二次添加抗结剂对调味盐结块特性的影响

岳元媛，汪姣玲，唐 雄，樊振南,3

(1.湖南盐业股份有限公司，湖南 长沙 410015；2.湖南省轻工盐业集团 技术中心 有限公司，湖南 长沙 410015；3.湖南省井矿盐工程技术研究中心，湖南 长沙 410015)

1 前言

调味盐是以食盐或低钠盐作为载体，加入一定量的调味品或能起到调味作用的食品，加工而成的不同口味的固体调味盐。其具有稍弱或等同于食盐的咸度，且加入超过3%的香辛料、天然动植物辅料或具有调味作用的食品后，可满足不同人群的口味需求。调味盐已被大多数家庭和餐饮业所广泛使用，品质俱佳的调味盐将具有广阔的市场前景。在调味盐的生产、制造过程中，仍然存在不少技术问题，其中调味盐成品和生产时用的原料盐均会出现结块现象，原料盐结块会给生产环节带来麻烦，流动性差会导致混合不均匀；成品结块会影响外观色泽，甚至改变盐的风味，导致产品质量下降。陈磊[1]等对调味盐结块的原因和解决办法进行研究发现，添加适量的抗结剂可以有效减少调味盐结块。李娜[2]等对不同抗结剂在新品种盐中的应用进行研究，通过正交试验确定柠檬酸铁铵0.015 g/kg、二氧化硅10 g/kg、硅酸钙10 g/kg为最佳抗结剂组合。张皓[3]等防止食盐结块方法进行研究，认为硅酸钙可以在盐中发挥抗结快和增加流动性的功效。这些研究均只对盐产品一次性加入抗结剂进行研究，对调味盐生产中二次抗结剂的添加尚未见报道。

文章以结块率为考察指标，通过对抗结剂的抗结原理、原料盐中的添加量及调味盐中的二次添加量进行对比研究，为调味盐在生产加工中有效减少结块问题提供参考。

2 材料与方法

2.1 材料与试剂

原料盐,未加碘未加抗结剂盐，粒度≤0.85 mm，湖南湘衡盐化有限责任公司提供；柠檬酸铁铵,食品级，郑州瑞普生物工程有限公司提供；亚铁氰化钾,食品级，河南瑞仁生物工程有限公司提供；二氧化硅和硅酸钙，食品级，进口添加剂，广州博祥贸易有限公司提供；复合配料(以下简称“配料”)，粒度≤0.85 mm，加入到调味盐中有酵母等吸潮结块特性的配料，实验室制备。

2.2 主要仪器与设备

ES-E 210B电子天平,天津市德安特传感技术有限公司；KO3腰鼓式混匀器，上海晶亮工贸大江电器有限公司；BSC-250恒温恒湿箱,上海博迅实业有限公司医疗设备厂；DHG-9145A鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；试验筛，中国航空工业第五四零厂。

2.3 试验方法

2.3.1 原料盐抗结性试验

2.3.1.1 亚铁氰化钾单因素试验

称取1 kg原料盐若干份，按照0 mg/kg、2.5 mg/kg、5.0 mg/kg、7.5 mg/kg、10.0 mg/kg的比例添加亚铁氰化钾后，放入40 ℃鼓风干燥箱中干燥24 h后再放入恒温恒湿箱(温度为40 ℃，湿度为80%)中加湿24 h，依次循环放置90 d后取出测定。

2.3.1.2 柠檬酸铁铵单因素试验

称取1 kg原料盐若干份，按照0 mg/kg、5 mg/kg、10.0 mg/kg、15.0 mg/kg、20.0 mg/kg、25.0 mg/kg的比例添加柠檬铁铵后，放入40 ℃鼓风干燥箱中24 h后再放入恒温恒湿箱(温度40 ℃，湿度为80%)中24 h，依次循环放置90 d后取出测定。

2.3.1.3 二氧化硅单因素试验

称取1 kg原料盐若干份，按照0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的比例添加二氧化硅后，放入40 ℃鼓风干燥箱中24 h后再放入恒温恒湿箱(温度为40 ℃，湿度为80%)中24 h，依次循环放置90 d后取出测定。

2.3.1.4 硅酸钙单因素试验

称取1 kg原料盐若干份，按照0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的比例添加硅酸钙后，放入40 ℃鼓风干燥箱中24 h后再放入恒温恒湿箱(温度为40 ℃，湿度为80%)中24 h，依次循环放置90 d后取出测定。

2.3.2 二次添加抗结剂试验

二次添加抗结剂试验中抗结剂添加量亦需符合GB2760《食品添加剂使用标准》。考虑到原料盐在运输和存放过程中会出现结块的现象，因此在调味盐生产前从2.3.1中选取效果较好的试验组进行复合试验，即原料盐加抗结剂与添加配料时再加抗结剂组合的方式进行。称取原料盐1 kg，加入抗结剂(2.3.1中选出)，搅拌混匀后备用，按照5%比例加入配料同时再加入另一种抗结剂后装入密封袋并封口后， 放入40 ℃鼓风干燥箱中24 h后再放入恒温恒湿箱(温度为40 ℃，湿度为80%)中24 h，依次循环放置60 d后取出测定。

2.4 评价方法

2.4.1 结块程度测定方法

采用测定结块率的实验方法，可反映结块程度。将样品从1 m高处正反两面各自由摔落1次，拆包后称取m总(≥200 g)，过孔径为0.85 mm标准筛筛分，手工过筛2 min后称取筛上物质量为m，计算其结块率。每个样品平行测定三次，取结果的平均值。结块率越小，结块程度越小，则抗结性越好。结块率计算公式如下：

式中：V——结块率，%；m——过筛后筛上结块样品质量，g；m总——过筛前总质量，g。

2.4.2 数据处理

试验数据采用Statistical Product and Service Solutions 22.0软件分析处理。

3 结果与讨论

3.1 原料盐抗结试验结果

3.1.1 亚铁氰化钾对原料盐结块特性的影响

亚铁氰化钾是一种使用方便、效果明显的抗结剂，对防止食用盐的结块具有非常好的作用[4]，在氯化钠中的作为一种晶体改良剂，它的加入使得氯化钠在受外界环境影响而重结晶时改变氯化钠的结晶粒度分布[5]，氯化钠的晶粒与晶粒间不形成“交联”[6]，从而防止氯化钠在贮存过程中结块[7]。亚铁氰化钾添加量对原料盐结块的影响结果(图1)表明，随着亚铁氰化钾添加量的增大，原料盐结块率越来越低。但当亚铁氰化钾添加量≥5.0 mg/kg后，结块率降低的趋势较小，因此可以认为要使原盐抗结效果较好，亚铁氰化钾的添加量需≥5.0 mg/kg。

图1 亚铁氰化钾对原料盐结块特性的影响Fig.1 Effect of potassium ferrocyanide on caking characteristics of raw salt

3.1.2 柠檬酸铁铵对原料盐结块特性的影响

柠檬酸铁铵，又名枸橼酸铁铵，2-羟基-1,2,3-丙三羧酸铁铵盐，柠檬酸铁和柠檬酸铵的复盐。杨振[8]等研究表明，柠檬酸铁铵抗结的机理是改变晶体晶格，这说明柠檬酸铁铵可参与晶体生长过程，改变各个晶面的相对生长速率和形态，产生一种在外力作用下十分易碎的晶体，改善其流动性[9]。柠檬酸铁铵添加量对原料盐结块的影响结果(图2)表明，随着柠檬酸铁铵添加量的增大，原料盐结块率越来越低。但当柠檬酸铁铵添加量≥20.0 mg/kg后，结块率降低的趋势较小，因此可以认为要使原盐抗结效果较好，柠檬酸铁铵的添加量需≥20.0 mg/kg。

图2 柠檬酸铁铵对原料盐结块特性的影响Fig.2 Effect of ferric ammonium citrate on caking characteristics of raw salt

3.1.3 二氧化硅对原料盐结块特性的影响

二氧化硅抗结剂是一种白色蓬松粉末，能解决产品因吸潮受压形成的结块，同时具有吸附作用，可以吸附在原料盐表面，降低微粒之间的范德华力，降低颗粒之间的粘连作用，增强流动性[3]。其抗结的原理与硅酸钙类似。二氧化硅在GB2760-2014里的添加限量为2%，目前在食用盐中没有检测标准。二氧化硅添加量对原料盐结块的影响结果(图3)表明，随着二氧化硅添加量的增大，原料盐结块率越来越低。但当二氧化硅添加量≥1.0%后，结块率降低的趋势较小，因此可以认为要使原盐抗结效果较好，二氧化硅的添加量需≥1.0%。

图3 二氧化硅对原料盐结块特性的影响Fig.3 Effect of silicate on caking of raw salt

3.1.4 硅酸钙对原料盐结块特性的影响

硅酸钙是一种微观多孔结构，由氢氧化钙和二氧化硅高温煅烧反应合成的无机物。硅酸钙可以附着在原料盐颗粒表面上[10]，阻碍原料盐吸收外界空气中的水分，同时可以降低微粒之间的范德华力，这样可以降低原料盐颗粒之间的粘连作用，增强流动性[3]。硅酸钙添加量对原料盐结块的影响结果(图4)表明，随着硅酸钙添加量的增大，原料盐结块率越来越低。但当硅酸钙添加量≥1.5%后，结块率降低的趋势较小，因此可以认为要使原盐抗结效果较好，硅酸钙的添加量需≥1.5%。

图4 硅酸钙对原料盐结块的影响Fig.4 Effect of calcium silicate on caking of raw salt

3.2 二次添加抗结剂试验结果

通过3.1分析可知，亚铁氰化钾和柠檬酸铁铵的抗结主要是改变晶体的晶格，而二氧化硅和硅酸钙的抗结机理主要是通过吸附在颗粒表面，降低范德华力的方式减少结块。在调味盐开发中应保证原料盐流动性良好，以上四种抗结剂可使用。调味盐生产中，有≥3%的香辛料及其他粉状原料加入时，二氧化硅和硅酸钙更适合作为与其他辅料混合时添加。因此将亚铁氰化钾和柠檬酸铁铵分别作为原料盐抗结剂，二氧化硅和硅酸钙作为调味盐抗结剂进行下一步试验。

二次添加抗结剂试验方案：分别选取添加5 mg/kg亚铁氰化钾和20 mg/kg柠檬酸铁铵作为抗结剂的原料盐，按照2.3.1中二氧化硅和硅酸钙单因素相同添加梯度进行试验，按照2.3.2进行5%配料添加，进行加速结块试验及结块率测定。

3.2.1 二氧化硅对调味盐结块的影响

二氧化硅添加量对调味盐结块的影响结果(图5)表明，亚铁氰化钾组和柠檬酸铁铵组结块率降低趋势基本一致，这说明原料盐中的抗结剂对调味盐结块率基本无影响。随着二氧化硅添加量的增大，调味盐结块率越来越低，当二氧化硅添加量≥1.5%后，结块率降低的趋势较小，因此可以认为要使调味盐抗结效果较好，二次加入二氧化硅的添加量需≥1.5%，此时结块率最低为1.04%。

图5 二氧化硅对调味盐结块特性的影响Fig.5 Effect of silica on caking characteristics of seasoning salt

3.2.2 硅酸钙对调味盐结块的影响

硅酸钙添加量对调味盐结块的影响结果(图6)表明，亚铁氰化钾组和柠檬酸铁铵组结块率降低趋势基本一致，这说明原料盐中的抗结剂对调味盐结块率基本无影响。随着硅酸钙添加量的增大，调味盐结块率越来越低，随着硅酸钙添加量的增大，调味盐结块率越来越低。但当硅酸钙添加量≥1.5%后，结块率降低的趋势较小，因此可以认为要使调味盐抗结效果较好，二次加入硅酸钙的添加量≥1.5%，此时结块率最低为2.48%，说明在同等添加量下硅酸钙的抗结效果弱于二氧化硅。

图6 硅酸钙对调味盐结块特性的影响Fig.6 Effect of calcium silicate on caking characteristics of seasoning salt

4 结论

综上所述，二次添加抗结剂对调味盐结块特性有显著影响，且不同抗结剂对调味盐抗结亦存在显著差异。根据抗结剂抗结原理的不同，改变晶格类型的抗结剂适合于晶体颗粒即原料盐的抗结，在加入具有一定吸潮性配料后原料中的抗结剂难以发挥抗结作用，此时减少范德华力的抗结剂可用于原料盐抗结外还可用于二次加入的调味盐抗结。调味盐抗结剂的合理合规的运用，必将有助于调味盐产品开发，但仍需对不同特性抗结剂的科学使用进行深入研究。