偶氮甲酰胺

偶氮甲酰胺（Azodicarbonamide)，简称ADA，又称发泡剂AC、发泡剂ADC、高温发泡剂ADC、二氮烯二甲酰胺及偶氮二甲酰胺等。 纯品为黄色至橘红色结晶性粉末，无毒，无嗅，相对密度（d）1.65，熔点225℃ （分解），在180℃熔化并分解，不溶于热水、不溶于冷水和大多数有机溶剂， 易溶于二甲基亚砜（0.1%~1.0%） 和N， N-二甲基甲酰胺，ADA的用途较为广泛， 因其具有漂白和氧化双重作用， 所以是一种速效面粉增筋剂， 加强面筋的弹性与韧性， 能够改变面团的物理操作性质， 使得面团中形成高筋力面团所需的组织结构， 在面粉潮湿后就立即起作用； 同时还可以作为通用型发气量大的发泡剂， 广泛用于聚氯乙烯、聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS、尼龙-6 和氯丁橡胶等多种合成材料， 至今还没有能与之竞争的产品出现。由此可看， ADA 不仅可以作为面粉处理添加剂， 也可作为泡沫塑料发泡剂， 但正是因为这两种不同的用途， 随之引起了相关的食品安全性问题。
有研究表明，ADA 在湿润、酸性条件下能够迅速转变成联二脲（Biurea，BIU），再经过蒸、烤等高温处理后，BIU 又能够转变成氨基脲（Semicarbazide，SEM） 和尿唑（Urazole）， 而SEM 是公认的致癌物。国际上关于ADA 能否作为食品添加剂添加到面粉中，一直存在着争议，各国法规迥异。在美国，ADA 属于“公认安全”的食品添加剂，面粉中允许的最大使用量是45mg/kg；在英国，将其视为致呼吸敏感物，认为其在工作场所的存在可能诱发哮喘；澳大利亚、日本、新西兰和南非等国家和地区禁止在面粉中添加ADA；我国《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2760-2011）中规定：ADA 在小麦粉中允许的最大使用量为0.045g/kg，小麦粉制品中则不得添加偶氮甲酰胺。

图1为偶氮甲酰胺的空间立体结构 它对面粉只起到氧化增筋作用，对面粉没有漂白作用。偶氮甲酰胺具有氧化性，是一种速效氧化剂，在面团中作用速度很快，其本身与面粉不起作用，当其与面粉中加水搅拌成面团时，能快速释放出活性氧，将面粉蛋白质内氨基酸的巯基(- SH)氧化成二硫键(-S-S-)，使蛋白质链相互连接而构成立体网状结构，改善面团的弹性、韧性及均匀性，从而改善面制品的组织结构及物理操作性能，使生产出的面制品具有较大的体积，较好的组织结构。它对粉质曲线、拉伸曲线各项指标影响都非常显著。与溴酸钾相比，ADA不需待酵母发酵时将面团的pH降低至足以激化时才起作用，而是在面粉潮湿后就立即起作用，所以起效更快，基本在和面阶段就可以使面团达到成熟，这对制粉行业要求缩短仓储期、烘焙行业要求快速发酵极有意义。ADA的增筋效果优于溴酸钾，而跟溴酸钾与抗坏血酸合用的效果相近。

图2为偶氮甲酰胺粉末
有关偶氮甲酰胺的速效面粉增筋剂、产品特性、注意事项、使用方法、保持方法等是由Chemicalbook的玉莲编辑整理。（2016-03-17） 1.水合肼尿素缩合成联二脲
N2H4·H2O + 2H2NCONH2 → H2NCONHNHCONH2 + 2NH3 + H2O
反应在回流条件下数小时即完成， 收率在90%左右， 副产物氨可利用。
2.联二服催化氧化为ADA
（1）氯气氧化
H2NCONHNHCONH2 + Cl2 → H2NCON=NCONH2 + 2HCl
用溴化钠或溴素作催化剂，反应温度≤50℃， 收率90%~94%， 纯度>98.5%。使用添加剂并控制得当可获得高纯度、高发气量、细颗粒（平均为3μm）且分布范围狭窄的优质品。通氯不可过头， 否则引起分解。
（2）双氧水氧化
H2NCONHNHCONH2 + H2O2 → H2NCON=NCONH2 + 2H2O
催化剂为溴素，反应温度15~55℃，收率96.1%，纯度98.7%。双氧水用量近乎理论量，反应终点易控制。产品质量优于通氯法，是成本较高的“绿色”工艺，为日本永和化成采用。
（3）氯酸钠氧化
H2NCONHNHCONH2 + NaClO3 → 3H2NCON=NCONH2 + NaCl + 3H2O
反应在酸性条件下进行。催化剂用偏钒酸铵和芳烃磺酸盐，收率93%~94%； 用溴化钠， 温度37.5℃，收率98%；用二氧化硒，38~40℃，收率96.6%，纯度99.8%；用钒络合物，60 ~75℃，收率95%，纯度≥99%。
（4）氯气和氯酸钠通用
先通氯约3h 后改为滴加饱和氯酸钠溶液，收率≤96%，纯度>99%。
（5）一氯脲氧化
H2NCONHNHCONH2 + 2H2NCONHCl → H2NCON =NCONH2 + 2H2NCONH2·HCl
反应温度30℃，滴加一氯脉溶液3h 后搅拌20min，收率97.4%。一氯脲可由尿素水溶液于20~30℃通氯制得。 偶氮甲酰胺不能与抗坏血酸直接混合使用，二者直接混用会发生相互反应，失去增筋效果。可以采用微胶囊技术将偶氮甲酰胺包埋起来，再与抗坏血酸混合使用，可以防止二者发生相互反应，还可以使偶氮甲酰胺的作用延缓至醒发、烘烤阶段，达到更理想的增筋效果。 推荐使用量10～20g/ 1000kg面粉，最佳添加量应针对不同品质的面粉通过面团流变学特性试验及烘焙实验确定。建议使用微量喂料机在面粉中定量均匀分配，或在和面时溶于水后均匀添加。为使ADA与小麦粉混合均匀，可先用中性稀释剂 (如碳酸盐、磷酸盐等)将本品稀释成 10%的混合物后再用。 密封贮存于阴凉、干燥、通风之处可保存两年。 根据《食品添加剂使用卫生标准》(GB 2760-1996)规定， ADA可用于小麦粉，最大使用量为 0.045g/kg。