CN111278775A - 用于减钠的晶体形貌 - Google Patents

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Abstract

本文描述了一种新型盐组合物和相应的制造方法。盐组合物由多个盐晶体形成，所述多个盐晶体的比表面积为至少0.19m2/g‑0.23m2/g，并且霍尔密度小于0.8g/cm3。在一些实施例中，盐组合物的至少一部分具有漏斗式立方体形貌。

Description

用于减钠的晶体形貌
技术领域
本公开的创新方面涉及盐组合物和相应的制造方法，以及用盐组合物形成的所得食物产品。更特别地，本申请涉及具有独特形貌的新型盐组合物，该独特形貌增加了盐组合物被感知到的咸味。
背景技术
虽然盐是流行且有效的调味品，近些年来，一些消费者已经表达出对钠水平降低的食物产品的偏好。为了满足这些在发生改变的偏好，休闲食品制造商已经应用了若干不同的方法用以降低钠含量。在一种简单的方法中，已经改变了休闲食品的配方，以使用更少的盐。然而，这种改变经常会导致不令人喜欢的味道特性。因此，对风味进行再平衡经常与减钠联合使用，其企图用其他风味剂来掩饰减少的咸味。钠反差是另一种减钠的方法，其依靠食用两个被不同地加盐的部分，以在与食用均匀地加盐的食物部分相比时，增加所感知到的咸味。然而，目前使用的这些方法具有各种缺点，包括但不限于不受欢迎的味道变化、增加的成本和/或复杂性。因此，现有技术中仍然存在这样的需求：减少美味的食物产品的含盐量，而不会减少该食物产品被感知到的咸味，或者没有以其他方式减弱消费者对产品的感知。
发明内容
本发明的创新方面涉及用于减少钠含量的盐产品和相应的制造方法。在一个实施例中，揭示了一种盐组合物，所述盐组合物由多个盐晶体形成，所述多个盐晶体的比表面积为至少0.19m2/g-0.23m2/g，并且霍尔密度小于0.8g/cm3。在一些实施例中，盐组合物的至少一部分具有漏斗式立方体形貌。
在另一个实施例中，揭示了一种制造盐产品的方法，所述方法包括以下步骤：提供抗溶剂溶液；将盐溶液添加至抗溶剂溶液，以形成过饱和溶液，其中，盐溶液的浓度为溶质大于15wt％，并且其中，盐溶液与抗溶剂溶液的质量比在1:20至1:1.25的范围内；以及使过饱和溶液晶化，以形成具有多个盐晶体的盐组合物，所述多个盐晶体的比表面积为至少0.19m2/g-0.23m2/g，并且霍尔密度小于0.8g/cm3。
在又一个实施例中，揭示了一种食物产品，所述食物产品包括外表面和施加至外表面的盐组合物，其中，盐组合物包括多个盐晶体，所述多个盐晶体的比表面积为至少0.19m2/g-0.23m2/g，并且霍尔密度小于0.8g/cm3。
当结合所附附图考虑时，通过下文的发明的详细描述，发明的其他方面、实施例和特征将变得明显。在附图中，用单个数字或者符号来表示在不同的附图中示出的每一个相同的组成部分或者实质上类似的组成部分。为了清晰起见，不是在每一个附图中都对每一个组成部分进行标记。当不需要说明就能够使得本领域普通技术人员理解本发明时，也没有示出发明的每一个实施例的每一个组成部分。
附图说明
在所附权利要求中陈述认为是本发明的特点的新颖特征。然而，当结合所附附图阅读时，通过参照下文示例性实施例的详细描述，将最深入地理解发明本身以及其优选的使用方式、其他目的和优点。
图1为描绘根据示例性实施例的具有漏斗式立方体形貌的盐晶体的图；
图2a至图2e为描绘根据示例性实施例的通过抗溶剂晶化形成的代表性晶体形貌的显微照片。
图3a和图3b为描绘由具有不同盐浓度的盐溶液形成的盐晶体的代表性样本的显微照片。
图4a和图4b为描绘由具有不同乙醇浓度的抗溶剂形成的盐晶体的代表性样本的显微照片。
图5a和图5b为描绘由处于不同的搅拌速率下的过饱和溶液形成的盐晶体的代表性样本的显微照片。
图6a至图6f为描绘在盐溶液添加剂的存在下形成的盐晶体的代表性样本的显微照片。
图7为根据示例性实施例的用于形成盐组合物的工艺的流程图。
图8为描绘漏斗式立方体的溶解行为与颗粒尺寸的函数关系的图。
具体实施方式
盐是食物产品中的重要成分，并且在美味的零食(例如，马铃薯片、脆饼干(pretzels)和玉米片(tortilla chips))中尤其重要。常规的盐晶体是尺寸范围为45μm-600μm的相对比较大的实心立方体。在食用期间，由于其尺寸和形貌，常规的盐晶体在口中仅部分溶解，从而使得大部分的盐被吞下，而对食物产品的被感知到的咸味没有贡献。因此，至少一种先前的在减少钠含量方面的尝试涉及盐晶体的精细粒化，以增加施用于口中的盐的溶解速率，这会导致增加的咸味感知。然而，精细粒化的盐的广泛使用受限于使用常规地可获得的设备来施加盐的能力。更小的盐颗粒不容易流动，并且因此使用常规地可获得的设备不能施加精细粒化的盐颗粒。另外，作为调味品施加于美味零食上的盐经常会粘附到具有油层的食物产品上，并且认为完全浸没在油层内的非常小的盐晶体对所感知到的咸味具有减少的贡献。
相应地，本文所揭示的示例性实施例的创新方面认识到这样的需求：制作一种所感知到的咸味增加的盐产品，能够以更低的浓度将该盐产品施加至食物产品以获得相似的咸味水平，但是能够使用常规地可获得的设备来施加该盐产品。具体地，本申请涉及盐组合物和所伴随的制造方法，该制造方法制作一种盐产品，所述盐产品具有特定形貌的盐晶体，该特定形貌的晶体增加了盐产品的溶解速率，从而使得施加的盐可以被感知为比常规地可获得的盐晶体更咸。
可以通过抗溶剂晶化来改变盐晶体的形貌，抗溶剂晶化是一种通过混合盐溶液与抗溶剂来形成盐晶体的方法。抗溶剂是一种降低溶质在盐溶液中的溶解度的溶液。当与盐溶液结合时，所得混合物形成过饱和溶液，该过饱和溶液具有引起晶化的过饱和驱动力。过饱和驱动力是溶液中的分子的化学势与结晶相的块体中的分子的化学势之间的差异。在非限制性示例中，当乙醇是抗溶剂，并且氯化钠水溶液是盐溶液时，抗溶剂晶化按照下式进行：
NaCl(aq)+EtOH→EtOH(aq)+NaCl↓
来自于抗溶剂晶化的盐晶体形貌是关于工艺流程高度特异性的。因此，通过抗溶剂晶化形成的盐晶体的尺寸和形状受到若干不同变量的影响，所述变量包括盐溶液中的盐浓度、抗溶剂溶液中的醇含量、是否有添加剂、和混合条件。混合条件变量可以进一步分解为混合温度和搅拌速率。这些变量的每一个变量的作用被认为反过来会决定对盐晶体形貌的相应影响，并且最终会决定对所感知到的咸味的相应影响。如下文将更详细地讨论的，一些变量的选择导致制作出具有漏斗式立方体形貌的盐晶体，与其他常规地可获得的盐晶体相比，具有漏斗式立方体形貌的盐晶体提供增加的溶解速率。
图1是根据示例性实施例的具有漏斗式立方体形貌的盐晶体的示意图。在本文中使用时，可供选择地，可以将具有漏斗式立方体形貌的盐晶体称作漏斗式立方体。漏斗式立方体100可以被描述为立方体形状的晶体，其具有六个面102，每一个面102具有四条边104，该四条边104通常限定一正方形。每一个面102具有向内缩回至每一个面102内的一组正方形台阶106。当与具有相同外部尺寸的常规盐晶体相比时，漏斗式立方体100具有比常规盐晶体更大的比表面积，但是具有更低的密度。因此，漏斗式立方体100具有比相同尺寸的常规盐晶体更快的溶解速率。
当晶体在晶面的边缘处比在晶面的中心处生长得更快时，形成漏斗式立方体。晶体生长速率由过饱和驱动力来决定-更高的过饱和导致快速的成核和枝状生长(即，更快的边缘生长)。当盐溶液和抗溶剂开始混合时，溶质浓度和过饱和驱动力是最大的，从而导致形成具有更复杂形貌的晶体，例如漏斗式立方体。随着溶质浓度的降低，过饱和力降低了，从而使晶体生长的速率变慢，这允许对晶面进行填充。相应地，通过抗溶剂晶化形成的晶体具有一定范围的尺寸和形貌，如在图2中可以更详细地看出的。
由于盐溶液中的盐含量对过饱和溶液的过饱和驱动力有所贡献，改变了盐含量，以确定对盐晶体形貌的相应影响。具体地，根据下列方程式，使用溶解于水中的氯化钠来制备具有不同浓度的盐溶液：
Figure BDA0002467506060000041
使用以上方程式，制备15wt％、20wt％和25wt％的盐溶液，并且将每一盐溶液与95vol％乙醇的抗溶剂溶液混合，以形成盐晶体。分析所得晶体形貌。15wt％的盐溶液的不足以饱和至生成盐晶体。虽然20wt％的盐溶液和25wt％的盐溶液都生成了漏斗式立方体，25wt％的盐溶液生成的盐晶体的尺寸范围更宽，并且形成了复杂漏斗式立方体，如在图2中可以看出的。
对于立方体形状的晶体，通过沿着盐晶体的边从一个角到相邻的角进行测量来确定尺寸。如果盐晶体没有清晰界定的边(如在复杂漏斗式立方体中那样明显的边)，则通过测量假想立方体的相邻两个角之间的长度来确定尺寸，假想立方体的尺寸被设置以外接(circumscribe)整个立方体形状的晶体。
图2a-2e是以复杂度渐增的顺序示出的显微照片，所述显微照片描绘了根据示例性实施例的通过抗溶剂晶化形成的代表性晶体形貌。图2a描绘了代表性实心立方体，该实心立方体的尺寸为约20μm，然而尺寸范围可以为10μm-30μm。实心立方体的表面可以具有不规则形状的图案。图2b描绘了代表性中空立方体，该中空立方体的尺寸小于50μm，然而更具体地，尺寸在30μm-50μm之间的范围内。中空立方体具有大致平坦的面(即，没有正方形台阶)，在一个面或者多个面的中心具有孔。图2c描绘了通过抗溶剂晶化形成的代表性简易漏斗式立方体。简易漏斗式立方体具有六个面，每个面具有四条直边，并且具有向内缩回至每个面内的一个或者多个正方形台阶。另外，简易漏斗式立方体的尺寸小于100μm，并且更具体地，尺寸在50μm-100μm之间的范围内。图2d描绘了代表性成熟漏斗式立方体。成熟漏斗式立方体具有六个面，每个面具有四条直边，并且具有向内缩回至每个面内的多个正方形台阶。另外，成熟漏斗式立方体的尺寸大于100μm，并且更具体地，尺寸在100μm-150μm之间的范围内。图2e描绘了通过抗溶剂晶化形成的代表性复杂漏斗式立方体。复杂漏斗式立方体是大致立方体形状的晶体，该晶体的尺寸小于150μm，并且更具体地，尺寸在80μm-150μm之间的范围内。复杂漏斗式立方体不同于简易漏斗式立方体和成熟漏斗式立方体的是，复杂漏斗式立方体没有界定的、连续的从角延伸至角的边。取而代之的是，复杂漏斗式立方体为一条边或者多条边具有至少两个生长方向的大体为立方体的晶体。例如，在图2e中的复杂漏斗式立方体具有边104，边104具有沿线108a的生长方向和沿线108b的另一个生长方向。
在没有进行搅和(mixing)或者没有升高温度的情况下，当将25wt％的盐溶液与由95vol％乙醇形成的抗溶剂混合时，更高的过饱和驱动力导致形成了图2e所示的复杂漏斗式立方体以及图2a-2d所示的一系列晶体形貌。在没有进行搅和或者没有升高温度的情况下，当将20wt％的盐溶液与抗溶剂混合时，相对比较低的过饱和驱动力不足以产生复杂漏斗式立方体，而是形成了具有范围从图2d的成熟漏斗式立方体到图2a中的实心立方体的多种形貌的晶体。
作为示例，图3a和图3b为描绘由具有不同盐浓度的盐溶液形成的盐晶体的代表性样本的显微照片。图3a示出用具有20wt％的盐的盐溶液形成的盐晶体，并且图3b示出用具有25wt％的盐的盐溶液形成的盐晶体。
相应地，在一个示例性实施例中，可以将具有大于15wt％的溶质的盐溶液添加至抗溶剂，以通过抗溶剂晶化的方式来产生漏斗式晶体。在另一个实施例中，盐溶液的溶质大于15wt％并且小于27wt％，以获得具有漏斗式立方体形貌的盐晶体。
在已经确定盐溶液的盐含量会影响盐晶体的形貌，并且25wt％的盐溶液会产生漏斗式立方体的前提下，改变抗溶剂溶液的醇含量来确定对晶体形貌的相应影响。在非限制性实施例中，抗溶剂溶液包括乙醇，如下文所述的那样来改变乙醇的量。当15g的25wt％盐溶液与150g的100vol％乙醇(即，200标准强度(proof)的乙醇)混合时，盐在抗溶剂和盐溶液之间的界面处快速成核，导致形成大量的尺寸为约5μm的小盐晶体核。在干燥之后，这些细小的颗粒团聚成块状物(cake)，并且不能轻易地被分离为单个颗粒。然而，当将相同盐溶液倒入150g的95vol％乙醇中时，获得了盐晶体，该盐晶体包括尺寸范围在30μm-150μm的漏斗式立方体以及一些大约为20μm的实心立方体。该试验的结果显示在图4中。
图4a和图4b为描绘通过具有不同乙醇浓度的抗溶剂晶化形成的盐晶体的代表性样本的显微照片。具体地，图4a描绘了用15g的25wt％盐溶液与150g的100vol％乙醇的混合物形成的盐晶体，并且图4b描绘了15g的25wt％盐溶液与150g的水中为95vol％的乙醇的混合。如前文所讨论的，由100vol％乙醇形成的盐晶体产生小的晶核，然而，用95vol％乙醇形成的盐晶体产生从漏斗式立方体到实心立方体的一系列晶体形貌。
因此，在非限制性实施例中，抗溶剂晶化法使用小于100vol％乙醇(即，小于200proof乙醇)的抗溶剂。在另一个实施例中，抗溶剂溶液的乙醇为在水中大于80vol％并且小于100vol％的范围内的乙醇，并且在一个更特定的实施例中，抗溶剂是在水中为95vol％乙醇的溶液。
通过以1:20至1:1.25的范围内的盐溶液与抗溶剂的摩尔比，并且更特别地，以(包容性的)1:10至3:5之间的范围内的盐溶液与抗溶剂的摩尔比，将盐溶液与如上文所述的抗溶剂混合，来获得具有漏斗式立方体形貌的盐晶体。
混合条件变量可以进一步分解为混合温度和搅拌速率。尽管混合温度对溶解度和反应速率有影响，但是将温度维持在室温左右，20℃-30℃之间，并且更具体地，维持在25℃(298K)左右，以使得用于制造具有漏斗式立方体形貌的盐晶体的方法将不需要使用热交换，热交换的使用会增加复杂性和制造成本。相应地，在将混合温度维持在室温的同时，改变搅拌速率以确定对晶体形貌的相应影响。
为了测试搅和速度对盐晶体形貌的影响，将30g的25wt％盐溶液与由100g的95vol％乙醇形成的抗溶剂混合，同时进行搅拌。用常规的磁力搅拌棒来完成搅拌。在第一测试中，将盐溶液与抗溶剂混合，并且以125RPM进行搅拌。在第二测试中，将盐溶液与抗溶剂混合，并且以1100RPM进行搅拌。结果描绘在图5中。
图5a和图5b为描绘由处于不同的搅拌速率下的过饱和溶液形成的盐晶体的代表性样本的显微照片。图5a描绘了以125RPM进行搅拌形成的盐晶体，并且图5b描绘了以1100RPM进行搅拌形成的盐晶体。当与用没有进行搅和的抗溶剂晶化法形成的盐晶体相比时，搅拌的样本产生了更小的立方体，但是数量更多的复杂漏斗式立方体。增加的搅拌速率(stirring rate)很可能增加了溶质分子之间接触的可能性，从而允许与复杂漏斗式立方体的形成有关的更快的晶体生长。漏斗式立方体的尺寸的范围为40μm至120μm。在最高的搅和速率(mixing rate)下观察到了更小的晶体尺寸，这至少部分地可以归因于搅拌期间的破损。
相应地，在一个实施例中，揭示一种抗溶剂晶化法，所述抗溶剂晶化法包括混合步骤，在混合步骤中，通过使磁力搅拌棒以小于1100RPM旋转来搅拌由抗溶剂和盐溶液形成的过饱和溶液。在另一个实施例中，磁力搅拌棒以125RPM或者更低转速进行旋转，以便可以获得更大的晶体。在最后的实施例中，使盐溶液与抗溶剂混合而不进行搅和，从而可以获得可能最大的盐晶体。
可以在与抗溶剂结合之前，将添加剂引入盐溶液中。添加剂通过充当覆盖剂来改变晶体形貌，其通过吸附和/或化学相互作用来改变晶面的表面自由能。对以下添加剂进行研究，以确定它们对晶体形貌的影响：氯化钾(KCl)、海藻酸钠(Na(C6H8O6)n)、柠檬酸(C6H8O7)、磷酸三钙(Ca3(PO4)2)、巴比妥酸(C4H4N2O3)、甘氨酸(C2H5NO2)、柠檬酸钠(HOC(COONa)(CH2COONa)2)和乳酸钙(C6H10CaO6)。显示出这些添加剂中的巴比妥酸、甘氨酸和柠檬酸钠在盐溶液中占盐质量的0.5wt％时，改变了盐晶体形貌，其结果显示在图6中。
图6a-6f为描绘在盐溶液添加剂的存在下形成的盐晶体的代表性样本的显微照片。通过将这些添加剂中的一种以0.5wt％混合至30g的25wt％盐溶液中，来形成改性的盐溶液。然后，在具有温和的搅拌的情况下，在室温下使改性的盐溶液与100g的95vol％乙醇结合。图6a和图6b示出当在与抗溶剂结合之前将巴比妥酸混合至盐溶液中时形成的晶体。盐晶体包括实心立方体、中空立方体、简易漏斗式立方体、复杂漏斗式立方体并且还包括角状立方体。角状立方体是具有8个类似角的结构的晶体，每一个类似角的结构从晶体结构的中心延伸至被绘制以外接晶体结构的假想立方体的不同的角。当具有最高的过饱和驱动力时，形成角状立方体，根据枝状物形成的复杂性，这是显而易见的。随着溶质的消耗和过饱和力的减弱，依次各自形成了复杂漏斗式立方体、成熟漏斗式立方体、简易漏斗式立方体、中空立方体和实心立方体。
图6c和图6d示出当在与抗溶剂结合之前将甘氨酸添加至盐溶液中时形成的晶体。所得的晶体通常可以被描述为小立方体的团聚体，小立方体形成立方体束或者立方体簇。小立方体可以包括实心立方体、中空立方体和简易漏斗式立方体。
图6e和图6f示出当在与抗溶剂结合之前将柠檬酸钠添加至盐溶液中时形成的晶体。所得的晶体通常可以被描述为在没有柠檬酸钠时形成的晶体的圆形版本。因此，立方体可以被描述为与实心立方体、中空立方体、简易漏斗式立方体和复杂漏斗式立方体类似，但是具有圆形的边和弯曲的凹表面而非方形台阶。
图7为根据示例性实施例的用于形成盐组合物的工艺的流程图。在第一步骤中，提供抗溶剂溶液(步骤702)。在非限制性实施例中，抗溶剂溶液是小于200proof(小于100vol％乙醇)的乙醇，并且在另一个实施例中，乙醇在180proof和200proof之间(90-100vol％乙醇之间)。至少一个示例性实施例使用的抗溶剂溶液是190proof(95vol％)乙醇。
在第二步骤中，提供盐溶液(步骤704)。通过将溶质溶解于溶剂中，在室温下进行结合，并且进行混合直至所有的溶质颗粒完全溶解来形成盐溶液。室温的范围可以为293K-303K(20℃-30℃)。在一个实施例中，溶质以大于盐溶液的15wt％的量存在。在另一个实施例中，溶质为盐溶液的15wt％至27wt％。在所揭示的示例性实施例中，溶质包括氯化钠，并且溶剂是水。
在一些实施例中，溶质可以包括量在氯化钠的0.3wt％-0.8wt％之间的其他添加剂。一个示例性实施例包括量为氯化钠的约0.5wt％的一种或者多种添加剂。
将盐溶液添加至抗溶剂溶液以形成过饱和溶液(步骤706)。可以在室温下以1:20至1:1.25之间的重量比将盐溶液添加至抗溶剂溶液。在该步骤中，可以在没有搅拌的情况下使盐溶液和抗溶剂溶液混合。在替代性实施例中，可以在具有搅拌的情况下完成盐溶液向抗溶剂溶液的添加。可以通过使磁力搅拌棒以小于1100RPM进行旋转来实现搅拌，并且在一些实施例中，使磁力搅拌棒以125RPM或者更低转速进行旋转。
使过饱和溶液晶化，以形成盐组合物(步骤708)。在一个实施例中，过饱和溶液晶化的时间在5分钟-15分钟之间，并且在一个特别的实施例中，使过饱和溶液晶化大约10分钟。盐组合物包括漏斗式立方体的盐晶体。可选择地，使盐组合物经历后处理步骤，后处理步骤可以包括使用常规方法(包括但不限于真空过滤并且将盐组合物分离为一个或者多个基于尺寸的部分)来干燥盐组合物。另外，在室温下，例如在20℃-30℃之间，执行以上所述的方法的步骤，以避免额外的成本和本应与加热元件的使用相关的复杂性。
可以将由抗溶剂晶化形成的盐组合物施加至食物产品，以获得所需的咸味水平。可替代地，可以将盐组合物分离为两个或者更多个基于尺寸的部分，以使得添加至食物产品的盐组合物可以包括来自于特定尺寸范围的盐晶体，或者包括来自于两个或者更多个尺寸范围的组合的盐晶体。食物产品可以是含盐零食，例如具有相对较低的含水量(通常小于5wt％)的马铃薯片、脆饼干或者玉米片。低含水量限制盐组合物中的盐晶体的溶解，从而使具有增加的溶解速率的盐晶体形貌保留下来。在非限制性实施例中，将盐组合物施加至食物产品的外表面，以形成加盐的食物产品。由于本文所描述的盐晶体的形貌增加了溶解速率，与比常规地可获得的盐相比，为了获得相同水平的咸味，加盐的食物产品所需的盐更少。在下文讨论用作支持本文描述的新颖的盐组合物具有增加的溶解速率的证据的对比例。
对比例
通过抗溶剂晶化来形成盐晶体，并且与常规地可获得的盐进行比较。用于形成表1中的盐组合物的抗溶剂晶化法包括步骤：在室温下并且在没有进行搅和的情况下，将25wt％的盐溶液混合至95vol％乙醇盐溶液中。使得所获得的过饱和溶液晶化大约10分钟，并且过滤所获得的盐组合物，并且在120℃和25英寸以上的汞柱下干燥12个小时。使用下列常规的盐测试设计方案来表征由抗溶剂晶化形成的盐组合物：霍尔密度(hall density)(ASTM标准B212-99)、体积密度(bulk density)(ASTM标准B527-06)和流动性(ASTM标准B213-03，方法1)，以及比表面积(Brunauer-Emmett-Teller法，使用ASAP 2020自动化比表面积测试仪)。将这些结果与以下常规地可获得的盐进行比较：“15-微米盐(15-micronsalt)”、阿贝格精选盐(Alberger Select Salt)、阿贝格细片盐(Alberger Fine FlakeSalt)和纯盐。表1列出了该测试的结果。
表1盐颗粒的表征
Figure BDA0002467506060000101
在所有的盐中，具有漏斗式立方体形貌的盐晶体具有最低的体积密度，但是具有第二最高的比表面积，仅位于15-微米盐之后。15-微米盐的高比表面积归因于具有小立方体形貌的一部分晶体。然而，15-微米盐的晶体的小立方体对盐组合物的流动性具有负面影响。更大的比表面积带来更高的溶解速率。
测量漏斗式立方体盐晶体的溶解速率，并且与15-微米盐、阿贝格精选盐、阿贝格细片和纯盐的溶解速率进行比较。溶解是固体物质(例如盐晶体)在溶液(例如水)中变成溶质的过程。溶解速率取决于若干因素，包括温度、搅动速率和颗粒的比表面积。更小的颗粒比更大的颗粒溶解得更快。相应地，对被分离为下列颗粒尺寸范围的盐颗粒确定了溶解速率：45μm-90μm、90μm-150μm、150μm-212μm、212μm-250μm和250μm-300μm。
通过测量溶解于人工唾液中的多种盐组合物的导电率来确定溶解速率，测量基于以下理论进行：盐的溶解会改变溶液的离子电导率，可以通过测量溶液的离子电导率来对溶解速率进行定量。电导率是溶液传导电流的能力，其可以归因于在极性溶液(例如水)中已经电离的溶解的固体的存在。可以通过对浸没在溶液中的两个电极施加交变电流并且测量产生的电压来测量电导率。使用Thermo ScientificTM OrionTM Star A222便携式电导率仪，在室温下进行本文所述的电导率实验。
根据表2来混合人工唾液溶液的组合物。
表2人工唾液组合物
成分 缓冲液(g) 人工唾液(g)
碳酸氢钠NaHCO<sub>3</sub> 5.208 5.208
磷酸氢二钾三水合物K<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub>·3H<sub>2</sub>O 1.369 1.369
氯化钠NaCl 0.877 0.877
氯化钾KCl 0.477 0.477
羧甲基纤维素钠Na-CMC 10
去离子水 1000 1000
在120℃下对盐颗粒进行烘干，持续2个小时，然后冷却至室温，并且在进行电导率测试之前保存于干燥器中。对每一个盐颗粒尺寸范围的每种盐进行三次试验。对于每一个试验，在室温下将40mg的盐溶解于80g的人工唾液中，同时通过使磁力搅拌棒以900RPM旋转进行搅拌。结果显示在表3-6中。
表3-6比较了在表1中列出的常规地可获得的盐与本文所描述的新型抗溶剂盐组合物的溶解速率。更具体地，表3-7比较了溶解盐样本的50％所需的时间(t50％)、溶解盐样本的80％所需的时间(t80％)、溶解盐样本的90％所需的时间(t90％)和溶解盐样本的100％所需的时间(t100％)。
表3所选择的盐组合物的t50％
颗粒尺寸(μm) 纯盐 阿贝格精选 15-微米 阿贝格细片 抗溶剂盐
45-90 0.5s 0.7s n/a n/a 0.5s
90-150 0.8s 0.7s n/a 1.0s 0.5s
150-212 1.0s 0.7s 0.3s 0.9s 0.5s
212-250 1.2s 0.8s 0.5s 1.1s 0.5s
250-300 1.8s 0.8s 0.7s n/a 0.7s
300-425 2.5s 1.0s 1.0s n/a 0.8s
425-600 3.5s n/a 1.3s n/a n/a
表4所选择的盐组合物的t80％
颗粒尺寸(μm) 纯盐 阿贝格精选 15-微米 阿贝格细片 抗溶剂盐
45-90 0.8s 1.3s n/a n/a 1.1s
90-150 1.2s 1.1s n/a 1.7s 1.1s
150-212 2.0s 1.4s 0.8s 1.6s 1.2s
212-250 2.5s 1.7s 1.5s 1.7s 1.3s
250-300 4.0s 1.7s 1.5s 2.0s 1.5s
300-425 6.0s 2.1s 2.0s n/a 2.0s
425-600 7.5s n/a 2.8s n/a n/a
表5所选择的盐组合物的t90％
颗粒尺寸(μm) 纯盐 阿贝格精选 15-微米 阿贝格细片 抗溶剂盐
45-90 1.5s 1.6s n/a n/a 1.5s
90-150 2.0s 1.4s n/a 2.1s 1.5s
150-212 3.0s 1.6s 1.4s 2s 1.4s
212-250 4.0s 2.2s 2.5s 2.6s 1.8s
250-300 5.0s 2.4s 2.5s 2.6s 2.0s
300-425 8.0s 3.0s 3.6s n/a 2.5s
425-600 10.0s n/a 3.6s n/a n/a
表6所选择的盐组合物的t100％
颗粒尺寸(μm) 纯盐 阿贝格精选 15-微米 阿贝格细片 抗溶剂盐
45-90 2.5s 2.2s n/a n/a 2.2s
90-150 3.3s 2.4s n/a 3.0s 2.0s
150-212 5.0s 3.2s 4.2s 3.3s 2.5s
212-250 5.2s 3.5s 5.2s 3.7s 2.3s
250-300 7.5s 3.7s 5.3s 4.0s 3.3s
300-425 13.0s 5.0s 6.2s n/a 4.5s
425-600 14.0s n/a 6.8s n/a n/a
表3-6中所包含的数据显示，t50％、t80％、t90％和t100％随着颗粒尺寸的增加而增加。另外，不同的形貌会影响溶解时间。15-微米盐和抗溶剂盐组合物比纯盐、阿贝格精选盐和阿贝格细片盐溶解得更快。
图8为描绘通过抗溶剂晶化形成的盐晶体的溶解行为与颗粒尺寸的函数关系的图。该图显示更小的盐晶体通常比更大的盐晶体溶解得更快。y轴表示为当前电导率(ct)和初始电导率(c0)之间的差值，并且使用下式归一化到1：
Figure BDA0002467506060000131
其中，cmax是所达到的最大电导率。
在已经确定通过抗溶剂晶化形成的新型盐组合物的溶解速率高于大部分常规地可获得的盐的前提下，进行测试，以对在市场上购买的马铃薯片的样本(对照样本)与用不同浓度的新颖盐组合物加盐的样本(实验样本)进行比较。请专家组根据多个属性来比较对照样本和实验样本，其中一个属性包括咸味。专家组的结论是，比对照样本少约20％的钠的实验样本被感知到的咸与对照样本一样。
本文描述的盐组合物、相应的制造方法和减盐的食物产品对现有技术具有显著的改善，因为施加至食物产品的盐的量可以减少至少20％，而在消费者所感知到的咸味方面没有有意义的差异。而且，本文描述的一些实施例的创新方面可以实现钠的减少，而无需包含除了氯化钠以外的化合物。
其他实施例
提供下列描述性实施例，以进一步支持所揭示的发明。
在第一实施例中，本申请的新颖方面涉及盐组合物，所述盐组合物包括多个盐晶体，所述多个盐晶体的比表面积为至少0.19m2/g-0.23m2/g，并且霍尔密度小于0.8g/cm3。
在第一实施例的另一个创新方面中，盐组合物包括多个盐晶体，所述多个盐晶体的比表面积为至少0.19m2/g-0.23m2/g，并且霍尔密度小于0.8g/cm3，盐组合物还包括选自以下限定的一个或者多个限定：
其中，多个盐晶体还包括小于0.9g/cm3的体积密度；
其中，多个盐晶体中的每一个盐晶体的尺寸为至少10μm；
其中，多个盐晶体包括具有成熟漏斗式立方体形貌的第一部分；
其中，在第一部分中，多个盐晶体的尺寸在80μm-150μm之间；
其中，多个盐晶体还包括具有简易漏斗式立方体形貌的第二部分、具有中空立方体形貌的第三部分和具有实心立方体形貌的第四部分；
其中，在第二部分中，多个盐晶体的尺寸在50μm-100μm之间；其中，在第三部分中，多个盐晶体的尺寸在30μm-50μm之间；其中，在第四部分中，多个盐晶体的尺寸在15μm-25μm之间；
其中，多个盐晶体还包括具有复杂漏斗式立方体形貌的第五部分；
其中，在第五部分中，多个盐晶体的尺寸在80μm-150μm之间；
其中，多个盐晶体包括氯化钠；
其中，多个盐晶体还包括量在盐晶体的0.3wt％-0.8wt％之间的添加剂；和
其中，添加剂选自由巴比妥酸、甘氨酸和柠檬酸钠组成的组。
在第二实施例中，本申请的新颖方面涉及用于形成盐组合物的方法，所述方法包括：提供抗溶剂溶液；将盐溶液添加至抗溶剂溶液，以形成过饱和溶液，其中，盐溶液的浓度为溶质大于15wt％，其中，盐溶液与抗溶剂溶液的质量比在1:20至1:1.25的范围内；以及使过饱和溶液晶化，以形成具有多个盐晶体的盐组合物，多个盐晶体的比表面积为至少0.19m2/g-0.23m2/g，并且霍尔密度小于0.8g/cm3。
在第二实施例的另一方面，本申请的新颖方面涉及用于形成盐组合物的方法，所述方法包括：提供抗溶剂溶液；将盐溶液添加至抗溶剂溶液，以形成过饱和溶液，其中，盐溶液的浓度为溶质大于15wt％，其中，盐溶液与抗溶剂溶液的质量比在1:20至1:1.25的范围内；以及使过饱和溶液晶化，以形成具有多个盐晶体的盐组合物，多个盐晶体的比表面积为至少0.19m2/g-0.23m2/g，并且霍尔密度小于0.8g/cm3，所述方法还包括选自以下限定的一个或者多个限定：
其中，盐溶液包括溶解于溶剂中的溶质，并且其中，盐溶液是小于27wt％的盐溶液；
其中，溶质包括氯化钠，并且其中，溶剂包括水；
其中，抗溶剂是乙醇；
其中，抗溶剂是小于100vol％的乙醇；
其中，抗溶剂是大于90vol％的乙醇；
其中，使过饱和溶液晶化5分钟-15分钟之间，以形成盐组合物；
其中，使过饱和溶液晶化约10分钟，以形成盐组合物；
其中，混合步骤还包括：通过使磁力搅拌棒以125RPM或者更低转速旋转来混合过饱和溶液；
其中，所述方法还包括：干燥盐组合物；
其中，干燥步骤还包括真空过滤；
其中，盐溶液包括在相对于溶质的0.3-0.8wt％的范围内的添加剂；
其中，添加剂选自由巴比妥酸、甘氨酸和柠檬酸钠组成的组；
其中，盐组合物包括尺寸在80μm-150μm的范围内的漏斗式立方体；
其中，漏斗式立方体的比表面积在0.19m2/g-0.23m2/g之间；
其中，盐组合物还包括简易漏斗式立方体、中空立方体和实心立方体；
其中，盐组合物还包括复杂漏斗式立方体；
其中，在20℃-30℃之间的温度下，执行所述方法的步骤；和
其中，所述方法还包括过滤盐组合物，以获得选择的颗粒尺寸。
在第三实施例中，本申请的新颖方面涉及食物产品，所述食物产品包括外表面和施加至所述食物产品的外表面的盐组合物，其中，盐组合物包括多个盐晶体，所述多个盐晶体的比表面积为至少0.19m2/g-0.23m2/g，并且霍尔密度小于0.8g/cm3。
在第三实施例的另一个方面，本申请的创新方面涉及食物产品，所述食物产品包括外表面和施加至所述食物产品的外表面的盐组合物，其中，盐组合物包括多个盐晶体，所述多个盐晶体的比表面积为至少0.19m2/g-0.23m2/g，并且霍尔密度小于0.8g/cm3，食物产品还包括选自以下限定的一个或者多个限定：
其中，多个盐晶体中的每一个盐晶体的尺寸为至少10μm；
其中，盐组合物包括具有成熟漏斗式立方体形貌的第一部分；
其中，在第一部分中，多个盐晶体的尺寸在80μm-150μm之间；
其中，多个盐晶体还包括具有简易漏斗式立方体形貌的第二部分、具有中空立方体形貌的第三部分和具有实心立方体形貌的第四部分；
其中，在第二部分中，多个盐晶体的尺寸在50μm-100μm之间；其中，在第三部分中，多个盐晶体的尺寸在30μm-50μm之间；其中，在第四部分中，多个盐晶体的尺寸在15μm-25μm之间；
其中，多个盐晶体还包括具有复杂漏斗式立方体形貌的第五部分；
其中，在第五部分中，多个盐晶体的尺寸在80μm-150μm之间；
其中，多个盐晶体包括氯化钠。
虽然已经参照多个要素描述了发明的实施例，本文所描述的实施例中所描述的任何要素都是示例性的，并且可以在适当时被省略、替换、添加、组合或者重新排列，以形成新的实施例。在阅读本说明书之后，技术人员将认知到本文已经充分地揭示了这种其他实施例。例如，当本公开描述关于要素或者关于用于制备或者使用要素或者多个要素的组合的工艺的特性、结构、尺寸、形状、排列或者组合物时，所述特性、结构、尺寸、形状、排列或者组合物也可以结合至本文描述的任何其他要素或者多个要素的组合中，或者结合至用于制备或者使用本文描述的要素或者多个要素的组合的工艺中，以提供其他实施例。
另外，当一个实施例在本文被描述为包括某一要素或者一组要素时，其他实施例可以主要由所述要素或者一组要素组成，或者由所述要素或者一组要素组成。此外，虽然本文通常使用开放式术语“包括”，但可以通过用术语“主要由···组成”或者“由···组成”进行替换来形成其他实施例。
虽然已经参照优选的实施例具体地展示或者描述了本发明，本领域技术人员将理解可以在本发明中进行形式或者细节上的各种变化而不脱离发明的精神和范围。发明人希望技术人员在适当时使用这些变化，并且发明人有意使本发明以不同于本文中特定描述的方式来实施。相应地，当适用法律允许时，本发明包括在所附权利要求中列举的主题的所有变体主题或者等同主题。而且，除非本文另有说明或者除非根据上下文明显是矛盾的，本发明涵盖上述要素的以其所有可能的变体形式的任意组合。

Claims (20)

1.一种盐组合物，包括：
多个盐晶体，所述多个盐晶体的比表面积为至少0.19m2/g-0.23m2/g，并且霍尔密度小于0.8g/cm3。
2.根据权利要求1所述的盐组合物，其中，所述多个盐晶体还包括小于0.9g/cm3的体积密度。
3.根据权利要求1所述的盐组合物，其中，所述多个盐晶体中的每一个盐晶体的尺寸为至少10μm。
4.根据权利要求3所述的盐组合物，其中，所述多个盐晶体包括具有成熟漏斗式立方体形貌的第一部分。
5.根据权利要求4所述的盐组合物，其中，在所述第一部分中，所述多个盐晶体的尺寸在80μm-150μm之间。
6.根据权利要求3所述的盐组合物，其中，所述多个盐晶体还包括具有简易漏斗式立方体形貌的第二部分、具有中空立方体形貌的第三部分和具有实心立方体形貌的第四部分。
7.根据权利要求6所述的盐组合物，其中，在所述第二部分中，所述多个盐晶体的尺寸在50μm-100μm之间；其中，在所述第三部分中，所述多个盐晶体的尺寸在30μm-50μm之间；其中，在所述第四部分中，所述多个盐晶体的尺寸在15μm-25μm之间。
8.根据权利要求3所述的盐组合物，其中，所述多个盐晶体还包括具有复杂漏斗式立方体形貌的第五部分。
9.根据权利要求8所述的盐组合物，其中，在所述第五部分中，所述多个盐晶体的尺寸在80μm-150μm之间。
10.根据权利要求1所述的盐组合物，其中，所述多个盐晶体包括氯化钠。
11.一种用于形成盐组合物的方法，所述方法包括：
提供抗溶剂溶液；
将盐溶液添加至所述抗溶剂溶液，以形成过饱和溶液，其中，所述盐溶液的浓度为溶质大于15wt％，并且其中，所述盐溶液与所述抗溶剂溶液的质量比在1:20至1:1.25的范围内；以及
使所述过饱和溶液晶化，以形成具有多个盐晶体的盐组合物，所述多个盐晶体的比表面积为至少0.19m2/g-0.23m2/g，并且霍尔密度小于0.8g/cm3。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述盐溶液包括溶解于溶剂中的溶质，并且其中，所述盐溶液的所述溶质小于27wt％。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述溶质包括氯化钠，并且其中，所述溶剂包括水。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述抗溶剂是乙醇。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述抗溶剂是小于100vol％的乙醇。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法的步骤是在20℃-30℃之间的温度下执行的。
17.一种食物产品，包括：
外表面；以及
施加至所述食物产品的所述外表面的盐组合物，其中，所述盐组合物包括多个盐晶体，所述多个盐晶体的比表面积为至少0.19m2/g-0.23m2/g，并且霍尔密度小于0.8g/cm3。
18.根据权利要求17所述的食物产品，其中，所述多个盐晶体中的每一个盐晶体的尺寸为至少10μm。
19.根据权利要求18所述的食物产品，其中，所述多个盐晶体包括具有成熟漏斗式立方体形貌的第一部分、具有简易漏斗式立方体形貌的第二部分、具有中空立方体形貌的第三部分和具有实心立方体形貌的第四部分中的至少一种。
20.根据权利要求17所述的食物产品，其中，所述多个盐晶体包括氯化钠。
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