二次添加抗結(jié)劑對調(diào)味鹽結(jié)塊特性的影響

岳元媛，汪姣玲，唐 雄，樊振南,3

(1.湖南鹽業(yè)股份有限公司，湖南 長沙 410015；2.湖南省輕工鹽業(yè)集團(tuán) 技術(shù)中心 有限公司，湖南 長沙 410015；3.湖南省井礦鹽工程技術(shù)研究中心，湖南 長沙 410015)

1 前言

調(diào)味鹽是以食鹽或低鈉鹽作為載體，加入一定量的調(diào)味品或能起到調(diào)味作用的食品，加工而成的不同口味的固體調(diào)味鹽。其具有稍弱或等同于食鹽的咸度，且加入超過3%的香辛料、天然動植物輔料或具有調(diào)味作用的食品后，可滿足不同人群的口味需求。調(diào)味鹽已被大多數(shù)家庭和餐飲業(yè)所廣泛使用，品質(zhì)俱佳的調(diào)味鹽將具有廣闊的市場前景。在調(diào)味鹽的生產(chǎn)、制造過程中，仍然存在不少技術(shù)問題，其中調(diào)味鹽成品和生產(chǎn)時用的原料鹽均會出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，原料鹽結(jié)塊會給生產(chǎn)環(huán)節(jié)帶來麻煩，流動性差會導(dǎo)致混合不均勻；成品結(jié)塊會影響外觀色澤，甚至改變鹽的風(fēng)味，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降。陳磊[1]等對調(diào)味鹽結(jié)塊的原因和解決辦法進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，添加適量的抗結(jié)劑可以有效減少調(diào)味鹽結(jié)塊。李娜[2]等對不同抗結(jié)劑在新品種鹽中的應(yīng)用進(jìn)行研究，通過正交試驗確定檸檬酸鐵銨0.015 g/kg、二氧化硅10 g/kg、硅酸鈣10 g/kg為最佳抗結(jié)劑組合。張皓[3]等防止食鹽結(jié)塊方法進(jìn)行研究，認(rèn)為硅酸鈣可以在鹽中發(fā)揮抗結(jié)快和增加流動性的功效。這些研究均只對鹽產(chǎn)品一次性加入抗結(jié)劑進(jìn)行研究，對調(diào)味鹽生產(chǎn)中二次抗結(jié)劑的添加尚未見報道。

文章以結(jié)塊率為考察指標(biāo)，通過對抗結(jié)劑的抗結(jié)原理、原料鹽中的添加量及調(diào)味鹽中的二次添加量進(jìn)行對比研究，為調(diào)味鹽在生產(chǎn)加工中有效減少結(jié)塊問題提供參考。

2 材料與方法

2.1 材料與試劑

原料鹽,未加碘未加抗結(jié)劑鹽，粒度≤0.85 mm，湖南湘衡鹽化有限責(zé)任公司提供；檸檬酸鐵銨,食品級，鄭州瑞普生物工程有限公司提供；亞鐵氰化鉀,食品級，河南瑞仁生物工程有限公司提供；二氧化硅和硅酸鈣，食品級，進(jìn)口添加劑，廣州博祥貿(mào)易有限公司提供；復(fù)合配料(以下簡稱“配料”)，粒度≤0.85 mm，加入到調(diào)味鹽中有酵母等吸潮結(jié)塊特性的配料，實驗室制備。

2.2 主要儀器與設(shè)備

ES-E 210B電子天平,天津市德安特傳感技術(shù)有限公司；KO3腰鼓式混勻器，上海晶亮工貿(mào)大江電器有限公司；BSC-250恒溫恒濕箱,上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；DHG-9145A鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；試驗篩，中國航空工業(yè)第五四零廠。

2.3 試驗方法

2.3.1 原料鹽抗結(jié)性試驗

2.3.1.1 亞鐵氰化鉀單因素試驗

稱取1 kg原料鹽若干份，按照0 mg/kg、2.5 mg/kg、5.0 mg/kg、7.5 mg/kg、10.0 mg/kg的比例添加亞鐵氰化鉀后，放入40 ℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥24 h后再放入恒溫恒濕箱(溫度為40 ℃，濕度為80%)中加濕24 h，依次循環(huán)放置90 d后取出測定。

2.3.1.2 檸檬酸鐵銨單因素試驗

稱取1 kg原料鹽若干份，按照0 mg/kg、5 mg/kg、10.0 mg/kg、15.0 mg/kg、20.0 mg/kg、25.0 mg/kg的比例添加檸檬鐵銨后，放入40 ℃鼓風(fēng)干燥箱中24 h后再放入恒溫恒濕箱(溫度40 ℃，濕度為80%)中24 h，依次循環(huán)放置90 d后取出測定。

2.3.1.3 二氧化硅單因素試驗

稱取1 kg原料鹽若干份，按照0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的比例添加二氧化硅后，放入40 ℃鼓風(fēng)干燥箱中24 h后再放入恒溫恒濕箱(溫度為40 ℃，濕度為80%)中24 h，依次循環(huán)放置90 d后取出測定。

2.3.1.4 硅酸鈣單因素試驗

稱取1 kg原料鹽若干份，按照0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的比例添加硅酸鈣后，放入40 ℃鼓風(fēng)干燥箱中24 h后再放入恒溫恒濕箱(溫度為40 ℃，濕度為80%)中24 h，依次循環(huán)放置90 d后取出測定。

2.3.2 二次添加抗結(jié)劑試驗

二次添加抗結(jié)劑試驗中抗結(jié)劑添加量亦需符合GB2760《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》?？紤]到原料鹽在運輸和存放過程中會出現(xiàn)結(jié)塊的現(xiàn)象，因此在調(diào)味鹽生產(chǎn)前從2.3.1中選取效果較好的試驗組進(jìn)行復(fù)合試驗，即原料鹽加抗結(jié)劑與添加配料時再加抗結(jié)劑組合的方式進(jìn)行。稱取原料鹽1 kg，加入抗結(jié)劑(2.3.1中選出)，攪拌混勻后備用，按照5%比例加入配料同時再加入另一種抗結(jié)劑后裝入密封袋并封口后， 放入40 ℃鼓風(fēng)干燥箱中24 h后再放入恒溫恒濕箱(溫度為40 ℃，濕度為80%)中24 h，依次循環(huán)放置60 d后取出測定。

2.4 評價方法

2.4.1 結(jié)塊程度測定方法

采用測定結(jié)塊率的實驗方法，可反映結(jié)塊程度。將樣品從1 m高處正反兩面各自由摔落1次，拆包后稱取m總(≥200 g)，過孔徑為0.85 mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，手工過篩2 min后稱取篩上物質(zhì)量為m，計算其結(jié)塊率。每個樣品平行測定三次，取結(jié)果的平均值。結(jié)塊率越小，結(jié)塊程度越小，則抗結(jié)性越好。結(jié)塊率計算公式如下：

式中：V——結(jié)塊率，%；m——過篩后篩上結(jié)塊樣品質(zhì)量，g；m總——過篩前總質(zhì)量，g。

2.4.2 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Statistical Product and Service Solutions 22.0軟件分析處理。

3 結(jié)果與討論

3.1 原料鹽抗結(jié)試驗結(jié)果

3.1.1 亞鐵氰化鉀對原料鹽結(jié)塊特性的影響

亞鐵氰化鉀是一種使用方便、效果明顯的抗結(jié)劑，對防止食用鹽的結(jié)塊具有非常好的作用[4]，在氯化鈉中的作為一種晶體改良劑，它的加入使得氯化鈉在受外界環(huán)境影響而重結(jié)晶時改變氯化鈉的結(jié)晶粒度分布[5]，氯化鈉的晶粒與晶粒間不形成“交聯(lián)”[6]，從而防止氯化鈉在貯存過程中結(jié)塊[7]。亞鐵氰化鉀添加量對原料鹽結(jié)塊的影響結(jié)果(圖1)表明，隨著亞鐵氰化鉀添加量的增大，原料鹽結(jié)塊率越來越低。但當(dāng)亞鐵氰化鉀添加量≥5.0 mg/kg后，結(jié)塊率降低的趨勢較小，因此可以認(rèn)為要使原鹽抗結(jié)效果較好，亞鐵氰化鉀的添加量需≥5.0 mg/kg。

圖1 亞鐵氰化鉀對原料鹽結(jié)塊特性的影響Fig.1 Effect of potassium ferrocyanide on caking characteristics of raw salt

3.1.2 檸檬酸鐵銨對原料鹽結(jié)塊特性的影響

檸檬酸鐵銨，又名枸櫞酸鐵銨，2-羥基-1,2,3-丙三羧酸鐵銨鹽，檸檬酸鐵和檸檬酸銨的復(fù)鹽。楊振[8]等研究表明，檸檬酸鐵銨抗結(jié)的機(jī)理是改變晶體晶格，這說明檸檬酸鐵銨可參與晶體生長過程，改變各個晶面的相對生長速率和形態(tài)，產(chǎn)生一種在外力作用下十分易碎的晶體，改善其流動性[9]。檸檬酸鐵銨添加量對原料鹽結(jié)塊的影響結(jié)果(圖2)表明，隨著檸檬酸鐵銨添加量的增大，原料鹽結(jié)塊率越來越低。但當(dāng)檸檬酸鐵銨添加量≥20.0 mg/kg后，結(jié)塊率降低的趨勢較小，因此可以認(rèn)為要使原鹽抗結(jié)效果較好，檸檬酸鐵銨的添加量需≥20.0 mg/kg。

圖2 檸檬酸鐵銨對原料鹽結(jié)塊特性的影響Fig.2 Effect of ferric ammonium citrate on caking characteristics of raw salt

3.1.3 二氧化硅對原料鹽結(jié)塊特性的影響

二氧化硅抗結(jié)劑是一種白色蓬松粉末，能解決產(chǎn)品因吸潮受壓形成的結(jié)塊，同時具有吸附作用，可以吸附在原料鹽表面，降低微粒之間的范德華力，降低顆粒之間的粘連作用，增強流動性[3]。其抗結(jié)的原理與硅酸鈣類似。二氧化硅在GB2760-2014里的添加限量為2%，目前在食用鹽中沒有檢測標(biāo)準(zhǔn)。二氧化硅添加量對原料鹽結(jié)塊的影響結(jié)果(圖3)表明，隨著二氧化硅添加量的增大，原料鹽結(jié)塊率越來越低。但當(dāng)二氧化硅添加量≥1.0%后，結(jié)塊率降低的趨勢較小，因此可以認(rèn)為要使原鹽抗結(jié)效果較好，二氧化硅的添加量需≥1.0%。

圖3 二氧化硅對原料鹽結(jié)塊特性的影響Fig.3 Effect of silicate on caking of raw salt

3.1.4 硅酸鈣對原料鹽結(jié)塊特性的影響

硅酸鈣是一種微觀多孔結(jié)構(gòu)，由氫氧化鈣和二氧化硅高溫煅燒反應(yīng)合成的無機(jī)物。硅酸鈣可以附著在原料鹽顆粒表面上[10]，阻礙原料鹽吸收外界空氣中的水分，同時可以降低微粒之間的范德華力，這樣可以降低原料鹽顆粒之間的粘連作用，增強流動性[3]。硅酸鈣添加量對原料鹽結(jié)塊的影響結(jié)果(圖4)表明，隨著硅酸鈣添加量的增大，原料鹽結(jié)塊率越來越低。但當(dāng)硅酸鈣添加量≥1.5%后，結(jié)塊率降低的趨勢較小，因此可以認(rèn)為要使原鹽抗結(jié)效果較好，硅酸鈣的添加量需≥1.5%。

圖4 硅酸鈣對原料鹽結(jié)塊的影響Fig.4 Effect of calcium silicate on caking of raw salt

3.2 二次添加抗結(jié)劑試驗結(jié)果

通過3.1分析可知，亞鐵氰化鉀和檸檬酸鐵銨的抗結(jié)主要是改變晶體的晶格，而二氧化硅和硅酸鈣的抗結(jié)機(jī)理主要是通過吸附在顆粒表面，降低范德華力的方式減少結(jié)塊。在調(diào)味鹽開發(fā)中應(yīng)保證原料鹽流動性良好，以上四種抗結(jié)劑可使用。調(diào)味鹽生產(chǎn)中，有≥3%的香辛料及其他粉狀原料加入時，二氧化硅和硅酸鈣更適合作為與其他輔料混合時添加。因此將亞鐵氰化鉀和檸檬酸鐵銨分別作為原料鹽抗結(jié)劑，二氧化硅和硅酸鈣作為調(diào)味鹽抗結(jié)劑進(jìn)行下一步試驗。

二次添加抗結(jié)劑試驗方案：分別選取添加5 mg/kg亞鐵氰化鉀和20 mg/kg檸檬酸鐵銨作為抗結(jié)劑的原料鹽，按照2.3.1中二氧化硅和硅酸鈣單因素相同添加梯度進(jìn)行試驗，按照2.3.2進(jìn)行5%配料添加，進(jìn)行加速結(jié)塊試驗及結(jié)塊率測定。

3.2.1 二氧化硅對調(diào)味鹽結(jié)塊的影響

二氧化硅添加量對調(diào)味鹽結(jié)塊的影響結(jié)果(圖5)表明，亞鐵氰化鉀組和檸檬酸鐵銨組結(jié)塊率降低趨勢基本一致，這說明原料鹽中的抗結(jié)劑對調(diào)味鹽結(jié)塊率基本無影響。隨著二氧化硅添加量的增大，調(diào)味鹽結(jié)塊率越來越低，當(dāng)二氧化硅添加量≥1.5%后，結(jié)塊率降低的趨勢較小，因此可以認(rèn)為要使調(diào)味鹽抗結(jié)效果較好，二次加入二氧化硅的添加量需≥1.5%，此時結(jié)塊率最低為1.04%。

圖5 二氧化硅對調(diào)味鹽結(jié)塊特性的影響Fig.5 Effect of silica on caking characteristics of seasoning salt

3.2.2 硅酸鈣對調(diào)味鹽結(jié)塊的影響

硅酸鈣添加量對調(diào)味鹽結(jié)塊的影響結(jié)果(圖6)表明，亞鐵氰化鉀組和檸檬酸鐵銨組結(jié)塊率降低趨勢基本一致，這說明原料鹽中的抗結(jié)劑對調(diào)味鹽結(jié)塊率基本無影響。隨著硅酸鈣添加量的增大，調(diào)味鹽結(jié)塊率越來越低，隨著硅酸鈣添加量的增大，調(diào)味鹽結(jié)塊率越來越低。但當(dāng)硅酸鈣添加量≥1.5%后，結(jié)塊率降低的趨勢較小，因此可以認(rèn)為要使調(diào)味鹽抗結(jié)效果較好，二次加入硅酸鈣的添加量≥1.5%，此時結(jié)塊率最低為2.48%，說明在同等添加量下硅酸鈣的抗結(jié)效果弱于二氧化硅。

圖6 硅酸鈣對調(diào)味鹽結(jié)塊特性的影響Fig.6 Effect of calcium silicate on caking characteristics of seasoning salt

4 結(jié)論

綜上所述，二次添加抗結(jié)劑對調(diào)味鹽結(jié)塊特性有顯著影響，且不同抗結(jié)劑對調(diào)味鹽抗結(jié)亦存在顯著差異。根據(jù)抗結(jié)劑抗結(jié)原理的不同，改變晶格類型的抗結(jié)劑適合于晶體顆粒即原料鹽的抗結(jié)，在加入具有一定吸潮性配料后原料中的抗結(jié)劑難以發(fā)揮抗結(jié)作用，此時減少范德華力的抗結(jié)劑可用于原料鹽抗結(jié)外還可用于二次加入的調(diào)味鹽抗結(jié)。調(diào)味鹽抗結(jié)劑的合理合規(guī)的運用，必將有助于調(diào)味鹽產(chǎn)品開發(fā)，但仍需對不同特性抗結(jié)劑的科學(xué)使用進(jìn)行深入研究。