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大米真空保鲜包装技术问题及研究
点击次数:1790 发布时间:2012-06-27
  粮食是人类赖以生存的物质基础,随着人们生活水平和生活质量的提高,对粮食的品质要求越来越高。要保证粮食的质量就要涉及到粮食的包装、储存等问题。我国约有20%的粮食属于国家库存,有80%的粮食是农产自己储存,大多农户的储粮是以简单的袋装形式,这些塑料编织袋只能对粮食起到容纳的作用,基本上无法达到防尘、防虫、防鼠的要求,更谈不上有什么保鲜。一部份商品粮在流通、销售和消费过程中,也因包装上的一些问题,而达不到人们所期望的效果。
  
  1、我国大米销售包装的现状
  
  目前,我国的大米销售包装从包装材料上看,主要用塑料编织袋、复合塑料袋作为包装容器,而这些包装袋在运输、装卸、零售等环节存在诸多问题需要解决。使用塑料编织袋来包装粮食,浪费的现象比较严重,一般只能用1-2次,相对成本较高。且包装方式简单,开封后难以再封,不利于较长时间的保存,虫害、霉变现象较为严重。包装材料防潮性差、阻隔性差,粮食易氧化霉变。塑料复合袋是由高阻隔性包装材料复合而成,在一定程度上可以解决粮食的防霉、防虫、保鲜问题,但后处理较难,由于不易降解,使用也受到一定的制约
  
  国内大米的销售包装从包装技术上来看,基本上有2种包装形式,一种为普通包装,利用聚丙烯塑料编织袋对大米进行包装,包装过程中不施加任何保鲜技术,这种包装对大米的防虫、防霉及保鲜的效果差;另外一种用真空包装技术对包装袋进行抽真空,真空包装技术对大米的储存有较好的保鲜作用,但由于大米自身的形状以及真空度的选择不合适,目前大米真空包装选用的真空度一般在-0.07~-0.09kPa之间,只要真空度在这个范围内,出厂都为合格的产品。由于真空度较大,包装材料紧紧包裹大米,由于大米两端较尖,包装袋很容易被米粒扎破,形成针孔,这样包装袋就会漏气,造成真空包装失效。有试验表明,抽气真空度为-0.094MPa的大米包装袋,静止放置,不堆垛,在20天之内包装袋的破漏率为16%,所以高真空度必然造成高破袋率。另外包装袋在流通过程中袋与袋之间的摩擦、碰撞和跌落也很容易造成破袋。据统计真空包装在流通过程中的破袋率达到30%。由于真空包装的问题造成了大米的浪费,给消费者和企业都带来了损失和麻烦。所以在对大米进行保鲜包装的同时要和流通环境结合起来,这样才能取得良好的效果。
  
  2、大米的食用品质
  
  2.1大米的食味
  
  当前国内外评价大米品质着重在4个方面,即:工艺品质、外观品质、食用品质(蒸煮性能与食味)、营养品质。其中食味这一品质,不仅能使人们在感官上享受到愉快,而且直接影响大米的消化、吸收。所以对大米品质评定主要看大米的食味。
  
  大米的食味并不是大米的味道,而是指其蒸煮后的米饭所带来的嗅觉和味觉以及视觉印象的综合反映。食物中的化学成分及其组织结构与食味密切相关,因而不同的食物因其食物中的化学成分及其组织结构不同而具有特殊的味道。大米亦是如此。大米的食味与米的产地、品种、栽培、收割、储藏、加工和米饭的蒸煮方法、过程都有很大的关系。某个环节处理不好,都会影响大米的食味。在大米的生产、流通、销售和科学研究领域如何客观地评价大米的食味是很重要的。我国规定了大米食味评定蒸煮方法,见GB/T15682—1995。
  
  2.2大米在贮藏过程中的品质变化
  
  稻谷去壳得到糙米,糙米再碾去果皮与胚成为大米。大米由于没有谷壳保护,胚乳直接暴露于空间,易受外界因素的影响。因此,大米的贮藏稳定性差。影响大米变质的因素主要是大米含水量、储藏温度和与接触的气体成分等3种主要因素。
  
  大米中脂类的含量范围为0.6%—3.9%,脂类含量直接影响大米食用品质,油脂越高米饭的光泽越好。米饭的香味与米粒中所含不饱和脂肪酸有关。大米中脂肪zui易发生变化,经酯酶的催化作用分解成甘油和脂肪酸,从而使游离的脂肪酸增加,游离的脂肪酸包藏在淀粉直链成分的螺旋结构中,使糊化所需的水分难以通过,淀粉粒的强度增加而引起米饭的硬度增加。同时脂肪酸还可以进一步分解成低级的醛、酮化合物和酸,降低大米的食用品质。因此,在大米贮藏中,常以脂肪酸值作为灵敏指标,测定大米中游离的脂肪酸含量,作为粮食劣变指标。新收获的粮食脂肪酸值一般在15(mgKOH/100g)以内,在贮藏过程中会逐渐增加,在高温、高湿的情况下增加较快。
  
  2.2.2还原糖的变化
  
  大米中含有少量的低分子糖类,如葡萄糖、麦芽糖等,因这些糖类分子含有游离的还原基,因此影响大米的还原性,在适当的条件下易被氧化,严重影响大米的品质。陈米与低温贮藏的米比较,还原糖约多出50%,因此大米中还原糖的变化也反映了大米品质的变化。
  
  2.2.3含水量的变化
  
  大米对水分子的吸附,主要是由于大米内所含极性基团与水分子相作用而导致的。大米表面的水分主要是由吸附作用产生,而内部的水分除自身所含外,主要是由大米的表面向内部扩散而致。因此粮食的含水量和环境湿度有很大的关系,测定大米中的含水量也可以衡量大米的品质。
  
  基于上面所述,对大米中一些成分的测定,可以分析大米品质的变化。大米储藏后主要检测的指标为:脂肪酸的含量、还原糖的含量和水分含量等。
  
  3、真空包装大米的流通特性
  
  衡量包装件在流通过程中抵抗冲击力的能力一般用’脆值’这一参数。在《缓冲包装设计方法》国家标准中,将脆值定义为“产品不发生物理或功能的损伤所能承受的zui大加速度”,一般用重力加速度的倍数G来表示。G值越大,表示产品对外力的承受能力愈强。脆值作为反映产品固有特性的一项指标,是产品承受冲击能力的综合体现。不同真空度包装的大米可以借鉴机电类产品脆值的理论和测定方法,用跌落实验来研究,定义包装袋破袋前的大米包装袋所受的zui大加速度为该真空度下大米真空包装的脆值。
  
  4、大米真空包装zui佳真空度的研究方法
  
  4.1大米真空包装贮藏模拟实验
  
  为研究大米真空包装不同真空度对大米贮藏品质的影响,对大米真空包装进行贮存模拟试验。在实际生产中,大米包装后经仓储、运输、货架销售等环节到达消费者手中,这中间经历的时间大约为40-60天,所以在贮藏模拟试验中贮存时间确定为60天。
  
  大米的生产和销售在任何季节都要进行,一年四季环境的温度和湿度的差别较大,而且不同地理位置的气候差别也很大,在模拟试验中,以zui严酷的贮存条件为依据,以郑州的夏季为例,平均温度为35℃,平均相对湿度为75%。我国的超市或零售商处在对商品进行贮存时没有制冷的设备,商品贮存的条件与外界环境是一致的。因此贮存实验的环境设定为温度为35℃,平均相对湿度为75%。
  
  用多功能真空充气包装机对已定量的大米进行包装,真空度的调节用抽真空的时间来控制。在抽真空的过程中要记录真空表的读数。在真空度的选择上,企业所使用的真空度为—0.叮--0.09MPa,参考企业所使用的真空度,真空度的选择可以为-0.09MPa、-0.07MPa、-006MPa、-0.05MPa、-0.04MPa和OMPa。把包装后的大米静止放在实验台上半天到一天时间,察包装袋是否漏气,挑选包装完好的大米放入恒温恒湿箱中进行储藏实验。
  
  每隔10天取出,检验大米的信用品质,检验的方法可以用蒸煮实验检验大米的品质,同时可以检测大米的化学成分来评价大米的品质,检测是要根据国家标准来检测:燕煮实验按GB/T15682-1995;脂肪酸按GB5510-85方法测定;还原糖按GB5513-85方法测定;含水量按GB5497名5方法测定。
  
  4.2大米真空包装流通模拟实验
  
  为和真实的真空包装大米相一致,在流通模拟实验中,包装重量为2.5kg大米的真空包装,包装的方法和贮藏试验中相同。用跌落实验机检测不同真空度大米包装的脆值来研究不同真空度的大米包装,在流通过程中对冲击外力的抵抗能力。同时在流通中考虑到振动对包装件引起的破坏,用振动实验台检测不同真空度的大米包装的“振动脆值”或“耐振度”。
  
  4.3大米真空包装真空度的优化设计
  
  为研究结合流通环境,大米真空包装zui佳真空度,需要建立优化的数学模型,在建立时可以用MATLAB软件。在贮存模拟实验中,可以建立在货价期真空度与大米品质、真空度与脂肪酸、真空度与还原糖及真空度和含水量之间的函数关系。在流通模拟实验中可以建立真空度与脆值的函数关系。因为脆值和大米的食味值都是无量纲的量,所以两者相加求极大值可以作为优化设计数学模型中的目标函数;以真空度与脂肪酸、真空度与还原糖及真空度和含水量之间的函数作为约束条件,用现代优化设计的方法解出结合流通环境大米真空包装zui佳的真空度。
  
  5、结语
  
  把包装技术和流通环境结合起来研究大米真空包装有很大的实际意义,用此方法研究出的真空度既能在货价期内保持大米的食用品质,又能很好地减少流通过程中的浪费。(end)
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