MA技术应用于大米贮藏的试验研究

收稿日期:20000510
董　英　江苏理工大学生物与环境工程学院　副教授,212013　镇江市
MA 技术应用于大米贮藏的试验研究
董　英
【摘要】　讨论了M A 技术用于大米贮藏的可行性,并应用该技术对大米的贮藏进行了试验研究。

探讨了含水量、温度和气体成分3个主要因素对应用M A 技术贮藏大米的作用规律,从而确定了最佳贮藏条件。

结果表明:M A 技术能够有效地抑制大米的陈化速度,较好地保持贮后的品质,并可适当提高其贮藏的安全含水量。

叙词:气调贮藏　大米　品质
中图分类号:S 379.2 文献标识码:A
Study on Modified Atmosphere (MA )Technology for Rice Storage
Dong Ying
(J iangsu University of Science and Technology )
Abstract
In this w ork ,the storag e o f r ice w ith mo dified atm osphere (M A )techno logy w as exper im entally studied and the experim ents w ere designed by the D saturating optimization .Thro ug h the m ethod ,the mathem atical models w er e developed .T he acting m echanism and the effects of the main factor s ,such as w ater content o f rice ,temper ature and atm osphere co mpo sition ,were discussed and the optimum condition of M A stor ag e w as determined .T he results show ed that MA sto rage technolog y w as available to depress the ag ing r ate ,keep better quality and adjust the respir ato ry rate o f rice spontaneously .T he safety w ater co ntent o f rice for stor ag e could be higher than that in nor mal storage ,which leads to a low er drying cost and a better taste quality .
Key words Mo dified atmosphere stor ag e ,Rice ,Quality
引言
气调贮藏在现代果蔬贮藏方法中被认为是效果最好的贮藏技术。

气调贮藏在具体方法上可分为人工气调贮藏(Controlled atmosphere sto rage)和自发气调贮藏(Mo dified atmosphere storage ),分别简称为CA 贮藏和M A 贮藏。

气调贮藏的原理就是通过增加贮藏环境中CO 2的浓度,降低O 2的浓度,来抑制果蔬产品的呼吸作用,延缓后熟衰老。

CA 贮藏技术在国外研究和应用较早,已在苹果和梨的贮藏中获得了满意的结果
[1,2]
,对于一些果蔬的长期贮
藏效果较好,但由于气调设备需要大规模投资,在经
济不发达地区广泛应用尚不具备条件。

目前,研究和应用较多的是M A 小包装气调贮藏技术[3,4]。

MA 贮藏利用果蔬的呼吸作用和塑料薄膜的通透性来自
发调节包装袋内的气体成分。

果蔬的呼吸作用使袋内的CO 2浓度升高,O 2浓度下降,当果蔬放出CO 2和吸入O 2的速度与气体透过薄膜的渗透速度相等时,袋内CO 2和O 2的分压不再发生变化,若气体条件符合或接近适宜贮藏该果蔬的气体条件,就起到自发气调作用,M A 贮藏的关键是选择合适的保鲜薄膜。

目前,国内尚未见应用M A 技术对大米贮藏影响规律的研究报道,本文研究了该技术对大米品质的影响规律,以望为大米的贮藏加工提供参考。

1　试验材料与检测指标
1.1　试验材料
试验所用材料为东农9316品系水稻碾成的大米,包装材料为哈尔滨龙华保鲜袋厂生产的聚乙烯薄膜保鲜袋,根据试验要求,订制了0.04、0.05、
2000年11月
农业机械学报
第31卷第6期
0.06、0.07、0.08m m五种厚度,规格为170mm×250mm。

1.2　检测指标
大米贮藏后,检测了以下几项指标:¹脂肪酸(按GB/T15684—1995方法测定)。

º还原糖(按GB5009.7—85方法测定)。

»粘度(按GB5516—85方法测定)。

2　试验结果及分析
2.1　试验设计
为了研究影响大米贮藏效果的3个主要因素——含水量、温度和气体组成,本研究采用饱和D 最优设计安排试验,在11种不同因素水平下,贮藏150天,通过对试验数据进行处理,分别得到影响贮藏效果的各因子的回归系数,写出回归方程,并通过单因子影响曲线揭示贮藏效果与各因子之间的内在关系和规律。

具体试验安排见表1。

表1　因素水平编码表
编　码　值实　际　值
x1x2x3含水量/%温度/℃薄膜厚度/m m
22219260.08
1.414 1.414118240.07
00016200.06
-1.414-1.414-114160.05
-2-2-213140.04
2.2　试验结果
按表1的设计安排进行试验,测定各项指标,其结果见表2。

表2　各试验指标测定结果
序号x1x2x3y1/mg・hg-1y2/%y3/m m2・s-1 1002210.498.9
200-2240.558.2
3-1.414-1.4141110.469.5
4 1.414-1.4141220.507.9
5-1.414 1.4141190.499.0
6 1.414 1.4141250.517.5
720-1210.617.3
8-20-1130.4310.2
902-1240.577.6
100-2-1140.478.9
11000220.518.5
应用饱和D最优设计软件对数据进行处理,从而建立各项检测指标的数学模型。

(1)脂肪酸
　y1=21.9731+ 3.234x1+ 2.357x2-
1.136x3- 1.314x12+0.78x1x2-
2.32x1x3-0.75x2x3- 1.172x22+
0.188x32
(2)还原糖
　y2=0.513+0.053x1+0.024x2-0.0457x3-
0.022x12+0.0073x1x2-0.0054x1x3-
0.0061x2x3-0.0051x22-0.0141x32
(3)粘度
　y3=8.47-0.418x1-0.531x2+0.237x3+
0.0041x12-0.2x1x2+0.0047x1x3-
0.034x2x3+0.013x22+0.0431x32
以上回归方程均通过r检验,说明建立的方程有效。

2.3　分析与讨论
2.3.1　对大米脂肪酸指标的影响
大米中脂肪的含量虽少于淀粉、蛋白质等物质,但最易发生变化,经酯酶的催化作用分解成甘油与脂肪酸,从而使游离脂肪酸增加,游离脂肪酸包藏在淀粉直链成分的螺旋结构中,使糊化所需的水分难以通过,淀粉粒的强度增加而引起米饭硬度增加。

同时,脂肪酸还可以进一步分解成低级的醛、酮化合物和酸,降低大米的食用品质。

图1a是当其中两个试验因素固定在零水平上,第3个因素对脂肪酸指标的影响曲线。

从图中可以看出在x1=13%～19%, x2=14～26℃,x3=0.04～0.08m m时,脂肪酸指标y1随着含水量x1和温度x2的增加而升高。

当含水量大于17.8%时,曲线略有下降,说明在此条件下,若含水量过高,则产生脂肪酸分解现象,大米品质严重变劣。

从方程和曲线2均可以看出,脂肪酸随温度升高而增加,说明高温贮藏对大米贮后品质不利,但影响程度小于因素x1。

因素x3对脂肪酸的影响反映在曲线3上,随薄膜厚度的增加开始时影响较大,渐渐趋于平缓,说明膜厚度影响袋内的气体成分组成,膜厚度调节了袋内气体组成而构成新的平衡,当袋内CO2浓度累积到一定程度时,膜的厚度对指标的影响减小。

2.3.2　对还原糖指标的影响
大米中含有少量低分子糖类,如葡萄糖、麦芽糖等,因这些糖类分子中含有游离的还原基,因此具有还原性,在适当的条件下易被氧化,严重影响大米的品质。

品质正常的大米在贮藏过程中,还原糖指标的波动不大。

3个因素对还原糖指标的影响如图1b,约束同前。

从图中可以看出大米的还原糖指标随含水量和温度的升高而增大,随薄膜厚度的增加而降
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低,说明薄膜越厚对于抑制还原糖的增加越有利。

其影响程度与膜厚对脂肪酸指标的影响不同。

2.3.3　对大米粘度指标的影响
粘度是研究大米品质变化的一项重要指标,粘度的大小由其胶体粒子形成的胶体体系所决定。

大米在贮藏过程中表现为粘度下降,是因其内部的直链淀粉增加。

贮藏条件不同,其粘度下降的程度亦不
同。

图1c 反映了3个因素对大米粘度指标的影响,约束仍同前。

从曲线上可以看出其影响规律:温度对指标的影响较大,并且随温度升高,粘度降低较快;
而膜厚能抑制直链淀粉的增加速率,对减小粘度的降低程度、保持大米的食味品质有利;含水量的增大只能加剧粘度的降低,
对保持品质不利。

图1　试验因素对各指标的影响曲线
(a)脂肪酸　(b)还原糖　(c)粘度
1.随含水量的变化
2.随温度的变化
3.随薄膜厚度的变化
2.4　工艺措施的参数优化
综合上述分析,含水量因素对脂肪酸指标的影响较大,粘度指标对温度较敏感,而薄膜越厚对抑制还原糖的增加越有利。

现对3项指标的回归模型进行参数迭代处理,根据所测数据和感官评价,以贮藏后的脂肪酸指标不大于25m g /hg ,还原糖指标不高于0.58%,粘度不低于7.6mm 2/s,协同因素作为约束条件,进行迭代,其结果见表3。

表3　参数优化结果
含水量/%温度/℃膜厚/mm 13～14≤25.10.0814～16≤23.30.0816～18≤17.40.07～0.07818～19
≤15.5
0.07～0.075
由上表结果可见,低温对保持大米品质有利,当含水量低于16%时,可以实现较高温度下贮藏,但膜厚应不小于0.08mm ;当含水量高于16%时,则必须严格控制贮藏温度,并且膜厚以接近0.07mm 为宜,这样利于实现膜内的自发气调。

为进一步考察M A 技术的贮藏效果,作者同时
进行了常规方法贮藏的对照性试验。

众所周知,大米在常规下能够安全贮藏,其含水量要低于14%。

为了与MA 技术对比,选择含水量为13.7%(原始水分)的同一大米进行常规贮藏度夏试验。

经过150天的贮藏,测定各项指标为:脂肪酸21.3m g/hg ,还原糖0.5%,粘度7.8mm 2/s ,数据及感官表明,其贮后品质接近于M A 下含水量为16%的大米的品质,说明M A 技术对于抑制大米品质的劣变是有效的,同时其贮藏含水量可略高于常规下的贮藏含水量。

3　结论
(1)MA 技术用于大米的贮藏,能够自发地调节大米的贮藏气体环境,较好地保持其品质,是一种易于实施的贮藏技术。

(2)考察影响大米品质的3项指标,其合理的贮藏参数为:含水量应严格控制在16%以下,含水量较高(接近16%)时,温度应低于24℃,膜厚以0.08mm 为宜。

(3)M A 技术应用于大米贮藏其允许的贮藏含水量高于常规贮藏的含水量,基于此种原因,可以期望该项技术能够降低大米贮前的干燥费用。

参
考
文
献
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3　Br andenbur g A H .Edible films and coating s .F oo d T echno lo gy ,1994,1:97～103
4　I vo v J .M o dified atmo sphere packing t echnolo gy .A Rev iew of J .Sci .Fo od A gr i .,1995,67:143～152
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