不同包裝方式對大米品質特性的影響

陸益鋇，樊 炯，馬莉娜，張慧恩，楊 華

（浙江萬里學院生物與環境學院，浙江寧波 315100）

大米是人類賴以生存的主食之一，營養成分豐富，包含糖類、蛋白質、脂肪及膳食纖維等，為人體提供必需的微量元素，而各成分的結構與含量都會對大米品質造成不同程度的影響。在貯藏期間大米品質會潛移默化地發生劣變，而品質變化主要是酶和微生物作用，使脂類水解和氧化。隨著貯藏時間的延長，使大米化學、物理特性出現變動的現象，即為大米的陳化。陳化后的大米由于陳化程度不同會出現黏性降低、口感變差等現象，甚至出現煮制后的飯粒泛黃、無光澤及米香味的缺失等情況。在內因與外因綜合作用的過程中，大米的品質逐步降低，內因主要包括大米蛋白質變化、還原糖含量、脂肪酸值等大米自身所含的物質，外因主要包括溫度、濕度及貯藏條件等不可抗因素。Sitakali C 等人[1]對于不同品種的大米展開了研究，結果可知直鏈淀粉含量與米飯硬度呈正相關，與黏度呈負相關，而大米內蛋白質含量直接影響大米蒸煮過程中的吸水率。

中國是大米消耗大國，隨著經濟的發展，人民生活水平的提高，人們不只是滿足于溫飽，對糧食的需求正從數量消費型變成質量消費型，越來越注重糧食的質量和營養[2]。大米是經過稻谷的加工得到的產品，極易受到溫度、濕度及氣體成分的影響，因此大米的貯藏穩定性非常差，在貯藏、運輸的過程中發生老化、發霉、害蟲和其他問題，對大米造成嚴重損失[3]。為了減少這種不必要的糧食浪費現象，防止大米在貯藏、運輸過程中的品質下降，延緩大米在貯藏、運輸過程中各個成分、指標的變化。大米的貯藏保鮮材料和方式的選擇起著至關重要的作用。試驗將通過比較不同包裝方式的指標變化趨勢，為大米貯藏保鮮選擇合適的貯藏方式。以期為糧食貯藏保鮮應用奠定一定理論基礎及技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大米，購自當地梁橋米業；編織袋、常規塑料袋（密封袋）、高阻隔袋（真空包裝袋），購自當地超市；氫氧化鉀、酚酞、氫氧化鈉等，國藥化學試劑有限公司提供。

1.2 儀器與設備

XJ-10113 型迷你電飯鍋，艾格麗公司產品；XT-260 型軒藤智能真空機，軒藤機械公司產品；DK-8D 型數顯電熱恒溫水槽，上海維誠儀器有限公司產品；HRY-250 型智能恒溫恒濕培養箱，寧波賽福實驗儀器有限公司產品；可見分光光度計，上海菁華科技儀器有限公司產品；DSH-50-10 型紅外水分測定儀，邢臺智眾公司產品；TA-XT Plus 型物性分析儀，美國FTC 公司產品。

1.3 試驗方法

樣品處理：準備適量新鮮大米，分別采用編織袋、常規塑料袋、真空包裝袋進行包裝，然后將樣品放入溫度為37±2 ℃，相對濕度70%±2%的恒溫恒濕箱中進行貯藏。以7 d 為1 個周期，每7 d 取出一定的樣品進行測定，35 d 和14 d 各為1 個周期，共2 次。

1.3.1 大米水分含量測定

使用紅外水分測定儀進行水分測定，操作步驟：插上插座，儀器調平，放入秤盤去皮。試樣制備：取大米樣品80 g 經粉碎機粉碎，過40 目篩子，并充分混勻。放入樣品，打開溫度開關（左開） 于131℃條件下干燥2 h。

1.3.2 大米脂肪酸值測定

參考GB/T 20569—2006S《稻谷儲存品質判定規則》中的附錄A 的方法來測定大米樣品的脂肪酸值[4]。

1.3.3 還原糖含量測定

參考GB/T 5513—2019 糧油檢驗糧食中還原糖和非還原糖測定[5]。

1.3.4 總酸的測定

參考GB 5009.239—2016 中食品酸度的測定法進行測定[6]。

1.3.5 大米質構特性測定

將蒸煮后的米飯利用質構儀測定最大黏附力、咀嚼性、膠黏性等。采用P/25 探頭，應變力0.1 N，測試速度60 mm/min，形變量70%，室溫下完成測定。每次取3 粒米，做3 次平行。

2 結果與分析

2.1 不同包裝對大米水分含量的影響

大米水分含量是指大米中水分質量占大米總量的百分比[7]。在大米生產、貯藏直至銷售過程中，有效控制大米的水分以防止大米在微生物的滋生下腐敗變質[8]。由于保存方式不同，貯藏環境中的水分向包裝內滲透的能力也不同[9]。

不同包裝方式對大米水分含量的影響見圖1。

圖1 不同包裝方式對大米水分含量的影響

由圖1 可知，大米在3 種包裝下水分含量總體呈現增多趨勢。其中，編織袋包裝大米，吸水率較高，因為該材料的透濕性極高，因此極易受貯藏壞境的影響。塑料袋和真空包裝材料中大米水分含量都有不同程度的增加，但由于塑料包裝與真空包裝能隔絕一定的水分滲透，因此水分含量低于編織袋包裝。在真空貯藏條件下，大米的吸水率較小，這可能跟大米顆粒之間相互緊挨，并減少了暴露在外的表面積有關[10]。萬志華等人[11]研究普通包裝、真空包裝、充CO2包裝和充N2包裝等4 種方式對大米保藏的影響，由試驗結果可知，真空包裝水分含量變化較少，普通包裝水分含量變化較大，與試驗結論基本一致。

2.2 不同包裝對大米脂肪酸值的影響

脂類在酶的作用下與水和空氣發生水解反應、氧化反應產生脂肪酸。大米中脂肪含量較少且不均勻，但其易被酯酶催化分解為甘油和游離的脂肪酸，而游離的脂肪酸極易被氧化[12]。

不同包裝方式對大米脂肪酸值的影響見圖2。

圖2 不同包裝方式對大米脂肪酸值的影響

由圖2 可知，大米脂肪酸值總體呈上升趨勢。且真空包裝后的脂肪酸值低于常規塑料包裝與編織袋包裝。不同包裝中大米脂肪酸值的增大，可能與包裝材料的阻氣性有較大的關系，編織袋材料透氣性大，適合微生物生產與繁殖。而有阻隔效果的包裝袋能有效抑制細菌的滋生，從而保證大米的品質。脂類氧化產物能通過脂肪酸的進一步氧化分解，產生對大米風味有不良影響的物質，如醛類、酮類和酸類[13]。脂肪酸值是國家大米等級分類標準中主要參考指標之一[14-17]，研究表明貯藏時間越長，脂肪酸值呈現加速上升趨勢，且脂肪酸值與稻米初始帶菌量也有密切的關系[18-19]。Marshall W E 等人[20]研究發現，大米淀粉糊化與脂類有較大的關聯。大米淀粉能與磷脂、糖脂的部分相互作用，從而使淀粉膨脹性和吸水率降低，糊化溫度得到提升。

2.3 不同包裝對大米還原糖含量的影響

還原糖是一種含有游離還原基的小分子糖類，具有還原性，在適宜條件下易被氧化，對大米品質有嚴重影響[21-22]。而大米中含有少量如葡萄糖、麥芽糖等的低分子糖類，這些糖分子含有游離的還原基。當非還原性的蔗糖等被水解為葡萄糖和果糖時，還原糖增多[23]。

不同包裝方式對大米還原糖含量的影響見圖3。

圖3 不同包裝方式對大米還原糖含量的影響

由圖3 可知，在不同包裝下還原糖含量隨著時間呈上升趨勢。其中，真空包裝的還原糖生成量最少，可能是由于真空包裝內氧氣較少，氧化分解能力減弱。據研究報道當大米在貯藏時，還原糖上升，嚴重劣變時，還原糖反而會下降，因此還原糖不能很直接地反映大米品質的劣變情況[24]。張玉榮等人[25]研究了不同貯藏溫度下蒸谷米的還原糖含量變化，不同溫度下蒸谷米的還原糖趨勢基本相同，均為先略有升高后降低，且溫度越高，還原糖含量變化速率越快。

2.4 不同包裝對大米總酸含量的影響

總酸度是糧食中含有酸性物質的總量。糧食中脂肪分解生成的脂肪酸，碳水化合物分解產生的酪酸、乳酸及醋酸等都是總酸的主要來源。通常品質優良的糧食總酸含量較少，而環境溫度過高或糧食陳化滋生霉蟲時，易使總酸含量增多[26]。因此，總酸含量可用于衡量大米貯藏的穩定性，作為判定大米新鮮度的一個重要指標[27]。

不同包裝方式對大米總酸含量的影響見圖4。

圖4 不同包裝方式對大米總酸含量的影響

由圖4 可知，總酸含量隨著時間的延長而增大，其中編織袋包裝中大米總酸變化最大，常規塑料袋包裝次之，真空包裝變化量最低，貯藏30 d 以后總酸增長趨勢變化較為平緩。王立峰等人[28]研究表示不同包裝與溫度對大米品質起重要作用，溫度越高，含氧量越大，大米陳化越嚴重，總酸含量越高。

2.5 不同包裝對大米質構特性的影響

2.5.1 最大黏附力的變化

不同包裝方式對大米最大黏附力的影響見圖5。

圖5 不同包裝方式對大米最大黏附力的影響

由圖5 可知，最大黏附力是經過蒸煮后的米飯同牙齒發生摩擦時產生的一種分子力的作用，一般這種情況下會出現局部固態連接，是一種反方向的力[29]。它反映了對米飯進行咀嚼時，飯粒對牙齒、上顎、舌頭等接觸面黏著的性質。由圖5 可知，黏附力隨著貯藏時間延長呈現下降趨勢。3 種包裝大米在高溫高濕條件下，內部所含的蔗糖、碳水化合物及糖類物質產生一定變化，對大米最大黏附力產生影響。黏性是影響大米品質的重要因素之一，對其食味性起重要作用。而膠體粒子形成的體系對大米黏度的大小起重要作用[30]。

2.5.2 咀嚼性的變化

咀嚼性是指將固體樣品咀嚼成吞咽時的穩定狀態所需要的能量[31]。

不同包裝方式對大米咀嚼性的影響見圖6。

圖6 不同包裝方式對大米咀嚼性的影響

由圖6 可知，3 種包裝大米樣品的咀嚼性，總體趨勢趨于一致。貯藏7 d 時，咀嚼性最大，而咀嚼性與食味性有關。說明存放一定時間后的大米食味性優于原樣品。與黃亞偉等人[12]結論一致。編織袋包裝的大米相較于其他2 種，變化量較大。隨著貯藏時間的不斷延長，不同包裝下的大米樣品的咀嚼性不斷下滑。王煒華等人[32]研究顯示，膳食纖維能對大米的咀嚼性有一定影響作用，隨著膳食纖維量增大，使得大米淀粉分子間疏松，從而降低了大米的咀嚼性，當添加量超過一定范圍后，咀嚼性又呈現小波動上升趨勢。

2.5.3 膠黏性的變化

不同包裝方式對大米膠黏性的影響見圖7。

圖7 不同包裝方式對大米膠黏性的影響

由圖7 可知，大米樣品的膠黏性與最大黏附力總體趨勢基本一致。隨著貯藏時間增加而減小，后趨于平緩。第63 天時，3 種包裝袋的膠黏性差異較小，其中在貯藏7 d 后，編織袋包裝的大米樣品的膠黏性下降最快。潘巨忠等人[33]研究表明，在貯藏過程中各種分解酶的含量由于大米陳化而降低，如大米中淀粉酶的失活，導致液化能力下降導致水解產生的糊精減少，黏性下降；蛋白質類的大分子膠狀物質轉變為凝膠狀態，使大米硬度增大，蒸煮時水分不易使整個米粒膨潤，故黏性下降；而由于陳化導致直鏈淀粉增加也是導致蒸煮后的大米黏性降低的一個重要原因。黃天柱等人[34]研究表明，原料大米的水分含量與米飯黏度有一定相關性，內部水分含量較低的大米在煮制米飯時，大米腹部迅速吸水，與背部形成了水分差，使米粒發生龜裂，流露出淀粉粒，對米飯黏性產生影響。

3 結論

根據試驗結果，在貯藏時間范圍內，隨著貯藏時間的延長，大米中水分含量、脂肪酸值、總酸、還原糖含量總體呈現上升趨勢，而最大黏附力、咀嚼性、膠黏性總體呈現先下降后趨于存在一定波動的平緩狀態。在高溫高濕環境下，總體而言，真空包裝效果較好，其次為普通塑料包裝，編織袋效果最差。證明高阻隔材料在貯藏期間能夠較好地保持大米品質。當前，國內對大米品質影響客觀因素的研究已經初步成熟，對大米淀粉及蛋白質的研究較多，但現有研究對大米品質的地域性、時間、地理環境及因地制宜合理保藏等分區研究較少[35]。綜合多種客觀因素對于研究保藏高品質大米、減少糧食浪費等方面均有重要的戰略意義。