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大米真空保鮮包裝技術(shù)問題及研究

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　　糧食是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著人們生活水平和生活質(zhì)量的提高，對糧食的品質(zhì)要求越來越高。要保證糧食的質(zhì)量就要涉及到糧食的包裝、儲存等問題。我國約有20％的糧食屬于國家?guī)齑妫?0％的糧食是農(nóng)產(chǎn)自己儲存，大多農(nóng)戶的儲糧是以簡單的袋裝形式，這些塑料編織袋只能對糧食起到容納的作用，基本上無法達(dá)到防塵、防蟲、防鼠的要求，更談不上有什么保鮮。一部份商品糧在流通、銷售和消費(fèi)過程中，也因包裝上的一些問題，而達(dá)不到人們所期望的效果。
　　
　　1、我國大米銷售包裝的現(xiàn)狀
　　
　　目前，我國的大米銷售包裝從包裝材料上看，主要用塑料編織袋、復(fù)合塑料袋作為包裝容器，而這些包裝袋在運(yùn)輸、裝卸、零售等環(huán)節(jié)存在諸多問題需要解決。使用塑料編織袋來包裝糧食，浪費(fèi)的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，一般只能用1-2次，相對成本較高。且包裝方式簡單，開封后難以再封，不利于較長時(shí)間的保存，蟲害、霉變現(xiàn)象較為嚴(yán)重。包裝材料防潮性差、阻隔性差，糧食易氧化霉變。塑料復(fù)合袋是由高阻隔性包裝材料復(fù)合而成，在一定程度上可以解決糧食的防霉、防蟲、保鮮問題，但后處理較難，由于不易降解，使用也受到一定的制約
　　
　　國內(nèi)大米的銷售包裝從包裝技術(shù)上來看，基本上有2種包裝形式，一種為普通包裝，利用聚丙烯塑料編織袋對大米進(jìn)行包裝，包裝過程中不施加任何保鮮技術(shù)，這種包裝對大米的防蟲、防霉及保鮮的效果差；另外一種用真空包裝技術(shù)對包裝袋進(jìn)行抽真空，真空包裝技術(shù)對大米的儲存有較好的保鮮作用，但由于大米自身的形狀以及真空度的選擇不合適，目前大米真空包裝選用的真空度一般在-0．07～-0．09kPa之間，只要真空度在這個范圍內(nèi)，出廠都為合格的產(chǎn)品。由于真空度較大，包裝材料緊緊包裹大米，由于大米兩端較尖，包裝袋很容易被米粒扎破，形成針孔，這樣包裝袋就會漏氣，造成真空包裝失效。有試驗(yàn)表明，抽氣真空度為-0．094MPa的大米包裝袋，靜止放置，不堆垛，在20天之內(nèi)包裝袋的破漏率為16％，所以高真空度必然造成高破袋率。另外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。據(jù)統(tǒng)計(jì)真空包裝在流通過程中的破袋率達(dá)到30％。由于真空包裝的問題造成了大米的浪費(fèi)，給消費(fèi)者和企業(yè)都帶來了損失和麻煩。所以在對大米進(jìn)行保鮮包裝的同時(shí)要和流通環(huán)境結(jié)合起來，這樣才能取得良好的效果。
　　
　　2、大米的食用品質(zhì)
　　
　　2．1大米的食味
　　
　　當(dāng)前國內(nèi)外評價(jià)大米品質(zhì)著重在4個方面，即：工藝品質(zhì)、外觀品質(zhì)、食用品質(zhì)（蒸煮性能與食味）、營養(yǎng)品質(zhì)。其中食味這一品質(zhì)，不僅能使人們在感官上享受到愉快，而且直接影響大米的消化、吸收。所以對大米品質(zhì)評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飯所帶來的嗅覺和味覺以及視覺印象的綜合反映。食物中的化學(xué)成分及其組織結(jié)構(gòu)與食味密切相關(guān)，因而不同的食物因其食物中的化學(xué)成分及其組織結(jié)構(gòu)不同而具有特殊的味道。大米亦是如此。大米的食味與米的產(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。某個環(huán)節(jié)處理不好，都會影響大米的食味。在大米的生產(chǎn)、流通、銷售和科學(xué)研究領(lǐng)域如何客觀地評價(jià)大米的食味是很重要的。我國規(guī)定了大米食味評定蒸煮方法，見GB／T15682—1995。
　　
　　2．2大米在貯藏過程中的品質(zhì)變化
　　
　　稻谷去殼得到糙米，糙米再碾去果皮與胚成為大米。大米由于沒有谷殼保護(hù)，胚乳直接暴露于空間，易受外界因素的影響。因此，大米的貯藏穩(wěn)定性差。影響大米變質(zhì)的因素主要是大米含水量、儲藏溫度和與接觸的氣體成分等3種主要因素。
　　
　　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zui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(qiáng)度增加而引起米飯的硬度增加。同時(shí)脂肪酸還可以進(jìn)一步分解成低級的醛、酮化合物和酸，降低大米的食用品質(zhì)。因此，在大米貯藏中，常以脂肪酸值作為靈敏指標(biāo)，測定大米中游離的脂肪酸含量，作為糧食劣變指標(biāo)。新收獲的糧食脂肪酸值一般在15（mgKOH／100g）以內(nèi)，在貯藏過程中會逐漸增加，在高溫、高濕的情況下增加較快。
　　
　　2．2．2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，因這些糖類分子含有游離的還原基，因此影響大米的還原性，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。
　　
　　2．2．3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(tuán)與水分子相作用而導(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(kuò)散而致。因此糧食的含水量和環(huán)境濕度有很大的關(guān)系，測定大米中的含水量也可以衡量大米的品質(zhì)。
　　
　　基于上面所述，對大米中一些成分的測定，可以分析大米品質(zhì)的變化。大米儲藏后主要檢測的指標(biāo)為：脂肪酸的含量、還原糖的含量和水分含量等。
　　
　　3、真空包裝大米的流通特性
　　
　　衡量包裝件在流通過程中抵抗沖擊力的能力一般用’脆值’這一參數(shù)。在《緩沖包裝設(shè)計(jì)方法》國家標(biāo)準(zhǔn)中，將脆值定義為“產(chǎn)品不發(fā)生物理或功能的損傷所能承受的zui大加速度”，一般用重力加速度的倍數(shù)G來表示。G值越大，表示產(chǎn)品對外力的承受能力愈強(qiáng)。脆值作為反映產(chǎn)品固有特性的一項(xiàng)指標(biāo)，是產(chǎn)品承受沖擊能力的綜合體現(xiàn)。不同真空度包裝的大米可以借鑒機(jī)電類產(chǎn)品脆值的理論和測定方法，用跌落實(shí)驗(yàn)來研究，定義包裝袋破袋前的大米包裝袋所受的zui大加速度為該真空度下大米真空包裝的脆值。
　　
　　4、大米真空包裝*真空度的研究方法
　　
　　4．1大米真空包裝貯藏模擬實(shí)驗(yàn)
　　
　　為研究大米真空包裝不同真空度對大米貯藏品質(zhì)的影響，對大米真空包裝進(jìn)行貯存模擬試驗(yàn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，大米包裝后經(jīng)倉儲、運(yùn)輸、貨架銷售等環(huán)節(jié)到達(dá)消費(fèi)者手中，這中間經(jīng)歷的時(shí)間大約為40-60天，所以在貯藏模擬試驗(yàn)中貯存時(shí)間確定為60天。
　　
　　大米的生產(chǎn)和銷售在任何季節(jié)都要進(jìn)行，一年四季環(huán)境的溫度和濕度的差別較大，而且不同地理位置的氣候差別也很大，在模擬試驗(yàn)中，以zui嚴(yán)酷的貯存條件為依據(jù)，以鄭州的夏季為例，平均溫度為35℃，平均相對濕度為75％。我國的超市或零售商處在對商品進(jìn)行貯存時(shí)沒有制冷的設(shè)備，商品貯存的條件與外界環(huán)境是一致的。因此貯存實(shí)驗(yàn)的環(huán)境設(shè)定為溫度為35℃，平均相對濕度為75％。
　　
　　用多功能真空充氣包裝機(jī)對已定量的大米進(jìn)行包裝，真空度的調(diào)節(jié)用抽真空的時(shí)間來控制。在抽真空的過程中要記錄真空表的讀數(shù)。在真空度的選擇上，企業(yè)所使用的真空度為—0．叮--0．09MPa，參考企業(yè)所使用的真空度，真空度的選擇可以為-0．09MPa、-0．07MPa、-006MPa、-0．05MPa、-0．04MPa和OMPa。把包裝后的大米靜止放在實(shí)驗(yàn)臺上半天到一天時(shí)間，察包裝袋是否漏氣，挑選包裝完好的大米放入恒溫恒濕箱中進(jìn)行儲藏實(shí)驗(yàn)。
　　
　　每隔10天取出，檢驗(yàn)大米的信用品質(zhì)，檢驗(yàn)的方法可以用蒸煮實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)大米的品質(zhì)，同時(shí)可以檢測大米的化學(xué)成分來評價(jià)大米的品質(zhì)，檢測是要根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)來檢測：燕煮實(shí)驗(yàn)按GB／T15682-1995；脂肪酸按GB5510-85方法測定；還原糖按GB5513-85方法測定；含水量按GB5497名5方法測定。
　　
　　4．2大米真空包裝流通模擬實(shí)驗(yàn)
　　
　　為和真實(shí)的真空包裝大米相一致，在流通模擬實(shí)驗(yàn)中，包裝重量為2．5kg大米的真空包裝，包裝的方法和貯藏試驗(yàn)中相同。用跌落實(shí)驗(yàn)機(jī)檢測不同真空度大米包裝的脆值來研究不同真空度的大米包裝，在流通過程中對沖擊外力的抵抗能力。同時(shí)在流通中考慮到振動對包裝件引起的破壞，用振動實(shí)驗(yàn)臺檢測不同真空度的大米包裝的“振動脆值”或“耐振度”。
　　
　　4．3大米真空包裝真空度的優(yōu)化設(shè)計(jì)
　　
　　為研究結(jié)合流通環(huán)境，大米真空包裝*真空度，需要建立優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型，在建立時(shí)可以用MATLAB軟件。在貯存模擬實(shí)驗(yàn)中，可以建立在貨價(jià)期真空度與大米品質(zhì)、真空度與脂肪酸、真空度與還原糖及真空度和含水量之間的函數(shù)關(guān)系。在流通模擬實(shí)驗(yàn)中可以建立真空度與脆值的函數(shù)關(guān)系。因?yàn)榇嘀岛痛竺椎氖澄吨刀际菬o量綱的量，所以兩者相加求極大值可以作為優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型中的目標(biāo)函數(shù)；以真空度與脂肪酸、真空度與還原糖及真空度和含水量之間的函數(shù)作為約束條件，用現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法解出結(jié)合流通環(huán)境大米真空包裝*的真空度。

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