大米包裝保鮮技術(shù)研究進(jìn)展

遲吉捷

（遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品與加工研究所，遼寧沈陽110161）

我國是大米消耗大國，但在大米儲(chǔ)藏上還較為傳統(tǒng)，以常溫儲(chǔ)藏為主，儲(chǔ)藏過程中易受環(huán)境條件的影響，發(fā)生陳化、霉變、受潮、蟲害等危害，影響大米產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)口感及品質(zhì)[1]。大米包裝材料的阻隔性、透氣性等指標(biāo)及包裝方式的選擇，對(duì)于大米的儲(chǔ)藏品質(zhì)具有非常重要的影響[2-3]。該文主要從紙質(zhì)、塑料、納米包裝等包裝材料及普通包裝、真空包裝、氣調(diào)包裝等包裝方式對(duì)大米保鮮效果的影響進(jìn)行了綜述，希望對(duì)未來儲(chǔ)藏大米的包裝材料及形式提供一定的參考依據(jù)。

1 包裝材料對(duì)大米保鮮的影響

1.1 紙袋及不同塑料包裝材料

秦永喜等[4]研究了溫度對(duì)使用編織袋和不同阻隔性能材料的大米品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，PE/PA/PE等高阻隔性的包裝材料包裝的大米相比于編織袋內(nèi)大米明顯能延緩大米的品質(zhì)變化，說明高阻隔性的包裝材料能較好地保證大米的品質(zhì)，延長(zhǎng)大米的保質(zhì)期。李喜宏等[5]研究了具有不同透氣性的P V C保鮮膜對(duì)大米儲(chǔ)藏品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，塑料薄膜M A小包裝處理對(duì)大米的陳化有顯著的調(diào)控作用。厚度0.03 mm保鮮袋儲(chǔ)藏的大米含水量最小，脂肪酸含量最大。臧茜[6-7]研究了常規(guī)P EP（PE/PA/PE）材料和高阻隔性E VO H包裝材料對(duì)新鮮大米品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，與P E P材料相比，EVOH復(fù)合材料具有更強(qiáng)的阻隔水、氣的能力，能較好保持儲(chǔ)藏過程大米水分，減緩前期還原糖和脂肪酸的積累；同時(shí)，EVOH復(fù)合材料對(duì)大米表面霉菌生長(zhǎng)具有更好的抑制作用，但為大米表面兼性厭氧菌生長(zhǎng)提供了相對(duì)有利條件；相對(duì)于P E P材料，EVOH材料包裝大米食味品質(zhì)較差，真空包裝條件下，EVOH材料包裝大米光澤、香氣、味道等指標(biāo)下降幅度較大，且儲(chǔ)藏后期更為明顯。李闖[8-9]研究了PVDC、復(fù)合PE/PP/PA材料對(duì)大米儲(chǔ)藏品質(zhì)的變化情況。結(jié)果表明，由PVDC包裝的大米其水分含量下降較緩慢，水分活度上升也較為緩慢。2種包裝方式的直鏈淀粉酶活力均下降但差別不大，直鏈淀粉含量均上升，常溫儲(chǔ)藏120 d時(shí)有下降趨勢(shì)，但整體上升幅度基本相同；恒溫恒濕下PVDC包裝上升較慢。另外，由PVDC包裝的大米還原糖含量上升幅度明顯低于復(fù)合包裝。因此，低通透性的PVDC材料比復(fù)合PE/PP/PA材料更有利于減緩大米陳化及品質(zhì)劣變的發(fā)生。張紅建等[10]采用PA/PE、PE/EVOH/PE、PA/EVOH/PE、BOPP/PE、PET/PE 5種不同阻隔性材料對(duì)大米進(jìn)行了真空包裝，測(cè)定了不同儲(chǔ)藏時(shí)間下大米的相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)。結(jié)果表明，高阻隔性材料能延緩脂肪酸值、大米水分含量、直鏈淀粉含量、大米附著性等指標(biāo)的變化，保持咀嚼性相對(duì)穩(wěn)定，說明高阻隔性包裝材料能有效延緩大米在儲(chǔ)藏期間的品質(zhì)劣變。

安紅周等[11]對(duì)PVDC（聚偏二氯乙烯）和P A（尼龍）2種包裝材料封口包裝下的5種大米的儲(chǔ)藏特性進(jìn)行了比較研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2種包裝材料對(duì)脂肪酸值的影響差異不顯著，說明在包裝材料PVDC和P A下儲(chǔ)藏的大米，脂肪酸值的差異性并不大，但PVDC材料包裝的大米品質(zhì)相對(duì)更好一些。徐景峰等[12]研究了在高溫高濕條件下，4種儲(chǔ)糧害蟲對(duì)7種常見大米包裝材料（PE、PP）的鉆蛀能力進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，雙面覆膜打孔包裝與單面覆膜打孔包裝抗蟲性差，對(duì)不同蟲態(tài)的4種儲(chǔ)糧害蟲均無防御作用。雙面覆膜不打孔包裝、雙面覆膜帶內(nèi)襯包裝、真空包裝和充氣包裝能夠防御4種害蟲鉆蛀。謝雅茜等[13]研究了不同包裝材料（PE、PA、PET、PE與P ET復(fù)合加工材料、厚度16絲（1.6 mm）、18絲、20絲、22絲）和真空度（-0.07 MPa、-0.08 MPa、-0.09 M P a）對(duì)大米脂肪酸值的影響。結(jié)果表明，P A20絲厚度時(shí)脂肪酸的含量變化不顯著，說明20絲厚度的材料具有較好的效果。復(fù)合材料的包裝在儲(chǔ)藏150 d時(shí)脂肪酸含量最低，具有較好的保鮮效果。徐長(zhǎng)妍等[14]研究了5種包裝材料對(duì)2種大米在儲(chǔ)藏過程中的透濕性能的影響。結(jié)果表明，采用P E普通編織袋或單面B O PP覆膜P E編織袋或單面BOPP覆膜PP編織袋材料包裝的儲(chǔ)藏大米的水分減少主要發(fā)生在前1個(gè)月內(nèi)；采用BOPP/PA/EVOH/PE復(fù)合塑料袋材料包裝貯藏大米的保鮮效果最好。

Supaporn等[15]以發(fā)芽蒸谷米為研究對(duì)象，研究了包裝材料（聚酰胺-聚乙烯（PAPE）、鋁層-聚乙烯（ALPE）、氧氣、溫度等貯藏條件對(duì)發(fā)芽蒸谷米理化性質(zhì)、生物活性物質(zhì)、抗氧化活性、感官品質(zhì)及微生物學(xué)特性的影響。結(jié)果表明，ALPE包裝在真空低溫貯藏可以有效地延緩生物活性物質(zhì)的降解、理化性質(zhì)的改變和酸敗。含水量和水分活度在30℃PAPE冷藏袋中持續(xù)下降，而ALPE包裝的蒸谷米在30℃和4℃下保持不變。在30℃下，γ-氨基丁酸和花青素的含量隨著貯藏時(shí)間的增加而下降。在低溫貯藏條件下，特別是真空包裝條件下，總酚含量和抗氧化活性均得到有效保留。4℃保存也能顯著保存發(fā)芽蒸谷米的顏色。此外，在所有測(cè)試條件下，發(fā)芽蒸谷米的細(xì)菌計(jì)數(shù)、酵母和霉菌計(jì)數(shù)和黃曲霉毒素含量均未超過泰國的標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 納米包裝

曹崇江等[16]研究了含納米A g-Ti O2聚乙烯包裝材料對(duì)大米儲(chǔ)藏過程中防霉效果的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在3個(gè)月儲(chǔ)藏期內(nèi)，納米復(fù)合包裝儲(chǔ)藏的大米品質(zhì)變化明顯低于普通包裝，同時(shí)含菌量明顯低于普通包裝袋。說明納米抗菌包裝材料更有利于保持大米的品質(zhì)穩(wěn)定。侯耀玲[17]對(duì)比研究了4種包裝材料對(duì)大米保鮮的作用效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，Ti O2納米包裝和A g納米包裝最能延緩大米水分含量的下降。在儲(chǔ)藏期內(nèi)，脂肪酸值和還原糖含量均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，含Ti O2納米包裝和含A g納米包裝脂肪酸值變化幅度較小，測(cè)得含A g納米包裝的大米，還原糖一直穩(wěn)定處于低含量的狀態(tài)，因此含A g納米包裝能較好地抑制脂肪酶活性和淀粉分解速率。另外，含A g納米包裝在蒸煮特性以及質(zhì)構(gòu)品質(zhì)等方面的表現(xiàn)也更為突出。

王凡等[18-19]研究了0.3%納米A g、0.35%納米T i O2、0.25%納米凹凸棒石（鎂鋁硅酸鹽）和0.1%Si O2的納米包裝材料制成的包裝袋對(duì)大米保鮮品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，納米包裝袋能夠明顯抑制霉菌的生長(zhǎng)、過氧化氫酶活力下降和過氧化物的產(chǎn)生，降低脂肪和蛋白的氧化，有效保持大米的色澤和風(fēng)味。李莉等[20-21]研究了納米抗菌包裝與普通包裝對(duì)抑制大米霉菌繁殖及保鮮效果的影響。結(jié)果表明，納米抗菌包裝材料在惡劣儲(chǔ)藏條件下更能對(duì)大米有延緩陳化的作用，從而更有效地延緩大米品質(zhì)的變化。

2 包裝方式對(duì)大米保鮮的影響

2.1 普通包裝

利用紙盒、編織袋及聚乙烯、尼龍等普通包裝袋對(duì)大米的包裝只能起到容納的作用，很難起到對(duì)大米防蟲、防霉的保鮮效果，因這些普通包裝成本較低，目前在國內(nèi)相對(duì)還應(yīng)用比較廣泛[22]。

2.2 真空包裝

王立峰等[23-25]研究了抽真空包裝、編織袋包裝、自然密閉缺氧包裝3種方式對(duì)大米儲(chǔ)藏過程中的儲(chǔ)藏品質(zhì)、食用品質(zhì)、脂類、微觀結(jié)構(gòu)以及揮發(fā)性成分等品質(zhì)指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，3種包裝方式對(duì)大米儲(chǔ)藏保鮮效果的排序?yàn)椋撼檎婵?自然密閉缺氧>編織袋。3種包裝方式下2-戊基-呋喃每個(gè)時(shí)期均被檢測(cè)出，編織袋包裝的大米產(chǎn)生較明顯的油脂氧化的異味，陳化最為嚴(yán)重，自然密閉缺氧次之，抽真空能有效延緩大米品質(zhì)陳化的速率。劉軍等[26]對(duì)新鮮大米的低溫儲(chǔ)藏試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，真空包裝方式有利于保持大米水分、粘度和過氧化氫酶活動(dòng)度，同時(shí)也可以防止蟲害產(chǎn)生，但會(huì)在一定程度上增加大米脂肪酸含量和大米米飯硬度，相對(duì)于常溫儲(chǔ)藏，真空包裝方式與普通密封方式相比能有效防止大米發(fā)生蟲害、變味等不利變化，常溫儲(chǔ)藏條件下真空包裝為最佳儲(chǔ)藏方式。

陸益鋇等[27]選用真空P ET包裝、普通P ET包裝、普通共擠膜包裝3種不同包裝方式及材料，將大米分裝后放入高溫高濕的環(huán)境中，研究?jī)?chǔ)藏期對(duì)大米品質(zhì)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用真空P ET包裝的大米，相較于其余樣品，其吸水率更低，其米湯所對(duì)應(yīng)的p H以及碘藍(lán)值都要明顯高于其他2個(gè)樣品。普通P ET包裝和普通共擠膜包裝兩者對(duì)大米陳化等問題的延緩效果相差并不顯著。張玉榮等[28]探討了真空包裝解封后大米在典型高溫儲(chǔ)藏環(huán)境條件下主要品質(zhì)指標(biāo)的變化。結(jié)果表明，解除真空包裝后大米在各模擬儲(chǔ)藏條件下微生物活性等指標(biāo)都隨儲(chǔ)藏時(shí)間延長(zhǎng)而增加。姜平等[29]研究了自然、充C O2、充N2和抽真空包裝方法下大米儲(chǔ)藏品質(zhì)的變化，發(fā)現(xiàn)真空包裝是延緩大米品質(zhì)變化最好的一種包裝方式。鞏雪等[30]提出了一種新的用于大米包裝薄膜透氣率的計(jì)算方法，并同時(shí)進(jìn)行了真空保鮮包裝試驗(yàn)。結(jié)果表明，該計(jì)算方程可以很好地反映大米包裝內(nèi)部的變化，通過包裝保鮮試驗(yàn)，大米的保鮮期至少在半年以上。

Milik等[31]研究了真空（-100 K P a）和不同氣調(diào)包裝（C O2和N2）對(duì)2種糯米理化性能的影響，并與非糯米進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，在真空和C O2或N2環(huán)境下，大米陳化變化不明顯。表面分析表明，N2和C O2儲(chǔ)存的糯米在6個(gè)月的儲(chǔ)藏過程中延緩了表明微分子的轉(zhuǎn)變，并維持了表面的淀粉/蛋白/脂質(zhì)的比例。此外，真空儲(chǔ)存的糯米在煮熟后仍能保持脂質(zhì)和較低比例的蛋白質(zhì)。N2和C O2氣調(diào)包裝使糊化溫度升高，但最終黏度顯著降低。這些發(fā)現(xiàn)與熱分析結(jié)果吻合。通過T M C T裝置進(jìn)行的蒸煮和質(zhì)構(gòu)特性分析發(fā)現(xiàn)，氣調(diào)貯藏對(duì)老化引起的糯米飯蒸煮品質(zhì)和黏度變化有一定的延緩作用。在所有的貯藏條件中，真空貯藏相對(duì)較好地保持了糯米的品質(zhì)。

2.3 氣調(diào)包裝

Hawa等[32]研究了3種氣調(diào)包裝方式（99.56%C O2、100%N2和自然空氣）對(duì)儲(chǔ)藏大米的重量損失、水分含量、密度、質(zhì)構(gòu)、碳水化合物以及風(fēng)味色澤等指標(biāo)變化的影響。結(jié)果表明，氮?dú)獍b可以明顯減低重量損失、水分含量和密度，而質(zhì)構(gòu)、碳水化合物、風(fēng)味色澤相對(duì)比較穩(wěn)定。二氧化碳?xì)庹{(diào)儲(chǔ)藏可使大米保持較低的水分含量。

崔銘育[33-34]將大米裝入不同比例的氮?dú)夂投趸济芊獯袃?chǔ)藏200 d，測(cè)定其水分、脂肪酸、過氧化氫酶、還原糖等指標(biāo)。結(jié)果表明采用混合氣體儲(chǔ)藏要優(yōu)于單一氣體對(duì)大米的保鮮效果，以1∶1的氣體比例進(jìn)行填充時(shí)大米保鮮效果最好，尤其在低溫5℃的環(huán)境下，大米理化指標(biāo)變化程度均較小，基本可以保持穩(wěn)定。李佐同[35]也對(duì)大米做了相同的氣調(diào)儲(chǔ)藏研究，結(jié)果證實(shí)了當(dāng)?shù)獨(dú)夂投趸細(xì)怏w比例為1∶1時(shí)，其脂肪酸值和還原糖含量的變化均較小，最有利于儲(chǔ)藏大米。于莉等[36]對(duì)采用編織袋、自然缺氧、真空（0.01 MPa）、充混合氣體包裝（C O2∶N2=80∶20）的大米儲(chǔ)藏效果進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果表明，充氣和真空包裝對(duì)大米品質(zhì)保持效果較好，能有效地延緩大米的陳化。謝宏等[37]研究了填充N2、C O2、空氣以及真空4種不同處理的密封小包裝對(duì)大米儲(chǔ)藏效果的影響。結(jié)果表明，真空及氣調(diào)包裝對(duì)大米含水量變化影響較小；充C O2和真空包裝對(duì)大米的品質(zhì)保持效果最顯著。侯耀玲[17]比較分析了充100%C O2氣調(diào)包裝和抽-0.07 M P a真空包裝2種不同氣調(diào)包裝方式對(duì)大米儲(chǔ)藏品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，充C O2氣調(diào)包裝和抽真空包裝能夠較好地抑制大米水分的變化，真空包裝對(duì)大米的綜合保鮮效果要好于充C O2氣調(diào)包裝，并提出了抽真空包裝、納米包裝材料、普通聚乙烯編織袋的新大米包裝組合方法。

張玉榮等[38]研究了由C O2氣調(diào)包裝的大米在開封后，在高溫條件下其品質(zhì)指標(biāo)的變化情況。結(jié)果表明，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，解除氣調(diào)后大米的脂肪酸值等指標(biāo)逐漸增加，過氧化物酶活性逐漸減小。馬記紅[39]又補(bǔ)充研究了解除氣調(diào)后大米的質(zhì)構(gòu)特性以及食味品質(zhì)的變化情況。張智等[40]考察了小包裝大米在不同氣調(diào)包裝方式下儲(chǔ)藏相應(yīng)時(shí)間后大米品質(zhì)指標(biāo)的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其中采用低溫、復(fù)合阻隔性材料充二氧化碳包裝最能有效地保持大米的組織結(jié)構(gòu)，較好地延緩大米的品質(zhì)劣變。王春蓮等[41]同樣也對(duì)不同包裝條件下大米的品質(zhì)變化進(jìn)行了研究。試驗(yàn)得出，與普通包裝組相比，真空組、充氣組延緩了大米脂肪酸值的增加、脂肪酶活力的降低以及大米感官品質(zhì)的下降。研究結(jié)果表明，真空包裝與充100%C O2包裝均能達(dá)到大米儲(chǔ)藏保鮮的效果。

2.4 硅窗氣調(diào)包裝

硅窗氣調(diào)是利用內(nèi)容物自身的呼吸作用，利用有機(jī)硅薄膜良好的透氣性能和對(duì)二氧化碳和氧氣一定的透過比，使氣體含量及組成得以自動(dòng)調(diào)控，避免無氧呼吸及有害氣體的積累，減緩大米品質(zhì)變劣[42]。肖榕暉等[43]對(duì)比了采用氣體比例為O2∶C O2∶N2=1∶2∶17的硅窗氣調(diào)包裝、真空包裝和編織袋包裝對(duì)大米儲(chǔ)藏品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，硅窗氣調(diào)包裝可以有效延緩大米的品質(zhì)變化過程，提高對(duì)大米的保鮮效果。

2.5 其他包裝

鞏雪等[44]研究了殼聚糖保鮮劑包裝、竹炭保鮮劑包裝、真空殼聚糖包裝和真空竹炭包裝等包裝方式對(duì)大米儲(chǔ)藏品質(zhì)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，真空包裝結(jié)合竹炭對(duì)抑制大米陳化，保證大米品質(zhì)的效果最好。普通包裝的大米含水量直線下降，其他包裝方式下，真空竹炭包裝含水量下降幅度最小、脂肪酸值上升最為緩慢、儲(chǔ)藏期內(nèi)還原糖上升幅度較小。

3 小結(jié)

稻谷在常規(guī)儲(chǔ)藏過程中極易受到微生物的侵染，導(dǎo)致稻谷發(fā)生霉變等病害問題。而不適宜的儲(chǔ)藏環(huán)境也會(huì)使稻谷的內(nèi)部成分發(fā)生不同程度的改變，加快稻谷的陳化[24，45]。因此，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，采取適宜的防治手段，保證稻米可以順利過夏，并在儲(chǔ)藏期內(nèi)盡量保持生理生化指標(biāo)的穩(wěn)定。改變稻米的包裝材料以及包裝形式，可以有效減緩稻米品質(zhì)變劣，獲得更長(zhǎng)的儲(chǔ)藏時(shí)間。

同時(shí)，今后要重點(diǎn)針對(duì)大米的儲(chǔ)藏進(jìn)行深入研究，可以將包裝與多種儲(chǔ)藏技術(shù)相結(jié)合來減緩稻米陳化，例如通過將包裝材料與干燥技術(shù)、儲(chǔ)藏技術(shù)相結(jié)合等方式。另外，有研究表明在相同儲(chǔ)藏環(huán)境和包裝方式下，秈稻比粳稻更易儲(chǔ)藏，其間存在復(fù)雜的遺傳學(xué)性狀。目前，對(duì)于稻米的遺傳機(jī)理并沒有產(chǎn)生明確的結(jié)論，在接下來的研究中，可以關(guān)注稻米陳化的遺傳機(jī)理，從基因上根本改善稻米品質(zhì)，增強(qiáng)稻米的耐儲(chǔ)性。