大米包裝保鮮技術研究進展

遲吉捷

（遼寧省農業科學院食品與加工研究所，遼寧沈陽110161）

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

1 包裝材料對大米保鮮的影響

1.1 紙袋及不同塑料包裝材料

秦永喜等[4]研究了溫度對使用編織袋和不同阻隔性能材料的大米品質的影響，結果表明，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大米明顯能延緩大米的品質變化，說明高阻隔性的包裝材料能較好地保證大米的品質，延長大米的保質期。李喜宏等[5]研究了具有不同透氣性的P V C保鮮膜對大米儲藏品質的影響。結果表明，塑料薄膜M A小包裝處理對大米的陳化有顯著的調控作用。厚度0.03 mm保鮮袋儲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P EP（PE/PA/PE）材料和高阻隔性E VO H包裝材料對新鮮大米品質的影響。結果表明，與P E P材料相比，EVOH復合材料具有更強的阻隔水、氣的能力，能較好保持儲藏過程大米水分，減緩前期還原糖和脂肪酸的積累；同時，EVOH復合材料對大米表面霉菌生長具有更好的抑制作用，但為大米表面兼性厭氧菌生長提供了相對有利條件；相對于P E P材料，EVOH材料包裝大米食味品質較差，真空包裝條件下，EVOH材料包裝大米光澤、香氣、味道等指標下降幅度較大，且儲藏后期更為明顯。李闖[8-9]研究了PVDC、復合PE/PP/PA材料對大米儲藏品質的變化情況。結果表明，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，常溫儲藏120 d時有下降趨勢，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合包裝。因此，低通透性的PVDC材料比復合PE/PP/PA材料更有利于減緩大米陳化及品質劣變的發生。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大米進行了真空包裝，測定了不同儲藏時間下大米的相關品質指標。結果表明，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、大米附著性等指標的變化，保持咀嚼性相對穩定，說明高阻隔性包裝材料能有效延緩大米在儲藏期間的品質劣變。

安紅周等[11]對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種大米的儲藏特性進行了比較研究。結果發現，2種包裝材料對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相對更好一些。徐景峰等[12]研究了在高溫高濕條件下，4種儲糧害蟲對7種常見大米包裝材料（PE、PP）的鉆蛀能力進行了研究。結果表明，雙面覆膜打孔包裝與單面覆膜打孔包裝抗蟲性差，對不同蟲態的4種儲糧害蟲均無防御作用。雙面覆膜不打孔包裝、雙面覆膜帶內襯包裝、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）對大米脂肪酸值的影響。結果表明，P A20絲厚度時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。復合材料的包裝在儲藏150 d時脂肪酸含量最低，具有較好的保鮮效果。徐長妍等[14]研究了5種包裝材料對2種大米在儲藏過程中的透濕性能的影響。結果表明，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藏大米的水分減少主要發生在前1個月內；采用BOPP/PA/EVOH/PE復合塑料袋材料包裝貯藏大米的保鮮效果最好。

Supaporn等[15]以發芽蒸谷米為研究對象，研究了包裝材料（聚酰胺-聚乙烯（PAPE）、鋁層-聚乙烯（ALPE）、氧氣、溫度等貯藏條件對發芽蒸谷米理化性質、生物活性物質、抗氧化活性、感官品質及微生物學特性的影響。結果表明，ALPE包裝在真空低溫貯藏可以有效地延緩生物活性物質的降解、理化性質的改變和酸敗。含水量和水分活度在30℃PAPE冷藏袋中持續下降，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芽蒸谷米的顏色。此外，在所有測試條件下，發芽蒸谷米的細菌計數、酵母和霉菌計數和黃曲霉毒素含量均未超過泰國的標準。

1.2 納米包裝

曹崇江等[16]研究了含納米A g-Ti O2聚乙烯包裝材料對大米儲藏過程中防霉效果的影響。結果發現，在3個月儲藏期內，納米復合包裝儲藏的大米品質變化明顯低于普通包裝，同時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穩定。侯耀玲[17]對比研究了4種包裝材料對大米保鮮的作用效果。試驗結果表明，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。在儲藏期內，脂肪酸值和還原糖含量均呈現先上升后下降的趨勢，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，測得含A g納米包裝的大米，還原糖一直穩定處于低含量的狀態，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構品質等方面的表現也更為突出。

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大米保鮮品質的影響。結果表明，納米包裝袋能夠明顯抑制霉菌的生長、過氧化氫酶活力下降和過氧化物的產生，降低脂肪和蛋白的氧化，有效保持大米的色澤和風味。李莉等[20-21]研究了納米抗菌包裝與普通包裝對抑制大米霉菌繁殖及保鮮效果的影響。結果表明，納米抗菌包裝材料在惡劣儲藏條件下更能對大米有延緩陳化的作用，從而更有效地延緩大米品質的變化。

2 包裝方式對大米保鮮的影響

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大米的包裝只能起到容納的作用，很難起到對大米防蟲、防霉的保鮮效果，因這些普通包裝成本較低，目前在國內相對還應用比較廣泛[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種方式對大米儲藏過程中的儲藏品質、食用品質、脂類、微觀結構以及揮發性成分等品質指標的影響。結果表明，3種包裝方式對大米儲藏保鮮效果的排序為：抽真空>自然密閉缺氧>編織袋。3種包裝方式下2-戊基-呋喃每個時期均被檢測出，編織袋包裝的大米產生較明顯的油脂氧化的異味，陳化最為嚴重，自然密閉缺氧次之，抽真空能有效延緩大米品質陳化的速率。劉軍等[26]對新鮮大米的低溫儲藏試驗發現，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度，同時也可以防止蟲害產生，但會在一定程度上增加大米脂肪酸含量和大米米飯硬度，相對于常溫儲藏，真空包裝方式與普通密封方式相比能有效防止大米發生蟲害、變味等不利變化，常溫儲藏條件下真空包裝為最佳儲藏方式。

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境中，研究儲藏期對大米品質的影響。結果發現，采用真空P ET包裝的大米，相較于其余樣品，其吸水率更低，其米湯所對應的p H以及碘藍值都要明顯高于其他2個樣品。普通P ET包裝和普通共擠膜包裝兩者對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藏環境條件下主要品質指標的變化。結果表明，解除真空包裝后大米在各模擬儲藏條件下微生物活性等指標都隨儲藏時間延長而增加。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藏品質的變化，發現真空包裝是延緩大米品質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算方法，并同時進行了真空保鮮包裝試驗。結果表明，該計算方程可以很好地反映大米包裝內部的變化，通過包裝保鮮試驗，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）和不同氣調包裝（C O2和N2）對2種糯米理化性能的影響，并與非糯米進行了比較。結果表明，在真空和C O2或N2環境下，大米陳化變化不明顯。表面分析表明，N2和C O2儲存的糯米在6個月的儲藏過程中延緩了表明微分子的轉變，并維持了表面的淀粉/蛋白/脂質的比例。此外，真空儲存的糯米在煮熟后仍能保持脂質和較低比例的蛋白質。N2和C O2氣調包裝使糊化溫度升高，但最終黏度顯著降低。這些發現與熱分析結果吻合。通過T M C T裝置進行的蒸煮和質構特性分析發現，氣調貯藏對老化引起的糯米飯蒸煮品質和黏度變化有一定的延緩作用。在所有的貯藏條件中，真空貯藏相對較好地保持了糯米的品質。

2.3 氣調包裝

Hawa等[32]研究了3種氣調包裝方式（99.56%C O2、100%N2和自然空氣）對儲藏大米的重量損失、水分含量、密度、質構、碳水化合物以及風味色澤等指標變化的影響。結果表明，氮氣包裝可以明顯減低重量損失、水分含量和密度，而質構、碳水化合物、風味色澤相對比較穩定。二氧化碳氣調儲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氣和二氧化碳密封袋中儲藏200 d，測定其水分、脂肪酸、過氧化氫酶、還原糖等指標。結果表明采用混合氣體儲藏要優于單一氣體對大米的保鮮效果，以1∶1的氣體比例進行填充時大米保鮮效果最好，尤其在低溫5℃的環境下，大米理化指標變化程度均較小，基本可以保持穩定。李佐同[35]也對大米做了相同的氣調儲藏研究，結果證實了當氮氣和二氧化碳氣體比例為1∶1時，其脂肪酸值和還原糖含量的變化均較小，最有利于儲藏大米。于莉等[36]對采用編織袋、自然缺氧、真空（0.01 MPa）、充混合氣體包裝（C O2∶N2=80∶20）的大米儲藏效果進行了試驗。結果表明，充氣和真空包裝對大米品質保持效果較好，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大米儲藏效果的影響。結果表明，真空及氣調包裝對大米含水量變化影響較小；充C O2和真空包裝對大米的品質保持效果最顯著。侯耀玲[17]比較分析了充100%C O2氣調包裝和抽-0.07 M P a真空包裝2種不同氣調包裝方式對大米儲藏品質的影響。結果表明，充C O2氣調包裝和抽真空包裝能夠較好地抑制大米水分的變化，真空包裝對大米的綜合保鮮效果要好于充C O2氣調包裝，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氣調包裝的大米在開封后，在高溫條件下其品質指標的變化情況。結果表明，隨著儲藏時間的延長，解除氣調后大米的脂肪酸值等指標逐漸增加，過氧化物酶活性逐漸減小。馬記紅[39]又補充研究了解除氣調后大米的質構特性以及食味品質的變化情況。張智等[40]考察了小包裝大米在不同氣調包裝方式下儲藏相應時間后大米品質指標的變化。結果發現，其中采用低溫、復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構，較好地延緩大米的品質劣變。王春蓮等[41]同樣也對不同包裝條件下大米的品質變化進行了研究。試驗得出，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的下降。研究結果表明，真空包裝與充100%C O2包裝均能達到大米儲藏保鮮的效果。

2.4 硅窗氣調包裝

硅窗氣調是利用內容物自身的呼吸作用，利用有機硅薄膜良好的透氣性能和對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調控，避免無氧呼吸及有害氣體的積累，減緩大米品質變劣[42]。肖榕暉等[43]對比了采用氣體比例為O2∶C O2∶N2=1∶2∶17的硅窗氣調包裝、真空包裝和編織袋包裝對大米儲藏品質的影響。結果表明，硅窗氣調包裝可以有效延緩大米的品質變化過程，提高對大米的保鮮效果。

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大米儲藏品質的影響。結果發現，真空包裝結合竹炭對抑制大米陳化，保證大米品質的效果最好。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、儲藏期內還原糖上升幅度較小。

3 小結

稻谷在常規儲藏過程中極易受到微生物的侵染，導致稻谷發生霉變等病害問題。而不適宜的儲藏環境也會使稻谷的內部成分發生不同程度的改變，加快稻谷的陳化[24，45]。因此，根據當地氣候條件，采取適宜的防治手段，保證稻米可以順利過夏，并在儲藏期內盡量保持生理生化指標的穩定。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變劣，獲得更長的儲藏時間。

同時，今后要重點針對大米的儲藏進行深入研究，可以將包裝與多種儲藏技術相結合來減緩稻米陳化，例如通過將包裝材料與干燥技術、儲藏技術相結合等方式。另外，有研究表明在相同儲藏環境和包裝方式下，秈稻比粳稻更易儲藏，其間存在復雜的遺傳學性狀。目前，對于稻米的遺傳機理并沒有產生明確的結論，在接下來的研究中，可以關注稻米陳化的遺傳機理，從基因上根本改善稻米品質，增強稻米的耐儲性。