化學式及外觀。 左圖/ Asawarraich @ wikimedia BY CC0 右圖/ Ondřej Mangl @ wikimedia BY CC0

筆者回顧了很久以前的論文(是 1979 年呢!)在過去,它其實是被使用最廣的麵團氧化劑呢!但是,添加進食品中的物質難免有殘留風險,加上動物實驗研究指出溴酸鉀會讓老鼠得到癌症,IARC 和 JECFA 最後還是為溴酸鉀的麵包之路宣判了死刑。

那它會出現在臺灣嗎?

其實早在 1994 年,JECFA 提出建議的兩年後,當時的衛生署(即現在的衛生福利部)就已經公告禁用溴酸鉀。可雖然近年來幾乎不曾傳出溴酸鉀被違法使用於麵包製程中,各種不肖業者將工業用原料用於食品、甚至藥品製造的食安事件仍不時登上新聞版面,讓人有些擔心,如果溴酸鉀沒有被更嚴格規範的話,會不會成為下一個食安事件的主角呢?

好消息是,行政院環保署毒物及化學物質局在今年(2017)九月公告了最具食安風險的 13 種優先化學物質為毒性化學物質,其中便包括了溴酸鉀。這代表什麼意思呢?當一項化學物質被列為毒性化學物質時,無論是製造、輸入、使用或販賣,都需申請並經主管機關核可才可以執行,而且必需定期申報運作情形。如此一來,便能更有效地掌握化學品的流向,防止它們進到民眾的口中喔!

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參考資料

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行政院環境保護署毒物及化學物質局_96
52 篇文章 ・ 10 位粉絲
行政院環境保護署毒物及化學物質局,落實毒物及化學物質之源頭管理及勾稽查核,從源頭預防管控食安風險,追蹤有害化學物質,維護國民健康。 網站:https://www.tcsb.gov.tw/

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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

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工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

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為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

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可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

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軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

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小麥麵團可以任我們搓圓捏扁,其實跟小麥蛋白質很有關係!——《麵的科學》
晨星出版
・2020/07/08 ・2983字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 569 ・九年級

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  • 作者/山田昌治;譯者/吳佩俞

小麥蛋白質在麵粉的狀態下是堅硬且不易變形的,不過一旦加水搓揉就會產生變化,成為具有獨特彈性與黏性的物質。這種同時具備彈性與黏性的性質稱為「黏彈性(Viscoelasticity)」。如先前所提到的,因為室溫的水不會造成澱粉糊化,所以可以說這種黏彈性是因為小麥蛋白質才得以出現。

任由我們揉捏的麵糰。圖/pixabay

接下來,我們就針對小麥當中的蛋白質種類及性質加以解說。

小麥蛋白質的水合物稱為「麩質( gluten)」。蛋白質是一種由許多胺基酸聚集構成的串珠狀天然高分子(macromolecule),構造相當複雜。在這裡,我們先省略蛋白質構造的相關說明,把重點放在麩質的物理特性解析,並試著以湯馬斯.奧斯本(Thomas Osborne)的分餾(fractionation)分析法來進行說明。

奧斯本的分餾法是將麩質加入極性(溶解蛋白質的性質)較弱的溶劑當中,接著對溶出的蛋白質性質進行測試檢查,而無法溶出的物質會再繼續浸入極性較弱的溶劑裡,然後再繼續檢查溶出蛋白質的性質,換言之,分餾是一種依序不斷重複進行的手法。使用這種方法可以得知構成小麥蛋白質的蛋白質。也就是表 1-1 的內容。

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表 1-1 奧斯本的分餾法。圖/晨星出版提供

至於這份表格的閱讀方法,則是若為白蛋白(albumin),可溶在水中,不溶於水的球蛋白(globulin)則是溶入鹽水裡,然後這樣就能由上而下依序看出各種蛋白質能夠溶解和不能溶解的溶劑了。

  • 白蛋白

白蛋白的主要成分為澱粉酶抑制劑,不過其特性是只會抑制動物性澱粉酶,並不會對植物性澱粉酶產生抑制。許多研究學者都認為這可能是小麥種子為了避免被動物和昆蟲吃掉,才會發展出此種防禦特性。這也是大家說生吃小麥麵粉會讓胃腸不適的原因之一。

  • 球蛋白

所謂的「球蛋白」,就是無法溶入水中、但卻能以「食鹽水」萃取出的「餾分」。目前已經知道這是一種可溶於鹽水的蛋白質。雖然佔比極低,僅有 3 %,不過球蛋白擁有 α-澱粉酶、β-澱粉酶、蛋白酶(protease)等許多對於植物維持生命活動極為重要的酵素

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  • 麥膠蛋白

使用比食鹽水極性更強的「酒精溶液」萃取出的餾分,稱為麥膠蛋白(gliadin)。這種蛋白質具有黏性,置於斜面上會如泥流般滑動。麥膠蛋白與下面提到的麥穀蛋白(glutenin)都與小麥麵粉麵團展現的黏彈性有著密切的關聯。

  • 麥穀蛋白

麥穀蛋白是一種無法溶解於酒精溶液的蛋白質,不過卻可以溶在比酒精溶液更強烈的「醋酸溶液」當中。這種蛋白質與極富彈力的性質有著密切的關聯。所謂的極富彈性,就是意味著施加力道後,只要不再使力就會恢復原狀的性質。

小麥麵團黏彈性的祕密

在小麥蛋白質中,佔有關鍵地位的就是極具彈性的麥穀蛋白和富有黏性的麥膠蛋白。那麼,麥穀蛋白又為何會富有彈性呢?

我們在前面曾提過,小麥是生長在沙漠高原地帶並持續進化的植物。在這樣的環境中,與水同為小麥所必須的氮應該會出現常態性缺乏的情況。不過,即使在如此嚴苛的環境,有時還是會因為降雨而以銨離子(ammonium ion)與硝酸鹽離子(nitrate ion)的形式來取得氮的供給。

雖然無法獲得大量的補充,但小麥還是會盡其所能地留下這些氮的養分並加以儲存。銨離子雖然會保持原狀,但硝酸鹽離子一旦轉換成銨離子,就會改以麩胺酸(glutamic acid)及麩醯胺酸(glutamine)這類胺基酸的形式儲存在種子當中。

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含量(質量%)
麩胺酸 34.7
脯胺酸 11.8
絲胺酸 4.4
天門冬胺酸 3.7
甘胺酸 3.4
精胺酸 3.1
丙胺酸 2.6
蘇胺酸 2.4
離胺酸 1.9
芳香族胺基酸 11.0
含硫胺基酸
(branched-chain amino acid)
4.1
支鏈胺基酸
(ammonia)
13.1
3.8
合計 100

小麥麩質的胺基酸組成

麩胺酸與麩醯胺酸都是蛋白質的原料,利用這些原料所合成的蛋白質即被稱為儲藏蛋白(storage protein)。因此,小麥種子當中的蛋白質就是由麩胺酸、麩醯胺酸,以及作為誘導體的脯胺酸(proline)以極高比率所構成的。

麥穀蛋白加水揉和,結構開始變化

如同圖① 所顯示的,麥穀蛋白的構造是兩條帶子於末端互相連結。因為麥殼蛋白也是一種蛋白質,所以這種「帶子」其實是由胺基酸連結成為一長串而形成的。

麥穀蛋白的構造。圖/晨星出版提供

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我們在前面提過,麥殼蛋白的構成胺基酸因含有較多麩醯胺酸,所以乾燥狀態下會因麩醯胺酸彼此結合而變成兩條軌道般的形狀。此時加水揉和的話,水分就會進入這兩條軌道之間,成為圖② 那樣的小圓圈。

麥穀蛋白的構造。圖/晨星出版提供

如果再繼續加入大量水分,即會出現如同圖③ 的大圓圈。看到這張圖,大家應該就能夠感受到小麥麵粉具有的彈性了。

麥穀蛋白的構造。圖/晨星出版提供

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擁有泥土般黏性的小麥麵團

另一方面,若從分子等級來觀察,可以發現麥膠蛋白呈現微小球狀,直覺上就給人似彈珠滾來滾去那種滑動的感覺,所以在目視程度時,就會有如泥土般地溢流移動。這種泥土般流動的性質稱為「黏性」。

因此,麥穀蛋白的彈性與麥膠蛋白的黏性彼此混合在一起後,就形成了小麥麵粉麵團的性質。從這層意義來看,小麥麵粉麵團的物理性質也可以稱為黏彈性質。

麥殼蛋白、麥膠蛋白的每一個單位(domain,結構域)大小約僅有數奈米(奈米:10億分之1公尺),不過,這些結構域會因各種相互作用而連結起來,並且聚合(polymerization)成為目視程度尺寸的薄膜般構造。

我是一坨充分揉和的小麥麵團。圖/晨星出版提供

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上圖就是將小麥麵粉與水混合並充分搓揉後的麵團狀態。這點從麵團延展性極佳,且呈現為可透光至對側的薄膜就能看得出來。

掌控空間、溫度與時間,做出專屬口感

麵團之所以延展良好,其實是來自於結構域彼此結合的相互作用,但其中原因為何正是長年研究小麥學者們的課題。目前知道的是這與名為交聯(cross-link)的結合作用有著密切的關係。

因為交聯效應而聚合體化(macropolymer)示意圖。圖/晨星出版提供

因為交聯的形成屬於一種化學反應,所以也會依循化學反應的一般規則。換言之,只要充分混合拌勻,就能提高與反應相關部分的促發機率,進而開展交聯作用。這種情況就稱之為「空間效果」。

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另外,我們也可以說溫度較高時亦較容易進行化學反應。這種情況被稱為溫度效果。還有,花費較多時間也能使化學反應持續進展。這個情況則稱之為時間效果。

空間效果、溫度效果,以及時間效果這三大原則,對於思考麩質的形成與控制是很有幫助的。

舉例來說,烤點心時,如果充分揉和麵團,就會做出脆硬口感的餅乾,但若只是稍加搓揉,就會成為鬆軟口感的點心。不同揉製方法帶來不同口感,應該就是交聯作用的空間效果。此外,製作烏龍麵時,也是有個充分揉和後放上一晚靜置醒麵的作業,這個程序的重點應該就是交聯作用的時間效果了。

——本文摘自《麵的科學:麵粉如何創造豐富的口感、香氣和美味》,2020 年 3 月,晨星出版

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Subway 麵包裡有鞋底成分,純屬標題殺人
果殼網_96
・2014/02/20 ・2151字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 554 ・八年級

作者:CFSA_鍾凱

流言:

Subway 承認在北美出售的食物中有種叫 Azodiacarbonamide 的化學製品,一種麵粉漂白劑,也被用於瑜伽墊和鞋底,在歐盟、澳大利亞等地被明令禁止用於食物。世衛組織曾將它與呼吸、過敏和哮喘等聯繫在一起。CNN 稱市面上大部分麵包都有這種成分,包括星巴克和麥當勞。

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真相:

「Subway 承認食物中有鞋底成分」的新聞,乍一看很嚇人。想到之前「老皮鞋酸奶」的新聞,這回連鞋底也上場了。仔細一瞧,原來是一群美國人搞了一項表決,要求禁用一種叫偶氮二甲酰胺的食品添加劑。

人們對食品品質的追求可謂永無止境,以前吃飽就行,現在不僅要吃好,還要色香味俱全。正是食客們對色澤、口感的挑剔,造就了一大批「改良劑」,比如麵粉增白劑、麵粉增筋劑。其中有一種食品添加劑「文武雙全」, 既可以增筋,又可以漂白,這就是偶氮二甲酰胺。

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偶氮甲酰胺其實很安全

偶氮二甲酰胺其實也只是一個後起之秀。以前麵製品不夠筋道的時候,人們添加一種叫做溴酸鉀的東西,但是後來科學家發現溴酸鉀是一種致癌物,於是它被廢棄。可大家還是想吃有勁道的麵製品怎麼辦?科學家找到了偶氮二甲酰胺這個接班人。這一點類似於皮蛋工藝中的硫酸銅替代鉛丹,相對來說能避免影響人體健康。

偶氮二甲酰胺和乾麵粉可以相安無事,但加上水一和,偶氮二甲酰胺就迅速釋放活性氧,自己轉變為更加穩定的聯二脲。釋放出來的活性氧可以奪取蛋白質巰基(-SH)上的氫原子,兩個失去「氫伴侶」的巰基相依為命成為二硫鍵(-SS-)。這些二硫鍵就像搭建在蛋白分子間的橋樑,使蛋白質形成立體網狀結構,於是麵就更有勁道、有彈性。

偶氮二甲酰胺的性能優異,但安全性如何呢?國際權威機構糧農組織/世界衛生組織食品添加劑聯合專家委員會(Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives,JECFA)於1966年就對偶氮二甲酰胺作出了評估,結論就是「很安全」,給出的安全劑量是0-45毫克/千克。到目前為止,還沒有足夠有力的研究質疑這一結論。中國目前的食品添加劑標準就是依此規定的:麵粉可以使用偶氮二甲酰胺,限量為45毫克/千克。美國FDA將偶氮二甲酰胺定為「GRAS」,也是很安全,所以美國、加拿大都在用它,使用量的上限(美國)和中國一樣。

那偶氮二甲酰胺產生的聯二脲會不會有問題呢?研究表明,聯二脲在烘焙條件下很穩定。它在體內是一種惰性物質:毒性很低,在消化道裡不被消化酶破壞,可以很快通過糞便和尿液排出,不會累積在我們的臟器中,也沒有發現致癌、致腫瘤或影響生殖。

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偶氮二甲酰胺處理過的麵粉會不會使蛋白質營養破壞、流失?研究發現,用偶氮二甲酰胺處理麵粉後,氨基酸構成沒有明顯變化,而且維生素B1、B2和菸酸等成分都沒有變化,所以這一擔憂也是沒必要的。

日常接觸與職業暴露大不同

對於偶氮二甲酰胺的安全性,國際上確實出現了一些「爭議」。比如聯合國環境計劃署曾經在1999年對偶氮二甲酰胺的職業暴露做過分析(很多資料來自英國),他們認為在職業暴露的條件下(比如生產、運輸),偶氮二甲酰胺的確有可能誘發哮喘。但對普通消費者而言,日常接觸不太可能達到職業暴露的量。更重要的是,引起這些呼吸道症狀的原因是吸入,而不是吃到肚子裡。因此這種風險在普通消費者身上是很難複製出來的。

也有文獻報導,偶氮二甲酰胺可能會產生氨基甲酸乙酯、氨基脲等物質。但這些研究都沒有足夠有力的證據來推翻偶氮甲酰胺的安全性結論,畢竟主要產物是聯二脲。比如氨基二甲酸乙酯,在一些酒中(例如黃酒)含量高得多。「潛在致癌」的氨基脲是在高溫焙烤下產生的,不過很多食品 ​​經高溫處理都會產生另一種潛在致癌物丙烯酰胺。模擬實驗中,用偶氮二甲酰胺處理過的麵粉烤製麵包後,氨基脲大約是200微克/千克,而高溫處理的食物中丙烯酰胺是幾十至上千微克/千克。(國際癌症研究機構(IARC)的致癌物分級中,氨基脲為3類,不明確是否導致人類癌症;丙烯酰胺為2A類,很可能導致人類癌症。更多相關分類的含義請參閱〈打破致癌物的核威懾 〉)

當然出於謹慎的考慮,歐盟、澳紐等國要規避上述可能的風險,禁用偶氮二甲酰胺倒也無可厚非。但使用某一食品添加劑或禁用某一食品添加劑本就是各國自己的選擇,譬如,果凍裡山梨酸鉀的允許量,歐盟就是中國的2倍;中國禁用的過氧化苯甲酰(一種麵粉增白劑)在美加等國仍照常使用。

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至於說偶氮二甲酰胺是工業成分,這其實挺正常的,食品添加劑中的磷酸鹽、亞硫酸鹽、EDTA等,個個都是工業領域的高強好手。其實只要消費者還喜歡彈力十足的麵製品,食品工業就需要麵粉增筋劑。如果現在想淘汰偶氮二甲酰胺,得找到一個比它更好的接班人

好消息是科學家們正在試驗用酶製劑、多醣等新方法改良麵製品。相信將來一定會有更多、更經濟實惠的選擇。Subway 近日已經表態準備停用偶氮二甲酰胺,但偶氮二甲酰胺依然是一種合法的食品添加劑。Subway 的聲明,一方面可能是迎合消費者的需求,更重要的是,他們很可能已經有了更好的替代品,否則放棄一個合法的食品添加劑,導致產品失去消費者喜愛的口感,似乎不是商家的明智選擇。

參考資料:

  1. wikipedia:Azobisformamide​
  2. Concise International Chemical Assessment Document 16: AZODICARBONAMIDE
  3. FAO Nutrition Meetings Report Series No. 40A,B,C WHO/Food Add./67.29
  4. Semicarbazide Formation in Azodicarbonamide-Treated Flour: A Model Study
  5. 食品安全國家標準食品添加劑使用標準GB2760-2011

 

轉載自果殼網

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