稻谷去殼得到糙米,糙米再碾去果皮與胚成為大米。大米由于失去了外殼的保護,胚乳直接暴露于空間,易受外界因素的影響。因此,與稻谷相比,大米的貯藏穩(wěn)定性比較差,特別在高溫多濕的夏季更易酸敗、陳化,所以研究大米的包裝顯得尤為重要。
1 大米包裝的現(xiàn)狀
1. 1 大米包裝的基本要求
大米包裝的基本要求是防霉、防蟲、保鮮,其次是取用方便。
1. 1. 1 防霉 大米在加工過程中,表面會沾染糠粉,極易遭受外界溫濕度的影響而吸濕返潮,有利于微生物的繁衍。大米吸濕能力與加工精度、糠粉含量、碎米總量有關(guān),尤其是糠粉,其吸濕能力強,且?guī)в休^多微生物。同時,糠粉還含有大量脂肪,易于氧化分解,使脂肪酸值增加。最易促成大米霉變的是霉菌。霉變初期大米表面發(fā)灰,失去光澤;霉變過程中表現(xiàn)為發(fā)熱,散出輕微的霉味,霉菌自身及其代謝產(chǎn)生的色素,會加速大米的變色。霉變與大米含水量、環(huán)境溫度、濕度、氣體成分顯著相關(guān)。此外,大米自身的呼吸代謝導(dǎo)致大米發(fā)熱、霉?fàn)€、變質(zhì)。所以對大米包裝的要求首先是防霉。
1. 1. 2 防蟲 大米的蟲害主要是米象,米象在溫度低于11 ℃或高于35 ℃時不產(chǎn)卵。氣體環(huán)境對害蟲影響比較顯著,王瑞棟等〔1〕認(rèn)為:CO2 能刺激害蟲呼吸,使害蟲氣門持續(xù)張開,體內(nèi)耗氧劇增,直至氧盡身亡。研究表明〔2〕,17 %左右濃度的CO2 三天即可抑制或殺死害蟲;控制O2 濃度在10 %以下,害蟲可于休眠狀態(tài)存活;O2 濃度小于4 % ,兩周致死;O2 濃度小于2 % ,害蟲48h 致死。
1. 1. 3 防止陳化 大米儲存過程中會出現(xiàn)陳化現(xiàn)象。大米的陳化主要表現(xiàn)為光澤減退、酸度增加、米飯香味消失、粘性下降、出現(xiàn)陳米氣味。蒸煮品質(zhì)變劣。一般儲存一年即發(fā)生不同程度的陳化。大米若水分大、溫度高、精度低、糠粉多,則微生物易繁殖,陳化快,反之則慢。大米水分含量是影響陳化的重要因素。當(dāng)水分在12 %以下時,細菌繁殖困難,在14 %以下時對某些霉菌孢子有一定抑制作用〔3〕。
1. 2 大米包裝的材料
上世紀(jì)90 年代初,大米包裝以麻袋、布袋、塑料編織袋為主,每袋重量幾乎都在25kg 以上。雖然麻袋、布袋成本低廉可反復(fù)利用,但由于透氣性比較大,很難達到長期保鮮的目的?，F(xiàn)在大米包裝上很少使用這兩種材料,目前常用的主要有塑料編織袋、復(fù)合塑料袋。
1. 2. 1 塑料編織袋 塑料編織袋是用塑料薄膜(聚乙烯、聚丙烯、尼龍等薄膜) 制成一定寬度的窄帶,或用熱拉伸法得到強度高、延伸率小的塑料扁帶編織而成。塑料編織袋比塑料膜袋的強度高得多,且不易變形,耐沖擊性也好,同時由于編織袋表面有編織紋,提高了防滑性能,便于儲存時的堆碼。大米重量在5kg 以上的包裝幾乎全用塑料編織袋材料。
使用塑料編織袋來包裝大米,包裝方式簡單,材料防潮性差、阻隔性差、大米易氧化霉變,蟲害現(xiàn)象較為嚴(yán)重,尤其在夏季儲存期更短。
1. 2. 2 復(fù)合塑料袋 復(fù)合塑料袋是由高阻隔性包裝材料EVOH、PVDC、PET、PA 與PE、PP 等多層塑料復(fù)合,這種包裝比塑料編織袋包裝防潮、防霉、防蟲效果都要好。另外圖案、商標(biāo)印刷很清楚,文字、條碼清晰可見,容易吸引顧客,促進銷售。大米重量在5kg 以下的包裝絕大多數(shù)用復(fù)合塑料袋包裝。
使用復(fù)合塑料袋來包裝大米,一般輔以抽真空或充氣技術(shù)后熱封。由于材料本身的致密性和抽真空、充氣處理,基本上解決了大米包裝上防霉、防蟲、保質(zhì)問題,具備一定推廣、實用價值。但復(fù)合袋包裝在封口熱合時易出現(xiàn)起皺現(xiàn)象,會影響包裝袋的美觀度。另外,復(fù)合袋的抗壓強度不夠,一些采用充氣方式的包裝,在運輸過程中經(jīng)常會出現(xiàn)破袋現(xiàn)象,從而影響大米的保質(zhì)期。再有,塑料袋由于不易降解,后處理較難,以及塑料制品有毒性使塑料袋使用受到一定的制約。
1. 3 大米包裝的方法
從包裝方法上來看,基本上有三種包裝形式,分別為普通包裝、真空包裝和充氣包裝。
1. 3. 1 普通包裝 利用聚丙烯等材料的塑料編織袋對大米進行包裝,采用縫線封口。包裝過程中未施加任何保鮮技術(shù),這種包裝對大米的防蟲、防霉及保鮮的效果相對較差,一般只能對糧食起到容納的作用。但由于塑料編織袋抗拉強度較強,包裝重量在5kg 以上的大米均采用此種包裝,保質(zhì)期在三個月左右。
1. 3. 2 真空包裝 采用真空包裝,可以降低儲藏環(huán)境的O2 濃度,抑制大米的呼吸強度和霉菌的繁殖,防止大米陳變、發(fā)霉、生蟲等,更好的保持大米的品質(zhì)。目前大米真空包裝選用的真空度一般在- 0. 07～ - 0. 09kPa 之間〔4〕。由于真空度較大,包裝材料緊緊包裹大米,而大米兩端較尖,包裝袋很容易被米粒扎破,致使真空包裝失效。包裝袋在流通過程中袋與袋之間的摩擦、碰撞和跌落也很容易造成破袋。所以在對大米進行保鮮包裝的同時要和流通環(huán)境結(jié)合起來,這樣才能取得良好的效果。
1. 3. 3 充氣包裝 充氣包裝一般充入的是CO2 和N2 ,它們都是無色、無臭、無毒的氣體,化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。大米具有吸附CO2 的能力,形成保護層,使大米處于“睡眠”狀態(tài),從而脂肪酸、總酸、還原糖、粘度變化相對較小,延長了有效保質(zhì)期;充N2 降低了儲藏環(huán)境的O2 濃度,抑制了大米中微生物生長,對于減緩品質(zhì)的變化起著重要的作用。大多研究表明,充氣包裝能夠有效的保持大米品質(zhì),防止大米的霉變和生蟲。
1. 4 大米的評價指標(biāo)
大米在貯藏過程中會發(fā)生品質(zhì)變化,通過對大米中一些成分的測定,可以分析品質(zhì)變化。大米的評價指標(biāo)很多,當(dāng)前國內(nèi)外評價大米品質(zhì)著重在感官品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)等。
1. 4. 1 大米的感官品質(zhì) 大米的感官品質(zhì),不僅能使人們在感官上享受到愉快,而且還影響大米的消化、吸收。大米的感官品質(zhì)按照GB5492 - 85 鑒定,根據(jù)色澤、氣味、口感粘性來評分。大米的品質(zhì)與產(chǎn)地、品種、栽培、收割、儲藏、加工和米飯的蒸煮方法、過程都有很大的關(guān)系。任何一個環(huán)節(jié)處理不好, 都會影響大米的感官品質(zhì)。
1. 4. 2 含水量的變化 大米對水分子的吸附,主要是由于大米內(nèi)所含極性基團與水分子相互作用而導(dǎo)致的。大米表面的水分主要是由吸附作用產(chǎn)生,而內(nèi)部的水分除自身所含外,主要是由大米的表面向內(nèi)部擴散而致,因此大米的含水量和環(huán)境濕度有很大的關(guān)系,測定大米含水量也可以衡量大米的品質(zhì),水分含量按GB5497 - 85 烘干法測定。
1. 4. 3 脂肪酸的變化 脂肪酸值是糧食品質(zhì)劣變的靈敏指標(biāo)之一,含量可依據(jù)GB5510 - 85 測定。大米中脂類的含量范圍為0. 6 %～3. 9 % ,脂類含量直接影響大米食用品質(zhì),油脂越高米飯的光澤越好。米飯的香味與米粒中所含不飽和脂肪酸有關(guān)。大米中脂肪最易發(fā)生變化,經(jīng)酯酶的催化作用分解成甘油和脂肪酸,從而使游離的脂肪酸增加,游離的脂肪酸包藏在淀粉直鏈成分的螺旋結(jié)構(gòu)中,使糊化所需的水分難以通過,淀粉粒的強度增加而引起米飯的硬度增加。同時脂肪酸還可以進一步分解成低級的醛、酮化合物,降低大米的食用品質(zhì)。
1. 4. 4 還原糖的變化 大米中含有少量的低分子糖類,如葡萄糖、麥芽糖等,這些糖類分子含有游離的還原基,會影響大米的還原性,在適當(dāng)?shù)臈l件下易被氧化,嚴(yán)重影響大米的品質(zhì)。陳米與低溫貯藏的米比較,還原糖約多出50 % ,因此大米中還原糖的變化也反映了大米品質(zhì)的變化。大米中還原糖一般采用堿性酒石酸銅直接滴定法測定〔5〕。
2 大米包裝中存在的主要問題
從90 年代的大麻袋包裝到現(xiàn)在的塑料小包裝,大米包裝無疑是取得了很大的進展。但從包裝材料、包裝技術(shù)與方法及包裝結(jié)構(gòu)等方面來看,大米包裝還存在著不少問題。
2. 1 大米包裝的檔次低
眾所周知,包裝對宣傳商品起著重要的作用。但我國的大米包裝和世界先進國家相比有很大的差距,導(dǎo)致大米在流通過程中存在很多問題,缺乏打入國際市場的競爭力。
從包裝材料上看,國內(nèi)大多采用塑料袋包裝,會帶給環(huán)境不同程度的污染;而在國外,比如在德國,大多數(shù)大米是紙盒包裝的,500g 一盒,這種紙包裝的突出優(yōu)點是無毒、無味、無污染。從包裝圖案上看,設(shè)計的比較單調(diào),不新穎,很難吸引消費者的眼光。從大米的認(rèn)證上看,有的不齊全,缺少必要的認(rèn)證,目前標(biāo)有QS 認(rèn)證、綠色食品、有機食品等的并不多。
我國優(yōu)質(zhì)大米品種很多,湖南的湘早秈18 、浙江的揚稻4 號及山東魯粳94 - 16 等,比起近年打入國內(nèi)市場的泰國香米,我國大米無論是品質(zhì)還是種類都不遜色,問題就在于大米的存儲保鮮包裝的技術(shù)和包裝裝潢及材質(zhì)落后,導(dǎo)致商品檔次低, 難以打入高檔消費市場〔6〕。
2. 2 大米包裝技術(shù)相對落后
目前國內(nèi)普遍采用普通包裝、充氣或抽真空包裝,由于本身技術(shù)水平有限,容易造成包裝破袋,從而給大米的銷售、儲藏帶來很大麻煩。為了使包裝達到較好的效果,可以考慮對這些技術(shù)進行改進。國外產(chǎn)品質(zhì)量相對較好,日本佐竹公司的半自動計量小包裝機采用電腦傳感器自動計量系統(tǒng),計量精度高、速度快。除人工套袋外,計量、灌裝、充氣在一機內(nèi)自動完成。并配有熱合封口裝置,操作方便,且智能化程度高〔7〕。
3 促進大米包裝發(fā)展的建議
3. 1 改進包裝材料
隨著塑料技術(shù)和薄膜制造技術(shù)水平的提高,復(fù)合膜、微孔膜、糧食專用膜的生產(chǎn),將為大米包裝技術(shù)提供更為廣闊的前景。
目前許多學(xué)者把注意力轉(zhuǎn)向多層紙袋包裝,紙張本身具有吸濕性,用紙袋包裝糧食,可以吸收糧食中的多余水分,又能有效防止因環(huán)境潮濕而使糧食受潮。采用多層紙袋包裝,結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理,保證其抗拉強度達到包裝的要求。紙袋包裝無污染,衛(wèi)生可靠,且包裝廢棄物可回收再生,利于環(huán)保。紙包裝印刷性能好,生產(chǎn)廠家可以根據(jù)自己的要求印刷圖案。紙袋中還可充氣,據(jù)試驗,空氣中的二氧化碳氣體含量達到50 %時,對霉變微生物具有強烈的抑制殺滅作用。
多層紙袋抗拉強度較小,屬于小包裝范圍,目前應(yīng)用的較少,還沒有建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及與其配套包裝機的自動化程度等,這些要進一步研究解決。但不管如何,隨著人們對綠色食品要求的越來越迫切,紙袋包裝會越來越得到廣泛應(yīng)用。
3. 2 改進包裝技術(shù)
近年來不少包裝的新技術(shù)也正被應(yīng)用到大米包裝上。如將鈦合金、二氧化硅等半導(dǎo)體作為觸媒摻入聚乙烯薄膜中的光觸媒技術(shù),由于摻入的金屬物在觸媒磷和光的作用下,可發(fā)生觸媒反應(yīng)和光化學(xué)反應(yīng)。這種光觸媒聚乙烯袋盛入大米后,因半導(dǎo)體電子被光能激活處于極高的非平衡狀態(tài),在袋內(nèi)形成溫度上升趨勢,促使大米等糧食體內(nèi)水分子分解,從而達到防蟲、防霉和保鮮的效果。
隨著家庭人口的減少和人們審美觀點的轉(zhuǎn)變,大米運輸、銷售過程中包裝要實行“大改小,重改輕”,向保鮮效果化兼顧多樣化、透明化、美觀化方向發(fā)展。所以小包裝袋是大米包裝發(fā)展的必然趨勢。為創(chuàng)建大米品牌,增加商品附加值,大米的包裝相當(dāng)重要。如何改進材料技術(shù)提高包裝水平,有待進一步研究。
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