留胚米的保鮮包裝技術(shù)

張朝富，李志方，楊會(huì)賓

(1.國(guó)糧武漢科學(xué)研究設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430079； 2.國(guó)家糧食局谷物加工工程技術(shù)中心，湖北 武漢 430079)

?

留胚米的保鮮包裝技術(shù)

張朝富1,2，李志方1,2，楊會(huì)賓1,2

(1.國(guó)糧武漢科學(xué)研究設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430079； 2.國(guó)家糧食局谷物加工工程技術(shù)中心，湖北 武漢 430079)

留胚米所含有的豐富營(yíng)養(yǎng)正在被越來(lái)越多的人所認(rèn)知，其保鮮包裝技術(shù)是生產(chǎn)中的關(guān)鍵問(wèn)題之一。在分析了留胚米營(yíng)養(yǎng)特性的基礎(chǔ)上，對(duì)包裝材料、包裝形式、包裝設(shè)備和保鮮原理進(jìn)行了全面的闡述，建議留胚米的包裝最好采用真空包裝來(lái)隔絕氧氣，減少微生物的滋生，以保證留胚米的食用品質(zhì)。

留胚米；保鮮；真空包裝；充氣包裝

1 留胚米的特性

大米是人類的主要食品之一。通常，大米都被加工成了精制大米作為主食，全國(guó)年均消費(fèi)精制大米1.2億t左右。在精制大米加工的過(guò)程中，胚和米糠都被盡可能的去除了，而大米中所含的許多天然營(yíng)養(yǎng)素也隨著胚和米糠的去除而流失，大米的加工精度越高，營(yíng)養(yǎng)素的流失就越大。隨著消費(fèi)者對(duì)大米認(rèn)知的改變，對(duì)健康、營(yíng)養(yǎng)大米的需求越來(lái)越多。目前，市場(chǎng)上的成品大米基本不含胚，而胚對(duì)大米的口感基本沒(méi)有影響。留胚米也稱胚芽米，一般是指留胚率在80%以上，或米胚質(zhì)量占2%以上的大米，其營(yíng)養(yǎng)成分普遍高于精米，尤其是脂肪、蛋白質(zhì)、維生素B1、維生素B2和維生素E，分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 留胚米與精米的營(yíng)養(yǎng)成分[1] mg/100 g

由表1可見(jiàn)，留胚米相比精米而言，各種營(yíng)養(yǎng)成分的含量都相對(duì)高一些，特別是脂肪的含量是精米的5倍還多。在普通包裝的情況下，一段時(shí)間后，由于米胚中脂肪和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量較高及大米自身的呼吸作用，在溫度、水分含量適宜的條件下，容易滋生微生物和酸敗，影響大米的品質(zhì)和安全。

2 留胚米的包裝

大米包裝的基本要求是防蟲(chóng)、防霉、保鮮和取用方便。對(duì)留胚米而言，保鮮是包裝的重中之重。對(duì)留胚米包裝影響較大的因素主要有兩種：一是包裝材料，二是包裝技術(shù)。

2.1 包裝材料

早期，大米包裝材料常采用麻袋、布袋、塑料編織袋和紙袋等，以大包裝為主，每袋質(zhì)量都在25 kg以上，但是其氣密性較差。留胚米由于其加工的特殊性導(dǎo)致極易變質(zhì)的特點(diǎn)，應(yīng)用傳統(tǒng)的包裝材料難以達(dá)到延長(zhǎng)保質(zhì)期的目的。據(jù)報(bào)道，紙袋包裝的留胚米在儲(chǔ)藏30 d后，脂肪酸值就達(dá)到34.51 mgKOH/(100 g干基)，接近酸敗的臨界值[2]。目前，普通大米的大包裝仍有采用塑料編織袋包裝。

近年來(lái)，隨著人們對(duì)大米質(zhì)量和安全的要求越來(lái)越高，大米包裝材料也有重大改進(jìn)。目前，國(guó)內(nèi)大米加工企業(yè)一般采用PE/PP/PA復(fù)合的塑料包裝袋。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，一些新的技術(shù)和材料也逐漸用在大米保鮮上，例如多功能保鮮材料、聚偏二氯乙烯(PVDC)、新型紙袋以及名叫“奇克倫”的塑料制成的強(qiáng)密封性大米功能性保鮮包裝袋等[3]，聚偏二氯乙烯包裝材料，其氧氣、水汽透過(guò)性低，性能要優(yōu)于PE/PP/PA復(fù)合包裝材料，能更好的延長(zhǎng)大米的保質(zhì)期，但其價(jià)格高于PE/PP/PA等復(fù)合材料[4]。

留胚米由于自身的特性，常采用0.5～5 kg的包裝袋真空或充CO2氣體包裝。因此對(duì)包裝材料的氣密性要求較高。其中0.5～2.5 kg的包裝一般采用六面真空整形包裝，2.5～5 kg一般采用兩面整形真空包裝。

目前常用的留胚米包裝規(guī)格和包裝材料見(jiàn)表2。

表2 常用真空包裝袋的尺寸

2.2 包裝技術(shù)

隨著大米加工行業(yè)的高速發(fā)展，大米包裝設(shè)備也從技術(shù)較為落后、性能穩(wěn)定能差、功能簡(jiǎn)單包裝設(shè)備發(fā)展到目前含計(jì)量、抽氣、充氣等多功能的設(shè)備。含氣包裝是目前大米包裝最常采用的包裝技術(shù)；真空包裝是將裝米后的包裝袋抽成真空，且包裝袋有良好的隔氧性，以保持包裝袋內(nèi)的真空狀態(tài)；充氣包裝是指在裝米后的包裝袋內(nèi)充入CO2或N2等惰性氣體置換袋內(nèi)的空氣，來(lái)實(shí)現(xiàn)隔絕氧氣達(dá)到保鮮目的的辦法[5]。

2.2.1 保鮮包裝工藝

過(guò)去，充氣包裝和抽真空包裝的包裝設(shè)備自動(dòng)化程度較低，而是依靠人工逐包操作，嚴(yán)重制約了包裝的產(chǎn)量和效率。隨著大米加工業(yè)的迅速發(fā)展，全自動(dòng)包裝生產(chǎn)線也應(yīng)運(yùn)而生。

全自動(dòng)包裝生產(chǎn)線主要由包裝倉(cāng)、計(jì)量秤、自動(dòng)上袋機(jī)、自動(dòng)封口機(jī)、自動(dòng)上包機(jī)、真空整形機(jī)、開(kāi)箱機(jī)、裝箱機(jī)、封箱機(jī)、自動(dòng)碼垛機(jī)、機(jī)械手、輔助輸送設(shè)備等組成。全自動(dòng)包裝生產(chǎn)線基本能實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作，提高生產(chǎn)效率，減少人工。后期隨著發(fā)展配合立體化倉(cāng)庫(kù)的使用，包裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度會(huì)越來(lái)越高。包裝工藝見(jiàn)圖1。

圖1 全自動(dòng)包裝生產(chǎn)線

2.2.2 留胚米保鮮包裝的原理和設(shè)備

目前，留胚米的包裝形式主要有抽真空包裝和充氣體包裝兩種。真空包裝因?yàn)榘b袋內(nèi)基本上是無(wú)氧狀態(tài)，霉菌、好氧性細(xì)菌等無(wú)法在包裝袋內(nèi)存活和增殖，從而保證留胚米的品質(zhì)；其包裝呈密實(shí)硬塊，能抗壓防潮，不怕雨淋，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。留胚米的充氣包裝常采用CO2充氣包裝，又稱冬眠密實(shí)包裝。大米包裝袋中充入CO2后，靜置12 h，大米由于呼吸作用會(huì)吸附CO2，而CO2能有效的抑制呼吸，防止脂肪的分解和氧化，當(dāng)大米吸附CO2后即處于休眠狀態(tài)，從而延長(zhǎng)保質(zhì)期[6]。

2.2.2.1 保鮮包裝的原理與特點(diǎn)

真空包裝：通過(guò)降低儲(chǔ)藏環(huán)境的氧氣濃度，抑制大米的呼吸強(qiáng)度和霉菌的繁殖，防止大米陳變、發(fā)霉、生蟲(chóng)等，更好的保持大米的品質(zhì)。目前，大米真空包裝選用真空度一般在-0.07～-0.09 MPa[7]。多個(gè)試驗(yàn)表明：真空度在-0.07 MPa附近時(shí)大米保存的營(yíng)養(yǎng)成分和食用品質(zhì)最好。儲(chǔ)存時(shí)間60～120 d，大米的水分含量基本保持不變，可有效抑制大米的陳化速度[8]。

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，導(dǎo)致真空包裝失效。包裝袋在流通過(guò)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(duì)大米進(jìn)行保鮮包裝的同時(shí)要和流通環(huán)境結(jié)合起來(lái)，這樣才能取得良好的效果。

充氣包裝:常用于食品包裝的填充氣體有：CO2、N2、SO2、CO等。而用于留胚米的填充氣體一般是CO2和N2，它們都是對(duì)大米無(wú)害的氣體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。由于大米的生物活性，大米具有吸附CO2的能力，所以留胚米的包裝最常采用的填充氣體是CO2。大米在吸收CO2后形成保護(hù)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(duì)較小，延長(zhǎng)了有效保質(zhì)期。

氮?dú)?N2)：N2本身是惰性氣體，對(duì)抑制微生物繁殖沒(méi)什么作用，但對(duì)大米品質(zhì)也無(wú)害。N2一般只是作為包裝充填劑，相對(duì)減少包裝內(nèi)氧氣濃度，主要是通過(guò)隔絕氧氣來(lái)實(shí)現(xiàn)阻止嗜氧微生物繁殖。

二氧化碳(CO2)：CO2是充氣包裝中用以保護(hù)大米的最重要的氣體。CO2對(duì)霉菌和酶有較強(qiáng)的抑制作用，對(duì)嗜氧菌有“毒害”作用。高濃度CO2(如大于50%CO2)對(duì)嗜氧菌和霉菌有明顯的抑制和殺滅作用。

微生物活性與環(huán)境溫度有關(guān)，如溫度上升10℃，致腐微生物繁育率可增長(zhǎng)4～6倍，大米呼吸強(qiáng)度也可增加3倍。因此，貯藏溫度是大米貯藏的關(guān)鍵因素。通常，包裝袋內(nèi)不會(huì)處于絕對(duì)的無(wú)氧狀態(tài)，充氣包裝大米需要與低溫儲(chǔ)藏相結(jié)合，才能達(dá)到更好的保鮮目的。

2.2.2.2 常用大米保鮮包裝機(jī)

目前，常用大米保鮮包裝機(jī)分為真空包裝機(jī)和充氣包裝機(jī)兩種機(jī)型。

抽真空包裝機(jī)：抽真空包裝機(jī)一般又分為兩面真空整形包裝機(jī)和六面真空整形包裝機(jī)，兩面真空包裝機(jī)主要應(yīng)用于2.5～5 kg的包裝，六面真空包裝機(jī)一般應(yīng)用于0.5～2.5 kg的包裝。一般由計(jì)量機(jī)構(gòu)、真空室、封口機(jī)構(gòu)、以及配套的輸送設(shè)備組成。主要由套袋、稱重、灌裝、整形、抽真空、熱封口、卸袋和輸送等機(jī)構(gòu)組成。將大米包裝袋置于真空室內(nèi)，啟動(dòng)真空泵將真空室抽真空，包裝袋內(nèi)同時(shí)抽真空，然后在真空的狀態(tài)下封口，最后通過(guò)兩面整形或六面整形機(jī)構(gòu)(主要是通過(guò)拍打和渦輪式空氣振動(dòng)器)使包裝袋平整一致。

充氣包裝機(jī)：充氣包裝機(jī)一般應(yīng)用于2.5～5 kg的包裝。一般由計(jì)量機(jī)構(gòu)、充氣機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)、以及配套的輸送設(shè)備組成。通過(guò)計(jì)量機(jī)構(gòu)將留胚米裝入包裝袋中，將包裝袋套在充氣嘴上，由于通常充入的氣體是CO2，其密度比空氣大，充入氣體后空氣會(huì)被排出，空氣排盡后經(jīng)密封裝置密封。

目前，隨著大米加工行業(yè)的發(fā)展，大米包裝機(jī)的技術(shù)也越來(lái)越成熟，包裝效率更高，智能化程度也越來(lái)越高，功能越來(lái)越齊全。包裝機(jī)已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)抽真空、充氣一體化，兩面整形包裝、六面整形包裝一體化，如圖2和表3所示。

3 結(jié)論與建議

留胚米不易保存的原因主要在脂肪和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較高，在一定的溫度和濕度下，容易滋生微生物和酸敗?？梢酝ㄟ^(guò)抽真空包裝或充氣體的包裝方法，隔絕氧氣，防止微生物的滋生，來(lái)達(dá)到保鮮的目的。

綜上所述，留胚米真空包裝和充氣包裝的成功應(yīng)用，主要取決于三個(gè)工藝要素：①包裝材料或包裝容器的氣密性；②包裝工藝和包裝設(shè)備的選用。由于充氣(CO2)包裝在留胚米吸收CO2后，包裝袋不規(guī)則，不方便儲(chǔ)運(yùn)，所以留胚米包裝建議采用兩面或六面抽真空包裝，包裝材料建議選用PE。

圖2 LZB-700-R7 全自動(dòng)立體真空包裝機(jī)

表3 LZB-700-R7 全自動(dòng)立體真空包裝機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

[1] 朱永義．留胚米的營(yíng)養(yǎng)、生產(chǎn)及食用方法[J]．糧食與飼料工業(yè)，2011(5):31-32．

[2] 嚴(yán) 松，孟慶紅，高 揚(yáng)，等．儲(chǔ)藏調(diào)控方法對(duì)留胚米品質(zhì)的影響[J]．食品與機(jī)械，2016(8)：119-123．

[3] LIU Wen-bin,QIU Qi-hao,WANG Jun,et al.Curing kinetics and properties of epoxy resin-fluorenyl diamine systems[J].Polymer,2008,49(20):4 399-4 405.

[4] 李 闖，孔繁東，劉兆芳．不同包裝材料對(duì)大米恒溫恒濕貯藏品質(zhì)的影響[J]．糧食與飼料工業(yè)，2017(5):5-8．

[5] 高占爭(zhēng)，謝 ?。竺椎臍庹{(diào)保鮮[J] ．糧食與飼料工業(yè)，2007(7)：5-6.

[6] 魏延梅、陳為旭．大米小包裝保鮮技術(shù)研究[J] ．中國(guó)包裝工業(yè)，2002(92):38-39．

[7] 劉國(guó)鋒,徐雪萌,王德東．不同真空度對(duì)真空包裝大米食用品質(zhì)影響的研究[J] ．包裝工程,2005,26(4):30-31．

[8] 姜 平,張 暉,王 立,等．不同包裝方法下大米儲(chǔ)藏品質(zhì)的變化研究[J] ．糧食與飼料工業(yè)，2012(2):38-39．

(責(zé)任編輯:俞蘭苓)

Packaging preservation technology of embryo rice

ZHANG Chao-fu1,2,LI Zhi-fang1,2,YANG Hui-bin1,2

(1.China Grain Wuhan Science Research and Design Institute Co.,Ltd.,Wuhan 430079,China;2.Grain Processing Engineering Technology Center,State Grain Administration,Wuhan 430079,China)

More and more people are aware of the nutrition of embryo rice.And the packaging preservation technology is one of the key steps in production.Based on the analysis of nutrition properties of embryo rice,we overviewed the packaging material,form,machine and preservation principle,and suggested using vacuum packaging or gas-filled packaging to isolate the oxygen and reduce the multiplication of microorganisms,in order to ensure the quality of the embryo rice.

embryo rice;preservation;vacuum packaging;gas-filled packaging

2016-12-23；

2017-05-03

受糧食公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：201513003)。

張朝富(1981-)，男，工程師，研究方向?yàn)榧Z食、食品科學(xué)與工程。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.06.001

TS212.4

A

1003-6202(2017)06-0001-03