专利名称：大米气调包装方法及其产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及农产品包装和贮藏保鲜技术领域，特别涉及大米的包装和贮藏保鲜技术领域，尤其涉及一种大米气调包装方法及其产品。
背景技术：
大米是稻谷经清理、碾米、成品整理等工序后制成的成品。我国和国际市场通常根据粒形和粒质将大米分为籼米、粳米、和糯米三类。在国际市场上，又根据稻谷加工程度和加工方法，对大米又有如下的分类糙米、白米、蒸谷米、碎米。关于大米的贮藏保鲜方面一直存在许多困难。现阶段，我国从大米加工生产到销售之间的间隔时间较长(通常为3 6个月)， 然而，稻谷加工后的大米失去了皮壳的保护层，组织结构暴露，极易出现生虫、霉变、失水等问题，进而导致食用品质下降，或引发食品安全问题；同时，碾磨后的米粒本身仍然保持为一个生物活体，还在不断进行自身的呼吸等生物化学反应，时间长了，会导致大米的蛋白质损耗，甚至出现酸败等现象，大米的结构和品质发生变化，食味值下降。因此，大米的包装(例如在包装材料的形式和材质、包装方法等方面)对于大米的贮藏保鲜显得尤为重要。另外，大家都应该知道，包装对于产品的运输(运输便利程度、成本控制)、以及运输过程的包装效果的保持、产品贮藏保鲜也极其重要。关于大米的包装材料，一般采用包装袋的形式，例如普通塑料编织袋，通常还会在普通塑料编织袋的外表面上涂覆一层聚乙烯或聚丙烯材料的涂膜层。但仍不够，其抗外界侵染能力较差，容易受到外部虫害的污染，也容易受外部的温湿度影响较大，对产品的防虫、防霉、保鲜方面效果不够。这就需要我们在改进包装方法上作出努力。目前，本领域技术人员们开始研究将二氧化碳气调包装应用于大米的包装，研究结果表明，气调包装中的二氧化碳可以充分渗入到大米中，抑制或阻止大米的呼吸作用等生物化学反应，减少蛋白质的损耗，同时也可以具有较好的杀虫效果。参见公开号为CN101057608A中国发明专利公开说明书，该专利公开了一种采用二氧化碳气调包装方法对包括大米在内的粮食进行保鲜包装的方法，其中提出需要向包装中充入高浓度的二氧化碳(气体总量的70%)保鲜气体，才能使蛋白质处于窒息状态，完全休眠，薄壁塑料容器内形成负压，将粮食压紧，这样粮食的胚芽和表层受到充分的保护，不会脱落，从而达到保鲜的目的，保鲜期可长达一年以上。参见公开号为CN101416659A中国发明专利公开说明书，该专利公开了一种粮食活性保鲜包装袋系统，通过气体调节剂将包装袋内的氧气浓度控制在2%以下，二氧化碳控制在50%-80%。文中指出，一般O2浓度<8%时，对大米害虫有比较明显的致死作用，O2 含量为5% 7%时，1 2周内即可杀死害虫。(X)2杀死害虫所需的浓度一般比较高，多为 60% 80%。另外，也有文献《大米气调贮藏保鲜研究》(潘巨忠等，[J]保鲜与加工，2005)提出二氧化碳浓度需大于80%。 综上，在关于大米的二氧化碳气调包装方法领域，通常认为，O2浓度< 8 %，二氧化碳控制在50% -80%及以上，才能达到较佳的防虫、防霉、保鲜效果。
发明内容
本发明一方面提供了一种大米气调包装方法，该方法至少包括将大米置于由气密性的包装材料制成的包装部件中，并向所述包装部件内充入保鲜气体，最后对所述包装部件进行密封封口的步骤，密封封口时，所述包装部件的内部气体中，二氧化碳的体积百分数为 16-40% ο发明人经大量实验研究，出乎预料地发现，无需将二氧化碳体积浓度控制在 50% 80%，当采用上述技术方案时，也能取得较佳的防虫、防霉、保鲜效果。在本发明的一个具体实施方式
中，二氧化碳浓度为25%。在本发明的一个具体实施方式
中，二氧化碳浓度为30 %。在本发明的一个具体实施方式
中，二氧化碳浓度为观%。 在本发明的一个具体实施方式
中，二氧化碳浓度为32%，另一实施方式中，二氧化碳浓度为 35%。在本发明的一个具体实施方式
中，二氧化碳浓度为16%。在本发明的另一个具体实施方式
中，二氧化碳浓度为40 %。在本发明的一个具体实施方案中，氧气的体积百分数小于21%。优选的，氧气浓度为8%-18%。更优选的，氧气浓度为12-16%。更优选的，氧气浓度为14-15%。优选的， 氧气浓度小于8%。更优选的氧气浓度为0。另外，发明人在研究中发现，在对大米进行气调包装时，充入含二氧化碳的保鲜气体，密封封口后，大米表面会对二氧化碳进行持续吸附，包装部件内一直处于负压状态，经过一段时间后(一般为6-50小时)，包装部件内气压基本达到稳定。若充入的保鲜气体二氧化碳浓度过高，则包装部件内气压稳定时的气压过低(与外界气压差别过大)，很容易导致包装袋的瘪包和破包问题，尤其是对于小包装规格的大米包装产品。另外，在运输的过程中，若包装部件内仍有一定浓度的二氧化碳时，包装部件内的持续负压状态对包装产品的运输很不利。为此，发明人在上述技术方案的基础上做了进一步改进，选择一个合适的二氧化碳气体浓度的同时，对密封封口时包装部件内部气体总体积(气体保留量)进行一定程度地控制。作为上述技术方案的进一步改进，密封封口时，所述包装部件内部气体总体积与所述包装部件内部大米的总质量的比值为500ml/kg 700ml/kg，计算该比值所采用的内部气体总体积的数值是以该内部气体在标准状况STP(0°C、一个大气压)下的体积计量数值。该技术方案采用了一个较为适中的二氧化碳浓度，一方面意外发现无需采用现有的高浓度，依然能够取得较佳防虫、防霉、保鲜效果；另一方面，选择该特定范围的二氧化碳浓度以及控制相应的气体保留量，保证了当包装部件内气压稳定之后，包装部件内部气压与外界大气压之间差别不会太大，在之后的储运、销售过程中，大米包装产品的瘪包和破包的几率较低，同时大米包装产品装箱后出现胀箱以及箱体塌陷的几率较低，便于运输贮藏。根据气体的压强、体积、摩尔数、温度之间关系(PV = nRT, R为常数)，气体的量(摩尔数)一定的情况下，体积会随温度和压强的变化而变化。因此，大米包装时的温度、充气压力的不同，内部气体的体积会不同。为准确表述，上述的包装部件内部气体总体积数值 (也称气体保留体积量)，是在标准状况STP (standard temperature and pressure) (0°C、 一个大气压)下的体积计量数值。本领域技术人员在获知上述技术方案后，可以根据公知常识、公式等，以上述数值为基准换算成具体包装温度和压力下的体积数值。优选的，密封封口时，所述包装部件内部气体总体积(标准状况下计量数值)与所述包装部件内部大米的总质量的比值为530ml/kg 680ml/kg。更优选的，比值为550ml/ kg 650ml/kg。更有选的，比值为 580ml/kg 620ml/kg。在本发明的一个具体实施方式
中，密封封口时，所述的包装部件内封装有0.68kg 大米和总体积为380-420ml (标准状况下计量数值)的内部气体。更优选的，若密封封口时， 包装部件内为常温常压00-25摄氏度左右，1个大气压)，则0. 68kg规格大米包装产品，包装部件内部气体总体积约为430ml。在本发明的一个具体实施方式
中，所述的包装部件内封装有2. 5kg大米和总体积为1520-1600ml (标准状况下计量数值)的内部气体。更优选的，若密封封口时，包装部件内为常温常压00-25摄氏度左右，1个大气压)，则2. 5kg规格大米包装产品，包装部件内部气体总体积约为1700ml。在本发明的一个具体实施方式
中，所述的包装部件内封装有5kg大米和总体积为 ^50-3100ml (标准状况下计量数值)的内部气体；更优选的，若密封封口时，包装部件内为常温常压00-25摄氏度左右，1个大气压)，则5kg规格大米包装产品，包装部件内部气体总体积约为3300ml。在本发明的一个具体实施方式
中，所述的包装部件内封装有IOkg大米和总体积为5900-6100ml (标准状况下计量数值)的内部气体。更优选的，若密封封口时，包装部件内为常温常压00-25摄氏度左右，1个大气压)，则5kg规格大米包装产品，包装部件内部气体总体积约为6500ml。在本发明的一个具体实施方式
中，密封封口时，所述包装部件的内部气体中，除了二氧化碳和氧气以外，还包含体积浓度为45-65%的氮气和体积浓度为0. 5-1%的惰性气体。优选的，所述的惰性气体主要成分为氩气。在本发明的一个具体实施方式
中，完成所述包装部件密封封口后的5 20h之后， 所述的包装部件的内部气压为0. 50-1个大气压(常温状态下，20-25摄氏度左右)。在本发明的一个具体实施方案中，该大米气调包装方法包括以下依次进行的步骤1)将大米从上至下灌装入所述包装部件中；2)向所述包装部件内充入保鲜气体，充气部位为所述包装部件中装有大米部分的任意一处，所述保鲜气体的二氧化碳的体积百分数为25-35%，氧气的体积百分数小于21% ；3)对所述包装部件内大米上方的气体进行排气处理；4)对所述包装部件进行密封封口。优选的，步骤1)所述的充气部位在所述包装部件的底端部，即从下往上充入保鲜气体，尽量使得保鲜气体能够充盈大米的空隙。步骤2、充气步骤，充气装置可以采用本领域的常规充气装置(充气参数充气压力，充气流量和时间视包装规格以及相应的气体保留体积量、具体室温而定)。步骤幻的排气步骤，优选将包装袋内大米上方的空气全部排空。
优选的，所述的保鲜气体除了二氧化碳和氧气以外，还包含体积浓度为45-65%的氮气和体积浓度为0. 5-1%的惰性气体。在本发明的一个具体实施方案中，所述的包装部件为由软性包装材料制成的包装袋。所述的软性包装材料是非刚性且具有气密性效果的材料，可以选择本领域技术人员所知道的能够用于大米充气包装袋的气密性材料。优选的，所述的包装袋为聚乙烯塑料包装袋。所述的聚乙烯(PE)塑料包装袋。按照目前市面上常规的大米包装袋的包材形式(例如可参照金龙鱼品牌包装袋的包材)，一般来说，0. 68kg规格大米包装产品所采用的包材内部尺寸约为290mm*150mm ； 2. 5kg规格大米包装产品所采用的包材内部尺寸约为375mm*255mm ；5kg规格大米包装产品所采用的包材内部尺寸约为535mm*300mm ；IOkg规格大米包装产品所采用的包材内部尺寸约为 585mm*370mm。本发明另一方面提供了采用上述大米气调包装方法获得的大米包装产品。
图1是陈化60天后各二氧化碳浓度对大米脂肪酸的影响。图2是陈化30天后各二氧化碳浓度对大米感官品质的影响。
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。以下实施例中所出现的体积数值，未具体说明的均为常温常压下的体积数值；气体浓度未具体说明的均为体积浓度。以下实施例中所用的保鲜气体中，所掺入的二氧化碳气体是食品二氧化碳，纯度-99. 992*10_2V/V，无异味，液态水、油未检出，水蒸气+乙醇含量< 0. 005*10_2m/m。以下实施例中所采用的大米包装方法具体步骤如下1)将大米从上至下灌装入相应规格尺寸的包装袋中；2)向包装袋内充入保鲜气体，充气部位为包装袋的底端部，充气装置采用本领域的常规充气装置(充气参数充气压力略高于一个大气压(0. 18Mpa)，温度为常温，充气流量和时间视包装规格以及相应的气体保留体积量而定)；幻对包装袋内大米上方的气体进行排气处理(将包装袋内大米上方的空气全部排空)；4)对包装袋各开口进行密封封口处理。实施例1不同二氧化碳浓度对大米保鲜，防霉，抑制虫卵发育的影响共7个实验组，每组将0.68kg大米(金龙鱼秋田小町大米)灌装到包材尺寸为 290mm* 150mm的包装袋(金龙鱼秋田小町品牌0. 68kg规格的包装袋)中，包装方法参见上述，每个实验组的包装产品，密封封口时，包装袋内气体总体积(气体保留量)为432. 5ml。每组充入的保鲜气体，二氧化碳浓度分别为0 %，15 %，25 %，35 %，45 %，75 %， 95 % (第1组氧气浓度为21 %，第2-5组氧气浓度为15 %，第6组氧气浓度为10 %，第7组氧气浓度为3 %，每组惰性气体浓度为0.6%，余下基本为氮气)，每组3个平行。第一批测试将上述各实验组包装产品放入温度40°C，湿度为80%的条件下进行陈化，定期测定脂肪酸值、并进行感官品质评价(结果数值取3个平行的平均数值)。脂肪酸值的测定方法参国标GB/T15684-1995的方法进行测定，数值单位为mg/100g即每100克试样所含脂肪酸的毫克数。感官品质的评价方法将上述7个样品采用组合的方式(3个样品为一个评价小组)进行循环比较，参考国标GB/T15682-2008的方法进行评价，每评价小组内感官评价总分第一名的样品计3分，第二名计2分，第三名计1分，每个样品在循环比较中的总积分除以其参加比较的次数的值表示其感官评价分值。第二批测试在上述各实验组包装产品内接种一定量的虫卵，放入温度观！，湿度为75%的条件下进行陈化，测定虫卵孵化数(结果数值取3个平行的平均数值)。上述测试结果见表1和图1-2。虫卵孵化数的测定方法将上述样品拆包，计算孵化出的成虫数量。第一批测试中，在陈化第60天，第2实验组，即充15% CO2气调包装产品(已超过 25mg/100kg出现品质劣变)，其脂肪酸值大于其余各实验组，其余各实验组的脂肪酸值之间无明显差异。从表1、图1中可知，15% CO2抑制脂肪氧化能力较差，25% -95% CO2的气调包装抑制脂肪氧化能力无明显差异。从表1、图2可知，二氧化碳浓度在25%，35%，45%，及95%的气调包装的保持大米较好感官品质的作用强于不充气包装，各浓度之间对品质的影响无明显差异。浓度为 15%,75%的气调包装保鲜效果不明显。从表1可知，气调包装均可抑制虫卵的发育，这种抑制作用各二氧化碳浓度之间
无显著差异。同时，从实验中可以得知，15% C02-95% CO2的气调包装有一定的抑制霉菌生长能力，且各浓度之间无明显差异。表1不同二氧化碳浓度对脂肪酸值、感官评价、虫卵孵育数影响
权利要求
1.一种大米气调包装方法，该方法至少包括将大米置于由气密性的包装材料制成的包装部件中，并向所述包装部件内充入保鲜气体，最后对所述包装部件进行密封封口的步骤， 其特征在于，密封封口时，所述包装部件的内部气体中，二氧化碳的体积百分数为16-40%。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述包装部件的内部气体中，二氧化碳的体积百分数为25-30%，氧气的体积百分数小于21%。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，密封封口时，所述包装部件内部气体总体积与所述包装部件内部大米的总质量的比值为500ml/kg 700ml/kg，计算该比值所采用的内部气体总体积的数值是以该内部气体在标准状况STP(0°C、一个大气压)下的体积计量数值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，密封封口时，所述包装部件的内部气体中，除了二氧化碳和氧气以外，还包含体积浓度为45-65%的氮气和体积浓度为0. 5-1%的惰性气体。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，完成所述包装部件密封封口后的5 20h之后，所述的包装部件的内部气压为0. 50-1个大气压(常温状态下)。
6.根据权利要求2-4中任意一项所述的方法，其特征在于，该大米气调包装方法包括以下依次进行的步骤1)将大米从上至下灌装入所述包装部件中；2)向所述包装部件内充入保鲜气体，充气部位为所述包装部件中装有大米部分的任意一处，所述保鲜气体的二氧化碳的体积百分数为25-35%，氧气的体积百分数小于21% ；3)对所述包装部件内大米上方的气体进行排气处理；4)对所述包装部件进行密封封口。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的保鲜气体除了二氧化碳和氧气以夕卜，还包含体积浓度为45-65%的氮气和体积浓度为0. 5-1%的惰性气体。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的充气部位在所述包装部件的底端部。
9.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述的包装部件为由软性包装材料制成的包装袋。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的包装部件为聚乙烯塑料包装袋。
11.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，密封封口时，所述的包装部件内封装有0. 68kg大米和总体积为380-420ml (标准状况下计量数值)的内部气体； 或者，所述的包装部件内封装有2. 5kg大米和总体积为1520-1600ml (标准状况下计量数值)的内部气体；或者，所述的包装部件内封装有5kg大米和总体积为^50-3100ml (标准状况下计量数值)的内部气体；或者，所述的包装部件内封装有IOkg大米和总体积为 5900-6100ml (标准状况下计量数值)的内部气体。
12.—种采用权1-11中任意一项所述的方法获得的大米气调包装产品。
全文摘要
本发明涉及一种大米气调包装方法及其产品，该包装方法至少包括将大米置于包装部件中，并向所述包装部件内充入保鲜气体，最后对所述包装部件进行密封封口的步骤，密封封口时，所述包装部件的内部气体中，二氧化碳体积百分比控制在较低的水平，无需将二氧化碳体积浓度控制在高浓度50％～80％。当采用上述技术方案时，也能取得较佳的防虫、防霉、保鲜效果，降低了充气成本，且包装形态适宜，降低了在运输及销售过程中的破损率。
文档编号B65B31/04GK102464112SQ20101053520
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月8日 优先权日2010年11月8日
发明者任晨刚, 孙囝, 孙月婷, 曲宏宏, 李润军, 王慧, 裴小银, 黄小林 申请人:秦皇岛金海食品工业有限公司