一种甘蔗茅根固体饮料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种固体饮料，具体涉及一种甘蔗茅根固体饮料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]甘鹿(Saccharum officinarum)是多年生高大实心草本，根状莖粗壮发达，莖高达3-6米，表皮一般为紫色和绿色两种常见颜色，也有红色和褐色，但比较少见。主产地为温带和热带，全球一百多个国家生产甘蔗，其中最大的是巴西、印度和中国；中国广西、云南、福建、广东、海南、台湾、四川等地区广泛种植。甘蔗是制造蔗糖的主要原料，近年也有用于直接转化为乙醇作为能源替代品。
[0003]甘蔗是唯一的茎用水果，是含纤维最多的水果之一，含有丰富的糖分、水分，以及对人体新陈代谢非常有益的多种氨基酸、各种维生素、脂肪、蛋白质、有机酸、钙、铁等物质，甘蔗汁不但具有甜味，而且还可以提供人体所需的营养和热量，且有解渴、解酒、解毒、清热、利尿等功能，是深受群众喜爱的水果之一。
[0004]作为食疗品，甘蔗味甘、涩，性平，无毒，主治下气和中，助脾气，利大肠，消痰止渴，除心胸烦热，解酒毒;还可治呕吐反胃，宽胸膈。
[0005]甘蔗具有独特的清新、芬芳风味，甜度高，是其它水果无法代替的。但甘蔗皮质坚硬，直接食用不便，且不易保存，食用变质的甘蔗后会导致中毒，严重的造成终身残疾甚至危及生命。用小型压榨机压榨的新鲜甘蔗汁，方便饮用，能满足小部分消费者的需求，但只能在数小时内保持原有风味，而且小型压榨机体积较大，清洗较困难，不宜家用。
[0006]使用甘蔗制备成的白糖可长期保存，方便食用，但其风味与鲜榨蔗汁差异极大，是两种完全不同的风味。白糖由甘蔗经压榨、澄清、浓缩、结晶等物理及化学工艺制备以后，纯化为含蔗糖99%以上的产品，只能提供热量和甜度，营养价值较低。而仅经物理压榨后得到的甘蔗原汁，保存了新鲜甘蔗全部原有的营养成分和水果香味。
[0007]目前，国内外有一些企业和研究机构进行了大量的研究开发工作，如印度科学与工业研究会[I]的甘蔗汁饮料粉，美国Kim DorrelI Larsen[2]等的植物提取汁干燥粉，广西大学[3]的甘蔗汁固体饮料等等。
[0008]上述文献公开了把甘蔗汁干燥后制成固态形式，但[I]添加了阿拉伯树胶、抗结剂、防腐剂等加工助剂和食品添加剂，[2]通过浓缩、转化、结晶、固体化和粉体化而得到，
[3]通过浓缩、起砂、冷却后用模具制成块状，饮用时需用热水溶解。上述产品制备过程均采用了浓缩或浓缩后干燥的工艺，或添加了非甘蔗原汁成分，改变了甘蔗原汁特有的香气和风味，也使甘蔗汁的药用功效和营养成分发生改变，同时，其溶解速度较慢。
[0009]喷雾干燥技术具有蒸发面积大、干燥速度快(时间3-lOs)、物料温度低、易于连续化生产等特点，特别适合于热敏性物料的干燥，产品具有良好的分散性和溶解性，能极大地保留原料本身的色、香、味和营养成分，在食品干燥中显示出很强的优越性。喷雾干燥可以将溶液、乳浊液、悬浮液和浆状物料加工成粉状、颗粒状、空心球或团粒状干燥产品。目前，喷雾干燥技术已日渐成熟，在食品工业中的应用也越来越广泛，如用于奶粉、乳清粉、豆奶粉、蛋粉、果汁粉、速溶咖啡等的生产。近几年来，喷雾干燥技术在固体饮料中的应用也日益广泛，如草莓粉、乳粉、南瓜粉、番茄粉及各种植物蛋白粉的加工等。
[0010]在喷雾干燥时，主要的影响因素有喷雾干燥前物料的均质程度、干燥时的进出口温度、进料栗的压力等。其他还有一些影响因素，如喷雾时，物料的糖酸比、料液温度、进料流量都会对产品的得率、溶解性等有一定的影响。物料糖酸比会对产品口感和风味有极大影响，且如糖、酸、果胶等的软化点低于干燥温度，就会造成严重的粘壁现象;干燥空气的进口温度无疑影响到生产的能量利用率，同时这一因素还影响着产品的质量。尽管喷雾干燥法是一种适宜于热敏性物料的干燥方法，但对许多热敏性物料而言，温度仍然是必须重视的因素。而且，不同的物料进行喷雾干燥时，所需的进出风温度有所不同。如中国专利CN102669336A在制备甘草花绿茶固体饮料时采用的喷雾干燥进风温度为130?210°C，出风温度为55?100°C ；陈清香等(陈清香，黄苇，温升男，等.番木瓜喷雾干燥工艺研究[J].现代食品科技，2009,25(1):68-73.)在番木瓜喷雾干燥工艺研究中所得喷雾干燥优选进风温度为160°C;张雁等(张雁，丘银清，张名位，等.保健型苦瓜固体饮料的研制[J].广州食品工业科技，2004，20(3):70-73.)在保健型苦瓜固体饮料的研制中所采用的进风温度为190?2000C，排风温度为95?98°C;王静等(王静，王颉，刘文慧，等.枣粉喷雾干燥工艺研究[J].农产品工程技术，农产品加工，2007(4):29-31.)在枣粉喷雾干燥工艺研究中所采用的进风温度为135°C，出风温度为80°C。若进风温度过高，物料可能会出现焦化现象，若进风温度过低，则可能达不到干燥的效果。所以，必须选择适宜的进风温度才能达到较好的喷雾效果。喷雾干燥工艺中，温度的控制是一个难点，不同的物料需要截然不同的温度控制范围。尤其是，对于大部分热敏性物料来说，喷雾干燥的过程中，温度的控制是一个非常关键的过程，很多热敏性物料不能通过喷雾干燥来加工的主要原因就在于在该过程中因温度、粘性、热敏物质等综合影响，无法找到适宜的工艺，导致无法通过喷雾干燥来进行加工处理。料栗压力的大小对喷雾干燥效果有很大影响。当气源压力增大时，物料的喷出速度提高，压缩空气量增加，使物化液滴粒径减少，比表面积增加，微粒与热空气接触后，水分迅速蒸发，致使跑粉现象严重，产品得率降低，产品的颗粒度、流动性等外观质量受到较大影响。但当气流压力减小时，雾化液滴粒径增大，比表面积减小，干燥速度减慢，容易造成潮粉或粘壁现象，也影响产品质量。因此，必须选择合适的进料栗压力。
[0011]而甘蔗原汁的由于其成分和物化性质与其它果汁的不同，与之相适应的喷雾干燥的工艺参数就需要经过针对物料成分的分析，根据主要成分和关键成分的露点和软化点设计正交实验、调整改进而得，从而克服粘壁，焦化等问题，得到适合的颗粒度、含水率、生产效率等。如甘蔗中含量丰富的糖粉，其软化点较低(50°c左右)，吸湿性较强，如果塔壁温度较高，就会使糖粉软化粘壁，塔壁温度过低又会使糖粉到达露点粘壁。另外还要考虑成分中多种氨基酸、各种维生素、脂肪、蛋白质、有机酸等喷雾干燥时对温度的要求，以及整体物料的理化性质对进出口温度、进料栗压力、料液温度、进料流量等的要求。
[0012]中国专利CN102489155A在制备甘蔗营养糖的工艺中虽然使用了喷雾干燥，但是并没有公布喷雾干燥的工艺参数，并且该营养糖的制备经历了两级膜过滤，一级超滤或微滤，二级纳滤或反渗透滤。其中二级膜滤是起到浓缩作用，把一级超滤或微滤的甘蔗汁过滤掉小分子物质后，剩下的部分大分子成分留下，再喷雾干燥制备营养糖。上述浓缩后喷雾干燥所得是一种营养糖，其成分主要是糖，营养成分、风味物质已经折损较多，跟鲜榨甘蔗汁相差甚大，风味更接近红糖或黄糖口感。此外，二级膜滤后得到的甘蔗汁也因为损失了大部分的营养成分，无论营养价值还是色香味，均与鲜榨甘蔗汁有显著性差异。
[0013]另外，该工艺是经历了一个浓缩过程，喷雾干燥的进料浓度很大，导致出料固体粒度会比较大，进而降低产品速溶性。另外，喷雾干燥成分是二级膜滤截留的浓缩物，糖粉含量大，物料性质会变得粘稠，加上糖的软化点低，露点高，其对应的喷雾干燥容易粘壁，操作压力、进风速度、雾化频率等要求高，操作起来也很困难，其得到的产品产率会低，粘壁的问题可能会使该工艺难以连续生产。
[0014]茅根(Rhizoma Imperatae)，又名茅草、白茅草、白茅根，为禾本科茅根属多年生草本植物。茅根味甘苦、性寒、无毒，可清热解毒、凉血止血，利尿通淋、生津除烦。
[0015]目前茅根多以其它中草药混合后以药物的形式进行销