本發明涉及食品調味品領域，具體而言，涉及一種可替代氯化鈉的天然植物營養鹽及其制備工藝。
背景技術：
食用鹽是人民生活的必需品，它是咸味調味品的主要來源。目前市場上流通的食用鹽主要是含單一氯化鈉成分的精制食用鹽，而現代研究已經證實，長期攝入高鈉鹽（即精鹽），容易造成人體鉀鈉比例失調，引起高血壓、心腦血管硬化、心臟病、腎病以及鉀缺乏癥等病癥。隨著人們健康、營養飲食意識的增強，開發一款既能夠賦予食物咸味，又非單一氯化鈉成分，能調節人體生理機能，并且是純天然植物來源的營養鹽，對于豐富市場上的食用鹽種類，代替傳統的單一高鈉鹽具有非常重要的意義。
鹽生植物是一類能夠在高鹽度的環境中生長的植物，具有適應性強、分布廣泛、耐鹽性強、產量高等生物學特性。據調查，中國現有鹽生植物423種，分屬66科，199屬，占世界鹽生植物種數的27.12%，主要分布在中國的西北和華北干旱與半干旱地區、黃河三角洲地區、華北和華南沿海地區。鹽生植物特別是真鹽生植物是一類超富集氯化鈉的植物。中國的真鹽生植物，主要分為葉肉質化和莖肉質化兩類。常見的葉肉質化的種屬有堿蓬屬、濱藜屬、豬毛菜屬，莖肉質化的種屬有鹽穗木屬、鹽節木屬、鹽爪爪屬和鹽角草屬。
鹽生植物一般生長在荒野灘涂，遠離污染，生長過程中沒有使用化肥和農藥，并且有些品類其嫩莖葉不僅營養豐富，而且味道鮮美，是目前備受青睞的無污染綠色食品，經常被用作蔬菜食用。目前也有一些鹽生植物的深加工產品，比如罐頭、鹽漬品、小菜、菜汁等，而利用鹽生植物含鹽量高的特點，將其加工成替代氯化鈉的天然植物營養鹽，還比較鮮見。因此，利用鹽生植物來生產植物鹽的技術尚不成熟，不同地區不同研究人員植物鹽的提取技術亦不盡相同。主要方式有3種，一種是直接經過高溫煅燒之后，過濾、濃縮，結晶得到無機鹽。一種是通過榨汁，然后過濾、沉淀結晶，得到無機鹽。還有一種是通過簡單的干燥、粉碎，獲得鹽生植物粉，作為鹽來食用。前兩種方法，產品主要成分仍為氯化鈉，第三種方法，簡單的干燥、粉碎方式，因干燥時間長，工藝粗糙，會使鹽生植物中豐富的維生素和活性物質損失殆盡，造成極大的浪費，并且因為產品中滯留較多的鹽生植物的粗纖維，產品不僅含鹽量低，消化吸收率也低。
有鑒于此，特提出本發明。
本發明技術，研究的鹽生植物主要有四種，分別為：堿蓬、海蘆筍、鹽角草和白刺，前三種，均為藜科一年生草本真鹽生植物，白刺為蒺藜科灌木。堿蓬，又名鹽蒿、海英菜、豬毛菜。海蘆筍，又稱海蓬子，海鹿茸，海蟲草等。這四種鹽生植物，嫩莖葉的營養價值均非常高，除富含豐富的鉀、鈉之外，微量元素如鐵、鋅、硒、碘等含量都高于普通的蔬菜，并且碘多以有機態存在，比食鹽中的無機碘更有益于人體健康。另外，這些鹽生植物中還含有大量的天然堿，黃酮等生物活性物質，使這些鹽生植物具有抗炎、抗氧化、抗病毒、抗腫瘤、抗衰老、降糖、降壓、降脂、治療便秘、高血壓、糖尿病等生理藥理活性。
本發明技術，其加工過程中不添加任何化學物質，因此堪稱“天然植物營養鹽”。但是產品可完全替代傳統精鹽作為咸味調味品，同時它低鈉、富鉀，可有效調節人體鉀鈉平衡，符合人體健康的攝鹽需求，并且可作為礦物質、微量元素、維生素、黃酮等營養物質和活性物質的良好來源，具備營養鹽和保健鹽的功能，可以稱的上是一種功能性食用鹽。同時，在生產植物鹽的同時，能有效利用廣闊的鹽堿地資源，真正改良鹽堿地，實現經濟效益和生態效益的統一。
技術實現要素：
本發明的第一目的在于提供一種可替代氯化鈉的天然植物營養鹽的制備工藝，所述工藝可以有效地進行鹽生植物細胞的破壁并將其中的鹽類物質和其他營養物質提取出來，通過特定的漿渣分離和濃縮、干燥手段，以較高的產率，最大限度的保留原料中的鹽類物質和其他營養物質，得到成品天然植物營養鹽。
本發明的第二目的在于提供一種使用所述工藝制備的天然植物營養鹽產品，本發明的天然植物營養鹽產品含鹽量適中，可以完全取代氯化鈉作為咸味調味品，同時其含有天然維生素、礦物質及活性功能物質黃酮等，兼具營養鹽和保健鹽的功能，并且原料可以是多種鹽生植物的混合。
為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：
本發明的一個方面涉及一種可替代氯化鈉的天然植物營養鹽的制備工藝，所述工藝包括以下步驟：
1）將新采收的鹽生植物破碎打漿；
破碎有利于鹽生植物中鹽類物質和其他營養物質的溶出，破碎程度的高低會影響產品的得率。
優選的，采摘收割的鹽生植物高度分別為：堿蓬：30-60cm，海蘆筍
10-40cm，鹽角草：5-20cm，白刺：30-50cm。
2）使用超聲波和酶對打漿后的鹽生植物協同提取；
鹽生植物細胞壁中纖維素含量較一般的植物高很多，簡單的破碎打漿很難將細胞壁完全破壞，因此破碎后的渣液中，仍有大量的鹽類物質和其他營養物質被包裹在細胞壁和細胞膜中不能完全溶出。細胞壁的主要成分是纖維素、半纖維素和果膠。纖維素酶具有分解纖維素的能力，果膠酶具有分解果膠的能力，同時，果膠酶中的成分還可以協同分解細胞膜或使細胞膜的通透性增大。因此使用酶法處理鹽生植物不僅可以提高細胞內鹽類物質和其他營養物質的溶出率，還可以將鹽生植物的粗纖維轉變成可溶性的膳食纖維、單糖和寡糖等，使人體充分吸收和利用。
優選地，所述酶為果膠酶和纖維素酶的混合物，優選地，所述果膠酶和纖維素酶的質量比為1:2-3，更優選地，所述酶的添加量為，每1000g鹽生植物加入0.4-0.5g酶。
超聲波提取可以利用超聲波具有的機械效應、空化效應和熱效應，通過增大介質分子的運動速度、增大介質的穿透力以提取生物有效成分。合理利用超聲波提取的新工藝，可促使提取液快速進入物料中，將其所含的成分盡可能完全地溶于提取液中，從而得到多成分混合提取液。酶法破壁以其具有條件溫和、高效和產物穩定等特性，已經在其他植物細胞破壁中得到廣泛的應用。因此，二者結合應用在鹽生植物提取中，可以揚長避短，相輔相成，有效地結合在一起，通過酶促進破壁，后在超聲波震動的幫助下使得鹽生植物中的鹽類物質和其他營養物質充分溶解，從而能在溫和的條件下充分提取鹽生植物中的鹽類物質和其他營養物質，避免了一般的化學試劑提取帶來的安全風險和部分營養物質因化學反應而變質失活。此外，利用超聲波技術來強化提取分離過程，還可有效提高提取分離率、縮短提取時間、節約成本、同時提高產品的質量和產量。
優選地，所述超聲波的功率為450-500W，所述協同提取的溫度為45-50℃，更優選地，所述協同提取的提取時間為90-120min。
超聲和酶協同提取技術，關鍵參數為：提取功率、溫度。功率太小，提取效果不好，功率太高，容易使提取液升溫，影響酶的活性，控制不好的話，容易使酶失活。提取溫度如果低于現在的范圍，酶的活性沒有達到最優狀態，需要延長提取時間，影響工業生產效率。提取溫度高于現在的范圍，纖維素酶和果膠酶均會逐漸失活。
3）進行漿渣分離，將步驟2）混合物中的粗渣去除；
分離不完全，會使一部分汁液殘存在脫水后的粗渣中，造成營養物質的浪費。
優選地，所述步驟3）中的漿渣分離采用榨汁過濾或離心分離的方式進行，優選地，當采用榨汁過濾時，所述榨汁過濾的壓榨壓力為8-10Mpa，壓榨后壓榨液過80目篩；當采用離心過濾時，所述離心過濾的離心轉速為10000-12000r/min，離心時間為5-10min，離心后離心液過80目篩。
4）對漿渣分離后的漿液進行常溫真空濃縮后通過干燥處理，得到成品。
鹽生植物植物細胞中有很多具有抗炎、抗氧化、抗病毒、抗腫瘤、抗衰老、降糖、降壓、降脂、治療便秘、高血壓、糖尿病等生理藥理活性的功效成分，但是這些功效物質有些不耐熱，并且與氧氣接觸時間長易氧化失效。因此，產品濃縮和干燥過程不能使用一般的熱風干燥類的高溫長時加熱的方式，因此選擇了常溫真空濃縮、瞬時噴霧干燥或冷凍干燥的工藝，該工藝具有高效、非熱或短時的特點，用該技術生產的天然植物營養鹽中鹽類物質和其他營養物質保留充分，具有一定的保健功效。
優選地，所述常溫真空濃縮的溫度為35-40℃，真空度大于0.10Mpa，優選地，濃縮時間為30-40min，更優選地，濃縮后的濃縮液中，可溶性固形物含量為25-30°Brix。
常溫真空濃縮技術，關鍵參數為：濃縮溫度、濃縮時間、濃縮后料液的可溶性固形物含量。濃縮溫度太高、時間太長，容易破壞鹽生植物中的熱敏性營養物質，濃縮溫度太低，達不到濃縮目的，降低工作效率。濃縮后料液的可溶性固形物含量在此范圍內，最適宜進行瞬時噴霧干燥和真空冷凍干燥。可溶性固形物含量太高，容易造成噴霧干燥過程中噴頭堵塞，粉體焦糊，可溶性固形物含量太低，容易造成噴霧干燥產品水分含量太高，產品在儲存過程中容易結塊，質量不穩定，以及真空冷凍干燥過程中，冷凍時間延長，能耗太高。
干燥是植物營養鹽生產的重要環節，它直接影響產品質量的好壞。噴霧干燥有許多優點，速度快，產品不受高溫的影響，衛生質量好，操作特別方便，適于連續化、自動化生產。同時選用適當的霧化器和干燥條件，可以改變產品顆粒狀態、大小、水分含量，使制品具有良好的色澤、流動性、分散性和溶解性。真空冷凍干燥是指將物料凍結到共晶點溫度以下，在真空狀態下，通過升華除去物料中水分的一種干燥方法。凍干食品不僅能夠保留新鮮食品原有的活性成分和色香味，還具有脫水徹底、復水快、質量輕、適合常溫長期貯藏和運輸等優點。
優選地，所述步驟4）中的干燥處理采用瞬時噴霧干燥或真空冷凍干燥，優選地，當采用瞬時噴霧干燥時，進風溫度為195-205℃，出風溫度為75-85℃；當采用真空冷凍干燥時，加熱板溫度為20-25℃，干燥時間為16-18h，真空度為8-8.5Kpa，物料厚度為4.0-4.5mm，冷凍溫度小于-45℃，冷凍時間為3.5-4h；更優選地，干燥處理后得到的成品水分含量小于5.0%。
噴霧干燥技術的關鍵參數為：進風溫度和出風溫度。進風溫度和出風溫度過高會造成維生素等熱敏性物質受熱分解而損失，影響產品品質及功能，溫度較低時，噴霧時粘壁嚴重，產品水分含量高，不利保存。
本發明的另一方面涉及使用所述的工藝制備的可替代氯化鈉的天然植物營養鹽，所述鹽生植物選自堿蓬、海蘆筍、鹽角草和白刺中的一種或多種，優選地，所述鹽生植物為堿蓬。
與現有技術相比，本發明的有益效果為：
（1）本發明的方法采用超聲波和酶協同提取的方式進行鹽生植物中鹽類物質和其他營養成分的提取，通過物理和生物手段相結合的方式使得鹽生植物細胞在提取過程中完全破壁，鹽類物質和其他有效成分充分溶出；
（2）本發明的方法中的漿渣分離工序和干燥工序中的參數設置能夠有效地與提取工序配合，能夠在提取鹽類物質和其他營養物質的同時，高效地量產可替代氯化鈉的天然植物營養鹽，取得良好的收率；
（3）本發明可以以同樣的工藝手段加工制備出混合植物營養鹽，該產品綜合不同鹽生植物的原料特性，營養價值高，能發揮更為多元的保健功能。
（4）本發明的可替代氯化鈉的天然植物營養鹽產品在作為咸味調味品達到人們對咸味口感滿足的同時，它低鈉、富鉀，可有效調節人體鉀鈉平衡，符合人體健康的攝鹽需求，并且可作為礦物質、微量元素、維生素、黃酮等營養物質和活性物質的很好來源，具備營養鹽和保健鹽的功能，可以稱的上是一種功能性食用鹽。這種植物鹽的面世，將全面改善現有的單一的氯化鈉食鹽的格局，引發成分多樣，富有營養的食用鹽的開發新趨勢。同時，在生產植物鹽的同時，能有效利用廣闊的鹽堿地資源，真正改良鹽堿地，實現經濟效益和生態效益的統一。
具體實施方式
下面將結合實施例對本發明的實施方案進行詳細描述，但是本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發明，而不應視為限制本發明的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。
實施例1
按照以下步驟制備天然堿蓬營養鹽
1. 選取野生堿蓬嫩枝葉，采摘收割，收割高度為30-60cm。去除黃葉、不新鮮的莖葉以及雜草等異物，徹底清洗。
2. 為了最大限度地破壞堿蓬植物細胞壁，使儲存在細胞壁中的鹽類物質和其他營養物質全部釋放，采用物理破壁的方式，使用破碎機對清洗后的原料進行破碎。破碎機的轉速設置為250r/min。
3. 將破碎后的物料使用超聲波和酶協同提取，其中，超聲波的功率為450W，酶為纖維素酶和果膠酶1：2的混合物，酶的總體添加量為堿蓬嫩莖葉重量的0.5‰。為了保證酶提取的效果，選用的酶活性均大于10000U/g，提取時間持續90min。
4. 提取后采用榨汁過濾的方式進行漿渣分離。將提取過的物料置于榨汁機中壓榨取汁過濾，壓榨壓力為8Mpa，壓榨完成后汁液過80目篩。
5. 過濾后的濾液進行常溫真空濃縮，為了保證物料有效成分的新鮮，從物料榨汁到真空濃縮步驟之間的間隔時間不超過1h。濃縮溫度控制在35-40℃之間，真空度大于0.1Mpa，濃縮時間為30min。濃縮后的料液中，可溶性固形物的濃度為25°Brix。
6. 采用瞬時噴霧干燥法對濃縮后的料液進行干燥處理。將料液置于貯料缸中，設置噴霧干燥工藝參數：進風溫度為205℃，出風溫度為85℃，得到含水量小于5.0%的可替代氯化鈉的天然植物營養鹽，收率為5.6%。
測定天然堿蓬營養鹽的各成分結果如下：NaCl含量18-25g/100g，KCl含量為21-28g/100g，黃酮含量為800-1200mg/100g。
實施例2
按照以下步驟制備天然海蘆筍營養鹽
1. 選取野生海蘆筍嫩枝葉，采摘收割，收割高度為10-40cm。去除黃葉、不新鮮的莖葉以及雜草等異物，徹底清洗。
2. 為了最大限度地破壞海蘆筍植物細胞壁，使儲存在細胞壁中的鹽類物質和其他營養物質全部釋放，采用物理破壁的方式，使用破碎機對清洗后的原料進行破碎。破碎機的轉速設置為260r/min。
3. 將破碎后的物料使用超聲波和酶協同提取，其中，超聲波的功率為480W，酶為纖維素酶和果膠酶1：2.5的混合物，酶的總體添加量為堿蓬嫩莖葉重量的0.4‰。為了保證酶提取的效果，選用的酶活性均大于10000U/g，提取時間持續100min。
4. 提取后采用離心過濾的方式進行漿渣分離。對提取過的物料進行離心過濾，高速離心機的轉速為10000r/min，離心時間為6min，離心完成后，汁液過80目篩。
5. 過濾后的濾液進行常溫真空濃縮，為了保證物料有效成分的新鮮，從物料榨汁到真空濃縮步驟之間的間隔時間不超過1h。濃縮溫度控制在35-40℃之間，真空度大于0.1Mpa，濃縮時間為25min。濃縮后的料液中，可溶性固形物的濃度為28°Brix。
6. 采用真空冷凍干燥法對濃縮后的料液進行干燥處理。設置真空冷凍干燥的參數為：加熱板溫度為25℃，干燥時間為16h，真空度為8Kpa，物料厚度為4.0mm，冷凍溫度小于-45℃，冷凍時間為4.0h。凍干后的海蘆筍營養鹽水分含量≤5.0%，收率為5.2%。
測定天然海蘆筍營養鹽的各成分結果如下： NaCl含量15-21 g/100g，KCl含量為18-24 g/100g，黃酮含量為500-800mg/100g。
實施例3
按照以下步驟制備天然鹽角草營養鹽
1. 選取野生鹽角草嫩枝葉，采摘收割，收割高度為5-20cm。去除黃葉、不新鮮的莖葉以及雜草等異物，徹底清洗。
2. 為了最大限度地破壞鹽角草植物細胞壁，使儲存在細胞壁中的鹽類物質和其他營養物質全部釋放，采用物理破壁的方式，使用破碎機對清洗后的原料進行破碎。破碎機的轉速設置為300r/min。
3. 將破碎后的物料使用超聲波和酶協同提取，其中，超聲波的功率為500W，酶為纖維素酶和果膠酶1：3.0的混合物，酶的總體添加量為堿蓬嫩莖葉重量的0.45‰。為了保證酶提取的效果，選用的酶活性均大于10000U/g，提取時間持續100min。
4. 提取后采用離心過濾的方式進行漿渣分離。對提取過的物料進行離心過濾，高速離心機的轉速為12000r/min，離心時間為8min，離心完成后，汁液過80目篩。
5. 過濾后的濾液進行常溫真空濃縮，為了保證物料有效成分的新鮮，從物料榨汁到真空濃縮步驟之間的間隔時間不超過1h。濃縮溫度控制在35-40℃之間，真空度大于0.1Mpa，濃縮時間為35min。濃縮后的料液中，可溶性固形物的濃度為30°Brix。
6. 采用瞬時噴霧干燥法對濃縮后的料液進行干燥處理。將料液置于貯料缸中，設置噴霧干燥工藝參數：進風溫度為195℃，出風溫度為75℃，得到含水量小于5.0%的鹽角草營養鹽，收率為5.6%。
測定天然鹽角草營養鹽的各成分結果如下：NaCl含量12-20 g/100g，KCl含量為15-22 g/100g，黃酮含量為400-700mg/100g。
實施例4
按照以下步驟制備天然白刺營養鹽
1. 選取野生白刺嫩枝葉，采摘收割，收割高度為30-50cm。去除黃葉、不新鮮的莖葉以及雜草等異物，徹底清洗。
2. 為了最大限度地破壞白刺植物細胞壁，使儲存在細胞壁中的鹽類物質和其他營養物質全部釋放，采用物理破壁的方式，使用破碎機對清洗后的原料進行破碎。破碎機的轉速設置為260r/min。
3. 將破碎后的物料使用超聲波和酶協同提取，其中，超聲波的功率為480W，酶為纖維素酶和果膠酶1：2.5的混合物，酶的總體添加量為堿蓬嫩莖葉重量的0.35‰。為了保證酶提取的效果，選用的酶活性均大于10000U/g，提取時間持續110min。
4. 提取后采用榨汁過濾的方式進行漿渣分離。將提取過的物料置于榨汁機中壓榨取汁過濾，壓榨壓力為8Mpa，壓榨完成后汁液過80目篩。
5. 過濾后的濾液進行常溫真空濃縮，為了保證物料有效成分的新鮮，從物料榨汁到真空濃縮步驟之間的間隔時間不超過1h。濃縮溫度控制在35-40℃之間，真空度大于0.1Mpa，濃縮時間為35min。濃縮后的料液中，可溶性固形物的濃度為28°Brix。
6. 采用真空冷凍干燥法對濃縮后的料液進行干燥處理。設置真空冷凍干燥的參數為：加熱板溫度為22℃，干燥時間為18h，真空度為8.5Kpa，物料厚度為4.0mm，冷凍溫度小于-45℃，冷凍時間為3.5h。凍干后的白刺營養鹽水分含量≤5.0%，收率為4.8%。
測定天然白刺營養鹽的各成分結果如下：NaCl含量14-20 g/100g，KCl含量為15-19g/100g，黃酮含量為400-800mg/100g。
實施例5
按照以下步驟制備堿蓬和海蘆筍1:1復合天然營養鹽
1. 選取野生堿蓬和海蘆筍嫩枝葉，采摘收割。去除黃葉、不新鮮的莖葉以及雜草等異物，徹底清洗。
2. 為了最大限度地破壞植物細胞壁，使儲存在細胞壁中的鹽類物質和其他營養物質全部釋放，采用物理破壁的方式，使用破碎機對清洗后的原料進行破碎。破碎機的轉速設置為300r/min。
3. 將破碎后的物料使用超聲波和酶協同提取，其中，超聲波的功率為500W，酶為纖維素酶和果膠酶1：2.5的混合物，酶的總體添加量為堿蓬嫩莖葉重量的0.4‰。為了保證酶提取的效果，選用的酶活性均大于10000U/g，提取時間持續120min。
4. 提取后采用榨汁過濾的方式進行漿渣分離。將提取過的物料置于榨汁機中壓榨取汁過濾，壓榨壓力為8Mpa，壓榨完成后汁液過80目篩。
5. 過濾后的濾液進行常溫真空濃縮，為了保證物料有效成分的新鮮，從物料榨汁到真空濃縮步驟之間的間隔時間不超過1h。濃縮溫度控制在35-40℃之間，真空度大于0.1Mpa，濃縮時間為35min。濃縮后的料液中，可溶性固形物的濃度為28°Brix。
6. 采用瞬時噴霧干燥法對濃縮后的料液進行干燥處理。將料液置于貯料缸中，設置噴霧干燥工藝參數：進風溫度為進風溫度為200℃，出風溫度為75℃，得到含水量小于5.0%的可替代氯化鈉的天然植物營養鹽，收率為5.6%。
測定天然堿蓬和海蘆筍復合營養鹽的各成分結果如下：NaCl含量20-25 g/100g，KCl含量為21-28 g/100g，黃酮含量為900-1200mg/100g。
對比例1
采用實施例1中的制備工藝進行天然堿蓬營養鹽的制備，保留其他所有工序和參數完全一致，改變提取步驟，不使用超聲和酶協調提取。
天然堿蓬營養鹽收率2.5%，各成分檢測結果如下：
NaCl含量5-8g/100g，KCl含量為6-12g/100g，黃酮含量為400-600mg/100g。
對比例2
采用實施例2中的制備工藝進行天然海蘆筍營養鹽的制備，保留其他所有工序和參數完全一致，改變干燥步驟，將噴霧干燥工藝參數，進風溫度設置為230℃，出風溫度為100℃。
天然海蘆筍營養鹽收率1.8%，各成分檢測結果如下：
NaCl含量6-12g/100g，KCl含量為7-15g/100g，黃酮含量為350-600mg/100g。
對比例3
采用實施例5中的制備工藝進行復合天然植物營養鹽的制備，保留其他所有工序和參數完全一致，改變濃縮步驟，濃縮溫度設置為50℃，濃縮時間設置為60min。濃縮后的料液中，可溶性固形物的濃度為50°Brix。
復合天然植物營養鹽收率2.1%，各成分檢測結果如下：
NaCl含量8-10g/100g，KCl含量為7-12 g/100g，黃酮含量為500-700mg/100g。
盡管已用具體實施例來說明和描述了本發明，然而應意識到，在不背離本發明的精神和范圍的情況下可以作出許多其它的更改和修改。因此，這意味著在所附權利要求中包括屬于本發明范圍內的所有這些變化和修改。