徐歡歡,汪姣玲,樊振南,唐雄,楊嬌,岳元媛*
1. 雪天鹽業集團股份有限公司(長沙 410015);2. 湖南省輕工鹽業集團技術中心有限公司(長沙 410015);3. 湖南省井礦鹽工程技術研究中心(長沙 410015)
食鹽是日常生活中不可缺少的物質,也是現代工業重要的原料。鹽的消耗量是衡量一個國家工業化程度的重要標志之一[1]。2019年全國鹽消費總量達到10547萬t,同比2018年增長4.32%,其中:工業用鹽9249萬t,占總消費鹽量的87.69%;食用鹽1168萬t,占11.07%,同比2018年增長6.57%;出口鹽130萬t,占1.23%[2]。近年來隨著鹽消費量的增加,鹽產業鏈不斷延伸,鹽行業獲得更大發展空間。
以“食用鹽”為主題詞在CNKI數據庫進行文獻統計并通過可視化分析發現:近20年我國關于食用鹽的研究整體呈上升趨勢,各地疾控中心和高校、鹽企起領頭作用;食用鹽行業的研究方向包括碘營養狀況調查、多品種鹽研發、食鹽抗結、食鹽中離子檢測方法改進等方面。自鹽改以來,食鹽市場活力日漸增強,但企業科技創新力度不夠。通過對近年來食用鹽新產品開發、工藝研究和相關標準、檢測方法的更新情況等進行闡述,旨在為鹽企提供食用鹽科技創新的支持。
近年來,隨著鹽改的進行,鹽企之間的競爭加劇。為了搶占市場,各大鹽企成為食用鹽產品研發的主力軍,對產品開發力度不斷增大,使之朝著“天然綠色、生態健康、功能細分”等方向發展。
我國內陸地區的食用鹽多為井礦鹽,以四川久大、蘇鹽井神、湖南雪天鹽業等鹽業公司為例,其一直致力于研發滿足消費多樣化、品質差異化的井礦鹽產品。四川久大井礦鹽歷史悠久,其“卓井筒鹽”系列產品知名度較高,并于2018年推出2400+高鈣鹽系列產品。蘇鹽井神旗下“淮鹽”產品已有2500年歷史,其于2018年推出天然三零食用鹽、鮮味菇鹽、海藻碘低鈉鹽、食用竹鹽等天然健康食鹽。雪天鹽業于2019年推出多層篩分工藝的巖晶鹽系列產品,于2020年推出陶瓷膜過濾、不添加阻垢劑和抗結劑的生態鹽產品,于2021年推出“松態997”系列高端生態鹽產品(純度達99.7%)。
我國東南沿海、天津、海南地區的食用鹽以海鹽為主。以浙鹽集團、魯鹽集團、天津長蘆海晶集團等鹽業公司為例,浙鹽以“藍海星”“雪濤”為主要品牌,2016年推出高端產品——“雪濤”澳洲海鹽系列(以雪花鹽和精細海鹽為主),2019年推出學校食堂餐飲用鹽,專門針對兒童和青少年碘營養攝入需求;魯鹽同步開發海鹽和井礦鹽產品,“魯晶”品牌影響深遠,2020年推出4大高端鹽系列:“夙沙煮海”系列海鹽、“泰岱古韻”系列礦物質鹽、“健康生活”系列(低鈉鹽、富硒鹽、亞麻酸食用鹽等)和“綠色生態”系列井礦鹽(不加抗結劑),以及特色抖鹽(每抖一次瓶身,就出一克鹽)、“鹽之花”等產品[4];天津長蘆海晶于2021年6月推出“家良優選”“手工海鹽”“長蘆海晶”“國味”4大系列20多種產品,以天然海鹽、海水自然食用鹽、自然海鹽、自然晶鹽為代表。
我國青海、內蒙古、新疆等地區的食用鹽以湖鹽為主。以青海鹽業、內蒙古鹽業、中鹽新疆等鹽業公司為例,青海鹽業“茶卡”大青鹽、藏青鹽、天然湖鹽等湖鹽產品在鹽改后陸續進入其他銷區進行銷售;內蒙古鹽業于2020年與貴州鹽業合作推出草原湖鹽(大青鹽、玉晶鹽);中鹽新疆于2016年推出天山系列鹽(天山湖鹽、天山晶鹽、天山冰晶鹽),自上市后在一線城市備受歡迎。
食用多品種鹽自20世紀80年代開始取得迅猛發展,從營養強化鹽逐漸發展到添加食材提取物、食品配料等的營養功能性調味鹽。中鹽集團作為行業領軍企業,除開發普通食用鹽外,在植物型功能性鹽產品開發方面也取得了不錯的進展,目前已開發產品有沙棘碘鹽、枸杞碘鹽、紅棗碘鹽、氨基酸碘鹽、玉米肽碘鹽、玉米肽低鈉鹽、植物纖維鹽、乳酸菌腌菜鹽等[3]。益鹽堂健康鹽(應城)已開發了十幾種調味鹽,包括松露灰鹽、白西洋蘑菇鹽、印第安昆布鹽等高端鹽品,并于2017年推出無鉀減鈉鹽系列調味鹽(添加海藻糖25%以上)。
隨著人們對高鹽飲食帶來的危害意識提高,制備具有良好風味的低鹽食品成為研究熱點。張杰等[5]總結歸納了國內外有關減鹽措施的研究成果,主要分為四大類:減少食鹽添加量、優化食鹽的物理形態、采用高壓和超聲新技術以及開發食鹽的替代物(非鈉鹽類、咸味肽和風味改良劑)。劉賀等[6]綜述食鹽通過食品攝入的主要途徑、食品工業主要減鹽手段、減鹽技術研究及市面上減鹽產品種類等,并對減鹽產品的進一步開發方向進行展望。
國內低鈉鹽主要由食用鹽和食用氯化鉀混合而成,也有學者研究天然低鈉鹽的制備方法。王緒前等[7]在皿內將飽和海水鹵、礦鹵混合后,進行灘曬,得到的海礦鹵混合灘曬自然食用鹽,顆粒均勻、細白、松散易溶,鹽中鈣、鎂、鉀、鐵等營養元素更豐富,食用品質更高。張占良等[8]利用鹽湖資源(察汗斯拉圖鹽湖晶間鹵水)直接加工制備低鈉鹽產品。田亮[9]研究低鈉鹽的結晶過程,提出低鈉鹽可由添加KCl的鹵水進行直接結晶,當初始NaCl∶KCl大于4∶3時,蒸發掉58.3%水分后,產品中的KCl含量將達到低鈉鹽的標準。
近年來隨著消費者對食品安全和美觀度的要求越來越高,消費者不僅追求食用鹽本身的食用功能以及雜質少、晶瑩剔透等特點,還追求不同形貌的食用鹽,給人以美的視覺享受,因此研究不同晶習的氯化鈉具有很大的必要性。
王麗君等[10]對溶液結晶過程的理論研究及在結晶過程中對食用鹽晶習產生影響的一些因素進行探討和總結。朱明和[11]對氯化鈉產品在功能和貯存等方面存在問題,從結晶和溶解2個方面探求不同晶習氯化鈉的制取方法,并對不同晶習氯化鈉的形成機理進行研究,對不同氯化鈉產品的結塊行為進行試驗研究和定量預測。唐娜[12]提出一種球形食用鹽生產工藝及裝置,用此工藝及裝置可制得外觀均勻的球型食用鹽,產品純度達99.6%~99.9%,粒度達0.25~2.50 mm(80%以上粒度為0.95 mm),白度>80°。田亮[9]研究魚籽鹽的結晶過程,提出魚籽鹽是由于聚并和磨損產生的特殊形態,結晶過程的磨損和聚并需要在一個合適的范圍之內,高固液比例(30%以上)、強制循環條件、長存留時間(2 h以上)和穩定的蒸發操作都將促進晶體圓整化。
趙宏磊等[13]闡述單效機械熱壓縮和多效蒸發技術在制鹽行業生產中的應用現狀,并提出機械壓縮蒸發鹽硝聯產新技術,利用氯化鈉硫酸鈉溶液作為基本的原料液,經過高溫制鹽和高溫制硝得到冷凝水;得到冷水之后進行換熱,高溫機械壓縮蒸發分離,并獲得氯化鈉和高溫制鹽的母液;將高溫制鹽的母液和高溫制硝的母液進行混合,與低溫制鹽的母液換熱;低溫機械壓縮蒸發分離得到氯化鈉低溫制鹽母液;將母液蒸發分離,得到硫酸鈉和高溫致硝母液,將2種母液混合,繼續與低溫制鹽母液換熱蒸發制鹽。
彭賽軍[14]提出母液多級閃蒸回收法鹽硝聯產工藝并進行蒸汽消耗分析,研究發現母液三閃回收法鹽硝聯產較母液單閃回收法鹽硝聯產工藝的產品蒸汽消耗低26.09%,建議采用母液三閃回收法鹽硝聯產工藝。
為防止食鹽結塊,需要控制生產、貯存與運輸過程中的溫濕度與壓力,或添加抗結劑。食鹽中可添加的抗結劑主要有亞鐵氰化鉀(鈉)、檸檬酸鐵銨、硅酸鈣、二氧化硅和酒石酸鐵,也有學者致力于研究天然配料對食鹽抗結的影響。
張皓等[15]提出防止精制鹽結塊的措施,包括增大精制鹽的粒徑、采用未經干燥的濕鹽、增加包裝和存放點的密封性、選擇較為干燥和氣溫變化較小的貯存環境、控制精制鹽的堆積高度、添加抗結劑。陳虎等[16]研究超微蘋果皮粉、香蕉皮粉和橘子皮粉的抗結效果,結果發現在同等用量下,3種果皮粉的抗結效果均明顯優于二氧化硅、硅酸鈣等常用抗結劑。陳虎等[17]制備茶多糖鐵并將其應用于食鹽抗結,結果發現茶多糖鐵添加進氯化鈉后有著不錯的抗結塊效果,在Fe含量55 mg/kg時的結塊率僅29.92%,約等同于使用10 mg/kg亞鐵氰化鉀的結塊率,并且茶多糖鐵在鐵含量15 mg/kg時表現出較好的抗結塊效果,此時結塊率為49.81%。
2.5.1 產品及標準修訂
2020年10月國家衛生健康委發布GB 2721—2015《食品安全國家標準 食用鹽》、GB 1903.39—2018《食品安全國家標準 食品營養強化劑 海藻碘》、GB 26878—2011《食品安全國家標準 食用鹽碘含量》的修訂通知,2021年將啟動修訂工作,主要由國家食品安全風險評估中心、國家鹽產品質量監督檢驗中心等單位主持修訂。
作為新型食鹽抗結劑的酒石酸鐵的產品標準《食品添加劑 酒石酸鐵》于2020年立項制定,由湖南省食品質量監督檢驗研究院、國家鹽產品質量監督檢驗中心等單位主持修訂。
新修訂的QB/T2019—2020《低鈉鹽》、QB/T1879—2020《液體鹽》、GB/T19420—2021《制鹽工業術語》分別于2020年10月1日,2021年4月1日和2021年10月1日開始實施,新制定的QB/T5535—2020《食品加工用鹽》于2021年4月1日開始實施。
2.5.2 檢驗方法標準更新
GB 5009.267—2020《食品安全國家標準 食品中碘的測定》于2021年3月11日起實施,代替2016版標準,增加電感耦合等離子體質譜法作為第一法,修改氧化還原滴定法作為第二法。
GB 5009.42—2016《食品安全國家標準 食鹽指標的測定》于2020年立項修訂,由廣州質量監督檢測研究院、國家鹽產品質量監督檢驗中心等單位主持修訂。
《食品中氟的測定》于2020年立項制定,由山東省食品藥品檢驗研究院、寧波檢驗檢疫科學技術研究院等單位主持修訂。
2.5.3 食鹽中檢驗方法的研究
食鹽中檢測方法的研究主要集中在碘、其他金屬離子等的檢測等方面。
加碘食鹽碘含量檢測結果的準確性是保證碘鹽質量安全的基礎[18],而檢測方法的適用性則是保證結果準確的關鍵。食鹽中碘含量的檢測方法主要為氧化還原滴定法,國際上主要采用硫代硫酸鈉滴定分析法[19]。也有不少學者嘗試采用分散液液微萃取技術、電感耦合等離子體質譜法、電感耦合等離子體原子發射光譜法,也取得一定成效。劉燁等[20]利用海藻碘經堿性碳化處理轉變為碘離子,碘離子在酸性條件下可與亞硝酸生成碘單質的反應原理,采用分散液液微萃取技術,分別以四氯化碳為提取劑、乙醇為分散劑提取碘單質,并結合酶標儀測定海藻食鹽中的碘含量。何海茵等[21]建立氣相色譜法測定食鹽中碘含量的分析方法。羅蘭[22]采用次氯酸鈉作為氧化劑的分光光度法測定海藻鹽中碘含量,采用580 nm為檢測波長。
常用的測定食鹽中金屬離子的分析方法有酸消解等離子體原子發射光譜法、微波等離子體原子發射光譜法、電感耦合等離子體質譜、離子色譜法等。黃振波等[23]對食鹽樣品進行1000倍稀釋后,通過對調諧參數、He氣流量和樣品稀釋等條件的優化,建立同時測定食鹽指標的電感耦合等離子體質譜方法,同時測定食鹽中氯化鈉、氯化鉀、碘、鋇、鉛、鎘、砷、汞8項指標。劉學國等[24]采用4200型微波等離子體原子發射光譜儀同時測定日常生活中常見的幾種營養強化鹽中Ca、Mg、Fe、Zn、Se、Na、K共7種有益元素含量,分析結果表明,7種元素在0~10 mg/L的線性范圍內相關系數均≥0.994,方法檢出限的范圍為0.3238~32.56 μg/L,各個條件下的線性范圍寬度均可達3個數量級以上,樣品加標回收率在96.6%~110.3%。倪承珠等[25]利用離子色譜法測定食鹽中的氯離子、鈉離子及雜質陰離子(包括亞硝酸根、硝酸根、硫酸根等),其測定結果與原子吸收光譜法、化學法測定結果相符。
鹽是百味之首,是關乎國計民生的重要物資,對食用鹽行業的發展意義重大。隨著人們生活水平的提高和消費品位的多元化發展,滿足市場不同需求的食用鹽產品亟待開發。產品的開發離不開制鹽工藝的改進和標準、檢測方法的完善,了解食用鹽行業的研究現狀對于鹽企進行科技創新具有良好的指導意義。
目前我國推行“減鹽降鈉”的健康生活模式,消費者越來越注意鈉離子的攝入,開發低鈉鹽產品是鹽行業未來的重點研究方向。目前各鹽企推出的低鈉鹽產品多采用氯化鉀代替部分氯化鈉的方式來降低鈉的含量,而未來低鈉鹽產品開發可朝著天然結晶氯化鉀代鹽型、YE等香辛料風味增強型無鉀低鈉鹽和改變晶型結構無鉀低鈉鹽等方向發展。近年來食用鹽消費呈逐年上升趨勢,各鹽企均加大研發、技改的投入,相信市場上會有越來越多優質鹽產品涌現,滿足消費者不同需求。