有種生活常見的食品，你一定吃過，卻不知道它是怎麼做出來的，它的名字叫做「膨化食品」，雖然聽來陌生，但在人生不同階段，你都嘗過它香香脆脆的滋味：舉凡嬰兒米餅、早餐穀物脆片、派對活動零嘴、約會看電影吃的爆米花、甚至是喜宴上的米香餅，都是它的百變樣貌之一，當卡滋卡滋的聲音在耳畔響起，你品嘗的不僅是零食，更是滿滿回憶。
所謂的膨化食品，主要是以穀物、薯類或豆類為原料，經加壓、加熱或擠壓等方式製成，使食品組織結構及體積改變，呈現多孔且蓬鬆的口感。
不過，到底膨化作用擁有什麼樣的魔力，可以讓平凡的玉米、小麥、馬鈴薯、米等原料，變身為圓形、三角、螺旋、星星各種外型，而且嘗起來又酥又脆？
所謂的「膨化」，就是「爆米花」原理啦
輔仁大學食品科學系郭孟怡教授指出，想理解膨化作用，可以先從「爆米花」的原理開始解釋。
爆米花原料為外殼堅硬的乾燥玉米粒，功能有如壓力鍋，一旦加熱，玉米粒內部水分受熱，壓力逐漸增加，外殼較脆弱處成為壓力出口，高熱水分在出口處因壓力降低，瞬間變成蒸氣而膨脹，撐開玉米外殼，並且連帶將玉米核中澱粉顆粒糊化而成的柔軟膠狀麵糊推擠出來。
由於玉米粒內部瞬間膨脹的水蒸氣不只一處，它們就像玉米內部一顆顆的小炸彈，同時往外爆開，使得玉米內部組織產生許多小泡泡，整體體積也變大。玉米爆開後，小泡泡們融合在一起，並且冷卻而固化，水蒸氣同時間蒸散導致水份含量降低，原本濕軟的膠狀麵糊就變成了一朵朵漂亮白皙的爆米花。
因此，將含有澱粉與水分的食材加熱，有時甚至加壓，令食材間的水蒸氣撐開食物整體組織（也就是爆米花的「爆」），這一連串反應過程就是「膨化」。
街頭常見的「爆米香」也是用相同原理製作而成，差別是爆米香沒有堅硬的外殼，壓力的來源是專門的壓力鍋。爆米香獨特的「磅」音效，就是因為壓力鍋打開時，鍋內壓力突然釋放，米粒內的水分瞬間轉為氣體，內部高壓氣體來不及釋放而產生的聲響。
現代食品工廠製作各式各樣膨發食品時，主要搭配「擠壓機」。擠壓機不同於爆米香的壓力鍋，它能接受顆粒或粉末狀的原料，並且結合攪拌、揉捏、蒸煮等功能，還可以利用不同模孔做出動物、字母等立體形狀。
由於製作時也會同時加熱殺菌，以及降低水分含量，所以膨化食品不用防腐劑也能延長保存期限。
膨化食品依照製作方法還可以再細分為直接與間接兩種形式：
1.直接擠壓膨化，常見的產品如乖乖、玉米棒等。當原料由機器轉軸攪拌後，利用快速剪切摩擦或是通入蒸氣加熱，短時間內提供膨化所需的高溫、高壓，再通過特定形狀的模孔擠壓出料、由切刀切割成所需的形狀。
擠壓出料的時候會因為外界環境為常溫常壓，而達到膨鬆的效果。後續搭配烘烤乾燥，可以讓產品更為香、鬆、酥、脆。
2.間接擠壓膨化，常見的有寶咔咔、可樂果、滿天星、米餅（仙貝）等。由擠壓機提供攪拌、蒸煮與成形的功能，膨化則是交給烘烤、油炸或是微波加熱達成。這種做法可讓膨化食品擁有多樣化的紋路與口感，創造不一樣的食用體驗。
膨化作用雖然重要，但是想創造出讓人一口接一口、欲罷不能的零食，製程後段的各個環節也相當關鍵。
舉例來說，若在產品表面噴灑油脂後再烘烤，那麼不必經過油炸，仍可創造酥酥脆脆效果。因此，產品標示「非油炸」，僅能說明它沒有使用油炸製程，卻不一定等於少油喔。
不少人聞油色變，但從製造過程的角度來看，油脂其實肩負許多重要任務，能幫助產品品質更好。
例如，製作爆米花時，適量的油可以做為熱能傳遞媒介，讓乾燥玉米受熱平均，減少單點燒焦的現象；在調拌擠壓原料的時候加入油脂，可以避免產品過硬；在間接擠壓膨化的製程中，油炸能讓產品膨發，製造厚脆 （crunch）口感；而在調味階段噴灑油脂，可以讓調味粉均勻沾附在表面；運用奶油，椰子油等油脂，還可以為產品增添特殊香氣。
膨化食品往往也會添加大量的鹽與糖，它們主要發揮兩種功能：調整口味、調整成品的膨發程度與多孔性。由於膨化作用仰賴水與澱粉顆粒所產生的糊化反應，因此，若在原料中加入少量可溶於水的糖與鹽，便能影響膨發零食的密度。
為什麼需要加入食品添加物？
除了油、糖、鹽等原料之外，你一定曾在膨化零食的包裝上看過各式各樣的食品添加物名稱。
最常見的食品添加物應該是抗氧化劑，如生育醇（也就是俗稱的維生素E）可以避免油脂氧化；此外，添加少量品質改良劑，能讓原料在混合與烹煮過程中防止結塊、調節食品酸度、使油脂與水混合均勻，例如二氧化矽，葡萄糖酸 δ內酯，磷酸鹽類，碳酸鈣等。不過，具有以上功能的食品添加物種類很多，如何搭配使用就是各大廠商的祕方了。
有些產品為使口感更酥脆，會再加入膨脹劑（例如碳酸氫鈉，碳酸氫銨），讓原料在受熱時產生二氧化碳或氨氣，成品的組織因而更加膨鬆、輕盈。
你是否曾經疑惑：為什麼一定要加入這些食品添加物呢？事實上，膨化食品需要大量穀物農產作為原料，但是每批收成作物可能因氣候、水質等因素導致風味、品質不一致，所以需要借重食品添加物維持產品品質的穩定，以免消費者明明買同一款商品，口感卻不同。
所有加入食品內的食品添加物，都必須符合「食品添加物使用範圍及限量暨規格標準」，該標準清楚訂出食品添加物的使用限量、合法使用範圍，以保障民眾健康。
改良製程與技術，滿足市場需求變化
近年來為了迎合消費者口味喜好的變化，膨化食品業者也致力於運用新的加工技術及製程，企圖讓膨化零食持續受到市場歡迎，不被時代淘汰。
例如，為減少油脂含量，改以低溫真空烘烤取代油炸，或添購脫油設備；有些則是改良機型與加工條件，讓米粒可以直接膨化成米片，或是調整原料所含水分、膨發前的壓力、溫度等條件，以優化膨發效果，減少使用膨脹劑。
下次嘴饞想吃膨化零食前，別忘了看看包裝上標示的產品資訊，像是原料種類、成分比例（使用量愈多，排序愈前面），有沒有含自己絕對不能碰的過敏原等等。
營養師黃楀軒還建議，可以閱讀包裝上的營養標示表，表中會揭露每份量及每 100公克的營養素含量，或是每份量營養素含量與每日參考值百分比，方便消費者比較不同產品。從營養師角度來看，每日零食熱量最好控制在 250大卡以下，所以，假如你經常陷入「To eat, or not to eat？」的困境，不必再糾結啦，現在就去參考營養標示表，挑選合適的分量來吃吧！
（本文與泛科學合作，作者：Sophia）
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台中區農業改良場八十九年度試驗研究暨推廣學術研討會報告摘要-擠壓機之介紹與應用