留胚米的保鲜包装技术

张朝富，李志方，杨会宾

(1.国粮武汉科学研究设计院有限公司，湖北 武汉 430079； 2.国家粮食局谷物加工工程技术中心，湖北 武汉 430079)



留胚米的保鲜包装技术

张朝富1,2，李志方1,2，杨会宾1,2

(1.国粮武汉科学研究设计院有限公司，湖北 武汉 430079； 2.国家粮食局谷物加工工程技术中心，湖北 武汉 430079)

留胚米所含有的丰富营养正在被越来越多的人所认知，其保鲜包装技术是生产中的关键问题之一。在分析了留胚米营养特性的基础上，对包装材料、包装形式、包装设备和保鲜原理进行了全面的阐述，建议留胚米的包装最好采用真空包装来隔绝氧气，减少微生物的滋生，以保证留胚米的食用品质。

留胚米；保鲜；真空包装；充气包装

1 留胚米的特性

大米是人类的主要食品之一。通常，大米都被加工成了精制大米作为主食，全国年均消费精制大米1.2亿t左右。在精制大米加工的过程中，胚和米糠都被尽可能的去除了，而大米中所含的许多天然营养素也随着胚和米糠的去除而流失，大米的加工精度越高，营养素的流失就越大。随着消费者对大米认知的改变，对健康、营养大米的需求越来越多。目前，市场上的成品大米基本不含胚，而胚对大米的口感基本没有影响。留胚米也称胚芽米，一般是指留胚率在80%以上，或米胚质量占2%以上的大米，其营养成分普遍高于精米，尤其是脂肪、蛋白质、维生素B1、维生素B2和维生素E，分析数据见表1。

表1 留胚米与精米的营养成分[1] mg/100 g

由表1可见，留胚米相比精米而言，各种营养成分的含量都相对高一些，特别是脂肪的含量是精米的5倍还多。在普通包装的情况下，一段时间后，由于米胚中脂肪和营养物质的含量较高及大米自身的呼吸作用，在温度、水分含量适宜的条件下，容易滋生微生物和酸败，影响大米的品质和安全。

2 留胚米的包装

大米包装的基本要求是防虫、防霉、保鲜和取用方便。对留胚米而言，保鲜是包装的重中之重。对留胚米包装影响较大的因素主要有两种：一是包装材料，二是包装技术。

2.1 包装材料

早期，大米包装材料常采用麻袋、布袋、塑料编织袋和纸袋等，以大包装为主，每袋质量都在25 kg以上，但是其气密性较差。留胚米由于其加工的特殊性导致极易变质的特点，应用传统的包装材料难以达到延长保质期的目的。据报道，纸袋包装的留胚米在储藏30 d后，脂肪酸值就达到34.51 mgKOH/(100 g干基)，接近酸败的临界值[2]。目前，普通大米的大包装仍有采用塑料编织袋包装。

近年来，随着人们对大米质量和安全的要求越来越高，大米包装材料也有重大改进。目前，国内大米加工企业一般采用PE/PP/PA复合的塑料包装袋。随着生产技术的发展，一些新的技术和材料也逐渐用在大米保鲜上，例如多功能保鲜材料、聚偏二氯乙烯(PVDC)、新型纸袋以及名叫“奇克伦”的塑料制成的强密封性大米功能性保鲜包装袋等[3]，聚偏二氯乙烯包装材料，其氧气、水汽透过性低，性能要优于PE/PP/PA复合包装材料，能更好的延长大米的保质期，但其价格高于PE/PP/PA等复合材料[4]。

留胚米由于自身的特性，常采用0.5～5 kg的包装袋真空或充CO2气体包装。因此对包装材料的气密性要求较高。其中0.5～2.5 kg的包装一般采用六面真空整形包装，2.5～5 kg一般采用两面整形真空包装。

目前常用的留胚米包装规格和包装材料见表2。

表2 常用真空包装袋的尺寸

2.2 包装技术

随着大米加工行业的高速发展，大米包装设备也从技术较为落后、性能稳定能差、功能简单包装设备发展到目前含计量、抽气、充气等多功能的设备。含气包装是目前大米包装最常采用的包装技术；真空包装是将装米后的包装袋抽成真空，且包装袋有良好的隔氧性，以保持包装袋内的真空状态；充气包装是指在装米后的包装袋内充入CO2或N2等惰性气体置换袋内的空气，来实现隔绝氧气达到保鲜目的的办法[5]。

2.2.1 保鲜包装工艺

过去，充气包装和抽真空包装的包装设备自动化程度较低，而是依靠人工逐包操作，严重制约了包装的产量和效率。随着大米加工业的迅速发展，全自动包装生产线也应运而生。

全自动包装生产线主要由包装仓、计量秤、自动上袋机、自动封口机、自动上包机、真空整形机、开箱机、装箱机、封箱机、自动码垛机、机械手、辅助输送设备等组成。全自动包装生产线基本能实现无人化操作，提高生产效率，减少人工。后期随着发展配合立体化仓库的使用，包装生产线的自动化程度会越来越高。包装工艺见图1。

图1 全自动包装生产线

2.2.2 留胚米保鲜包装的原理和设备

目前，留胚米的包装形式主要有抽真空包装和充气体包装两种。真空包装因为包装袋内基本上是无氧状态，霉菌、好氧性细菌等无法在包装袋内存活和增殖，从而保证留胚米的品质；其包装呈密实硬块，能抗压防潮，不怕雨淋，便于储存和运输。留胚米的充气包装常采用CO2充气包装，又称冬眠密实包装。大米包装袋中充入CO2后，静置12 h，大米由于呼吸作用会吸附CO2，而CO2能有效的抑制呼吸，防止脂肪的分解和氧化，当大米吸附CO2后即处于休眠状态，从而延长保质期[6]。

2.2.2.1 保鲜包装的原理与特点

真空包装：通过降低储藏环境的氧气浓度，抑制大米的呼吸强度和霉菌的繁殖，防止大米陈变、发霉、生虫等，更好的保持大米的品质。目前，大米真空包装选用真空度一般在-0.07～-0.09 MPa[7]。多个试验表明：真空度在-0.07 MPa附近时大米保存的营养成分和食用品质最好。储存时间60～120 d，大米的水分含量基本保持不变，可有效抑制大米的陈化速度[8]。

由于真空度较大，包装材料紧紧包裹大米，而大米两端较尖，包装袋很容易被米粒扎破，导致真空包装失效。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。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。

充气包装:常用于食品包装的填充气体有：CO2、N2、SO2、CO等。而用于留胚米的填充气体一般是CO2和N2，它们都是对大米无害的气体，化学性质稳定。由于大米的生物活性，大米具有吸附CO2的能力，所以留胚米的包装最常采用的填充气体是CO2。大米在吸收CO2后形成保护层，使大米处于“睡眠”状态，从而脂肪酸、总酸、还原糖、粘度变化相对较小，延长了有效保质期。

氮气(N2)：N2本身是惰性气体，对抑制微生物繁殖没什么作用，但对大米品质也无害。N2一般只是作为包装充填剂，相对减少包装内氧气浓度，主要是通过隔绝氧气来实现阻止嗜氧微生物繁殖。

二氧化碳(CO2)：CO2是充气包装中用以保护大米的最重要的气体。CO2对霉菌和酶有较强的抑制作用，对嗜氧菌有“毒害”作用。高浓度CO2(如大于50%CO2)对嗜氧菌和霉菌有明显的抑制和杀灭作用。

微生物活性与环境温度有关，如温度上升10℃，致腐微生物繁育率可增长4～6倍，大米呼吸强度也可增加3倍。因此，贮藏温度是大米贮藏的关键因素。通常，包装袋内不会处于绝对的无氧状态，充气包装大米需要与低温储藏相结合，才能达到更好的保鲜目的。

2.2.2.2 常用大米保鲜包装机

目前，常用大米保鲜包装机分为真空包装机和充气包装机两种机型。

抽真空包装机：抽真空包装机一般又分为两面真空整形包装机和六面真空整形包装机，两面真空包装机主要应用于2.5～5 kg的包装，六面真空包装机一般应用于0.5～2.5 kg的包装。一般由计量机构、真空室、封口机构、以及配套的输送设备组成。主要由套袋、称重、灌装、整形、抽真空、热封口、卸袋和输送等机构组成。将大米包装袋置于真空室内，启动真空泵将真空室抽真空，包装袋内同时抽真空，然后在真空的状态下封口，最后通过两面整形或六面整形机构(主要是通过拍打和涡轮式空气振动器)使包装袋平整一致。

充气包装机：充气包装机一般应用于2.5～5 kg的包装。一般由计量机构、充气机构、封口机构、以及配套的输送设备组成。通过计量机构将留胚米装入包装袋中，将包装袋套在充气嘴上，由于通常充入的气体是CO2，其密度比空气大，充入气体后空气会被排出，空气排尽后经密封装置密封。

目前，随着大米加工行业的发展，大米包装机的技术也越来越成熟，包装效率更高，智能化程度也越来越高，功能越来越齐全。包装机已经能实现抽真空、充气一体化，两面整形包装、六面整形包装一体化，如图2和表3所示。

3 结论与建议

留胚米不易保存的原因主要在脂肪和其他营养物质含量较高，在一定的温度和湿度下，容易滋生微生物和酸败。可以通过抽真空包装或充气体的包装方法，隔绝氧气，防止微生物的滋生，来达到保鲜的目的。

综上所述，留胚米真空包装和充气包装的成功应用，主要取决于三个工艺要素：①包装材料或包装容器的气密性；②包装工艺和包装设备的选用。由于充气(CO2)包装在留胚米吸收CO2后，包装袋不规则，不方便储运，所以留胚米包装建议采用两面或六面抽真空包装，包装材料建议选用PE。

图2 LZB-700-R7 全自动立体真空包装机

表3 LZB-700-R7 全自动立体真空包装机主要技术参数

[1] 朱永义．留胚米的营养、生产及食用方法[J]．粮食与饲料工业，2011(5):31-32．

[2] 严 松，孟庆红，高 扬，等．储藏调控方法对留胚米品质的影响[J]．食品与机械，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 闯，孔繁东，刘兆芳．不同包装材料对大米恒温恒湿贮藏品质的影响[J]．粮食与饲料工业，2017(5):5-8．

[5] 高占争，谢 健．大米的气调保鲜[J] ．粮食与饲料工业，2007(7)：5-6.

[6] 魏延梅、陈为旭．大米小包装保鲜技术研究[J] ．中国包装工业，2002(92):38-39．

[7] 刘国锋,徐雪萌,王德东．不同真空度对真空包装大米食用品质影响的研究[J] ．包装工程,2005,26(4):30-31．

[8] 姜 平,张 晖,王 立,等．不同包装方法下大米储藏品质的变化研究[J] ．粮食与饲料工业，2012(2):38-39．

(责任编辑:俞兰苓)

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

受粮食公益性行业科研专项经费资助项目(项目编号：201513003)。

张朝富(1981-)，男，工程师，研究方向为粮食、食品科学与工程。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.06.001

TS212.4

A

1003-6202(2017)06-0001-03