納米包裝延緩淮稻5號大米高溫高濕環(huán)境下的品質(zhì)劣變

王 凡，胡秋輝，方 勇，曹崇江，楊文建

（南京財經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇高校糧油質(zhì)量安全控制及深加工重點實驗室，江蘇 南京 210023）

納米包裝延緩淮稻5號大米高溫高濕環(huán)境下的品質(zhì)劣變

王 凡，胡秋輝，方 勇，曹崇江，楊文建*

（南京財經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇高校糧油質(zhì)量安全控制及深加工重點實驗室，江蘇 南京 210023）

目的：研究含納米銀、納米二氧化鈦、納米凹凸棒土和納米二氧化硅的納米聚乙烯包裝袋在高溫（37 ℃）高濕（相對濕度85%）環(huán)境下對淮稻5號大米保鮮品質(zhì)的影響。方法：在納米包裝袋、普通包裝袋和無包裝3 種處理方式下儲藏淮稻5號大米10 周，測定大米色差變化、包裝袋內(nèi)的O2和CO2體積分?jǐn)?shù)、過氧化值、過氧化氫酶活力、蛋白質(zhì)羰基、巰基、二硫鍵含量等指標(biāo)和電子鼻分析。結(jié)果：在儲藏期間納米包裝袋內(nèi)形成一個低O2和高CO2的袋內(nèi)環(huán)境，儲藏至第10周時O2和CO2體積分?jǐn)?shù)分別達到16.4%和1.4%，且納米包裝處理能夠較好地保持大米原有的風(fēng)味和色澤；納米包裝材料延緩了大米過氧化值上升和過氧化氫酶活力的下降，抑制蛋白質(zhì)羰基和二硫鍵含量的上升以及巰基含量的下降，有效降低了蛋白氧化。結(jié)論：納米包裝通過其抗菌作用和對袋內(nèi)O2和CO2的調(diào)控，抑制霉菌的生長、過氧化氫酶活力的下降和過氧化物的產(chǎn)生，從而降低脂肪和蛋白的氧化，有效保持大米的色澤和風(fēng)味。

大米；高溫高濕；儲藏；納米包裝

全球約有一半以上的人口以大米為主食，其中以亞洲人口尤為普遍，2015年中國稻谷總產(chǎn)量達2 0824.5萬 t，是全球稻米產(chǎn)量及消費量最高的國家，約占世界總產(chǎn)量的40%[1-2]。我國南方稻米產(chǎn)量占全國50%以上，但是南方如東南沿海及華南地區(qū)，夏季氣溫可達38～41 ℃、相對濕度可達85%～98%[3]，會加速稻米陳化變質(zhì)，增大稻米產(chǎn)后損失量。因為大米在精制過程中，經(jīng)脫殼處理失去了外殼的天然保護，其營養(yǎng)物質(zhì)直接暴露于外界環(huán)境中，易受到溫度、濕度、氧氣等因素的影響，吸濕性強、營養(yǎng)物質(zhì)代謝速度較快，極易導(dǎo)致大米發(fā)生品質(zhì)劣變，如陳化、黃變、霉變等。因此，研發(fā)出適用于高溫高濕環(huán)境下儲藏大米的新型包裝材料，提高大米儲藏技術(shù)水平，延緩其在儲藏、運輸及銷售過程中的品質(zhì)劣變現(xiàn)象，是目前大米儲藏保鮮的研究熱點及難點之一。

我國主要運用的大米儲藏技術(shù)如低溫儲藏、化學(xué)儲藏、真空儲藏和輻照保鮮儲藏等均有一定的缺陷而難以大規(guī)模普及[4-6]。目前，納米包裝材料緊密而有序的微觀結(jié)構(gòu)，使其具有透氧、透濕率低以及阻隔CO2等優(yōu)秀性能，近年來逐漸被應(yīng)用到食品貯藏及保鮮領(lǐng)域[7-8]。針對不同食品的保鮮特性及包裝要求，定制出不同的納米保鮮材料，且都取得了較好的保鮮效果，如飲料、奶制品、果蔬、肉類等的貯藏保鮮[9-11]，但是將納米材料應(yīng)用于大米的儲藏保鮮的報道較少。研究表明，添加納米復(fù)合粉體（含納米銀、納米二氧化鈦、納米凹凸棒土、納米二氧化硅等）的納米包裝材料透濕、透氧率進一步降低，機械性能得到提高，且引入了優(yōu)良的抗菌功效[12-14]。因此，研發(fā)一種簡單易行、經(jīng)濟合理、高效實用的新型保鮮包裝材料來防止大米在儲藏過程中的霉變，延緩大米的陳化及黃變等品質(zhì)劣變現(xiàn)象，具有重要的實際應(yīng)用價值及意義。

本實驗以納米包裝為研究目標(biāo)，以淮稻5號大米為研究對象，將前期制備的含納米復(fù)合粉體的新型復(fù)合納米聚乙烯包裝袋用于淮稻5號大米在高溫（37 ℃）、高濕（相對濕度85%）環(huán)境下的儲藏，研究大米色差、包裝袋內(nèi)O2和CO2體積分?jǐn)?shù)、大米過氧化值和過氧化氫酶活力等指標(biāo)的變化規(guī)律，并用電子鼻技術(shù)分析大米風(fēng)味，探討納米包裝材料應(yīng)用于大米儲藏中的保鮮效果。通過納米包裝對大米的保鮮效果研究，探索和評估納米包裝材料的保鮮效果和機理，為納米包裝延緩大米儲藏過程中的品質(zhì)劣變提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

淮稻5號大米：由江蘇省農(nóng)墾米業(yè)有限公司提供。

納米包裝袋：以30%納米銀、35%納米二氧化鈦、25%納米凹凸棒土和10%納米二氧化硅為材料制備納米復(fù)合粉體，并以68%聚乙烯、20%納米復(fù)合粉體、9%分散劑、2%偶聯(lián)劑、1%潤滑劑的比例捏合制得納米母粒，然后按93%復(fù)合塑料粒子（50%低密度聚乙烯和50%線性低密度聚乙烯）、5%納米母粒、1.5%開口爽滑劑和0.5%防霧劑混勻后吹塑成膜，制成厚度為100 μm的納米薄膜，并用SF-200型手壓式塑料封接機得到規(guī)格為15 cm×20 cm的納米包裝袋；普通包裝袋：按照50%低密度聚乙烯和50%線性低密度聚乙烯的比例吹塑成膜，經(jīng)同尺寸封接制得普通包裝袋。

1.2 儀器與設(shè)備

FOX型多段編程人工氣候箱 寧波東南儀器有限公司；SF-200型手壓式塑料封接機、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱上海精宏實驗設(shè)備有限公司；CM-5色差儀 日本柯尼卡美能達公司；M2E多功能酶標(biāo)測試儀 美谷分子儀器（上海）有限公司；OXYBABY M＋O2/CO2便攜式氣體分析儀 上海眾林機電設(shè)備有限公司；B-811 索氏抽提器 瑞士Buchi公司；FOX 3000電子鼻系統(tǒng) 法國Alpha MOS公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

研究設(shè)置納米包裝組、普通包裝組及無包裝組3 個實驗組。其中，納米包裝組和普通包裝組每袋盛放大米500 g后進行密封（規(guī)格為15 cm×20 cm），無包裝組按照每份500 g分裝在15 cm×20 cm大小的托盤中，3 個處理組分別設(shè)置50 份。然后模擬夏季高溫高濕氣候條件（溫度（37±0.5）℃，相對濕度85%）將樣品放入人工氣候箱中儲藏10 周，每2 周取一次樣品進行相關(guān)指標(biāo)的測定。

1.3.2 包裝材料的物理性能測定

透氧率、透二氧化碳率測定依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1038—1970《塑料薄膜透氣性試驗方法》，透濕率測定依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16928—1997《包裝材料試驗方法 透濕率》，包裝材料的橫、縱向拉伸強度測定依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1040.3—2006《塑料拉伸性能的測定》[15-16]。

1.3.3 電子鼻檢測

取6 g大米于20 mL密封樣品瓶，使用配備12 種傳感器類型（MOS傳感器，表1）的電子鼻系統(tǒng)對樣品進行檢測，相關(guān)參數(shù)設(shè)置見表2，做3 次平行實驗。

表 1 FOX 3000型電子鼻MOS傳感器的敏感性和分離性Table 1 Sensitivity and selectivity of MOS sensors used in FOX 3000 electronic nose

表 2 電子鼻測試相關(guān)參數(shù)設(shè)置Table 2 Parameter settings of electronic nose

1.3.4 指標(biāo)測定

1.3.4.1 色差測定

采用CM-5色差儀測定大米儲藏過程中的色差變化，比較測得的不同處理大米的總色差值ΔE變化，每組處理平行測定10 次。

1.3.4.2 不同包裝袋袋內(nèi)O2和CO2體積分?jǐn)?shù)測定

用OXYBABY M＋O2/CO2便攜式氣體分析儀測定不同包裝袋袋內(nèi)的O2和CO2體積分?jǐn)?shù)。

1.3.4.3 過氧化值的測定

大米的過氧化值參照陳煒[17]的方法進行測定。每組處理平行測定3 次。

1.3.4.4 過氧化氫酶活力的測定

采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的過氧化氫酶試劑盒測定。在37 ℃條件下，每毫克組織蛋白每秒鐘分解1 μmol的H2O2的量為一個酶活力單位。

1.3.4.5 蛋白質(zhì)羰基含量的測定

參考Wu Wei等[18]的2,4-二硝基苯肼比色法進行大米蛋白質(zhì)羰基含量的測定。以消光系數(shù)22 000 L/（mol·cm）計算每克蛋白質(zhì)羰基衍生物的摩爾數(shù)。每組處理平行測定3 次。1.3.4.6 蛋白質(zhì)巰基及二硫鍵含量的測定

大米蛋白巰基及二硫鍵含量的測定參照Huang Youru等[19]的方法測定。每組處理平行測定3 次。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Origin 8.5.1及JMP 10軟件進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析，采用Student t檢驗法（P＜0.05）進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同包裝材料的物理性能普通包裝材料和納米包裝材料的相關(guān)物理性能，如表3所示，納米包裝材料的透氧率、透二氧化碳率和透濕率分別較普通包裝材料降低了13.48%、6.33%和17.34%，橫、縱向拉伸強度較普通包裝材料均有所增強，說明納米粒子的添加使包裝材料的機械性能及對氣體和水的阻隔性得到提高。

表 3 包裝材料的物理性能分析Table 3 Physical properties of packaging materials

2.2 不同包裝處理對大米感官品質(zhì)的影響

圖 1 不同包裝處理對大米外觀的影響Fig. 1 Effects of different packaging materials on the appearance of rice

圖1為儲藏前（0 周）和儲藏后（8 周和10 周）采用不同包裝處理的大米在外觀上的變化，結(jié)果顯示，不同包裝處理的大米在外觀上差異顯著。從圖1A3和A5可以明顯地看出，無包裝處理的大米顏色明顯有發(fā)黃現(xiàn)象，且有霉菌斑的產(chǎn)生，大米透明度低，還有腹白米。觀察普通包裝處理的大米外觀變化（圖1B3和B5）發(fā)現(xiàn)在大米與包裝袋的接觸面有霉菌斑的形成，且也可發(fā)現(xiàn)黃粒米及腹白米的產(chǎn)生，但普通包裝組大米的霉變及黃變現(xiàn)象沒有無包裝組大米的嚴(yán)重。納米包裝處理大米儲藏10 周后在大米表面沒有發(fā)現(xiàn)明顯的霉菌斑（圖1C3和C5），但仍可發(fā)現(xiàn)有少量的黃粒米和腹白米。通過比較3 種包裝處理分別在第8 周和第10 周的大米外觀，大米的外觀劣變現(xiàn)象均在第10 周有一定程度的加劇，顯然，無包裝組和普通包裝組大米的霉變現(xiàn)象均變得更嚴(yán)重。比較無包裝處理、普通包裝處理及納米包裝處理大米的外觀變化發(fā)現(xiàn)，無包裝組大米其外觀變化最顯著，品質(zhì)劣變嚴(yán)重，其次是普通包裝組大米，而納米包裝組大米的品劣變現(xiàn)象不顯著，說明納米材料對大米外觀品質(zhì)的劣變有延緩作用。而納米包裝組大米霉菌斑不明顯，一方面是制備納米包裝材料中加入了納米銀粉具有抗菌作用的原因，納米銀從材料中擴散至水-空氣體系中形成銀離子，與微生物表面蛋白子結(jié)合干擾微生物膜電位，同時還可干擾微生物DNA的復(fù)制，從而達到抑菌效果[20-21]；另一方面，表3顯示的納米包裝材料對O2的低透性限制了納米包裝袋內(nèi)O2含量，從而對微生物生長繁殖起到一定的抑制作用。另外，圖1B2和C2中袋子外形差別明顯，因為在儲藏過程中，大米受到霉菌污染，且霉菌生長消耗大量O2，整體氣體含量減少，所以導(dǎo)致袋內(nèi)氣壓減小，而納米包裝材料有抑菌作用；此外，納米包裝材料對氣體有良好的阻隔性能（表3），故圖1B2外形干癟，而圖1C2外形寬松。

2.3 大米風(fēng)味物質(zhì)的電子鼻分析

圖 2 不同包裝處理大米風(fēng)味的雷達指紋圖（A）及主成分分析圖（B）Fig. 2 Radar fi ngerprint chat (A) and principal component analysis (B) of rice fl avor packaged in different materials

根據(jù)連接各傳感器間的相應(yīng)數(shù)值，建立了不同包裝處理大米分別在第10周的雷達指紋圖譜（圖2A），并以儲藏前大米樣品的雷達指紋圖譜為對照，比較儲藏期間大米在不同包裝處理下的風(fēng)味變化情況。從圖2A可以看出，經(jīng)過3 種包裝處理大米的雷達指紋圖譜外形輪廓類似，說明3 種包裝大米的揮發(fā)性物質(zhì)相似。與儲藏前樣品的雷達指紋圖譜比較，無包裝組大米PA/2、P10/1和T30/1的響應(yīng)值顯著增大（P＜0.05），說明大米儲藏過程中酸類和酮類風(fēng)味物質(zhì)明顯增加，而T70/2的響應(yīng)值降低代表大米芳香類物質(zhì)的減少。普通包裝組大米表現(xiàn)出與無包裝組大米相似的變化趨勢，PA/2、P10/1和T30/1的響應(yīng)值增大，T70/2響應(yīng)值減小，但該變化趨勢與無包裝組大米相比較小，說明普通包裝能夠顯著抑制酸類和酮類風(fēng)味物質(zhì)的增加以及芳香類物質(zhì)的減少。納米包裝組大米與無包裝組和普通包裝組相比差異顯著（P＜0.05），但與儲藏前樣品相比沒有顯著差異，這說明在大米儲藏過程中，無包裝組大米風(fēng)味劣變明顯，其不良?xì)馕段镔|(zhì)顯著增加，而納米包裝組能夠較好地保持大米原有的揮發(fā)性物質(zhì)，且由于納米材料中納米銀的抗菌作用避免了大米因霉變產(chǎn)生不良風(fēng)味[22]。由主成分分析結(jié)果（圖2B）可知，第1主成分貢獻率92.791%，第2主成分的貢獻率3.014%，總貢獻率為95.805%，判定該結(jié)果可以準(zhǔn)確地反映4 種樣品間的主成分差異。無包裝處理、普通包裝處理和納米包裝處理10 周后樣品的主成分分析圖譜分離在不同的區(qū)域，說明3 個樣品之間的風(fēng)味呈現(xiàn)非常大的差異。與儲藏前樣品相比，納米包裝樣品與儲藏前樣品處于同一區(qū)間范圍，說明納米包裝基本維持了大米主要的風(fēng)味特點。而無包裝樣品和普通包裝樣品與儲藏前樣品分別在不同的區(qū)域范圍，說明無包裝樣品及普通包裝樣品與儲藏前樣品的風(fēng)味差異較大。

2.4 大米色差的變化

圖 3 不同包裝處理對大米色差（ΔE）變化的影響Fig. 3 Effects of different packaging materials on the color difference (ΔE) of rice

不同包裝處理的大米色差變化如圖3所示，在3 種處理方式下大米的色差均隨著儲藏時間的延長而呈上升趨勢，無包裝組、普通包裝組和納米包裝組大米總色差值ΔE在儲藏末期分別達到1.44、1.32和1.06，且差異顯著（P＜0.05）。這說明與無包裝和普通包裝處理相比，納米包裝能夠顯著的抑制大米在儲藏過程中顏色的變化。大米失去了外殼的保護極易受到環(huán)境溫度、濕度及氧氣等因素的影響而發(fā)生脂肪和蛋白的氧化，從而導(dǎo)致外觀顏色改變[20,23]。無包裝大米由于直接裸露在外界環(huán)境中，高溫高濕和充足氧氣的條件能夠促進微生物生長和脂質(zhì)、蛋白的氧化，從而導(dǎo)致大米表面顏色發(fā)生顯著變化，因此其色差ΔE變化也最大。

2.5 大米不同包裝處理的袋內(nèi)O2和CO2體積分?jǐn)?shù)變化

圖 4 不同包裝袋內(nèi)O2（A）和CO2（B）體積分?jǐn)?shù)的變化Fig. 4 Changes in O2(A) and CO2(B) percentages inside different packaging bags

包裝袋內(nèi)O2和CO2體積分?jǐn)?shù)受到包裝材料厚度、透氣性和大米包裝量等因素的影響[24]。在大米整個儲藏期間，普通包裝和納米包裝組袋內(nèi)O2和CO2的變化分別如圖4所示，兩種包裝袋內(nèi)O2體積分?jǐn)?shù)逐漸降低，而CO2逐漸升高，說明兩種包裝材料處理均能夠通過自發(fā)氣調(diào)實現(xiàn)更低的O2和更高的CO2水平。儲藏至8 周，與普通包裝相比，納米包裝袋內(nèi)形成一個更低O2水平和更高CO2水平（P＜0.05），這可能是由于納米包裝材料中添加的納米二氧化硅對O2和CO2具有吸附、溶解、擴散和釋放作用，從而調(diào)節(jié)了納米包裝材料袋內(nèi)外O2和CO2的交換量[24-25]。本研究使用的納米材料的物理性能（表3）與課題組前期對納米材料的研究結(jié)果一致，納米包裝材料與普通包裝材料相比，其透氧率和透二氧化碳率都較低，且納米包裝材料有防霉抑菌效果[16,24]。在儲藏10 周，普通包裝組袋內(nèi)O2體積分?jǐn)?shù)反而低于納米包裝組，CO2體積分?jǐn)?shù)也高于納米包裝組，這可能是因為普通包裝組大米表面生成大量霉菌斑，圖1結(jié)果表明普通包裝組大米第10周霉菌顯著增多，霉菌屬于好氧型真菌，霉菌的大量生長需要消耗較多O2并排放CO2，而納米銀的抗菌效果及納米二氧化硅調(diào)控納米包裝袋袋內(nèi)的低氧環(huán)境抑制了納米包裝組大米霉菌的生長[14]，故在第10周出現(xiàn)普通包裝組袋內(nèi)O2低于納米包裝組而CO2高于納米包裝組的現(xiàn)象。

2.6 大米過氧化值和過氧化氫酶活力的變化

大米在儲藏過程中脂類物質(zhì)易氧化酸敗產(chǎn)生過氧化物，因此，通過測定過氧化值可以在一定程度上反映大米脂類氧化酸敗的程度[19]。從圖5A可以看出，隨著儲藏時間的延長，無包裝、普通包裝和納米包裝3 種處理大米的過氧化值均呈現(xiàn)逐漸上升趨勢，在第10 周3 組大米的過氧化值由0.19 meq/kg分別升至1.13、0.75、0.41 meq/kg（P＜0.05），這說明普通包裝處理和納米包裝處理均能夠顯著抑制大米儲藏過程中的脂肪氧化，且納米包裝處理顯著優(yōu)于普通包裝。Zhou等[26]研究發(fā)現(xiàn)，大米在儲藏過程中醛酮類脂肪氧化產(chǎn)物含量增加，這些化合物是引起大米不良風(fēng)味的主要物質(zhì)。電子鼻結(jié)果中發(fā)現(xiàn)大米儲藏過程中無包裝組大米酸類和酮類風(fēng)味物質(zhì)明顯增加，而納米包裝處理顯著抑制酸類和酮類風(fēng)味物質(zhì)的增加，這種風(fēng)味的改變可能與納米包裝抑制過氧化值的增加有關(guān)。因為過氧化值高，脂肪氧化嚴(yán)重，納米包裝通過納米二氧化硅對O2和CO2的調(diào)控作用[27-28]，進一步抑制大米的脂肪氧化，進而避免了由脂肪氧化導(dǎo)致的大米風(fēng)味變化。

圖 5 不同包裝處理對大米過氧化值（A）及過氧化氫酶活力（B）的影響Fig. 5 Effects of different packaging materials on peroxide value (A) and catalase activity (B) in rice

過氧化氫酶可通過氧化還原作用破壞過氧化氫從而保護大米品質(zhì)[29]，所以過氧化氫酶活力的高低對大米品質(zhì)的影響很大。不同處理方式對大米在儲藏期內(nèi)過氧化氫酶活力的影響如圖5B所示，結(jié)果表明，3 種處理方式的大米中過氧化氫酶活力都在隨儲藏時間延長呈現(xiàn)下降趨勢。在整個儲藏期內(nèi)，納米包裝組大米過氧化氫酶活力與普通包裝組和無包裝組均有顯著差異（P＜0.05），納米包裝組大米過氧化氫酶活力由14.12 U/g pro降至2.53 U/g pro，普通包裝組和無包裝組大米分別降至1.29、1.11 U/g pro。這說明納米包裝組大米中過氧化物酶保持較高的活力是造成其過氧化值上升緩慢且顯著低于無包裝組和普通包裝組的一個原因。

2.7 大米蛋白氧化指標(biāo)的變化

圖 6 不同包裝處理對大米羰基（A）、巰基（B）和二硫鍵（C）含量的影響Fig. 6 Effects of different packaging materials on the contents of carbonyl groups (A), sulfhydryl groups (B) and disulf i de bonds (C) in rice

蛋白質(zhì)羰基含量是衡量蛋白質(zhì)氧化程度最直接的指標(biāo)[18]，蛋白質(zhì)巰基是對氧化最敏感的蛋白質(zhì)側(cè)鏈基團，通常蛋白質(zhì)氧化程度越大，羰基含量越多，游離巰基含量越少，而巰基氧化形成的二硫鍵含量也就越多[19]。從圖6可以看出，無包裝處理、普通包裝處理和納米包裝處理樣品的羰基含量和二硫鍵含量均呈上升趨勢，而巰基含量呈現(xiàn)下降趨勢。無包裝組大米的羰基含量上升趨勢最明顯，而納米包裝組大米的上升趨勢最緩慢。無包裝組、普通包裝組和納米包裝組分別由最初的羰基含量為0.002 6 μmol/mg pro升高至0.290 5、0.139 3 μmol/mg pro和0.093 9 μmol/mg pro（P＜0.05）。另外，與無包裝處理相比，普通包裝處理和納米包裝處理均能顯著抑制大米中巰基含量的降低和二硫鍵含量的增加（P＜0.05），納米包裝組大米的二硫鍵含量始終低于普通包裝組和無包裝組大米。因此，對于延緩大米蛋白的氧化方面，納米包裝材料優(yōu)于普通包裝材料和無包裝處理。導(dǎo)致大米蛋白氧化的活性氧主要來源是脂質(zhì)自由基和活性脂質(zhì)氧化產(chǎn)物[30]，因此，納米包裝處理抑制蛋白的氧化，除了與納米包裝袋內(nèi)維持低氧環(huán)境（圖4）有關(guān)外，還與納米包裝處理能夠抑制了大米脂肪氧化速率（圖5）有關(guān)。隨著納米包裝組大米脂肪氧化速率的降低，引起大米蛋白氧化的脂類氧化產(chǎn)物減少，從而蛋白氧化得到抑制。

3 結(jié) 論

綜合上述結(jié)果表明，納米包裝材料中納米銀粉的抗菌作用以及納米二氧化硅通過對O2和CO2的吸附溶解功能調(diào)控袋內(nèi)低O2和高CO2的環(huán)境，可抑制淮稻5號大米中霉菌的生長、過氧化氫酶活力的下降和過氧化物的產(chǎn)生，從而降低大米中脂肪和蛋白的氧化，抑制黃變米和腹白米的產(chǎn)生，有效保持淮稻5號大米的色澤和風(fēng)味，該納米包裝材料在高溫、高濕環(huán)境下對大米的儲藏保鮮作用具有重要的意義。另外，這種納米包裝材料通過氣體調(diào)節(jié)方式，如何調(diào)控大米儲藏過程中新陳代謝中一些酶蛋白的轉(zhuǎn)錄和表達，定向控制大米的儲藏保鮮品質(zhì)，是下一步研究的一個突破點。

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Nanocomposite Packaging Delays Quality Deterioration of the Rice Cultivar Huaidao 5 at High Temperature and Humidity

WANG Fan, HU Qiuhui, FANG Yong, CAO Chongjiang, YANG Wenjian*
(Collaborative Innovation Center for Modern Grain Circulation and Safety of Jiangsu Province, Key Laboratory of Grains and Oils Quality Control and Processing of Jiangsu Province, College of Food Science and Engineering, Nanjing University of Finance and Economics, Nanjing 210023, China)

Objective: A nano-packaging material containing nano-silver, nano-titanium dioxide, nano-attapulgite and nano-silica was prepared, and the effect of this material on the preservation of the rice cultivar Huaidao 5 at high temperature (37 ℃) and high humidity (relative humidity 85%) was studied. Methods: The rice was packaged in nanocomposite pouches, polyethylene (PE) pouches and not packaged and then stored for 10 weeks, respectively. The effects of different packaging materials on color difference, O2and CO2percentages inside packages, peroxide value (POV), catalase activity, and the contents of carbonyl groups, sulfhydryl groups and disulfide bonds were investigated. Meanwhile, the flavor of rice was measured by electronic nose during storage. Results: The low O2and high CO2atmosphere was maintained inside nano-packages, and the percentages of O2and CO2were 16.4% and 1.4% after 10 weeks of storage, respectively. The nano-packaging material effectively maintained the original color and flavor of rice at the end of storage. Nano-packaging delayed the increase of peroxide value and the decrease of catalase activity during the storage period. Meanwhile, the increase of carbonyl groups and disulf i de bonds and the decrease of sulfhydryl groups indicated that the oxidation of rice protein was delayed by nano-packaging. Conclusion: The nano-packaging material has antibacterial effects and can maintain low O2content and high CO2content in packages, thereby inhibiting mold growth, decrease catalase activity, and reduce peroxide production. Furthermore, it can also attenuate the oxidation of fat and protein and effectively maintain the original color and f l avor of rice.

rice; high temperature and high humidity; storage; nano-packaging

10.7506/spkx1002-6630-201705044

TS255.1

A

1002-6630（2017）05-0267-07

王凡, 胡秋輝, 方勇, 等. 納米包裝延緩淮稻5號大米高溫高濕環(huán)境下的品質(zhì)劣變[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(5): 267-273.

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201705044. http://www.spkx.net.cn

WANG Fan, HU Qiuhui, FANG Yong, et al. Nanocomposite packaging delays quality deterioration of the rice cultivar Huaidao 5 at high temperature and humidity[J]. Food Science, 2017, 38(5): 267-273. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201705044. http://www.spkx.net.cn

2016-09-12

國家自然科學(xué)基金面上項目（31571901）；江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項目（PAPD）；

江蘇省重點研發(fā)計劃項目（BE2016386）

王凡（1993—），女，碩士研究生，研究方向為食品貯藏加工。E-mail：wang_fan06@163.com

*通信作者：楊文建（1982—），男，副教授，博士，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工。E-mail：lingwentt@163.com