陆益钡，朱乐天，吕春霞，杨华，张慧恩，曹少谦，戚向阳

(浙江万里学院 生物与环境学院，浙江 宁波，315100)

我国是大米消耗大国，但在大米贮藏上还较为传统，以常温贮藏为主，但是这种贮藏方式会导致大米的品质损害严重，无法保证大米的食用质量，也无法进行较长时间的贮藏。大型的大米加工厂会用标准的粮仓贮藏，但会存在量过大、保存不妥当以及贮存质量稳定性不高等问题[1]。研究发现，对大米保鲜具效果最好的当属低温贮藏。不过需营造达标的低温环境，并且维持在低温标准，需要投入大量的费用，大多数储粮厂负担不起，目前并不能大范围地推广使用。气调贮藏囊括了多种不同技术，如真空、充CO2或N2等[2]。尤其是在小包装技术的推动下，大米保鲜工程里，气调贮藏的应用越发广泛。

目前，国内在进行大米包装时，选用材料较为固定，多是塑料编织袋，又或是复合塑料袋，少数也采用纳米材料。其中，塑料编织袋是最简单的一种包装方式，但其防潮性与阻隔性欠佳，大米霉变的概率大幅度增加。复合塑料袋是通过多层塑料复合而成的，所用材料以乙烯醇共聚物(ethylene vinyl alcohol copolymer，EVOH)、聚苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)以及聚乙烯(polyethylene，PE)为主，能很好地将大米与外界环境阻隔开。当前市面上销售的大米包装袋，多采用的是复合塑料袋，并通常用真空或者充气等技术来配合使用。本实验的大米样品采用新收割的珍珠米，将大米分装后放入高温高湿的环境中，加速大米的陈化，并选用真空PET包装、普通PET包装、普通共挤膜包装3种不同包装方式对大米进行贮藏，每隔7 d对大米的各项指标进行检测，探究包装方式对大米品质的影响。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

珍珠大米，PET包装袋，共挤膜包装袋；0.5 mol/L HCl溶液，2 g/L KI-I2溶液。

1.2 仪器与设备

JW-HS-2001恒温恒湿箱，上海巨为仪器设备有限公司；TA-XT Plus物性分析仪，美国FTC公司；UV-3200PCS紫外分光光度计，上海美谱达仪器有限公司；AL204电子天平，梅特勒-托利多仪器上海厂；CR-400色差计，日本柯尼卡美能达；精密pH计，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；DZ-260台式真空包装机，剑圣包装机械厂；J-26XP离心机，美国贝克曼库尔特。

1.3 实验方法

1.3. 样品的处理

设定将5 kg大米分别采用A[真空塑料袋(真空PET)]、B[涤纶树脂(PET)]、C(共挤膜)进行包装，分装成12袋，每个不同的包装袋装4份,并将样品依次放入温度为(37±2) ℃，相对湿度在(90±2)%的恒温恒湿箱里，该贮藏条件有利于加速大米的陈化。开始计时，以7 d为1个周期，每7 d取出一定的样品进行各个指标的测定。

1.3.2 大米质构的测定

根据郭兴凤等[3]的方法，并略作修改。称取300 g大米样品用蒸馏水淘洗3次后，置于电饭锅中，加入210 mL的蒸馏水，开始蒸煮，电饭锅蒸煮完成后再保温10 min。每次测定时，去掉最上面以及最下面的那层米饭，在位于中间层的块状米饭里随机取出3块后置于称量纸之上，再放于质构仪载物台上。所有的样品重复测定6次，舍去最大与最小值，用留下的4次结果均值表示测定结果。质构仪测量时按以下参数进行设定：P/36探头；压缩比：75%；strain模式。此外，触发点设置为10 g，测试循环数设置为1，测试前、中、后三者的速度分别为1、0.5与1 mm/s，每次测试所具的间隔时间设置为5 s；在此测试中，需要测试的指标分别是：硬度、弹性、黏着度、凝聚性。

1.3.3 大米色差的测定

色差测定以LEELAYUTHSOONTOM等[4]的方法为依据，并略作修改，按3个色彩空间进行测定与表述，分别是L*、a*以及b*。借助仪器，能准确测定3个空间值。此法所用的3个空间，表示的意义不同：(1)L*代表的是亮度参数(此空间内，黑色用0表示，白色用100表示)；(2)a*代表的是红色趋势参数(此空间内，红色增加用+a*方向进行表示，绿色增加则用-a*方向表示)；(3)b*代表的是黄色趋势参数(在此空间里，黄色增加用+b*方向表示，蓝色增加则用-b*方向进行表示)，所有样品的测定值皆为6次平行结果的均值。大米的白度计算如公式(1)所示：

W=100-[(100-L*)2+(a*)2+(b*)2]1/2

(1)

1.3.4 大米的蒸煮特性测定

根据马涛等[5-7]的实验方法并稍作改变，测定大米的吸水率、米汤对应的pH值和碘蓝值。

1.3.4.1 大米的吸水率测定

取10 g样品，记为W0，淘洗5次后，再用蒸馏水冲洗1次，放入电饭锅中，加入过量的蒸馏水后，进行煮沸，煮沸开始计时20 min。蒸煮之后取出大米置于纱布上，并将之悬于烧杯上部，待其中的米汤尽数滴下后，将大米平摊于纱布上，冷却至室温后进行称重,记为W1，吸水率计算如公式(2)所示：

(2)

1.3.4.2 米汤pH值的测定

烧杯里的米汤冷却后，对其进行pH值的检测。

1.3.4.3 米汤碘蓝值的测定

将烧杯内的米汤取出，对其进行稀释(100 mL)，然后离心，离心完成后，取上清液1 mL移至100 mL容量瓶内，加50 mL蒸馏水，5 mL HCl(0.5 mol/L)、1 mL KI-I2(2 g/L)溶液，最后定容。并配制蒸馏水的空白对照溶液，步骤与待测样品的制备完全相同。置于660 nm波长下进行吸光度的测定，经换算后可得样品的碘蓝值。

2 结果与分析

2.1 三种包装方式对大米质构品质的影响

2.1.1 硬度的变化

通过对图1的分析可以看出，其硬度变化与贮藏时间成正相关，即时间越长，硬度变化越大。其中真空包装的大米样品从0.95 N变为4.03 N，PET包装的大米样品从0.95 N变为4.40 N，共挤包装的大米样品从0.95 N变化到4.35 N。其中真空PET包装大米的硬度变化最小，对大米陈化情况有一定的缓解。普通PET包装和共挤包装的大米硬度变化差别较小，普通PET包装的效果略比共挤包装好。研究表明，米饭硬度受大米脂肪酸含量的影响显著，脂肪酶会对大米里所含的脂肪进行催化分解，使其变为甘油以及游离脂肪酸，而后者将会被直链淀粉所包裹，因此在大米进行蒸煮的时候，水分子难以渗入，淀粉颗粒便会拥有更高的强度，米饭口感就会更硬[8]。大米通过贮藏老化加剧，游离脂肪酸将与直链淀粉形成复合物，会阻碍淀粉的糊化。另外有研究人员发现蛋白质二硫键网络结构与大米的硬度有所关联。在贮藏期间，大米中淀粉发生老化且随着贮藏时间延长而加剧，老化后的淀粉与蛋白质的结合紧密从而令米线硬度增大[9]。VANNA等[10]提出,淀粉-脂质复合物会致使糊化温度升高。因此随着贮藏时间的延长, 蒸煮之后的米饭硬度也越来越大。在张亚荣等[11]的研究中，大米在贮藏后期，籽粒的完整性是难以保证的，大米经蒸煮之后，会发生膨胀，吸水率也有所提高，米饭会因此散开导致其硬度下降。

2.1.2 弹性的变化

（2）针对目前硫磺装置在开停工过程或紧急情况下的SO2超标问题，为保证烟气SO2稳定达标排放，减少废水、废碱渣和冒白烟等现象的产生，建议结合双塔吸收工艺优点与后碱洗工艺的特点，能够有效降低和解决这些问题。

米饭弹性的定义是：对米饭进行彻底的挤压后，其在规定时间内所具有的形变恢复能力。弹性是对于米饭的1个重要指标，弹性越大，米饭越有嚼劲，且弹性一般与大米的品种有关。由图2可知，经蒸煮之后，大米的弹性与贮藏时间呈负相关，即时间越长，弹性越小。但是米饭弹性变化的范围相对较小，小于3 mm，其中真空PET包装的大米样品甚至小于2 mm，从 5.13 mm降低到3.24 mm，其余2种包装之间的差别较小，分别从5.13 mm降低到2.65、2.54 mm。在第14天到第21天期间，弹性下降程度比较明显，而在第14天之前变化比较平缓。有研究推测，大米之所以会出现弹性下降，是因为其腹部与背部的吸水存在很大差异，这样就会使米粒表面发生龟裂的现象，使得淀粉从裂纹中大规模涌出，米饭也就逐渐丧失弹性[12-13]。

2.1.3 黏着度的变化

大米的黏着度是指大米在蒸煮之后，在咀嚼的过程中，米会与牙齿发生摩擦，由于接触面会有一定的分子力作用，因此会出现局部固态连接的情况[14]。简而言之，在咀嚼过程中，米粒会在口腔内出现粘连的情况。研究指出,是多种原因的综合效应才导致黏着度降低。随着贮藏时间的延长,淀粉酶的活力变低, 蛋白质从溶胶变为凝胶。贮藏时间较久的大米细胞壁相对更坚固, 蒸煮时不易发生破裂等情况,而游离脂肪酸会包裹淀粉粒, 导致其膨化困难等。黏着度越低表示米饭越松散, 食味品质越低[15]。由图3可知，整体而言，大米的黏着度与贮藏时间呈显著负相关，即时间越长，黏着度就越低。在贮藏的前期，真空包装的大米样品的黏着度比其他2种包装的大米样品下降程度更小，但第28天时，3种包装的黏着度基本一致。在贮藏的前7 d，下降最为迅速，从开始的0.91 mJ分别降到0.59、0.46、0.48 mJ。在第21天到第28天，真空包装的大米样品的黏着度变化幅度很小，普通PET包装和共挤包装的大米样品的黏着度变化十分缓慢，几乎趋于一致。在整个贮藏期间普通PET包装和共挤膜包装的变化差异也不明显。大米在发生陈化的时候，其所含的淀粉、蛋白质以及脂类物质都会发生作用，对其黏着度造成影响。部分学者研究表明，相较于蛋白质发生的结构变化而言，淀粉的变化要小很多，因此若大米含有高巯基，经蒸煮之后，米饭会更加软糯[16]。

2.1.4 凝聚性的变化

大米的凝聚性即对大米进行蒸煮处理后，咀嚼过程中，米粒会通过抵抗而受到损伤并且紧密地连接在一起，以保持米粒完整的性质[12]。由图4可知，3组大米样品在蒸煮之后，随着贮藏时间的延长，大米的凝聚性逐渐下降，但是变化均不明显，3种包装效果差异较小。第21天，3组大米样品的凝聚性几乎重合。从贮藏开始到第28天变化范围均不超过0.2，其中真空PET包装从0.35到0.22，PET包装从0.35到0.18，共挤包装从0.35到0.20。

2.2 三种包装方式对大米色差的影响

2.3 三种包装方式对大米蒸煮特性的影响

2.3.1 对大米吸水率的影响

大米吸水率，即对大米进行浸泡蒸煮后，就蒸煮后与蒸煮前的质量相比所得的参数值。迟明梅[20]和张玉荣等[21]在研究后发现，吸水率有助于确定煮饭的最佳条件。在贮藏的时候，大米的陈化是不可避免的，而这一过程会导致细胞壁中的水分流失，因此细胞便会拥有更高的吸水性。由图6可知，大米吸水率与贮藏时间是呈正相关的，即时间越长，吸水率越高。其中普通PET包装和普通共挤膜包装的大米吸水率高于真空PET包装的大米，说明真空包装降低了大米的吸水率，从而相对缓解大米的陈化过程。真空条件下，包装袋内的大米紧密地挤在一起，降低了外界的温度、湿度在米粒之间传递的速度，并且暴露于高温高湿环境条件下的表面积相对其他2种包装也较小[22]，且吸水率与大米的直链淀粉含量有所关联。吸水率越大，表示稻米中所含的直链淀粉含量越多，而直链淀粉含量多的物质更易老化，其淀粉的凝胶化加强，颗粒的外围组织硬化，在蒸煮时能相对较好地保持多角结构，使吸水率随着贮藏时间的延长而增大[23]。

2.3.2 对米汤pH值的影响

米汤的pH值，主要反映的是大米的酸度，pH值越趋近于7，其食品品质越好，大米新鲜度越好。由图7可知，随着大米贮藏时间的延长，米汤的pH值大幅下降，逐渐远离中性值，说明大米贮藏时间越久，大米陈化导致游离脂肪酸增加越多，米汤的pH值也就越低[24]，其酸度越高，食用品质越差。3种包装其中真空包装略好于PET和共挤包装。在贮藏期的第21天到第28天，米汤的pH值下降较快。共挤包装的大米的米汤pH值甚至从6.90降到了5.95。根据学者研究脂肪酸增高的原因之一，可能是因为不同的包装方式使大米处于不同水分含量及不同气体的环境中，从而使得大米表面的微生物数量有差异，而微生物分解脂肪所产得的高级脂肪酸除了被自身利用之外，还容易于籽粒中积累。大米中的脂肪含量虽然较少，但却容易受空气的影响，易氧化变质、水解等。水解后的脂肪产生低级脂肪酸，大米的酸度上升[25]。

2.3.3 对米汤碘蓝值的影响

米汤的碘蓝值主要通过米汤内所含的直链淀粉表示，碘蓝值与可溶于水中的直链淀粉的量成正相关。由图8可知，贮藏时间与米汤碘蓝值呈负相关，即大米存放的时间越长，其碘蓝值就会越低，且下降幅度越大。其中，采用真空PET包装的大米在28 d内碘蓝值从最初的0.68大幅下滑至0.48，采用普通PET包装下降至0.44，普通共挤膜包装的大米的米汤碘蓝值从0.68下降到0.42。由此可知，真空PET包装延缓大米样品米汤碘蓝值下降的效果比其他2种好。根据现有研究，由于米饭发生老化，其淀粉分子相互作用形成结晶，与碘结合能力减弱[26]。且大米在贮藏过程中脂质水解生成的游离脂肪酸与直链淀粉结合形成复合物、直链淀粉分子之间相互聚合及蛋白质-淀粉作用力变强，大米经过贮藏后的蛋白质包裹淀粉的力度得到增强, 使淀粉难于溶出, 米汤中可溶性直链淀粉含量下降,不溶性直链淀粉含量增加故米汤碘蓝值明显下降[27]。

3 小结

研究发现，大米的贮藏时间对蒸煮后的米饭品质有一定的影响，其硬度以及吸水率都会因大米存放时间延长而增大，白度也会增大。但是大米蒸煮后米饭的弹性、黏着度、凝聚性、米汤的pH值、米汤的碘蓝值均随着贮藏时间延长呈现下降趋势。3种不同的包装方式也呈现不同的保鲜效果，其中真空PET包装相比PET包装和共挤包装能更好地延缓大米的陈化。采用真空PET包装的大米，相较于其余样品，其吸水率更低，与此同时，其米汤所对应的pH值以及碘蓝值都要明显高于其他2个样品。真空PET包装将包装袋内空气全部排出，所含的氧浓度更低，对大米本身的呼吸作用以及霉菌繁殖均能起到很好的抑制作用，从而达到延长大米保质期的目的[28]。普通PET包装和普通共挤膜包装两者对大米陈化等问题的延缓效果相差不大。