天然彩色盐制备方法的研究

邓 强，孙玉柱，应 虎，邱常义，罗孟杰

（1.江西晶昊盐化有限公司，江西 宜春，331200；2.华东理工大学 国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心，上海，200237）

食盐是广大居民日常生活中的必需品，同时市场上不存在其他替代品，随着中国社会经济实力的高速发展和食品相关行业的急速增长［1］，目前我国的食盐需求量大约为1 000 万t，食用盐的出口量为70 万t 左右，但食用盐产品质量参差不齐是一个亟待解决的重大行业问题。目前国内的许多厂家为了提高盐产品的质量，多采用盐的精制作为常用的提高食用盐产品纯度质量的手段，即利用含有氯化钠的天然原料（海水、岩盐矿床、天然卤水）或人工原料（日晒原盐、盐湖原盐等）［2］，对氯化钠进行富集、纯化、结晶、包装等过程。具体包括以下几个步骤：（1）将天然原料或人工原料通过初步蒸发浓缩等方式去除一部分溶剂，提高原料中的氯化钠浓度，实现对氯化钠富集的目的，以此制成高浓度氯化钠溶液；（2）将制得的高浓度氯化钠溶液通过包括化学法（添加氢氧化钠）和膜法（纳滤、电渗析、反渗透等），脱除高浓度氯化钠溶液中含有的钙、镁、硫酸根等金属、非金属杂质离子，以此制得高浓度且不含杂质离子的纯净氯化钠溶液；（3）采用提高温度、降低压力等方法，使高浓度的纯净氯化钠溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶导致氯化钠结晶，获得较为纯净、达到高质量标准的氯化钠盐产品；（4）通过一系列工业流程，将氯化钠分离、干燥、包装，制得能够以货物状态出售的盐产品。

国内盐行业对盐产品的生产大部分属于初加工，即直接生产出较为纯净的食用盐产品，该产品附加值不高，发展空间十分有限［3］。随着我国经济实力快速发展，初加工盐产品在现有盐产品市场中竞争力低，难以占据市场份额，这就促使制盐企业思考如何提高产品竞争力，不断持续开发氯化钠在精细化工品中的应用，强化不同盐产品在日常生活内不同领域中的专盐专用功能。彩色盐是盐产品中具有高附加价值的精细化食用盐产品之一，在日常生活及市场营销中应用广泛，彩色盐的价格较高，经调研在市场中需求量大，故超细氯化钠彩色盐不论是在经济方面还是使用方面，都具有很大的研究意义和价值［4-5］。

彩色盐［6］是指主要成分为氯化钠（NaCl），外观颜色多种多样的食用盐。彩色盐与当前普遍为白色颗粒状的食用盐相比属于一种新型产品，能够给予消费者巨大的视觉冲击，加强感官刺激，使消费者在普通的食用盐与彩色食用盐之间，更容易产生消费欲望。同时彩色盐相对于普通盐具有更高的附加价值，其应用会越来越广泛，可满足人们对高品质生活的追求。

彩色盐根据加工方法分为天然彩色盐和人工彩色盐。天然彩色盐与产区的地质结构、矿物质的种类及含量密切相关，常见的为喜马拉雅红盐、夏威夷黑盐、波斯蓝盐等，这些天然彩色盐的呈色物质主要因为其中含有的微量金属元素及矿物质，使白色的盐染上特殊颜色，也因此带来一定的较为特殊的风味，而人工彩色盐主要是厂家在盐产品生产工序中加入人工色素或天然色素使之与盐产品混合（染色）而成。天然彩色盐是不可再生资源，是大自然经过千百年沉淀缓慢生成的盐矿，产量有限，因此发展受到极大限制，由此看来，彩色盐在市场上的发展，人工彩色盐更具发展前景。

目前市面上的人工彩色盐主要存在颜色不均匀、结晶无规则、粒度差异大等问题，其盐产品品质得不到保障，文章提供了一种以食盐溶液为基体，通过复配多种天然果蔬色素，采用喷雾法制备彩色盐的方法。

1 实验

1.1 实验材料与试剂

实验原料主要为食品级氯化钠，江西晶昊盐化有限公司提供；去离子水。

1.2 实验设备与分析仪器

实验设备主要包括烧杯、移液枪、容量瓶、喷雾干燥器、恒温真空烘箱、电子天平。

分析仪器主要包括ICP-OES（ARCOS，Spectra，Germany）、XRD 分析仪（D8 Advance，Bruker，Germany）、马尔文粒度分析仪（Malvern 2000，England）、光 学 显 微 镜（Scope A1，Carl Zeiss，Germany）、X射线能谱仪（EDS，Horiba 7021-H）。

1.3 实验方法

1.3.1 氯化钠初始溶液配制

将食盐原料溶解于一定质量水中，配制出常温下不饱和溶液，固液分离出溶液中不溶物，滤液中氯化钠的质量分数在25%以内。

1.3.2 染料的获得

去除不同果蔬内的水分，控制果蔬内含水量在10%以内，将去除水分后的果蔬按颜色分别进行破碎，再研磨成粉末状，果蔬粉末的粒度控制在1 mm 以下。

1.3.3 工艺流程

（1）在所述氯化钠滤液中，根据溶液中氯化钠质量，按照氯化钠和添加果蔬总质量的5%～20%称取添加一定量的彩色果蔬粉末，常温下悬浮搅拌1～3 h直至混合均匀，搅拌转速为300～600 r/min；

（2）将所述悬浮液采用离心喷雾干燥，制得微米级超细的彩色盐；在喷雾离心干燥时，调节悬浮液进料泵速为50～400 mL/min，雾化器转速为7 500～20 000 r/min，进风温度为180～220 ℃，出风温度为80～110 ℃。喷雾干燥制备彩色盐工艺过程见图1。

图1 喷雾干燥制备彩色盐工艺过程Fig.1 Technological process of spray drying for preparing color salt

1.3.4 产品表征与分析

（1）采用ICP-OES 分析不同彩色盐产品中元素含量，再确定彩色盐天然色素的含量；

（2）采用XRD 分析不同彩色盐产品的晶型及结构；

（3）采用马尔文粒度分析仪分析不同彩色盐产品的粒度分布；

（4）采用SEM-EDS 分析不同喷雾细粉低钠盐的微观形貌及对应的元素分布。

2 结果与分析

2.1 彩色盐纯度分析

采用喷雾干燥工艺制备不同食用色素添加量的细粉彩色盐产品。25 ℃下不同食用色素含量的氯化钠原料液，在优化后的工艺参数条件下进行喷雾干燥，使蒸发固相为需要的彩色盐产品，采用各种表征手段对彩色盐产品进行分析。

针对喷雾干燥制备得到彩色盐样品，采用ICPOES 分析不同彩色盐产品中元素含量，结果见表1。由表1可知，喷雾干燥制备得到的彩色盐，该方法的得率分布在85%以上。1#黄色盐中天然色素为柠檬黄色素（C16H9N4O9S2Na3），2#粉红色盐中天然色素为甜菜红色素（C24H26N2O13），3#淡绿色盐中天然色素为叶绿素铜钠色素（C34H29CuN4Na3O7），4#淡蓝色盐中天然色素为靛蓝色素（C16H10N2O2），5#淡粉色盐中天然色素为β-胡萝卜素色素（C40H56）和6#淡褐色盐中天然色素为焦糖色素（C6H8O3）。该方法制备的6 种彩色盐为细粉状，由于该方法采用喷雾干燥方式，由液体直接喷雾干燥而来，产品损失较低，收率较高。

表1 彩色盐产品杂质含量分析Tab.1 Analysis of impurity content in color salt products

2.2 产品粒度分析

采用马尔文粒度分析仪分析不同彩色盐产品的粒径分布，见图2。由图可知，1#、2#、3#、4#、5#、6#彩色盐粒径分布分别在6.7、10.7、320、20.0、16.2、83.4μm。

图2 喷雾干燥制备彩色盐的粒径分布Fig.2 Particle size distribution of colored salt prepared by spray drying

结果显示，1#和2#彩色盐产品粒度较小，无明显结块现象；3#彩色盐产品粒度较大，结块现象较为明显，粒径分布呈现双峰，颗粒粒径有所增大；4#和5#彩色盐产品粒度较小，存在结块现象，粒径分布呈现双峰，颗粒粒径有所增大；6#彩色盐产品粒度较大，结块现象较为显著，粒径分布呈现三峰，颗粒粒径有所增大。

2.3 彩色盐晶型结构分析

通过XRD 对不同彩色盐产品的晶型及结构进行分析，XRD 图谱见图3。由图可知，由于彩色盐产品中不同色素添加含量很低，XRD 图谱并未显示出不同色素特征峰，NaCl晶型单一完整。

图3 喷雾干燥制备彩色盐的XRD 图谱Fig.3 XRD spectra of color salts prepared by spray drying

采用SEM-EDS 分析1#和2#彩色盐产品的微观形貌及表面元素分布。能谱分析发现在1#彩色盐产品中，NaCl 分散程度很均匀，同时N 和O 元素虽然含量非常少，但分布仍比较均匀，表明柠檬黄色素（C16H9N4O9S2Na3）分散均匀；在2#彩色盐产品中，NaCl 分散程度很均匀，同时N 和O 元素虽然含量非常少，但分布仍比较均匀，表明甜菜红色素（C24H26N2O13）分散均匀。由图4 可知，彩色盐产品1#和2#微观形貌均为立方块状固体，颗粒间团聚现象较为显著。

图4 彩色盐1#、2#盐产品微观形貌Fig.4 Microscopic morphology of colored salt products 1#and 2#

3 结语

文章提出的利用喷雾干燥制备工艺彩色盐方法，与市场上的彩色盐制备方法相比，此方法使用植物色素与食用盐为原料，制备的彩色盐为色彩均匀、收率高、颗粒较小的粉状盐。该产品的开发丰富了产品种类，同时满足消费者对高品质生活的追求。