專利名稱：大米氣調包裝方法及其產品的制作方法
技術領域：
本發明涉及農產品包裝和貯藏保鮮技術領域，特別涉及大米的包裝和貯藏保鮮技術領域，尤其涉及一種大米氣調包裝方法及其產品。
背景技術：
大米是稻谷經清理、碾米、成品整理等工序后制成的成品。我國和國際市場通常根據粒形和粒質將大米分為秈米、粳米、和糯米三類。在國際市場上，又根據稻谷加工程度和加工方法，對大米又有如下的分類糙米、白米、蒸谷米、碎米。關于大米的貯藏保鮮方面一直存在許多困難。現階段，我國從大米加工生產到銷售之間的間隔時間較長(通常為3 6個月)， 然而，稻谷加工后的大米失去了皮殼的保護層，組織結構暴露，極易出現生蟲、霉變、失水等問題，進而導致食用品質下降，或引發食品安全問題；同時，碾磨后的米粒本身仍然保持為一個生物活體，還在不斷進行自身的呼吸等生物化學反應，時間長了，會導致大米的蛋白質損耗，甚至出現酸敗等現象，大米的結構和品質發生變化，食味值下降。因此，大米的包裝(例如在包裝材料的形式和材質、包裝方法等方面)對于大米的貯藏保鮮顯得尤為重要。另外，大家都應該知道，包裝對于產品的運輸(運輸便利程度、成本控制)、以及運輸過程的包裝效果的保持、產品貯藏保鮮也極其重要。關于大米的包裝材料，一般采用包裝袋的形式，例如普通塑料編織袋，通常還會在普通塑料編織袋的外表面上涂覆一層聚乙烯或聚丙烯材料的涂膜層。但仍不夠，其抗外界侵染能力較差，容易受到外部蟲害的污染，也容易受外部的溫濕度影響較大，對產品的防蟲、防霉、保鮮方面效果不夠。這就需要我們在改進包裝方法上作出努力。目前，本領域技術人員們開始研究將二氧化碳氣調包裝應用于大米的包裝，研究結果表明，氣調包裝中的二氧化碳可以充分滲入到大米中，抑制或阻止大米的呼吸作用等生物化學反應，減少蛋白質的損耗，同時也可以具有較好的殺蟲效果。參見公開號為CN101057608A中國發明專利公開說明書，該專利公開了一種采用二氧化碳氣調包裝方法對包括大米在內的糧食進行保鮮包裝的方法，其中提出需要向包裝中充入高濃度的二氧化碳(氣體總量的70%)保鮮氣體，才能使蛋白質處于窒息狀態，完全休眠，薄壁塑料容器內形成負壓，將糧食壓緊，這樣糧食的胚芽和表層受到充分的保護，不會脫落，從而達到保鮮的目的，保鮮期可長達一年以上。參見公開號為CN101416659A中國發明專利公開說明書，該專利公開了一種糧食活性保鮮包裝袋系統，通過氣體調節劑將包裝袋內的氧氣濃度控制在2%以下，二氧化碳控制在50%-80%。文中指出，一般O2濃度<8%時，對大米害蟲有比較明顯的致死作用，O2 含量為5% 7%時，1 2周內即可殺死害蟲。(X)2殺死害蟲所需的濃度一般比較高，多為 60% 80%。另外，也有文獻《大米氣調貯藏保鮮研究》(潘巨忠等，[J]保鮮與加工，2005)提出二氧化碳濃度需大于80%。 綜上，在關于大米的二氧化碳氣調包裝方法領域，通常認為，O2濃度< 8 %，二氧化碳控制在50% -80%及以上，才能達到較佳的防蟲、防霉、保鮮效果。
發明內容
本發明一方面提供了一種大米氣調包裝方法，該方法至少包括將大米置于由氣密性的包裝材料制成的包裝部件中，并向所述包裝部件內充入保鮮氣體，最后對所述包裝部件進行密封封口的步驟，密封封口時，所述包裝部件的內部氣體中，二氧化碳的體積百分數為 16-40% ο發明人經大量實驗研究，出乎預料地發現，無需將二氧化碳體積濃度控制在 50% 80%，當采用上述技術方案時，也能取得較佳的防蟲、防霉、保鮮效果。在本發明的一個具體實施方式
中，二氧化碳濃度為25%。在本發明的一個具體實施方式
中，二氧化碳濃度為30 %。在本發明的一個具體實施方式
中，二氧化碳濃度為觀%。 在本發明的一個具體實施方式
中，二氧化碳濃度為32%，另一實施方式中，二氧化碳濃度為 35%。在本發明的一個具體實施方式
中，二氧化碳濃度為16%。在本發明的另一個具體實施方式
中，二氧化碳濃度為40 %。在本發明的一個具體實施方案中，氧氣的體積百分數小于21%。優選的，氧氣濃度為8%-18%。更優選的，氧氣濃度為12-16%。更優選的，氧氣濃度為14-15%。優選的， 氧氣濃度小于8%。更優選的氧氣濃度為0。另外，發明人在研究中發現，在對大米進行氣調包裝時，充入含二氧化碳的保鮮氣體，密封封口后，大米表面會對二氧化碳進行持續吸附，包裝部件內一直處于負壓狀態，經過一段時間后(一般為6-50小時)，包裝部件內氣壓基本達到穩定。若充入的保鮮氣體二氧化碳濃度過高，則包裝部件內氣壓穩定時的氣壓過低(與外界氣壓差別過大)，很容易導致包裝袋的癟包和破包問題，尤其是對于小包裝規格的大米包裝產品。另外，在運輸的過程中，若包裝部件內仍有一定濃度的二氧化碳時，包裝部件內的持續負壓狀態對包裝產品的運輸很不利。為此，發明人在上述技術方案的基礎上做了進一步改進，選擇一個合適的二氧化碳氣體濃度的同時，對密封封口時包裝部件內部氣體總體積(氣體保留量)進行一定程度地控制。作為上述技術方案的進一步改進，密封封口時，所述包裝部件內部氣體總體積與所述包裝部件內部大米的總質量的比值為500ml/kg 700ml/kg，計算該比值所采用的內部氣體總體積的數值是以該內部氣體在標準狀況STP(0°C、一個大氣壓)下的體積計量數值。該技術方案采用了一個較為適中的二氧化碳濃度，一方面意外發現無需采用現有的高濃度，依然能夠取得較佳防蟲、防霉、保鮮效果；另一方面，選擇該特定范圍的二氧化碳濃度以及控制相應的氣體保留量，保證了當包裝部件內氣壓穩定之后，包裝部件內部氣壓與外界大氣壓之間差別不會太大，在之后的儲運、銷售過程中，大米包裝產品的癟包和破包的幾率較低，同時大米包裝產品裝箱后出現脹箱以及箱體塌陷的幾率較低，便于運輸貯藏。根據氣體的壓強、體積、摩爾數、溫度之間關系(PV = nRT, R為常數)，氣體的量(摩爾數)一定的情況下，體積會隨溫度和壓強的變化而變化。因此，大米包裝時的溫度、充氣壓力的不同，內部氣體的體積會不同。為準確表述，上述的包裝部件內部氣體總體積數值 (也稱氣體保留體積量)，是在標準狀況STP (standard temperature and pressure) (0°C、 一個大氣壓)下的體積計量數值。本領域技術人員在獲知上述技術方案后，可以根據公知常識、公式等，以上述數值為基準換算成具體包裝溫度和壓力下的體積數值。優選的，密封封口時，所述包裝部件內部氣體總體積(標準狀況下計量數值)與所述包裝部件內部大米的總質量的比值為530ml/kg 680ml/kg。更優選的，比值為550ml/ kg 650ml/kg。更有選的，比值為 580ml/kg 620ml/kg。在本發明的一個具體實施方式
中，密封封口時，所述的包裝部件內封裝有0.68kg 大米和總體積為380-420ml (標準狀況下計量數值)的內部氣體。更優選的，若密封封口時， 包裝部件內為常溫常壓00-25攝氏度左右，1個大氣壓)，則0. 68kg規格大米包裝產品，包裝部件內部氣體總體積約為430ml。在本發明的一個具體實施方式
中，所述的包裝部件內封裝有2. 5kg大米和總體積為1520-1600ml (標準狀況下計量數值)的內部氣體。更優選的，若密封封口時，包裝部件內為常溫常壓00-25攝氏度左右，1個大氣壓)，則2. 5kg規格大米包裝產品，包裝部件內部氣體總體積約為1700ml。在本發明的一個具體實施方式
中，所述的包裝部件內封裝有5kg大米和總體積為 ^50-3100ml (標準狀況下計量數值)的內部氣體；更優選的，若密封封口時，包裝部件內為常溫常壓00-25攝氏度左右，1個大氣壓)，則5kg規格大米包裝產品，包裝部件內部氣體總體積約為3300ml。在本發明的一個具體實施方式
中，所述的包裝部件內封裝有IOkg大米和總體積為5900-6100ml (標準狀況下計量數值)的內部氣體。更優選的，若密封封口時，包裝部件內為常溫常壓00-25攝氏度左右，1個大氣壓)，則5kg規格大米包裝產品，包裝部件內部氣體總體積約為6500ml。在本發明的一個具體實施方式
中，密封封口時，所述包裝部件的內部氣體中，除了二氧化碳和氧氣以外，還包含體積濃度為45-65%的氮氣和體積濃度為0. 5-1%的惰性氣體。優選的，所述的惰性氣體主要成分為氬氣。在本發明的一個具體實施方式
中，完成所述包裝部件密封封口后的5 20h之后， 所述的包裝部件的內部氣壓為0. 50-1個大氣壓(常溫狀態下，20-25攝氏度左右)。在本發明的一個具體實施方案中，該大米氣調包裝方法包括以下依次進行的步驟1)將大米從上至下灌裝入所述包裝部件中；2)向所述包裝部件內充入保鮮氣體，充氣部位為所述包裝部件中裝有大米部分的任意一處，所述保鮮氣體的二氧化碳的體積百分數為25-35%，氧氣的體積百分數小于21% ；3)對所述包裝部件內大米上方的氣體進行排氣處理；4)對所述包裝部件進行密封封口。優選的，步驟1)所述的充氣部位在所述包裝部件的底端部，即從下往上充入保鮮氣體，盡量使得保鮮氣體能夠充盈大米的空隙。步驟2、充氣步驟，充氣裝置可以采用本領域的常規充氣裝置(充氣參數充氣壓力，充氣流量和時間視包裝規格以及相應的氣體保留體積量、具體室溫而定)。步驟幻的排氣步驟，優選將包裝袋內大米上方的空氣全部排空。
優選的，所述的保鮮氣體除了二氧化碳和氧氣以外，還包含體積濃度為45-65%的氮氣和體積濃度為0. 5-1%的惰性氣體。在本發明的一個具體實施方案中，所述的包裝部件為由軟性包裝材料制成的包裝袋。所述的軟性包裝材料是非剛性且具有氣密性效果的材料，可以選擇本領域技術人員所知道的能夠用于大米充氣包裝袋的氣密性材料。優選的，所述的包裝袋為聚乙烯塑料包裝袋。所述的聚乙烯(PE)塑料包裝袋。按照目前市面上常規的大米包裝袋的包材形式(例如可參照金龍魚品牌包裝袋的包材)，一般來說，0. 68kg規格大米包裝產品所采用的包材內部尺寸約為290mm*150mm ； 2. 5kg規格大米包裝產品所采用的包材內部尺寸約為375mm*255mm ；5kg規格大米包裝產品所采用的包材內部尺寸約為535mm*300mm ；IOkg規格大米包裝產品所采用的包材內部尺寸約為 585mm*370mm。本發明另一方面提供了采用上述大米氣調包裝方法獲得的大米包裝產品。
圖1是陳化60天后各二氧化碳濃度對大米脂肪酸的影響。圖2是陳化30天后各二氧化碳濃度對大米感官品質的影響。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發明的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。以下實施例中所出現的體積數值，未具體說明的均為常溫常壓下的體積數值；氣體濃度未具體說明的均為體積濃度。以下實施例中所用的保鮮氣體中，所摻入的二氧化碳氣體是食品二氧化碳，純度-99. 992*10_2V/V，無異味，液態水、油未檢出，水蒸氣+乙醇含量< 0. 005*10_2m/m。以下實施例中所采用的大米包裝方法具體步驟如下1)將大米從上至下灌裝入相應規格尺寸的包裝袋中；2)向包裝袋內充入保鮮氣體，充氣部位為包裝袋的底端部，充氣裝置采用本領域的常規充氣裝置(充氣參數充氣壓力略高于一個大氣壓(0. 18Mpa)，溫度為常溫，充氣流量和時間視包裝規格以及相應的氣體保留體積量而定)；幻對包裝袋內大米上方的氣體進行排氣處理(將包裝袋內大米上方的空氣全部排空)；4)對包裝袋各開口進行密封封口處理。實施例1不同二氧化碳濃度對大米保鮮，防霉，抑制蟲卵發育的影響共7個實驗組，每組將0.68kg大米(金龍魚秋田小町大米)灌裝到包材尺寸為 290mm* 150mm的包裝袋(金龍魚秋田小町品牌0. 68kg規格的包裝袋)中，包裝方法參見上述，每個實驗組的包裝產品，密封封口時，包裝袋內氣體總體積(氣體保留量)為432. 5ml。每組充入的保鮮氣體，二氧化碳濃度分別為0 %，15 %，25 %，35 %，45 %，75 %， 95 % (第1組氧氣濃度為21 %，第2-5組氧氣濃度為15 %，第6組氧氣濃度為10 %，第7組氧氣濃度為3 %，每組惰性氣體濃度為0.6%，余下基本為氮氣)，每組3個平行。第一批測試將上述各實驗組包裝產品放入溫度40°C，濕度為80%的條件下進行陳化，定期測定脂肪酸值、并進行感官品質評價(結果數值取3個平行的平均數值)。脂肪酸值的測定方法參國標GB/T15684-1995的方法進行測定，數值單位為mg/100g即每100克試樣所含脂肪酸的毫克數。感官品質的評價方法將上述7個樣品采用組合的方式(3個樣品為一個評價小組)進行循環比較，參考國標GB/T15682-2008的方法進行評價，每評價小組內感官評價總分第一名的樣品計3分，第二名計2分，第三名計1分，每個樣品在循環比較中的總積分除以其參加比較的次數的值表示其感官評價分值。第二批測試在上述各實驗組包裝產品內接種一定量的蟲卵，放入溫度觀！，濕度為75%的條件下進行陳化，測定蟲卵孵化數(結果數值取3個平行的平均數值)。上述測試結果見表1和圖1-2。蟲卵孵化數的測定方法將上述樣品拆包，計算孵化出的成蟲數量。第一批測試中，在陳化第60天，第2實驗組，即充15% CO2氣調包裝產品(已超過 25mg/100kg出現品質劣變)，其脂肪酸值大于其余各實驗組，其余各實驗組的脂肪酸值之間無明顯差異。從表1、圖1中可知，15% CO2抑制脂肪氧化能力較差，25% -95% CO2的氣調包裝抑制脂肪氧化能力無明顯差異。從表1、圖2可知，二氧化碳濃度在25%，35%，45%，及95%的氣調包裝的保持大米較好感官品質的作用強于不充氣包裝，各濃度之間對品質的影響無明顯差異。濃度為 15%,75%的氣調包裝保鮮效果不明顯。從表1可知，氣調包裝均可抑制蟲卵的發育，這種抑制作用各二氧化碳濃度之間
無顯著差異。同時，從實驗中可以得知，15% C02-95% CO2的氣調包裝有一定的抑制霉菌生長能力，且各濃度之間無明顯差異。表1不同二氧化碳濃度對脂肪酸值、感官評價、蟲卵孵育數影響
權利要求
1.一種大米氣調包裝方法，該方法至少包括將大米置于由氣密性的包裝材料制成的包裝部件中，并向所述包裝部件內充入保鮮氣體，最后對所述包裝部件進行密封封口的步驟， 其特征在于，密封封口時，所述包裝部件的內部氣體中，二氧化碳的體積百分數為16-40%。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述包裝部件的內部氣體中，二氧化碳的體積百分數為25-30%，氧氣的體積百分數小于21%。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，密封封口時，所述包裝部件內部氣體總體積與所述包裝部件內部大米的總質量的比值為500ml/kg 700ml/kg，計算該比值所采用的內部氣體總體積的數值是以該內部氣體在標準狀況STP(0°C、一個大氣壓)下的體積計量數值。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，密封封口時，所述包裝部件的內部氣體中，除了二氧化碳和氧氣以外，還包含體積濃度為45-65%的氮氣和體積濃度為0. 5-1%的惰性氣體。
5.根據權利要求3或4所述的方法，其特征在于，完成所述包裝部件密封封口后的5 20h之后，所述的包裝部件的內部氣壓為0. 50-1個大氣壓(常溫狀態下)。
6.根據權利要求2-4中任意一項所述的方法，其特征在于，該大米氣調包裝方法包括以下依次進行的步驟1)將大米從上至下灌裝入所述包裝部件中；2)向所述包裝部件內充入保鮮氣體，充氣部位為所述包裝部件中裝有大米部分的任意一處，所述保鮮氣體的二氧化碳的體積百分數為25-35%，氧氣的體積百分數小于21% ；3)對所述包裝部件內大米上方的氣體進行排氣處理；4)對所述包裝部件進行密封封口。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述的保鮮氣體除了二氧化碳和氧氣以夕卜，還包含體積濃度為45-65%的氮氣和體積濃度為0. 5-1%的惰性氣體。
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述的充氣部位在所述包裝部件的底端部。
9.根據權利要求1-4中任意一項所述的方法，其特征在于，所述的包裝部件為由軟性包裝材料制成的包裝袋。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述的包裝部件為聚乙烯塑料包裝袋。
11.根據權利要求1-4中任意一項所述的方法，其特征在于，密封封口時，所述的包裝部件內封裝有0. 68kg大米和總體積為380-420ml (標準狀況下計量數值)的內部氣體； 或者，所述的包裝部件內封裝有2. 5kg大米和總體積為1520-1600ml (標準狀況下計量數值)的內部氣體；或者，所述的包裝部件內封裝有5kg大米和總體積為^50-3100ml (標準狀況下計量數值)的內部氣體；或者，所述的包裝部件內封裝有IOkg大米和總體積為 5900-6100ml (標準狀況下計量數值)的內部氣體。
12.—種采用權1-11中任意一項所述的方法獲得的大米氣調包裝產品。
全文摘要
本發明涉及一種大米氣調包裝方法及其產品，該包裝方法至少包括將大米置于包裝部件中，并向所述包裝部件內充入保鮮氣體，最后對所述包裝部件進行密封封口的步驟，密封封口時，所述包裝部件的內部氣體中，二氧化碳體積百分比控制在較低的水平，無需將二氧化碳體積濃度控制在高濃度50％～80％。當采用上述技術方案時，也能取得較佳的防蟲、防霉、保鮮效果，降低了充氣成本，且包裝形態適宜，降低了在運輸及銷售過程中的破損率。
文檔編號B65B31/04GK102464112SQ20101053520
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月8日 優先權日2010年11月8日
發明者任晨剛, 孫囝, 孫月婷, 曲宏宏, 李潤軍, 王慧, 裴小銀, 黃小林 申請人:秦皇島金海食品工業有限公司