不同包裝材料對大米恒溫恒濕貯藏品質(zhì)的影響

李 闖，孔繁東，劉兆芳，須 建

(1.大連工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 大連 116034； 2.丹東全德高科技包裝有限公司，遼寧 丹東 118000)

不同包裝材料對大米恒溫恒濕貯藏品質(zhì)的影響

李 闖1，孔繁東1，劉兆芳1，須 建2

(1.大連工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 大連 116034； 2.丹東全德高科技包裝有限公司，遼寧 丹東 118000)

分別采用聚偏二氯乙烯(PVDC)和聚乙烯/尼龍/聚丙烯(PE/PP/PA)包裝材料對大米進(jìn)行包裝，在恒溫恒濕(溫度37℃，濕度70%)貯藏條件下,研究不同包裝材料對大米貯藏品質(zhì)的影響。試驗結(jié)果表明，這兩種包裝材料的大米水分均有所降低，蒸煮品質(zhì)下降，淀粉酶活力和脂肪酶活力呈先升高后降低的趨勢，脂肪酸值升高；PVDC包裝材料組各項指標(biāo)變化程度均低于PE/PP/PA包裝材料組。在恒溫恒濕貯藏條件下，PVDC包裝材料能更好地延長大米保質(zhì)期。

大米；貯藏品質(zhì)；恒溫恒濕；包裝材料；PVDC

稻米作為世界上三大重要糧食作物之一，是世界上約二分之一人口的主要食糧，為人體提供大量的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、膳食纖維等營養(yǎng)成分和必需微量元素。我國2015年谷物產(chǎn)量為57 225.3萬t，其中稻谷產(chǎn)量20 824.5萬t。大米在長期貯藏期間極易發(fā)生陳化、吸濕返潮、發(fā)熱霉變、蟲害等品質(zhì)劣變現(xiàn)象[1]。真空包裝儲藏技術(shù)是市場上應(yīng)用最為廣泛的大米包裝技術(shù)，保質(zhì)期可達(dá)6個月以上[2]。它主要利用真空包裝袋良好的氣密性，隔離空氣的流通，抑制微生物的生長和蟲害的滋生。真空包裝的大米水分、脂肪酸、脂肪酶、淀粉酶的變化較小，易于長途運(yùn)輸。市場常用包裝材料主要有聚乙烯(PE)普通編織袋和聚乙烯/尼龍/聚丙烯(PE/PP/PA)復(fù)合塑料袋等。聚偏二氯乙烯(PVDC)包裝材料氧氣透過率低，能長久保持內(nèi)裝物的香味及防止不良?xì)馕兜那秩?，水汽透過率低，不會因吸水而損傷包裝原型[3]。由于PVDC包裝材料價格高于PE/PP/PA材料，所以市場應(yīng)用很少。作者通過研究不同包裝材料的真空包裝大米，在恒溫恒濕條件下貯藏指標(biāo)的變化，對比PE/PP/PA、PVDC包裝材料對真空包裝大米貯藏品質(zhì)變化的影響，為延長大米保質(zhì)期提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大米，產(chǎn)地為丹東。選擇米粒完整、堊白度較低、透明度好的大米進(jìn)行試驗。

包裝材料分為PVDC包裝材料和PE/PP/PA包裝材料。PVDC包裝材料的水分透過率為1 g/(m2·24 h)，氧氣透過率為7.8 cm3/(m2·24 h·0.1 MPa)；PE/PP/PA包裝材料的水分透過率為160 g/(m2·24 h)，氧氣透過率為1 605.1 cm3/(m2·24 h·0.1 MPa)。

乙醚、乙醇、碘化鉀、可溶性淀粉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鉀、氯化鈉、硫代硫酸鈉、鹽酸、氫氧化鈉等。

DZ-400/2S型真空包裝機(jī)，BS600-L電子天平，JJ200Y型精密電子天平，PHS-3C型pH計，HWS-150型恒溫恒濕培養(yǎng)箱，UV-1800分光光度計，F(xiàn)R-600型快速封口包裝機(jī)。

1.2 試驗方法

1.2.1 預(yù)處理

用電子天平準(zhǔn)確稱取質(zhì)量為250 g的大米，并分別采用相同大小的PE/PP/PA和PVDC材料制作的包裝袋，對其抽真空后進(jìn)行封口包裝，封口時間為15 s，加熱時間為1.5 s，每個處理分裝約100袋。常溫貯藏80 d后將大米放入恒溫恒濕培養(yǎng)箱(溫度37℃，濕度70%)貯藏2個月，每隔7 d測量1次。

1.2.2 大米水分測定

準(zhǔn)確稱取大米10 g,精確至0.01 g，參照GB 5009.3—2010干燥法測定大米水分[4]。

1.2.3 大米蒸煮品質(zhì)測定[5]

1.2.3.1 大米吸水率測定

(1)準(zhǔn)確稱取干大米7.0 g，用紗布包裹，流水洗凈大米，濾去米糠等雜質(zhì)。

(2)將整個紗布置于200 ml高型燒杯中，加蒸餾水(事先加熱至溫度50℃左右)至120 ml。

(3)將整個燒杯放置在電爐上加熱20 min，取出紗布包裹的大米至不再有米湯滴下，冷卻0.5 h。

(4)稱重。

吸水率計算公式：

吸水率=(W1-W)/W×100%，

式中,W1為蒸煮后大米質(zhì)量，g；W為蒸煮前大米質(zhì)量，g。

1.2.3.2 米湯pH值測定

用pH計測定1.2.3.1節(jié)中米湯pH值。

1.2.3.3 米湯干物質(zhì)含量測定

將已測pH值的米湯，稀釋至100 ml容量瓶中定容，離心機(jī)(10 min，1 000 r/s)離心后，用移液管量取10 ml離心液,轉(zhuǎn)入小燒杯中，烘干，稱重。

米湯干物質(zhì)含量計算公式：

1.2.4 淀粉酶活力測定。

參照文獻(xiàn)[6]進(jìn)行測定。

1.2.5 脂肪酶活力測定

監(jiān)測區(qū)為貴州某縣，丘陵地形，屬于典型的農(nóng)業(yè)縣，茶葉種植面積大、分布廣，茶葉產(chǎn)業(yè)為該縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱。本次監(jiān)測旨在準(zhǔn)確掌握轄區(qū)范圍內(nèi)處于產(chǎn)茶階段的茶園種植區(qū)面積、茶農(nóng)散種區(qū)的面積、空間分布，進(jìn)而準(zhǔn)確估算茶葉產(chǎn)量，為該縣茶葉產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃發(fā)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

參照GB/T 5523—2008[7]進(jìn)行測定。

1.2.6 大米直鏈淀粉含量測定

參照GB/T 15683—2008[8]進(jìn)行測定。

1.2.7 脂肪酸值測定

參照GB/T 15684—2015[9]進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同包裝材料對大米水分變化的影響

水分是影響大米品質(zhì)的主要因素之一。大米水分影響著大米脂肪酸反應(yīng)情況，低水分大米的脂類化合物以氧化為主，高水分大米以水解為主。當(dāng)大米中的水分過高時，會導(dǎo)致大米中酸性物質(zhì)過多[10]。水分也是影響大米香味和酶活度的因素之一，水分過高會促進(jìn)微生物的生長和繁殖，導(dǎo)致大米容易發(fā)生霉變。

圖1 恒溫恒濕貯藏條件下大米含水量變化

由圖1可知，在恒溫恒濕貯藏條件下，大米含水量均呈降低趨勢。PVDC包裝材料的大米水分下降程度低于PE/PP/PA包裝材料的大米；PVDC包裝材料的大米水分由11.75%下降至10.78%，而PE/PP/PA包裝材料的大米水分則下降至10.31%。

2.2 不同包裝材料對大米蒸煮品質(zhì)變化的影響

大米在儲藏過程中，品質(zhì)劣變，還會引起蒸煮品質(zhì)的變化。加熱吸水率含量的高低影響著大米膨脹率的大小，同時也影響著米湯干物質(zhì)含量的多少。

恒溫恒濕貯藏條件下大米吸水率變化見圖2。

由圖2可知，PVDC和PE/PP/PA包裝材料包裝的大米吸水率都有所下降，PE/PP/PA包裝材料變化程度明顯大于PVDC包裝材料。大米吸水率的高低受制于大米新陳度，隨著時間的延長，大米會發(fā)生不同程度的陳化，陳化導(dǎo)致淀粉微晶束結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，難以糊化。

圖2 恒溫恒濕貯藏條件下大米吸水率變化

恒溫恒濕貯藏條件下米湯pH值的變化見圖3。

圖3 恒溫恒濕貯藏條件下米湯pH值變化

恒溫恒濕貯藏條件下干物質(zhì)含量變化見圖4。

圖4 恒溫恒濕貯藏條件下干物質(zhì)含量變化

由圖3、圖4可知，大米貯藏期間，米湯pH值、干物質(zhì)含量會有所下降。導(dǎo)致這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是，大米中脂肪酸含量上升以及大米陳化導(dǎo)致米湯濃稠度下降。PVDC包裝材料的大米指標(biāo)，在貯藏終點(diǎn)均優(yōu)于PE/PP/PA包裝材料。

恒溫恒濕貯藏條件下淀粉酶活力變化見圖5。

圖5 恒溫恒濕貯藏條件下淀粉酶活力變化

由圖5可見，淀粉酶活力總體呈下降趨勢，在第7天時，淀粉酶突然升高，可能是因為溫度升高導(dǎo)致淀粉酶活躍度升高。包裝材料對大米淀粉酶變化影響不大。

恒溫恒濕貯藏條件下直鏈淀粉的變化見圖6。

圖6 恒溫恒濕貯藏條件下直鏈淀粉變化

大米淀粉主要是由支鏈淀粉和直鏈淀粉構(gòu)成，直鏈淀粉對大米食味品質(zhì)影響甚大，是大米食用品質(zhì)的重要影響因素。貯藏期間，稻米中的不溶性直鏈淀粉增加，主要是由于淀粉部分脫支老化的結(jié)果。由此，做出來的飯粒黏性變差，硬度增加，口感變劣。由圖6可知，PE/PP/PA包裝材料的大米直鏈淀粉增加較為迅速，而PVDC包裝材料的大米直鏈淀粉變化相對較為平緩。

脂類物質(zhì)作為稻米中的一個重要組成組分,影響著稻米儲藏品質(zhì)的變化。脂類物質(zhì)易發(fā)生自動氧化而分解，同時易通過酶促反應(yīng)而降解，俗稱脂肪酸敗。脂肪酶是以脂肪為作用底物的水解酶。在大米貯藏期間，脂肪易水解產(chǎn)生脂肪酸、甘油等。測定脂肪酶活力對鑒定大米品質(zhì)意義重大。

恒溫恒濕貯藏條件下脂肪酶活度變化見圖7。

圖7 恒溫恒濕貯藏條件下脂肪酶活度變化

由圖7可知，脂肪酶活度呈先上升后下降的趨勢，在第21天左右達(dá)到最大值，PE/PP/PA包裝材料包裝的大米脂肪酶活度最高值為初始值的1.87倍，而PVDC包裝材料包裝的大米脂肪酶活度最高值為初始值的1.73倍，可見最高值相近，只是PVDC袋在前42 d活動度低一些。

脂肪酸值能反應(yīng)貯藏期間大米發(fā)生劣變的快慢程度，是大米品質(zhì)的重要指標(biāo)，長期貯藏的大米其脂肪酸值升高明顯，影響大米的品質(zhì)和風(fēng)味。大米中脂肪的含量雖然很低，但是容易發(fā)生脂肪氧化。

大米中的脂類含量直接影響大米食用品質(zhì),脂肪含量越高，米飯的光澤越好，但脂類物質(zhì)最易發(fā)生變化。因此，在大米貯藏中,常以脂肪酸含量作為大米劣變的指標(biāo)。新收獲的糧食脂肪酸值一般在15 mgKOH/100 g以內(nèi)[11]。

恒溫恒濕貯藏條件下脂肪酸值的變化見圖8。

圖8 恒溫恒濕貯藏條件下脂肪酸值變化

由圖8可知，大米脂肪酸值前期變化緩慢，PVDC包裝材料大米脂肪酸值由初始的16 mgKOH/100 g增加到31.7 mgKOH/100 g，PE/PP/PA包裝材料大米脂肪酸值由初始的16.6 mgKOH/100 g增加到35.3 mgKOH/100 g。

3 結(jié)論

PVDC包裝材料和PE/PP/PA包裝材料包裝大米在恒溫恒濕貯藏條件下(溫度37℃，濕度70%)，大米水分均有所降低，蒸煮品質(zhì)下降，淀粉酶活力和脂肪酶活力先升高后降低，脂肪酸值升高；PVDC材料包裝組變化程度均低于PE/PP/PA包裝材料組。因此，PVDC包裝材料優(yōu)于PE/PP/PA包裝材料。

[1] 王立峰,陳 超,楊精華,等.大米小包裝儲藏過程中脂類及微觀結(jié)構(gòu)的變化[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,48(9):1 807-1 817.

[2] 魏巖梅,陳為旭.大米小包裝保鮮技術(shù)研究[J].福建輕紡,2001(11):31-34.

[3] 管東玲,劉俊偉,楊國宇.新型高阻隔PVDC材料性能及應(yīng)用[J].塑料制造,2007(11):78-84.

[4] 中華人民共和國衛(wèi)生部.食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定：GB 5009.3—2010[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

[5] 王肇慈.糧油食品品質(zhì)分析[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2006:326-328.

[6] 鄭鐵松,龔院生.糧食與食品生化試驗指導(dǎo)[M].鄭州:河南醫(yī)科大學(xué)出版社,1996:9-10.

[7] 全國糧油標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.糧油檢驗 糧食、油料的脂肪酶活動度的測定：GB/T 5523—2008[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[8] 全國糧油標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.大米 直鏈淀粉含量的測定：GB/T 15683—2008[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[9] 全國糧油標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.谷物碾磨制品 脂肪酸值的測定：GB/T 15684—2015[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2015.

[10] HORE D K.Rice Diversity Collection,Conservation and Management in Northeastern India[J].Genetic Resources & Crop Evolution,2005,52(8):1 129-1 140.

[11] 于 莉.大米小包裝儲藏保鮮技術(shù)研究[D].咸陽:西北農(nóng)林科技大學(xué),2008.

(責(zé)任編輯：俞蘭苓)

Different packaging materials on the rice quality during constant temperature and humidity storage

LI Chuang1,KONG Fan-dong1,LIU Zhao-fang1，XU Jian2

(1.School of Food Science and Technology, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China; 2.Dandong Quande High-tech Packaging Co.,Ltd.,Dandong 118000,China )

Using PVDC and PE/nylon/polypropylene packaging materials for packaging of rice in the constant temperature and humidity( 37℃, humidity 70%),we studied the effects of different packaging materials on storage quality of rice. The results showed that:rice moisture content by the two kinds of packaging materials were both reduced, and cooking quality were lower, amylase and lipase activity decreased after rising first, fatty acid value increased； change degree of PVDC material packaging group were lower than that of polyethylene/nylon/polypropylene packaging materials. In the constant temperature and humidity storage conditions, PVDC packaging materials could better prolong the shelf life in rice.

rice；storage quality;constant temperature and humidity；packaging materials;PVDC

2016-11-02；

2017-02-28

李 闖(1991-)，男，碩士研究生，研究方向為蛋白質(zhì)資源開發(fā)利用。

孔繁東(1958-)，男，教授，研究方向為蛋白質(zhì)工程。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.05.002

TS210.1

A

1003-6202(2017)05-0005-04