DE60208082T2

DE60208082T2 - Herstellung von nährmittelsalz pflanzlichen ursprungs

Info

Publication number: DE60208082T2
Application number: DE60208082T
Authority: DE
Inventors: Pushpito Kumar Ghosh; Muppala Parandhami Reddy; Jayant Batukrai Pandya; Jinalal Shambhubhai Patolia; Shambhubhai Mohanbhai Vaghela; Maheshkumar Ramaniklal Gandhi; Rahul Jaswantrai Sanghvi; Vaddiparty Gangadhara Sravan Kumar; Mukesh Tribhovanbhai Shah
Original assignee: Council of Scientific and Industrial Research CSIR
Current assignee: Council of Scientific and Industrial Research CSIR
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2022-03-28
Also published as: JP4206343B2; EP1487283B1; IL154973A; CA2429700A1; IL154973A0; ATE312518T1; BR0205773A; CN100381074C; WO2003079817A1; ES2253519T3; AU2002244907B2; DE60208082D1; CN1520262A; AU2002244907A1; US6929809B2; US20030185954A1; MXPA03002540A; JP2005520533A; JO2336B1; EP1487283A1

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Salzen mit einem pflanzlichen Ursprung. Spezifisch gesehen bezieht sich die Erfindung auf die Herstellung von Formulierungen für Ernährungssalze aus essbaren, Salz tolerierenden, ölhaltigen Pflanzen auf eine Art und Weise, welche eine maximale Ausnutzung der Pflanzen gestattet.
STAND DER TECHNIK
Salz wird als eine Ergänzung von Nahrungsmitteln eingesetzt, um den Geschmack dieser Nahrungsmittel zu verbessern. Salz ist eines der wenigen Konsumgüter, die weltweit in nahezu allen Schichten der Gemeinschaften verzehrt werden, unabhängig von jeglichem sozialökonomischen Status. Es wird in einer Menge von etwa 5–15 Gramm pro Tag und pro Person über das ganze Jahr hinweg verzehrt. Demnach ist Salz ein attraktives Trägermittel in welches man irgendwelche Ernährungsergänzungen hineinbringen kann (M. G. Venkatesh Mannar, S. Jaipal und C. S. Pandya, Proceedings of Sixth International Congress, Seoul 1989). Zum Beispiel wird Salz zum Überwachen der Knopfbildung mit Jod versetzt und es wird zur Kontrolle der Blutarmut mit Eisen angereichert. Salz stellt auch einen guten Träger dar für die Zufuhr von anderen Nährstoffen, wie etwa Kalium, Magnesium und Calcium.
Es wird Bezug genommen auf Shuging Wang in dem Patent Nr. CN 1271541 A vom 1 November 2000 mit dem Titel „Schwach natriumhaltiges Multi-Element-Nährsalz" (Multi-element low sodium nutritive salt), in welchem derselbe die Zubereitung von Nährsalz mit einem niedrigen Natriumgehalt durch Kristallisation von Salz aus einer gesättigten Salzsole im Vakuum offenbart. Das Salz wird dann gleichmäßig mit Salzen vermischt, wie etwa mit KCl und MgSO₄·7H₂O, gefolgt von einem Zumischen von KIO₃- und Na₂SeO₃-Lösungen, einem Trocknen und schlussendlich einem Mischen mit aktiven Ca- und Zn-Lactaten. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass neben der Schwierigkeit des Vermischens von verschiedenen Bestandteilen in einer homogenen, festen Mischung, das Salz aus warmen gesättigten Solen kristallisiert werden muss, was mit einem hohen Energieverbrauch verbunden ist wodurch die Herstellungskosten heraufgesetzt werden. Darüber hinaus ist solch ein Salz in seiner Zusammensetzung nicht natürlich.
Es wird Bezug genommen auf das „Heinz Handbuch der Ernährung" von Benjamin T. Burton, veröffentlicht von H. J. Heinz Co. bei McGraw Hill Book Co., Zweite Ausgabe, 1965, Seiten 132–133, welches die diätetische Notwendigkeit von Kalium beschreibt.
Es wird Bezug genommen auf R. N. Vohra et al. und deren schwebende PCT Patentanmeldung Nr. PCT/IN02/00018, mit dem Datum 31.1.2002 und dem Titel „Ein Verfahren zur Wiedergewinnung von Salz mit einem niedrigen Natriumgehalt aus Mutterlauge" (A Process for Recovery of Low Sodium Salt from Bittern), worin dieselben eine Beschreibung liefern über die Zubereitung von einer Mischung aus Natriumchlorid und Kaliumchlorid, welche andere Nährstoffe wie etwa Magnesium und Calcium enthält, wobei die Zubereitung über einen natürlichen Vorgang ausgehend von Meer-/Untergrund-Salzmutterlaugen erfolgt. Der hauptsächliche Nachteil des Verfahrens ergibt sich daraus, dass das Salz keine Mikronährstoffe enthält.
Es wird Bezug genommen auf die U.S. Patentschrift Nr. 2001/021408, welche ein Salz aus einer pflanzlichen Basis ausgehend von einer Salzpflanze offenbart. Die Pflanze wird zuerst eingesammelt, Verunreinigungen werden durch Verwendung von Meerwasser oder von Salzwasser beseitigt, ferner wird sie zerkleinert, extrahiert, komprimiert, getrocknet und zu Pulver zerkleinert.
Es wird Bezug genommen auf Steinsalz (,rock salt'), z.Bsp. auf dasjenige mit der Warenbezeichnung „Real Salt", welches auf dem amerikanischen Markt verkauft wird und welches mehrere wesentliche Mikronährstoffe enthält, wie Eisen, Mangan und Jod, welches aber keine wesentlichen Mengen an solchen lebenswichtigen Nährstoffen aufweist, wie etwa Kalium, Calcium, Magnesium und Zink. Darüber hinaus ist dieses Steinsalz nur in sehr begrenzten Regionen der Welt zugänglich.
Es wird Bezug genommen auf Charnock, A. [(1988, Dezember), „Pflanzen mit einem Geschmack für Salz" (Plants with a taste for salt), New Scientist, 3, Seiten 41, 45] und auf E. P. Glenn, et al., [(1991) Salicornia bigelovii Torr.: „Eine Salzpflanze mit Ölsamen für die Bewässerung mit Meerwasser" (An oilseed halophyte for seawater irrigation), Science, 251, 1065–67], welche das Züchten von Salz tolerierenden Pflanzen als eine potentielle wirtschaftliche Tätigkeit beschrieben haben, wobei salzhaltiges Brachland sowie eine Bewässerung mittels Meerwasser benutzt werden. Obwohl in diesen Veröffentlichungen beschrieben wird, dass Salzpflanzen, wie Salicornia, besonders geeignet sind für die Herstellung von nahrhaften, essbaren Ölen mit einem hohen Gehalt an polyungesättigten Anteilen, von entöltem Geflügelfutter und von Futter, das für das Vieh geeignet ist, entweder als ein Mischfutter oder als ein allein zu benutzendes Futter, dies anschließend an ein Entsalzen des Futters durch Waschen, findet man hier aber keine Erwähnung bezüglich einer Wiedergewinnung von Salz aus den Pflanzen.
Es wird Bezug genommen auf M. P. Reddy, et al., Biol. Plant. 1993, 35, 547–553, welche berichtet haben, dass Salzpflanzen die Fähigkeit besitzen zum Konzentrieren der Salze von Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium und bis zu einem gewissen Umfang derjenigen Mikronährstoffe, die im Vergleich zu denjenigen in dem Meerwasser in etwa das gleiche oder ein höheres Vorkommensausmaß in ihren Blättern und Stängeln aufweisen, wenn die Salzpflanzen unter salzigen Bedingungen gezüchtet werden, dies ohne nachteilige Einwirkungen auf das Wachstum und auf die Biomassenproduktion. Es wurde allerdings kein Versuch unternommen auch Salz herzustellen. Es wurde ebenso kein Versuch unternommen die Zusammensetzung der Salze in der Pflanze zu beeinflussen.
G. Naido und R. Rughunanan haben gemäß J. Exp. Bot., 1990, 41, 497–502, die Salztoleranz von Sarcocornia natalensis durch Bewässern der Pflanzen mit unterschiedlichen Konzentrationen (50 bis 300 Mol/m³) an NaCl studiert und sie haben die Unterschiede des Ionengehaltes bei den Pflanzen untersucht. Es ist kein Versuch unternommen worden, um auch Salz herzustellen.
T. J. Flowers und Y. Yeo haben gemäß Aust. J. Plant Physiol, 1986, 13, 75–81, festgelegt, dass die zweikeimblättrigen Salzpflanzen die Natrium- und Chloridionen bis zu einem Ausmaß von 30–50% des Trockengewichtes anhäufen, um das osmotische Potential bei höheren Salzigkeitsniveaus beibehalten zu können.
Obschon es bekannt ist (T. F Neals und P. J. Sharkey, Aust. J. Plant Physiol, 1981, 8, 165–179; S. Cherian et al., Indian J. Plant Physiol, 1999, 4, 266–270; S. Cherian und M. P. Reddy, Indian J. Plant Physiol, 2000, 5, 32–37, dass gewisse Salzpflanzen vernünftige Mengen an Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium anhäufen, liegt aber das Hauptaugenmerk der Arbeit darin mechanistische Studien zu unternehmen während bei keiner der eben angesprochenen Referenzen versucht wurde an Nährstoffen reiche Salze aus solchen Pflanzen zu produzieren.
ZIELE DER ERFINDUNG
Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren für die Zubereitung von Salz zu liefern, und zwar ausgehend von Salz tolerierenden Pflanzen, die eine umfangreiche Menge an Salz akkumulieren.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein nahrhafres, essbares Salz zu liefern, welches andere wesentliche bzw. unentbehrliche Mineralien enthält, wie Kalium, Calcium, Magnesium, Kupfer, Eisen, Mangan und Zink.
Noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Pflanzen dadurch an Jod anzureichern, dass fester oder flüssiger, jodhaltiger Abfall als ein gemeinsames Bewässerungsmittel benutzt wird oder dass jodreiches Seegras als Düngemittel zum Einsatz gelangt.
Ein weiteres Ziel besteht darin, einen solchen Anbau von Salz tolerierenden Pflanzen in solaren Salzgewinnungsanlagen zu fördern, wobei Meerwasser und die Mutterlaugenabfälle, welche als Nebenprodukte der Salzgewinnung anfallen, in Kombination für die Bewässerung der Pflanzen zum Einsatz kommen, um insbesondere den Kaliumgehalt in den Pflanzen zu vergrößern.
Und noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Zurückgewinnung sowohl von Öl als auch von Salz aus den Salz tolerierenden, ölhaltigen Pflanzen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Entwicklung eines Verfahrens für die Herstellung eines nährstoffreichen Salzes von pflanzlicher Herkunft, insbesondere aus Salz tolerierenden und Öl enthaltenden Pflanzen, welche mit Meerwasser/salzhaltigen Mutterlaugen angebaut werden können und welche eine Neigung zum Ansammeln von Salzen in ihren Geweben aufweisen. Die Erfindung ermöglicht es nährstoffreiche Salze auf natürliche Weise zu gewinnen, anstatt über ein künstliches Vermischen von Nährstoffen zu verfahren, worauf nach dem Stand der Technik zurückgegriffen wird. Ein zusätzlicher Gesichtspunkt der Erfindung besteht darin, dass die an Kalium angereicherten Abfallmutterlaugen aus den solaren Salzgewinnungsanlagen bei der Bewässerung als ein Zusatznährstoff benutzt werden können, um so den Gehalt des Salzes an Kalium heraufzusetzen, dies neben einer Steigerung der Proportionen an anderen wesentlichen Mineralien, wie Magnesium, Kupfer, Eisen, Jod, Mangan und Zink. Ein anderer Gesichtspunkt besteht in der Verwendung eines Nebenproduktes oder eines festen oder flüssigen Abfalls mit Jod als ein Mit-Bewässerungsmittel, das dazu bestimmt ist den Jodgehalt in den Pflanzen heraufzusetzen. Ein noch weiterer Gesichtspunkt der Erfindung liegt darin, dass dieses Verfahren zur Zurückgewinnung von Salz nicht mit der Gewinnung von Öl aus der Pflanze interferiert.
Man hat herausgefunden, dass die halophilen Pflanzenarten verschiedene Metallsalze durch Absorption aufnehmen, wenn sie mit Meerwasser oder mit salzhaltigen Wässern bewässert werden und dass sie sich bis zu etwa 30–55% an anorganischen Salzen anreichern, bezogen auf das Trockengewicht in den Blättern und Stielen, und dass die Zusammensetzungen der Salze dadurch angepasst werden können, dass die Abfallmutterlaugen aus der Salzindustrie als begleitende Bewässerungsmittel benutzt werden. Das Salz kann in der rohen oder in einer raffinierten Form gewonnen werden und es enthält hauptsächlich Natriumchlorid neben unentbehrlichen Mineralien.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren für die Herstellung von nährstoffreichen, pflanzlichen Salzen aus essbaren Halophyten, d.h. salzhaltigen Pflanzenarten, welche Salz tolerierende und Öl enthaltende Pflanzen sind, wobei das besagte Verfahren die nachfolgenden Schritte umfasst:

a. ein Anbauen der gegenüber von Salz widerstandsfähigen, essbaren Salzpflanzen auf salzigen Böden durch Bewässerung mit einer Mischung aus Meerwasser und aus Abfallmutterlaugen;
b. eine gemeinsame Pflanzenbewässerung nach Schritt (a) mit einem Ausgangsmaterial, das die gewünschte Menge an Jod enthält.
c. ein Ernten, Waschen und Trocknen der Pflanze aus Schritt (b), um Biomasse zu gewinnen;
d. ein Trennen der Samen aus den Ähren oder den Schalen der Biomasse aus Schritt (c), um die verbleibende Biomasse zu gewinnen;
e. ein Mischen der Schalen mit der verbleibenden Biomasse aus Schritt (d),
f. ein Verbrennen bzw. Verkohlen der Mischung aus den Schalen und der Biomasse aus Schritt (e) in einem offenen Behälter;
g. eine Veraschung der verkohlten Masse aus Schritt (f) in einem Ofen bei einer Temperatur in einem Bereich zwischen 300 und 600°C, um ein rohes, pflanzliches Salz zu erzielen; und
h. ein Auflösen des rohen, pflanzlichen Salzes aus Schritt (g) in Wasser sowie ein Verdampfen der Lösung, um ein feines, weißes, kristallines und frei fließendes, raffiniertes pflanzliches Salz zu erhalten.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird das rohe, pflanzliche Salz nach einer Alternative gewonnen durch ein Behandeln der trockenen und von Samen befreiten Biomasse mit Hilfe von heißem Wasser, einem Dekantieren und einem Verdampfen der Auslaugungsflüssigkeit an der Sonne, um ein Salz zu gewinnen, welches reich ist sowohl an anorganischen als auch an organischen Nährstoffen.
Bei einer anderen Ausführungsform werden die Salz tolerierenden, Öl enthaltenden, essbaren Salzpflanzen für Schritt (a) ausgewählt aus Salicornia brachiata und aus Suaeda nudiflora.
Bei noch einer anderen Ausführungsform wird die Bewässerung der Pflanzen in Schritt (a) durchgeführt unter Verwendung einer Mischung aus Abfallmutterlaugen von Salz, welche reich an Kalium und Magnesium sind, eine Dichte in dem Bereich von 29°Bé–37°Bé aufweisen und als ein Bewässerungsbestandteil zu Meerwasser hinzugeführt werden in einem zwischen 0:1 und 1:1 liegenden Verhältnis.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Pflanzen 1 bis 10 Mal zusätzlich zu der routinemäßigen Bewässerung mit Meerwasser über die Anbauperiode von 3–8 Monaten hinweg bewässert, um das Salz mit Kalium und anderen Nährstoffen anzureichern.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform können andere Quellen von Kalidüngersalz (Pottasche = Kaliumkarbonat), wie etwa Chlorid von Pottasche, anstelle einer Mutterlauge für ähnliche Zwecke benutzt werden.
Im Rahmen einer noch anderen Ausführung der Erfindung werden die gegenüber von Salz widerstadsfähigen Pflanzen in Schritt (a) vorzugsweise ausgewählt werden aus der Gruppe von Pflanzen, welche auf salzhaltigen Böden mit einer Bodenleitfähigkeit in dem Bereich von 15–140 dSm^–1 angebaut werden können und welche mit salzhaltigem Wasser, einschließlich einem Meerwasser von 2,5–4,0°Bé sowie mit Salzmutterlaugen von 29–37°Bé bewässert werden können.
Gemäß einer noch weiteren Ausführung der Erfindung akkumulieren die besagten gegenüber von Salz widerstandsfähigen Pflanzen bis zu 30–50% Salz in ihren Geweben.
Gemäß einer noch weiteren Ausführung der Erfindung wird das bei dem Schritt (b) benutzte Ausgangsmaterial für das Jod ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einem Jodid enthaltenden flüssigen oder festen Abfallmaterial, aus an Jod reichhaltigem Seegras sowie aus an Jod reichem Dünger.
Gemäß einer noch weiteren Ausführung der Erfindung ist das bei dem Schritt (g) erhaltene rohe, pflanzliche Salz auf natürliche Art und Weise frei fließend.
Gemäß einer noch weiteren Ausführung der Erfindung ist das bei dem Schritt (h) erhaltene raffinierte, pflanzliche Salz auf natürliche Art und Weise frei fließend.
Gemäß einer noch weiteren Ausführung der Erfindung wird die Veraschung bei dem Schritt (f) über eine Zeitdauer von 1 bis 6 Stunden, bei einer Temperatur in dem Bereich zwischen 300 und 600°C durchgeführt.
Eine andere zusätzliche Ausführung der Erfindung sieht vor, dass das bei dem Schritt (g) erhaltene rohe Salz dadurch raffiniert werden kann, dass man die unlöslichen Materialien unter Verwendung einer solchen Waschanlage vermindert, wie sie bei herkömmlichen Verfahren zum Einsatz kommt.
Bei einer noch weiteren Ausführung der Erfindung enthält das bei dem Schritt (g) erzielte rohe Salz 55%–75% Natriumchlorid, 3%–30% Kaliumchlorid, 0,1–8,0% Calcium, 0,2–7,0% Magnesium, 10–150 ppm Zink, 100–1000 ppm Eisen, 5–50 ppm Kupfer und 50–200 ppm Mangan.
Bei einer noch weiteren Ausführung der Erfindung enthält das bei dem Schritt (h) erzielte feine, weiße, kristalline und frei fließende Salz 70–90% Natriumchlorid, 5–30% Kaliumchlorid, 50–1000 ppm Eisen und andere wesentliche Nährstoffe.
Bei einer noch weiteren Ausführung der Erfindung werden die Öl enthaltenden Samen manuell oder mechanisch von den Ähren getrennt, um auf diese Weise eine Biomasse zu erhalten für die gleichzeitige Herstellung von pflanzlichen Salzen sowie von ätherischen Ölen und um dadurch den Anbau von solchen Pflanzen einträglicher zu gestalten.
Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren für die Herstellung eines an Nährstoffen reichen Salzes ausgehend von Salz tolerierenden, Öl ergebenden Pflanzen durch den Anbau von solchen Pflanzen auf salzhaltigen Böden mit einer Bodenleitfähigkeit in dem Bereich von 15–140 dSm^–1, eine Bewässerung mit Meerwasser von 2,5–4,0°Bé und mit Salzmutterlaugen von 29–37°Bé in einem Verhältnis von 1 : 0 bis 1 : 1; ein Ernten; ein gleichzeitiges Bewässern mit Meerwasser und mit einem die gewünschte Menge an Jod enthaltendem festen oder flüssigen Abfallmaterial; alternativ, die Verwendung von an Jod reichhaltigen Seegräsern oder von anderen an Jod reichen Bioquellen als Düngemittel; ein Waschen mit Meerwasser; ein Trocknen an der Sonne; ein Trennen der Samen von den Ähren; ein Mischen der Schalen mit der verbleibenden Biomasse; eine Verkohlung in einem offenen Behälter; eine Veraschung in einem Ofen bei 300–600°C, um ein rohes, sterilisiertes, pflanzliches Salz zu erzielen, das sich zusammensetzt aus 55%–75% Natriumchlorid, 3%–30% Kaliumchlorid, 0,1–8,0% Calcium, 0,2–7,0% Magnesium, 10–150 ppm Zink, 100–1000 ppm Eisen, 5–50 ppm Kupfer und 50–200 ppm Mangan; ein Auflösen des rohen, pflanzlichen Salzes in Wasser, ein Filtrieren und Verdunsten, um ein feines, weißes, kristallines und frei fließendes Salz zu erhalten, das sich zusammensetzt aus 70–90% Natriumchlorid, 5–30% Kaliumchlorid, 50–1000 ppm Eisen und anderen lebenswichtigen Nährstoffen.
Bei einer Ausführung der vorliegenden Erfindung werden die essbaren Salzpflanzen Salicornia brachiata und Suaeda nudiflora für die Zubereitung eines an Nährstoffen reichen essbaren Salzes ausgewählt.
Bei einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung wird der Boden mit einem Salzgehalt im Bereich von 15–140 dSm^–1 für den Anbau der Pflanzen benutzt.
Bei einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung wird Meerwasser mit einer Dichte in dem Bereich von 2,5°Bé–4,0°Bé für den Anbau der Pflanzen benutzt.
Bei einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung liegt der pH–Wert des für die Bewässerung der Pflanzen benutzten Meerwassers in dem Bereich von 7,3–8,5.
Bei einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung werden Abfallmutterlaugen von Salz, welche reich an Kalium und Magnesium sind und eine Dichte in dem Bereich von 29°Bé–37°Bé aufweisen, als Mit-Bewässerungsmittel zu dem Meerwasser hinzugeführt, und zwar bis zu einem maximalen Ausmaß von 50% des totalen Volumens.
Bei einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung werden Jod enthaltende Salze als Mit-Bewässerungsmittel zu dem Meerwasser hinzugeführt, und zwar bis zu einem maximalen Ausmaß einer 50-mM Konzentration an Jod, um den Jodgehalt der Pflanzen heraufzusetzen.
Bei einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung wird die Biomasse der Pflanze während einer Zeitdauer von 4 bis 7 Tagen an der Sonne getrocknet und die Samen werden dann von Hand aus den Ähren entfernt.
Bei einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung wird die gesamte trockene Biomasse nach dem Entfernen der Samen angezündet und in einem offenen Behälter verkohlt.
Bei einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung wird die verkohlte Biomasse während einer Zeitdauer von 3–10 Stunden in einem Ofen bei 300 und 600° eingeäschert, um jegliches organische Material zu entfernen und das Produkt zu sterilisieren.
Bei einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung wird das rohe Salz einem Raffinieren in einer herkömmlichen Salzwäscherei unterworfen, um das Salz zu reinigen.
Bei einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung wird das rohe Salze in Wasser aufgelöst, die Lösung wird dann filtriert und bis zur Trockenheit verdampft, um ein weißes, kristallines und frei fließendes Salz zu erhalten in welchem alle Nährstoffe zurückgehalten worden sind.
Bei einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung wird die trockne Biomasse mit warmem Wasser behandelt, die Lösung wird dekantiert und an der Sonne verdampft, um das Salz wiederzugewinnen.
Essbares Salz wird normalerweise aus Meerwasser gewonnen. Die Gewinnung beruht auf der solaren Verdampfung. Die weiteren wichtigen Quellen sind Binnenseen, Salzbrunnen, Steinsalz (Lagerstätten) sowie Salzdome oder Salzstöcke als festes Salz. Obschon es eine Tendenz gegeben hat hin in die Richtung auf raffinierte, essbare Salze, die aufgewertet worden sind zum Beispiel mit Jod im Hinblick auf die Verhütung der Kropfbildung, und gelegentlich mit Eisen für die Verhütung von Blutarmut, so sind andere wichtige Nährstoffe doch praktisch abwesend geblieben. Zusammensetzungen aus rohem Salz, wie etwa Steinsalz, sind populär wegen der Anwesenheit von vielen Grundnährstoffen, die lebenswichtig für den Körper sind, wie Fe, I, Mn, Cu, Zn. Jedoch sind die Proportionen für etliche der Nährstoffe gering, z. Bsp. 0,05–0,60% Kalium und 1–5 ppm Zink. Man hat im Verlaufe des Zustandekommens der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass wesentlich höhere Mengen an solchen Grundelementen sich in den Geweben von Salz tolerierenden Pflanzen zusätzlich zu dem NaCl ansammeln können. Darüber hinaus sind Pflanzen wie Salicornia brachiata und Suaeda nudiflora essbar und sie sind sogar in etlichen Ländern als frisches Gemüse auf dem Markt erhältlich. Andererseits, wenn die Pflanzen getrocknet werden, kann Öl aus den Samen gewonnen werden, aber die trockne übrig bleibende Biomasse findet normalerweise keine Anwendung. Es war die Ansicht der Erfinder, dass diese Biomasse, die Salze und Mineralien angesammelt hat, in nährstoffreiche, essbare Salze von verschiedenen Formulierungen umgewandelt werden kann. Ferner war es die Ansicht der Erfinder, dass solche Pflanzen in der Nähe von solaren Salzgewinnungswerken angebaut werden können, dass die als Abfall vorliegenden Mutterlaugen der Salzindustrie, in Kombination mit Meerwasser, als Bewässerungsmittel benutzt werden können, um den Nährstoffwert des Salzes zu steigern, da die Mutterlaugen eine wesentlich höhere Konzentration an Kalium, Magnesium und Mikronährstoffen aufweisen als das Meerwasser allein und da die Pflanzen eine genügende Toleranz gegenüber dem Salzgehalt aufweisen, um eine Verwendung der Mutterlaugen zu gestatten. Es hat sich darüber hinaus herausgestellt, dass die Jod enthaltenden festen und flüssigen Abfälle sowie die Jod enthaltenden Bioressourcen, wie etwa verschiedene Seegraser, dazu benutzt werden können, um den Jodgehalt der Pflanzen heraufzusetzen.
Die Halophyte sind diejenigen Pflanzen, die in dem Meerwasser/den salzhaltigen Böden gedeihen können und Biomasse zu produzieren in der Lage sind. Solche Pflanzen sind demzufolge in idealer Weise für den Anbau auf salzhaltigem Brachland geeignet. Der Ansporn für solch einen Anbau würde schon groß sein, wenn ein besserer Ertrag aus solch einer Produktion erzielt werden könnte. Salicornia ergibt zum Beispiel ein essbares Öl, das stark mit polyungesättigten Stoffen angereichert ist, aber die geringe Ausbeute an Öl (typisch sind 200–500 kg aus 1000–2500 kg der Samen pro Hektar) dürfte nicht ausreichen, um dem Anbau genügend Anreiz zu verleihen. Um das Interesse zu vergrößern, würde es wesentlich sein aus diesem Anbau ein zweites Produkt zu gewinnen, das sich ebenfalls potentiell für die Vermarktung eignet. Da 10–20 Tonnen der trocknen Biomasse aus Salicornia pro Hektar Anbaufläche erzielt werden können, und da 40–50% dieser Biomasse aus Salz bestehen, ist es auch möglich 4–10 Tonnen an nährstoffreichem Salz aus der Biomasse zu gewinnen. Da es nährstoffreich ist, müsste das Salz hinreichend wertvoller sein als das gewöhnliche solare Salz und es könnte eine anziehende, zusätzliche Einkommensquelle darstellen, zusätzlich zu dem Einkommen aus dem Öl.
Salicornia brachiata, ein jährliches, aufrechtes, verzweigtes Gras, das zu der Familie der Gänsefußgewächse (Chenopodiazäen) gehört, ist ausgewählt worden um die Erfindung zu veranschaulichen unter dem Gesichtspunkt der hohen Akkumulierung (45% des Trockengewichtes) von Salz, der bekannten sich zum Verzehr eignenden Natur der Pflanze, der Toleranz der Pflanze gegenüber der Bewässerung mit Meerwasser und sogar mit Mutterlaugen und der hohen Ausbeute an Biomasse (10–20 Tonnen Trockengewicht pro Hektar), welche beim durchplanten Kultivieren mit auserlesenem Keimplasma erzielt werden kann.
Ähren welche aus auserlesenem Keimplasma von Salicornia brachiata erzielt worden waren, wurden auf etwa einem Acre eines salzhaltigen Bodens in einem durch Meerwasser überfluteten Küstenbereich während des hohen Flutwasserstandes ausgesät. Am Anfang wurde das Land im Hinblick auf ein einfaches Keimen und ein anfängliches Festsetzen während einer Woche mit Süßwasser bewässert, und später dann mit Meerwasser während einer Periode von 6 bis 8 Monaten. Die voll ausgewachsenen Pflanzen wurden alsdann durch Herausreißen geerntet, die Wurzeln wurden entfernt, die Pflanzen wurden mit Meerwasser durch und durch gewaschen und an der Sonne getrocknet. Die getrocknete Biomasse konnte spontan verbrannt werden und nachfolgend wurde sie einer weiterreichenden Einäscherung in einem Muffelofen bei 425°C unterworfen. Das erhaltene rohe Salz wurde dann in einer minimalen Menge Wasser aufgelöst und zum Entfernen der unlöslichen Bestandteile filtriert. Die Lösung wurde anschließend einer Verdampfung unterzogen, entweder einer beschleunigten oder einer an der Sonne ablaufenden Verdampfung, um das eigentliche Salz und die Nährstoffe vollständig zu gewinnen.
Natrium und Kalium wurden abgeschätzt mit Hilfe eines Flammenphotometers, Calcium und Magnesium durch die Versinatmethode (Vogel, A text book of quantitative inorganic analysis, 1978, The ELBS Edition, London,), während Chlorid durch Titration gegen Silbernitrat bestimmt wurde (Volhard, Modern Method of Plant Analysis, 1956, herausgegeben von K. Peach und M. V. Tracey, Vol-1, 487, Springer Verlag, Berlin, Edinburgh). Die Salze wurden untersucht auf Kupfer, Eisen, Mangan und Zink über Röntgenfluoreszenz-Spektroskopie (XRF) indem man feste Pellets mit Hilfe eines Bindemittels herstellte. Eine ähnliche Prozedur wurde befolgt, um die Mikronährstoffe in dem gereinigten Salz abzuschätzen.
Die bedeutenden bei der vorliegenden Erfindung implizierten Schritte sind: (i) die Erkenntnis, dass Salz aus den Salz tolerierenden Pflanzen in der gewünschten Form gewonnen werden kann, (ii) die Sicherstellung, dass die Gewinnungsmethode derart ist, dass sowohl Öl als auch Salz aus der getrockneten Biomasse zurück gewonnen werden können, (iii) der Anbau der Pflanzen in der Nähe von solaren Salzgewinnungsanlagen und die Verwendung von Abfallmutterlaugen aus den Salzwerken für die gemeinsame Bewässerung zusammen mit Meerwasser, um auf diese Weise den KCl-Gehalt in dem Salz bis auf Niveaus von so viel wie 20% heraufzusetzen und um gleichzeitig noch andere wesentliche Nährstoffe in bedeutungsvollen Mengen zu liefern, (iv) eine Anreicherung des Meerwassers mit Jod enthaltenden Salzen, um den Jodgehalt in den Pflanzen heraufzusetzen.
Die nachfolgenden Beispiele werden lediglich zum Zwecke der Illustration gegeben und sie sollen in keiner Weise als eine Begrenzung des Umfangs der vorliegenden Erfindung ausgelegt werden.
BEISPIEL 1
Die Salicornia brachiata Pflanze wird ausgiebig mit Meerwasser gewaschen, um die anhaftenden Schmutzteilchen zu entfernen. Die 37,2 kg wiegende Pflanze wird alsdann an der Sonne getrocknet bis ein konstantes Gewicht von 6,01 kg erreicht worden ist. Die getrocknete Masse wird in einem offenen Behälter durch Anzünden mit einem Streichholz verkohlt und dann während 3 Stunden bei 425°C eingeäschert, um 2,84 kg rohes Salz zu ergeben, welches eine grau-braune Farbe aufweist. Das rohe Salz enthält ungefähr 70% NaCl, 6% KCl, 1,05% Calcium, 1,32% Magnesium, 2,53% Sulfat und 9% unlösliche Bestandteile.
BEISPIEL 2
376 g des rohen Salzes aus Beispiel 1 werden in 2 Liter destilliertem Wasser aufgelöst und filtriert. Das Filtrat wird bis zur Trockene verdampft, um 355 g raffiniertes und frei fließendes Salz zu ergeben, welches eine weiße Farbe aufweist und aus ungefähr 85% NaCl, 5,5% KCl, 1,53% Calcium, 1,69% Magnesiumn und 3,01% Sulfat besteht.
BEISPIEL 3
Eine in Töpfchen gezüchtete und während 3 Monaten mit Meerwasser bewässerte Salicornia brachiata wird nach der Prozedur gemäß Beispiel 1 verarbeitet, um rohes Salz mit 61% NaCl und 5,4% KCl zu ergeben.
BEISPIEL 4
Eine in Töpfchen gezüchtete Salicornia brachiata wird während 3 Monaten mit Meerwasser bewässert und während dieser Periode werden drei Bewässerungen aus einer Mischung von Mutterlauge mit 31°Bé und Meerwasser in dem Verhältnis von 1 : 3 verabreicht. Die Pflanzen werden entsprechend der Prozedur gemäß Beispiel 1 verarbeitet, um rohes Salz mit 58,6% NaCl und 12,7% KCl zu ergeben. Dieses Salz wird ebenfalls durch XRF auf Mikronährstoffe analysiert und es enthält 576 ppm Eisen, 88 ppm Mn, 73 ppm Zn und 17 ppm Cu. Das rohe Salz wird gemäß der Prozedur von Beispiel 2 raffiniert und das resultierende Salz enthält 81% NaCl, 11% KCl und 66 ppm Fe.
BEISPIEL 5
Die Salicornia brachiata Pflanze wird auf einem Feld unter Zuhilfenahme von Meerwasser als Bewässerungsmittel gezüchtet. Eine einzelne Pflanze mit einem Trockengewicht von 427 g wird bei Reife geerntet und es werden 52 g Samen aus den Ähren gesammelt. 15,76 g Öl werden durch Extraktion mit Hexan aus den Samen gewonnen. Die verbleibende trockene Biomasse mit einem Gewicht von 361 g wird entsprechend der experimentellen Prozedur nach den Beispielen 1 und 2 behandelt und führt zu 146 g raffiniertem Salz.
BEISPIEL 6
Trockene Biomasse von Salicornia brachiata wird entsprechend der Beschreibung der Prozedur nach Beispiel 1 erzielt. Die trockene Biomasse wird unmittelbar mit warmem Wasser (60–70°C) extrahiert und es wird nach dem Verdampfen des Extraktes ein schokoladenfarbiges Salz mit einem Aroma von der Art des „Bourne Vitae" Typus aus der wässerigen Lösung gewonnen. Neben NaCl, KCl und anorganischen Nährstoffen enthält das Salz sowohl 0,2% freie Aminosäuren als auch noch Proteine, Kohlenhydrate, Lipide und Pigmente in annehmbaren Mengen.
BEISPIEL 7
Die wild wachsende Pflanze Suaeda nudiflora wird geerntet und entsprechend der Prozedur nach Beispiel 1 verarbeitet wobei sie 1,43 kg frische Biomasse liefert aus welcher 0,28 kg trockne Biomasse gewonnen wird. Es werden 0,13 kg rohes Salz aus dieser trocknen Biomasse gewonnen, und zwar entsprechend der Prozedur nach Beispiel 1. Das rohe Salz enthält 70% NaCl und 6% KCl.
BEISPIEL 8
In Töpfchen gezüchtete Suaeda nudiflora wird entsprechend der Prozedur nach Beispiel 4 bewässert und verarbeitet und es werden 250 g frische Biomasse erzielt, welche alsdann an der Sonne bis zu einem konstanten Gewicht von 48,5 g getrocknet wird. Die trockne Biomasse wird entsprechend der Prozedur nach Beispiel 1 behandelt, um 20 g rohes Salz mit 55% NaCl und 18% KCl zu ergeben. Dieses Salz wird ebenfalls durch XRF auf Mikronährstoffe analysiert und es enthält 570 ppm Eisen, 188 ppm Mn, 128 ppm Zn und 13 ppm Cu. Ein weiteres Los von 20 g des rohen Salzes wird entsprechend der Prozedur nach Beispiel 2 verarbeitet und es ergibt 18,2 g an raffiniertem Salz mit einem Gehalt an 75% NaCl und 17 % KCl.
BEISPIEL 9
Eine in Töpfchen gezüchtete Salicornia brachiata wird mit einer 0,6 M Natriumchloridlösung bewässert, welche mit einer Nahrungsmittellösung nach Hogland von einem Viertel der Stärke ergänzt worden ist. Eine letzte Bewässerung wird eine Woche vor dem Abernten verabreicht, und zwar mit derselben Lösung, welche aber mit 20 mM Kaliumjodid angereichert worden ist. Die Pflanzen bleiben gesund und sie wachsen weiter. Ihre Anreicherung an Jod wird bestätigt durch die EDAX Analyse durch Abtasten von Pflanzengeweben unter dem Elektronenmikroskop. Die Zusammensetzung der hauptsächlichen Ionen in der Pflanze wird durch diese EDAX Analyse wie folgt abgeschätzt: 24,38% Natrium, 5,37% Kalium, 49,6% Chlorid und 8,6% Jodid.
BEISPIEL 10
Es werden 150 g rohes Salz entsprechend der Prozedur nach Beispiel 1 aus der Salicornia brachiata gewonnen. Das Salz wird einem mechanischen Waschen mit einer gesättigten Salzsole unterworfen und die unlöslichen Bestandteile in dem Salz können von 12% auf 8,3% abgesenkt werden.
Die hauptsächlichen Vorteile der vorliegenden Erfindung sind die folgenden:

1. Im Gegensatz zu dem gewöhnlichen Salz weist das an Nährstoffen reiche Salz von pflanzlicher Herkunft einen hohen Nährstoffwert auf, der sich aus dem Kaliumchlorid und aus mehreren Grundnährstoffen, wie Eisen, Mangan, Kupfer, Zink und Aminosäuren ergibt.
2. Mengen von bis zu 4–10 Tonnen des an Nährstoffen reichen Salzes können pro Hektar Anbaufläche erzielt werden und da ausgedehnte Flächen an salzhaltigem Ödland in der Nähe von solaren Salzgewinnungsanlagen und bei anderen küstennahen Bereichen zur Verfügung stehen, kann es möglich sein große Mengen solcher an Nährstoffen reichen Salze zu produzieren.
3. Die Produktion von solchen an Nährstoffen reichen Salzen, ausgehend von Salz tolerierenden, ölhaltigen Pflanzen wird deren Anbau gewinnträchtiger machen, da sowohl essbares Öl als auch essbares Salz gewonnen werden können.
4. Die Toleranzeigenschaften gegenüber von Salz bei den gemäß der vorliegenden Erfindung ausgewählten Pflanzen, machen diese Pflanzen nicht nur zugänglich für eine Bewässerung mit bloßem herkömmlichem Meerwasser, sondern auch für eine solche mit an Mutterlaugen angereichertem Meerwasser, was den Kaliumgehalt des Salzes wesentlich verbessert und zudem auch noch das Niveau an anderen Mikronährstoffen heraufsetzt.
5. Das Salz ist besonders ansprechend für strikte Vegetarier, da es von einer pflanzlichen Basis abgeleitet ist.
6. Die rohen und die raffinierten Salze sind von Natur aus frei fließend und sie erfordern keinen Zusatz von Hilfsmitteln für diesen Zweck, wie Siliziumdioxid und Magnesiumcarbonat.
7. Die Pflanzen können dadurch an Jod angereichert werden, dass sie mit Meerwasser bewässert werden, welches mit jodidhaltigem Salz angereichert worden ist, vorzugsweise aus Abfallquellen oder aber durch den Zusatz zu dem Anbaugrund von jodreichen Düngemitteln wie Padina und Sargassum Meergras.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines an Nährstoffen reichen pflanzlichen Salzes aus essbaren, Halophythpflanzenarten, welche gegenüber von Salz widerstandsfähige und Öl enthaltende Pflanzen sind, wobei das besagte Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a. ein Anbauen der gegenüber von Salz widerstandsfähigen, essbaren Halophytpflanzen auf salzhaltigen Böden durch Bewässerung mit einer Mischung aus Meerwasser und Abfallmutterlaugen; b. eine gemeinsame Pflanzenbewässerung nach Schritt (a) mit einem Ausgangsmaterial, das die gewünschte Menge an Jod enthält. c. ein Ernten, Waschen und Trocknen der Pflanze aus Schritt (b), um Biomasse zu erhalten; d. ein Trennen der Samen aus den Ähren oder den Schalen der Biomasse aus Schritt (c), um die verbleibende Biomasse zu erhalten; e. ein Mischen der Schalen mit der verbleibenden Biomasse aus Schritt (d), f. ein Verkohlen der Mischung aus den Schalen und der Biomasse aus Schritt (e) in einem offenen Behälter; g. ein Verbrennen der verkohlten Masse aus Schritt (f) in einem Ofen bei einer Temperatur in einem Bereich zwischen 300 und 600°C, um ein rohes, pflanzliches Salz zu erhalten; und h. ein Auflösen des rohen, pflanzlichen Salzes aus Schritt (g) in Wasser, ein Filtrieren und ein Verdunsten der Lösung, um ein feines, weißes, kristallines und frei fließendes, raffiniertes pflanzliches Salz zu erhalten.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das rohe, pflanzliche Salz alternativ gewonnen wird durch ein Behandeln der trockenen und von Samen freien Biomasse mit heißem Wasser, ein Dekantieren und ein Verdampfen der Auslaugungsflüssigkeit an der Sonne, um ein Salz wiederzugewinnen, welches reich ist sowohl an anorganischen als auch an organischen Nährstoffen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem in dem Schritt (a) die gegenüber von Salz widerstandsfähigen, Pflanzenöl enthaltenden, essbaren Halophytpflanzen ausgewählt werden aus Salicornia brachiata und Suaeda nudiflora.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem in dem Schritt (a) die Bewässerung der Pflanzen durchgeführt wird unter Verwendung einer Mischung aus Abfallmutterlaugen von Salz, welche reich an Kalium und Magnesium sind, eine Dichte in dem Bereich von 29°Bé–37°Bé aufweisen und als ein Bewässerungsbestandteil zu Meerwasser hinzugeführt werden in einem zwischen 0:1 und 1:1 liegenden Verhältnis.
Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem ein zusätzliches 1-faches bis 10-faches an Bewässerung der Pflanzen verabreicht wird zusätzlich zu der routinemäßigen Bewässerung mit Meerwasser über die Anbauperiode von 3–8 Monaten, um das Salz mit Kalium und anderen Nährstoffen anzureichern.
Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem für einen ähnlichen Zweck andere Quellen von Kalidüngern (Potasche), wie etwa Kaliumchlorid, anstelle einer Mutterlauge verwendet werden können.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem in dem Schritt (a) die gegenüber von Salz widerstandsfähigen Pflanzen vorzugsweise ausgewählt werden aus der Gruppe der Pflanzen, welche auf salzhaltigen Böden mit einer Bodenleitfähigkeit in dem Bereich von 15–140 dSm^–1 angebaut werden können und welche mit salzhaltigem Wasser, einschließlich mit Meerwasser von 2,5–4,0°Bé und mit Salzmutterlaugen von 29–37°Bé bewässert werden können.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem in dem Schritt (a) die besagten gegenüber von Salz widerstandsfähigen Pflanzen bis zu 30–50% Salz in ihren Geweben akkumulieren.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem in dem Schritt (b) das Ausgangsmaterial für das Jod ausgewählt wird aus einer Gruppe bestehend aus einer Jodid enthaltenden Flüssigkeit oder aus Feststoffabfall, aus an Jod reichhaltigem Seegras sowie aus an Jod reichem Dünger.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das in dem Schritt (g) erhaltene rohe, pflanzliche Salz auf natürliche Art und Weise frei fließend ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das in dem Schritt (h) erhaltene raffinierte Salz auf natürliche Art und Weise frei fließend ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem in dem Schritt (f) die Verbrennung über eine Zeitdauer von 1 bis 6 Stunden durchgeführt wird, bei einer Temperatur, die in dem Bereich zwischen 300 und 600°C liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das in dem Schritt (g) erhaltene rohe Salz raffiniert werden kann, indem man die unlöslichen Materialien unter Verwendung einer Waschanlage vermindert, welche entsprechend den herkömmlichen Verfahren zum Einsatz kommt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem in dem Schritt (g) das rohe Salz 55–75% Natriumchlorid, 3–30% Kaliumchlorid, 0,1–8,0% Calcium, 0,2–7,0% Magnesium, 10–150 ppm Zink, 100–1000 ppm Eisen, 5–50 ppm Kupfer und 50–200 ppm Mangan enthält.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem in dem Schritt (h) das feine, weiße, kristalline und frei fließende Salz 70–90% Natriumchlorid, 5–30% Kaliumchlorid, 50–1000 ppm Eisen und andere wesentliche Nährstoffe enthält.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Öl enthaltenden Samen von den Ähren manuell oder mechanisch entfernt werden, um auf diese Weise Biomasse zu erhalten zum Herstellen von pflanzlichen Salzen und ätherischen Ölen zur gleichen Zeit und um dadurch den Anbau von solchen Pflanzen einträglicher zu gestalten.