二次添加抗結劑對調味鹽結塊特性的影響

岳元媛，汪姣玲，唐 雄，樊振南,3

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

1 前言

調味鹽是以食鹽或低鈉鹽作為載體，加入一定量的調味品或能起到調味作用的食品，加工而成的不同口味的固體調味鹽。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味作用的食品后，可滿足不同人群的口味需求。調味鹽已被大多數家庭和餐飲業所廣泛使用，品質俱佳的調味鹽將具有廣闊的市場前景。在調味鹽的生產、制造過程中，仍然存在不少技術問題，其中調味鹽成品和生產時用的原料鹽均會出現結塊現象，原料鹽結塊會給生產環節帶來麻煩，流動性差會導致混合不均勻；成品結塊會影響外觀色澤，甚至改變鹽的風味，導致產品質量下降。陳磊[1]等對調味鹽結塊的原因和解決辦法進行研究發現，添加適量的抗結劑可以有效減少調味鹽結塊。李娜[2]等對不同抗結劑在新品種鹽中的應用進行研究，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為最佳抗結劑組合。張皓[3]等防止食鹽結塊方法進行研究，認為硅酸鈣可以在鹽中發揮抗結快和增加流動性的功效。這些研究均只對鹽產品一次性加入抗結劑進行研究，對調味鹽生產中二次抗結劑的添加尚未見報道。

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

2 材料與方法

2.1 材料與試劑

原料鹽,未加碘未加抗結劑鹽，粒度≤0.85 mm，湖南湘衡鹽化有限責任公司提供；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，進口添加劑，廣州博祥貿易有限公司提供；復合配料(以下簡稱“配料”)，粒度≤0.85 mm，加入到調味鹽中有酵母等吸潮結塊特性的配料，實驗室制備。

2.2 主要儀器與設備

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

2.3 試驗方法

2.3.1 原料鹽抗結性試驗

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，依次循環放置90 d后取出測定。

2.3.2 二次添加抗結劑試驗

二次添加抗結劑試驗中抗結劑添加量亦需符合GB2760《食品添加劑使用標準》。考慮到原料鹽在運輸和存放過程中會出現結塊的現象，因此在調味鹽生產前從2.3.1中選取效果較好的試驗組進行復合試驗，即原料鹽加抗結劑與添加配料時再加抗結劑組合的方式進行。稱取原料鹽1 kg，加入抗結劑(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劑后裝入密封袋并封口后， 放入40 ℃鼓風干燥箱中24 h后再放入恒溫恒濕箱(溫度為40 ℃，濕度為80%)中24 h，依次循環放置60 d后取出測定。

2.4 評價方法

2.4.1 結塊程度測定方法

采用測定結塊率的實驗方法，可反映結塊程度。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標準篩篩分，手工過篩2 min后稱取篩上物質量為m，計算其結塊率。每個樣品平行測定三次，取結果的平均值。結塊率越小，結塊程度越小，則抗結性越好。結塊率計算公式如下：

式中：V——結塊率，%；m——過篩后篩上結塊樣品質量，g；m總——過篩前總質量，g。

2.4.2 數據處理

試驗數據采用Statistical Product and Service Solutions 22.0軟件分析處理。

3 結果與討論

3.1 原料鹽抗結試驗結果

3.1.1 亞鐵氰化鉀對原料鹽結塊特性的影響

亞鐵氰化鉀是一種使用方便、效果明顯的抗結劑，對防止食用鹽的結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境影響而重結晶時改變氯化鈉的結晶粒度分布[5]，氯化鈉的晶粒與晶粒間不形成“交聯”[6]，從而防止氯化鈉在貯存過程中結塊[7]。亞鐵氰化鉀添加量對原料鹽結塊的影響結果(圖1)表明，隨著亞鐵氰化鉀添加量的增大，原料鹽結塊率越來越低。但當亞鐵氰化鉀添加量≥5.0 mg/kg后，結塊率降低的趨勢較小，因此可以認為要使原鹽抗結效果較好，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鹽。楊振[8]等研究表明，檸檬酸鐵銨抗結的機理是改變晶體晶格，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，產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塊的影響結果(圖2)表明，隨著檸檬酸鐵銨添加量的增大，原料鹽結塊率越來越低。但當檸檬酸鐵銨添加量≥20.0 mg/kg后，結塊率降低的趨勢較小，因此可以認為要使原鹽抗結效果較好，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塊特性的影響

二氧化硅抗結劑是一種白色蓬松粉末，能解決產品因吸潮受壓形成的結塊，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準。二氧化硅添加量對原料鹽結塊的影響結果(圖3)表明，隨著二氧化硅添加量的增大，原料鹽結塊率越來越低。但當二氧化硅添加量≥1.0%后，結塊率降低的趨勢較小，因此可以認為要使原鹽抗結效果較好，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 硅酸鈣對原料鹽結塊特性的影響

硅酸鈣是一種微觀多孔結構，由氫氧化鈣和二氧化硅高溫煅燒反應合成的無機物。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塊的影響結果(圖4)表明，隨著硅酸鈣添加量的增大，原料鹽結塊率越來越低。但當硅酸鈣添加量≥1.5%后，結塊率降低的趨勢較小，因此可以認為要使原鹽抗結效果較好，硅酸鈣的添加量需≥1.5%。

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

3.2 二次添加抗結劑試驗結果

通過3.1分析可知，亞鐵氰化鉀和檸檬酸鐵銨的抗結主要是改變晶體的晶格，而二氧化硅和硅酸鈣的抗結機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塊。在調味鹽開發中應保證原料鹽流動性良好，以上四種抗結劑可使用。調味鹽生產中，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劑，二氧化硅和硅酸鈣作為調味鹽抗結劑進行下一步試驗。

二次添加抗結劑試驗方案：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行試驗，按照2.3.2進行5%配料添加，進行加速結塊試驗及結塊率測定。

3.2.1 二氧化硅對調味鹽結塊的影響

二氧化硅添加量對調味鹽結塊的影響結果(圖5)表明，亞鐵氰化鉀組和檸檬酸鐵銨組結塊率降低趨勢基本一致，這說明原料鹽中的抗結劑對調味鹽結塊率基本無影響。隨著二氧化硅添加量的增大，調味鹽結塊率越來越低，當二氧化硅添加量≥1.5%后，結塊率降低的趨勢較小，因此可以認為要使調味鹽抗結效果較好，二次加入二氧化硅的添加量需≥1.5%，此時結塊率最低為1.04%。

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

3.2.2 硅酸鈣對調味鹽結塊的影響

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

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

4 結論

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