Carbonato acido di ammonio: proprietà, usi, pro, contro, sicurezza

Il carbonato acido di ammonio (sinonimi: bicarbonato di ammonio, ammonium hydrogen carbonate, Ammonium bicarbonate) è un additivo alimentare usato soprattutto come agente lievitante nei prodotti da forno secchi. In etichetta può comparire come E503(ii). Dal punto di vista chimico è un sale che, con il calore, si decompone liberando anidride carbonica (CO₂), ammoniaca (NH₃) e acqua: è proprio questa decomposizione a generare la spinta lievitante e la tipica porosità di biscotti e cracker.

Definizione

È il sale di ammonio (NH₄⁺) dell’idrogenocarbonato (HCO₃⁻). La sua caratteristica tecnologica principale è la volatilità dei prodotti di decomposizione (in particolare l’ammoniaca), che tende a uscire dall’impasto durante la cottura se il prodotto è sottile e poco umido.

Processo di produzione

A livello industriale si ottiene in modo controllato facendo reagire ammoniaca e anidride carbonica in presenza di acqua, quindi si procede a cristallizzazione, separazione e essiccazione fino alle specifiche richieste (grado food grade). Nelle applicazioni alimentari contano soprattutto purezza, controllo di eventuali impurezze e comportamento di decomposizione in cottura.

Principali composti presenti

In un prodotto conforme alle specifiche, i “composti presenti” coincidono con la sostanza stessa: NH₄HCO₃. Le variabili più rilevanti per l’uso pratico sono umidità residua, granulometria (polvere/cristalli) e condizioni di stoccaggio che limitino degradazione e perdita di efficacia.

Dati di identificazione e specifiche

Proprietà chimico-fisiche (indicative)

Ruolo funzionale e meccanismo d’azione

In cottura il carbonato acido di ammonio genera gas che espandono la struttura dell’impasto. La CO₂ contribuisce alla lievitazione, mentre l’NH₃ tende a evaporare: per questo l’ingrediente rende al meglio in biscotti, cracker, fette biscottate e prodotti sottili, dove la volatilizzazione è completa e si ottiene una tessitura friabile e asciutta.

Su prodotti umidi o spessi (torte, plumcake, pani morbidi) aumenta il rischio che una parte dell’ammoniaca resti intrappolata, lasciando odore/sapore indesiderati. In questi casi si preferiscono altri sistemi lievitanti (es. bicarbonato di sodio con acidi, lieviti chimici bilanciati o lievito biologico, a seconda del prodotto).

Usi principali in alimentazione

Viene impiegato come agente lievitante in formulazioni dove si cerca:

Una spinta rapida in forno e sviluppo di porosità fine.

Una texture croccante e poco umida.

Un profilo sensoriale pulito a fine cottura, condizione che richiede completa evacuazione dell’NH₃.

Pro e contro

Pro

Efficace nei prodotti da forno secchi: buona porosità e friabilità.

Decomposizione “pulita” se correttamente gestita: non lascia residui salini importanti come altri lievitanti.

Può contribuire a una struttura più leggera in cracker e biscotti sottili.

Contro

Rischio di nota ammoniacale se il prodotto è troppo spesso, umido o poco cotto.

Stabilità limitata a umidità/calore: richiede packaging adeguato e stoccaggio asciutto.

Gestione tecnologica più “selettiva”: non è una soluzione universale per tutti i prodotti lievitati.

Sicurezza, normativa e aspetti pratici

Profilo di sicurezza nel prodotto finito
Usato alle condizioni previste per gli additivi, è considerato idoneo all’impiego tecnologico: in cottura deve decomporsi e l’NH₃ deve evaporare. La corretta progettazione di ricetta (spessore, umidità, tempo/temperatura di cottura) è parte integrante della sicurezza sensoriale e della qualità.

Allergene
Non è un allergene alimentare in senso normativo. Il tema principale non è allergenico, ma tecnologico (evacuazione dell’ammoniaca) e, per la sostanza pura, l’irritazione da polveri.

Precauzioni operative (materia prima)
Come polvere, può risultare irritante per mucose e vie respiratorie; in ambito industriale si gestisce con buone pratiche di igiene del lavoro (riduzione polveri, ventilazione, DPI dove richiesto).

Conclusione

Il carbonato acido di ammonio (E503(ii)) è un agente lievitante mirato, particolarmente adatto ai prodotti da forno secchi e sottili dove la decomposizione in cottura consente di ottenere croccantezza e porosità senza difetti sensoriali. Il suo limite pratico è la possibile persistenza di ammoniaca in prodotti umidi/spessi, motivo per cui va scelto e dosato in modo coerente con la matrice e con il profilo di cottura.

Studi 

In questo studio viene esaminato il meccanismo mediante il quale il Carbonato acido di ammonio inibisce i funghi micotossigeni (1).

 Azione di contrasto al fungo parassita Fusarium oxysporum. In un terreno irrorato con Bicarbonato di calcio-ammonio o Carbonato acido di ammonio, la popolazione di questo fungo è diminuita del 95,4% e del 71,4% nella coltivazione di cetrioli, mentre in quella di cocomeri è diminuita dell'87,3% e del 61,2% rispettivamente, confrontati con coltivazioni non irrorate (2). 

Azione di contrasto a cimici Cimex lectularius L. con una miscela al 3% di Carbonato acido di ammonio (3).

L'appassimento batterico è una malattia vascolare sistemica delle piante causata da Ralstonia solanacearum, un importante patogeno batterico trasmesso dal suolo. Calcio cianammide, acqua di ammoniaca e una miscela di Carbonato acido di ammonio con calce sono comunemente usati come fumiganti per il controllo della malattia trasmessa dal suolo in Cina (4).

Formula molecolare: CH₅NO₃ o NH₄HCO₃

Peso molecolare: 79.055 g/mol 

CAS: 1066-33-7   10361-29-2

EINECS 213-911-5

Sinonimi:

• Ammonium hydrogen carbonate
• Monoammonium carbonate
• Carbonic acid, monoammonium salt
• Ammonium acid carbonate
• Ammonium hydrogencarbonate
• ammoniumbicarbonate
• Acid ammonium carbonate
• Azanium hydrogen carbonate
• Ammonium hydrogencarbonate
• Ammonium bicarbonate (1:1)
• Carbonic acid, ammonium salt (1:1)
• ammoniumcarbonate

Bibliografia__________________________________________________________

(1) D A DePasquale and T J Montville  Mechanism by which ammonium bicarbonate and ammonium sulfate inhibit mycotoxigenic fungi. Appl Environ Microbiol. 1990 Dec; 56(12): 3711–3717.

(2) Shen ZZ, Sun L, Wang DS, Lyu NN, Xue C, Li R, Shen QR. Effects of lime-ammonium bicarbonate fumigation and biofertilizer application on Fusarium wilt and biomass of continuous cropping cucumber and watermelon. Ying Yong Sheng Tai Xue Bao. 2017 Oct;28(10):3351-3359. doi: 10.13287/j.1001-9332.201710.036.

(3) Anderson JF, Ferrandino FJ, Vasil MP, Bedoukian RH, Maher M, Mckenzie K.  Relatively Small Quantities of CO2, Ammonium Bicarbonate, and a Blend of (E)-2-Hexenal Plus (E)-2-Octenal Attract Bed Bugs (Hemiptera: Cimicidae).  J Med Entomol. 2017 Mar 1;54(2):362-367. doi: 10.1093/jme/tjw189.

(4) Liu L, Sun C, Liu X, He X, Liu M, Wu H, Tang C, Jin C, Zhang Y.  Effect of calcium cyanamide, ammonium bicarbonate and lime mixture, and ammonia water on survival of Ralstonia solanacearum and microbial community.  Sci Rep. 2016 Jan 7;6:19037. doi: 10.1038/srep19037.