本发明涉及海藻加工技术领域，具体涉及一种高钙海藻粉及其制备方法和应用。
背景技术：
钙是人体必需的常量元素，也是人体中含量最多的无机元素，成年人身体中的钙含量约占体重的1.5％-2.0％，人体总钙含量达1200-1400g，其中99％存在于骨骼和牙齿中，组成人体支架，成为机体内钙的储存库；另外1％存在于软组织、细胞间隙和血液中，统称为混溶钙池，与骨钙保持着动态平衡。人体许多重要生理功能如神经肌肉传递酶活力、肌细胞收缩和细胞分泌、血液凝集、毛细血管细胞膜的通透性等方面都有钙的参与。由于钙元素参与人体的新陈代谢，因此每天必须补充钙，钙在人体内含量不足或是过剩都会影响人体生长发育和健康。
目前高钙含量的钙源，首推无机来源的分子型碳酸钙，而这类无机来源的碳酸钙都存在一个难以被胃酸消化的问题---质地坚硬、密度大。经过长期的研究发现，海藻中含有丰富的钙源，并呈蜂窝型多孔状结构，容易在肠胃中进行溶解和离子化，提高人体消化吸收的能力而且中和胃酸的效果显著。在钙源的离子化转换过程中，需要钙源的比表面积尽量大，以便增加其与胃酸的接触面积，从而提高离子化转换率，为提高吸收率创造条件，同样颗粒大小，常规的碳酸钙比表面积为1.5-1.8m2/g，而海藻钙为蓬松多孔结构，其比表面积可达8.5-10.1m2/g。
然而现有技术中主要将海藻进行简单漂洗后，直接打浆形成海藻粉，或干燥后进行粉碎形成海藻粉，以作为钙源使用，由于海藻生长环境的特殊性，海藻中会存在大量的重金属或其他有机杂质，直接导致海藻粉作为人体补充钙源的安全性存在隐患，从而影响海藻作为钙源的应用。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服现有技术海藻中存在重金属或其他有机杂质的问题，提供一种高钙海藻粉及其制备方法，本发明有效去除海藻粉中的重金属等存在安全隐患的杂质，提高海藻粉作为钙源的安全性，满足食品安全要求。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种高钙海藻粉的制备方法，具体步骤如下：
(1)将海藻原料依次进行初碎、洗涤和第二次破碎；
(2)将步骤(1)所得的海藻原料进行磨粉、筛分和磁栅吸附，得到海藻粉。
优选地，所述海藻原料为生长两年以上的石枝藻属海藻。
优选地，所述海藻原料经所述初碎后，颗粒的粒径为5-10mm，经所述第二次破碎后，颗粒的粒径小于3mm。
优选地，步骤(1)中所述洗涤包括：将经所述初碎后的海藻原料放入温度为70-98℃的反渗透纯净水中，浸泡洗涤20-40min。
优选地，该制备方法还包括，对所述海藻原料进行灼烧，更优选地，所述灼烧在所述第二次破碎和步骤(2)之间进行，所述灼烧的温度为180℃以上、时间为5-20min。
优选地，步骤(2)中，所述磨粉包括：采用卧式气流粉碎机对经所述第二次破碎后的海藻原料进行粉碎，所述卧式气流粉碎机使用的压缩空气为洁净干燥空气，压力为0.7-0.9mpa。
优选地，步骤(2)中，所述筛分包括：采用200目的筛网对经所述磨粉后的海藻原料进行筛分，得到粒径为200目的海藻粉，将粒径大于200目的粉体进行再次粉碎。
优选地，步骤(2)中，所述磁栅吸附包括：采用6000-12000高斯的磁栅吸附去除经所述筛分后的海藻原料中的金属成分。
本发明的第二方面，提供由上述方法制备的高钙海藻粉，其中所述高钙海藻粉中钙含量≥32％、镁含量≥2.5％。
本发明的第三方面，提供由上述方法制备的高钙海藻粉在食品中的应用，其中所述食品优选为健康食品或保健食品。
通过上述技术方案，可以达到以下优点：本发明的制备方法在对海藻原料进行破碎、磨粉和筛分的同时，通过磁栅吸附的方式有效去除海藻原料中的重金属，保证得到的海藻粉及其产品的食用安全性。进一步地，通过灼烧去除海藻原料中的有机杂质，提高海藻粉中钙/镁化合物的纯度，经选用生长两年以上的红藻作为海藻原料，本发明方法制得的海藻粉中钙含量不低于32％、镁含量不低于2.5％，人体对海藻粉钙源的吸收率为95％以上。本发明中确保海藻粉粒径以200目筛分时达到90％的筛分率，从而更适于应用到补充钙、镁的软胶囊、凝胶糖果、固体饮料等食品中。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
第一方面，本发明提供了一种高钙海藻粉的制备方法，具体步骤如下：
(1)将海藻原料依次进行初碎、洗涤和第二次破碎；
(2)将步骤(1)所得的海藻原料进行磨粉、筛分和磁栅吸附，得到海藻粉。
本发明中，所述海藻原料选用在深海生长两年以上的石枝藻属海藻，优选地，所述海藻原料选用lithothamnioncorallioides和/或phymatolithoncalcareum，且经采收的海藻需去除根部作为海藻原料，避免根部所积累的海洋污染物等成分对产品的影响。
优选地，所述海藻原料经分拣去根后利用破碎机对海藻原料进行初碎，形成粒径为5-10mm的颗粒。
优选地，步骤(1)中所述洗涤包括：将经所述初碎后的海藻原料放入反渗透纯净水中进行浸泡洗涤，所述洗涤温度为70-98℃，所述洗涤时间为20-40min。本发明中，所述反渗透纯净水采用二级反渗透纯水机制得，其电导率小于10μs/cm。
优选地，经所述洗涤后的海藻原料所述第二次破碎，使颗粒的粒径小于3mm，此时，将海藻原料的含水量保持在50-60％。
优选地，该制备方法还包括对所述海藻原料进行灼烧，灼烧可以在所述制备方法的初碎、洗涤、第二次破碎、磨粉、筛分和磁栅吸附中任意一个步骤后进行。更优选地，所述灼烧在所述第二次破碎和步骤(2)之间进行，所述灼烧的温度为180℃以上、时间为5-20min，将海藻原料中可灼烧的藻体蛋白质等有机物去除，提高海藻钙的纯度，形成蓬松多孔的初级产品，所述灼烧的温度优选为180-350℃。
优选地，步骤(2)中所述磨粉采用卧式气流粉碎机对经所述第二次破碎后的海藻原料进行粉碎，所述卧式气流粉碎机使用的压缩空气为洁净干燥空气，压力为0.7-0.9mpa，所述压缩空气的制备过程为：无油空压机提供压力为0.7-0.9mpa的空气，经过冻干机除湿，除湿条件为露点温度≤10℃，再通过中效空气过滤器进行过滤，更优选地，采用高效过滤器进行过滤，形成洁净的压缩空气，压缩空气的洁净度达到含油量≤0.01mg/m3、没有细菌微生物的检出，避免空气中的杂质被掺入海藻原料中。
优选地，步骤(2)中所述筛分包括采用200目的筛网对经所述磨粉后的海藻原料进行筛分，得到粒径为200目的海藻原料，将粒径大于200目的海藻原料进行再次粉碎。
优选地，步骤(2)中所述磁栅吸附包括采用6000-12000高斯的磁栅吸附去除经所述筛分后的海藻原料中的金属成分。
第二方面，本发明提供了一种由上述方法制备的高钙海藻粉，其中所述高钙海藻粉中钙含量≥32％、镁含量≥2.5％。
第三方面，本发明提供了一种由上述方法制备的高钙海藻粉在食品中的应用，其中所述食品优选为健康食品或保健食品。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例中，钙含量通过gb5009.92-2016方法测得，镁含量通过gb5009.241-2017方法测得，重金属砷含量通过gb5009.11-2014方法测得、重金属铅含量通过gb5009.12-2014方法测得、重金属汞含量通过gb5009.17-2014测得、重金属镉含量通过gb5009.15-2014方法测得；人体吸收率采用人体口服的测试方法，人体吸收率＝(钙摄入量-粪便钙含量)/摄入量；海藻原料为来自爱尔兰区域的石枝属红藻lithothamnioncorallioides、phymatolithoncalcareum。
实施例1
(1)海藻原料的制备：将采收的生长两年以上的爱尔兰海域红藻lithothamnioncorallioides进行分拣去根，作为海藻原料；
(2)初碎：用破碎机将海藻原料破碎成粒径大小为5-10mm的颗粒；
(3)洗涤：将经初碎后的海藻原料放入温度为70℃的反渗透纯净水中，浸泡洗涤30min，去除表面泥土；
(4)第二次破碎：采用破碎机将洗涤后的海藻原料进行第二次破碎，形成粒径小于3mm的颗粒；
(5)灼烧：将第二次破碎后的海藻原料在180℃条件下灼烧20min；
(6)磨粉：采用卧式气流粉碎机，在0.7mpa的压缩空气条件下，将灼烧后的海藻原料进行粉碎；
(7)筛分：采用200目的筛网对磨粉后海藻原料进行筛分，将粒径大于200目的海藻原料进行再次粉碎；
(8)磁栅吸附：采用6000高斯的磁栅吸附去除筛分后的海藻原料中的金属成分，得到海藻粉。
实施例2
(1)将采收的生长两年以上的爱尔兰海域红藻phymatolithoncalcareum进行分拣去根，作为海藻原料；
(2)初碎：用破碎机将海藻原料破碎成粒径大小为5-10mm的颗粒；
(3)洗涤：将经初碎后的海藻原料放入温度为80℃的反渗透纯净水中，浸泡洗涤40min，去除表面泥土；
(4)第二次破碎：采用破碎机将洗涤后的海藻原料进行第二次破碎，形成粒径小于3mm的颗粒；
(5)灼烧：将第二次破碎后的海藻原料在270℃条件下灼烧15min；
(6)磨粉：采用卧式气流粉碎机，在0.9mpa的压缩空气条件下，将灼烧后的海藻原料进行粉碎；
(7)筛分：采用200目的筛网对磨粉后海藻原料进行筛分，将粒径大于200目的海藻原料进行再次粉碎；
(8)磁栅吸附：采用9000高斯的磁栅吸附去除筛分后的海藻原料中的金属成分，得到海藻粉。
实施例3
(1)将采收的生长两年以上的爱尔兰海域红藻lithothamnioncorallioides进行分拣去根，作为海藻原料；
(2)初碎：用破碎机将海藻原料破碎成粒径大小为5-10mm的颗粒；
(3)洗涤：将经初碎后的海藻原料放入温度为98℃的反渗透纯净水中，浸泡洗涤20min，去除表面泥土；
(4)第二次破碎：采用破碎机将洗涤后的海藻原料进行第二次破碎，形成粒径小于3mm的颗粒；
(5)灼烧：将第二次破碎后的海藻原料在350℃条件下灼烧8min；
(6)磨粉：采用卧式气流粉碎机，在0.8mpa的压缩空气条件下，将灼烧后的海藻原料进行粉碎；
(7)筛分：采用200目的筛网对磨粉后海藻原料进行筛分，将粒径大于200目的海藻原料进行再次粉碎；
(8)磁栅吸附：采用12000高斯的磁栅吸附去除筛分后的海藻原料中的金属成分，得到海藻粉。
实施例4
(1)将采收的生长两年以上的爱尔兰海域红藻lithothamnioncorallioides进行分拣去根，作为海藻原料；
(2)初碎：用破碎机将海藻原料破碎成粒径大小为5-10mm的颗粒；
(3)洗涤：将经初碎后的海藻原料放入温度为90℃的反渗透纯净水中，浸泡洗涤20min，去除表面泥土；
(4)灼烧：将洗涤后的海藻原料在300℃条件下灼烧8min；
(5)第二次破碎：采用破碎机将灼烧后的海藻原料进行第二次破碎，形成粒径小于3mm的颗粒；
(6)磨粉：采用卧式气流粉碎机，在0.85mpa的压缩空气条件下，将灼烧后的海藻原料进行粉碎；
(7)筛分：采用200目的筛网对磨粉后海藻原料进行筛分，将粒径大于200目的海藻原料进行再次粉碎；
(8)磁栅吸附：采用4000高斯的磁栅吸附去除筛分后的海藻原料中的金属成分，得到海藻粉。
实施例5
(1)将采收的生长两年以上的爱尔兰海域红藻lithothamnioncorallioides进行分拣去根，作为海藻原料；
(2)初碎：用破碎机将海藻原料破碎成粒径大小为5-10mm的颗粒；
(3)洗涤：将经初碎后的海藻原料放入温度为50℃的反渗透纯净水中，浸泡洗涤10min，去除表面泥土；
(4)第二次破碎：采用破碎机将洗涤后的海藻原料进行第二次破碎，形成粒径小于3mm的颗粒；
(5)磨粉：采用卧式气流粉碎机，在0.75mpa的压缩空气条件下，将第二次破碎后的海藻原料进行粉碎；
(6)灼烧：将磨粉后的海藻原料在320℃条件下灼烧6min；
(7)筛分：采用200目的筛网对磨粉后海藻原料进行筛分，将粒径大于200目的海藻原料进行再次粉碎；
(8)磁栅吸附：采用10000高斯的磁栅吸附去除筛分后的海藻原料中的金属成分，得到海藻粉。
实施例6
(1)海藻原料的制备：将采收的生长两年以上的爱尔兰海域红藻lithothamnioncorallioides进行分拣去根，作为海藻原料；
(2)初碎：用破碎机将海藻原料破碎成粒径大小为10-15mm的颗粒；
(3)洗涤：将经初碎后的海藻原料放入温度为80℃的反渗透纯净水中，浸泡洗涤30min，去除表面泥土；
(4)第二次破碎：采用破碎机将洗涤后的海藻原料进行第二次破碎，形成粒径小于5mm的颗粒；
(5)灼烧：将第二次破碎后的海藻原料在240℃条件下灼烧18min；
(6)磨粉：采用卧式气流粉碎机，在0.5mpa的压缩空气条件下，将灼烧后的海藻原料进行粉碎；
(7)筛分：采用200目的筛网对磨粉后海藻原料进行筛分，将粒径大于200目的海藻原料进行再次粉碎；
(8)磁栅吸附：采用8000高斯的磁栅吸附去除筛分后的海藻原料中的金属成分，得到海藻粉。
实施例7
(1)海藻原料的制备：将采收的生长一年的爱尔兰海域红藻lithothamnioncorallioides进行分拣去根，作为海藻原料；
(2)初碎：用破碎机将海藻原料破碎成粒径大小为5-10mm的颗粒；
(3)洗涤：将经初碎后的海藻原料放入温度为75℃的反渗透纯净水中，浸泡洗涤35min，去除表面泥土；
(4)第二次破碎：采用破碎机将洗涤后的海藻原料进行第二次破碎，形成粒径小于3mm的颗粒；
(5)灼烧：将第二次破碎后的海藻原料在150℃条件下灼烧25min；
(6)磨粉：采用卧式气流粉碎机，在0.7mpa的压缩空气条件下，将灼烧后的海藻原料进行粉碎；
(7)筛分：采用200目的筛网对磨粉后海藻原料进行筛分，将粒径大于200目的海藻原料进行再次粉碎；
(8)磁栅吸附：采用9000高斯的磁栅吸附去除筛分后的海藻原料中的金属成分，得到海藻粉。
对比例1
(1)海藻原料的制备：将采收的生长两年以上的爱尔兰海域红藻lithothamnioncorallioides进行分拣去根，作为海藻原料；
(2)初碎：用破碎机将海藻原料破碎成粒径大小为5-10mm的颗粒；
(3)洗涤：将经初碎后的海藻原料放入温度为70℃的反渗透纯净水中，浸泡洗涤30min，去除表面泥土；
(4)第二次破碎：采用破碎机将洗涤后的海藻原料进行第二次破碎，形成粒径小于3mm的颗粒；
(5)磨粉：采用辊式粉碎机，在0.7mpa的压缩空气条件下，将第二次破碎后的海藻原料进行粉碎；
(6)筛分：采用200目的筛网对磨粉后海藻原料进行筛分，将粒径大于200目的海藻原料进行再次粉碎；
(7)干燥：将经筛分后的海藻原料采用热风干燥箱进行干燥，干燥温度为120℃。
对比例2
(1)将采收的生长两年以上的爱尔兰海域红藻lithothamnioncorallioides进行分拣去根，作为海藻原料；
(2)初碎：用破碎机将海藻原料破碎成粒径大小为5-10mm的颗粒；
(3)洗涤：将经初碎后的海藻原料放入温度为90℃的反渗透纯净水中，浸泡洗涤20min，去除表面泥土；
(4)第二次破碎：采用破碎机将洗涤后的海藻原料进行第二次破碎，形成粒径小于3mm的颗粒；
(5)将第二次破碎后的海藻原料采用辊式粉碎机，使得到的海藻原料颗粒粒度小于200目；
(6)采用真空冷冻干燥机对打浆后的海藻原料进行真空冷冻干燥，真空度为0.8mpa、冷冻温度为-60℃、升华干燥温度为110℃，得到海藻粉。
实验结果
分别将实施例1-实施例7和对照例1-对照例2得到的海藻粉，进行海藻粉中钙含量、镁含量、重金属含量和人体吸收率的测定，得到的测定数据见表1。
表1
通过表1的结果可以看出，采用本发明海藻粉的制备方法的实施例1-7制得的海藻粉与对比例1-2得到的海藻粉相比，通过灼烧去除海藻原料中的有机杂质，最终海藻粉中钙、镁含量明显增加，同时通过磁栅吸附的方式有效降低了海藻原料中的重金属含量，重金属砷、铅、汞的含量明显降低，保证得到的海藻粉及其产品的食用安全性。实施例1-7制得的海藻粉中钙含量不低于32％、镁含量不低于2.5％，人体对钙源的吸收率为95％以上，最高达96.7％。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。