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结合流通环境对大米真空包装技术的研究 摘要 论文首先介绍了我国粮食包装的现状及其发展趋势，由此引出了粮食包装技术的 开发、改进和应用在现代粮食销售包装的重要性和迫切性。并对目前国内大米真空包 装技术存在的问题进行分析，提出了真空包装技术要和流通环境相结合的理念。 论文就以下几个方面的内容作了研究和探讨： 1 、参考国内外大米真空包装的真空度，确定本课题真空包装所使用的真空度 并对大米进行贮藏模拟实验，找出在货架期内大米真空包装的最佳真空度。 2 、结合大米真空包装的流通特性，通过对流通过程中抵抗外力能力的检测，确 定不同真空度的大米真空包装的脆值，找出流通过程中大米真空包装最佳真 空度。 3 、结合大米真空包装的贮藏品质及脆值，通过优化设计来研究大米真空包装最 佳真空度。 4 、在实验室对最优真空度进行验证。 论文的实验数据和研究方法对我国大米销售包装中真空技术具有一定的参考价 值。 关键词：真空包装；大米食昧；脆值；优化设计 t h er e s e a r c ho fv a c c u m i z i n gt e c h n i q u e f o rr i c ec o m b i n i n gw i t hc i r c u l a t i o ns u r r o u n d i n g a b s t r a c t t h ep a p e r f i r s t l yi n t r o d u c e st h es t a t u sa n dt r e n do fd e v e l o d m e n t o ft h ep a c k a g i n gg r a i n ，a n dt h en e c e s s i t yo fi m p r o v i n g a n da p p l y i n g t h et e c h n i q u ef o rg r a i n d o i n gt h ea n a l y z i n go ft h ed o m e s t i cv a c u u m p a c k a g i n gt e c h n i q u e f o rr i c e ， p u t t i n gf o r w a r dv a c u u mp a c k a g i n g t e c h n i q u es h o u l db ec o m b i n e dw i t hc i r c u l a t i o n s u r r o u n d i n g s t h e f o l l o w i n ga s p e c t s o n v a c u u m i z i n gt e c h n i q u ea r e m a i n l y s t u d i e da n dd i s c u s s e d 1 o nt h eb a s i so fr e f e r r i n gt ot h ef o r e i g na n dd o m e s t i c v a c a n c y o fv a c u u m i z i n gf o rr i c e ， m a k i n gs u r et h ev a c a n c yi nt h er e s e a r c h ， d o i n gt h es i m u l a t i o nt e s to fr i c es t o r a g e ，a n a l y z i n gt h eb e s ts h e l f 1 i f ev a c a n c yo fr i c e 2 c o n s i d e r i n gt h ec i r c u l a t i n gn a t u r eo ft h ev a c u u m i z i n gf o r r i c e ，b yc h e c k i n gt h er e s i s t a n to u t s i d ef o r c e 。ft h ev a c u u m i z i n g f o r r i c e ，f i n d i n g o u tt h e f r a g i l i t y o fv a r i o u s v a c a n c vo f v a c u u m i z i n gf o rr i c e ，a n a l y z i n gt h eb e s tv a c a n c yo fv a c u u m i z i n gf o r r i c ed u r i n gt h ec i r c u l a t i o nc o u r s e 3 c o m b i n i n gw i t ht h en a t u r eo ft h es t o r a g ea n df r a g i l i t yo f r i c e ， b yu s i n gt h eo p t i m i z i n gd e s i g nm e t h o d ，w o r k i n go u tt h eb e s tv a c a n c y o fv a c u u m i z i n gf o rr i c e 4 t h et e s t i n gt h eb e s tv a c a n c yo fv a c u u m i z i n gf o rr i c ew a sd o n e i nt h e1 a b o r a t o r y t h ed a t aa n dm e t h o di nt h ep a p e ri so fac e r t a i nv a l u ef o rt h e v a c u u m i z i n gf o rr i c e k e yw o r d s ：v a c u u m i z i n g ：t a s t eo fw h i t er i c e ：f r a g i l i t y ：o p t i m i z a t i o n d e s i 岔n 合肥工业大学 本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学 硕士学位论文质量要求。 主席： 委 答辩委员签名( 工作单位、职称) 觅移 伽 撖兰 斜：v 仓静修天学 ，沸己彬隘j 酗敬枝 饼使 1 蛩。f ，撤姐辛谢) 岛怛褥吁 仑眇协量 黼 鼍瓣玉 姿 时 插图清单 图2 1 日本食味实验流程图l o 图3 1 冲击测试示意图1 8 图5 1 脂肪酸与真空度的关系3 1 图5 2 食味值与真空度的关系3 l 图5 3 真空度与含水量的关系3 2 图5 4 还原糖与真空度的关系3 2 图5 5 脆值与真空度的关系3 3 图5 6 品质与真空度的关系3 3 图5 7 优化设计流程图3 5 图5 8 黄金分割法区问缩小原辞圈3 7 图6 1 典型流通环节3 9 表格清单 表1 1 大米真空包装贮藏的最佳条件5 表2 1 日本米饭食味评定表9 表2 2 我国米饭食味评定表i 2 表2 3 食味计性能指标表1 3 表4 一l 真空包装时间真空度关系表2 2 表4 2 贮藏后大米食用品质表2 3 表4 3 食味计检测大米贮藏后的使用品质表2 3 表4 4 贮藏后大米脂肪酸的含量表2 5 表4 5 贮藏后大米还原糖的含量表2 6 表4 6 贮藏后大米含水量的含量表2 6 表4 7 真空包装大米的脆值2 7 表4 8y 5 0 1 5 1 z f 型1 5 公斤机械振动台主要技术参数2 7 表4 _ 不同真空度大米包装的耐振度2 8 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 佥壁王、业态堂 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研 究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 粼一签名鬻。秀两榔期： 年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 盒蟹王些盔坐有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许 论文被查阅和借阅。本人授权盒魍王、业叁堂可以将学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段 保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位做作者签名：镌秀 导师签名：； 罗等 签字日期：年月日签字日期：年月日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话 邮编 致谢 本文是在我尊敬的导师王卫荣教授的悉心指导和帮助下完成的。王教授严谨治学 态度和精益求精的工作作风使我受益非浅。在此，我首先向王教授致以诚挚的感谢和 崇高的敬意。 在本课题的研究和开发阶段，得到河南工业大学武文斌教授、白晓丽老师、刘国锋 老师的大力支持和帮助，在此，一并向他们表示衷心的感谢。 2 0 0 4 年1 1 月1 日 第一章绪论 1 1 我国粮食包装的现状及其发展趋势 1 1 1 我国包装工业的现状 有商品就有包装，包装的主要目的是保护商品、方便储运和使用、宣传和美 化商品、促进商品流通等功能。随着社会经济的飞速发展、物质财富的极大丰 富，商品流通量也越来越大，而作为每件商品有机组成部分的包装，需求量也 随之增大；同时人们生活水平不断提高，观念不断更新，对包装的质量也提出 了更高的要求。 近年来，随着全社会对包装意识的增强，对包装投入的加大，我国包装行 业得到了迅速的发展，其增长率位居行业之首，但要达到与国际市场接轨，还 有漫长的路要走。一个曾派往大洋洲的考察团在考察新西兰、澳大利亚等超级 市场时发现，我国出口的产品品种繁多、门类齐全，但往往包装都不上档次， 一是笨重不便携带，二是粗糙色彩暗淡。并且，由于包装不善，有些商品常出 现不同程度的变形。例如，挂在衣架上的纯棉服装已发皱，放在货架上的玩具 已破损。有人认为，中国出口的产品是“一流的原料，二流的质量，三流的包 装，四流的价格”。据有关部门统计，我国出口商品每年因包装不合格而减少外 汇收入约1 0 ，而国内市场产品包装不合格率高达4 0 ，全国因商品包装不合格 而造成损失至少达到1 5 0 亿元。包装不过关的直接后果是经济损失惨重，经济 规律的运作是不以人的意志为转移的，许多商品，哪怕是名牌商品，如果不重 视包装也将被市场淘汰。 当今时代，包装已不在是简单的把货物包装好，使其不受损坏，它也是一 种文化和一个国家文明程度的体现。经济社会越是发展，越是重视商品的包装。 世界上些驰名的商品无不配以精美的包装，比如松下电器产品，其包装不仅 讲究材料的质量，还重视色彩图案的协调美观，瑞士手表，法国的葡萄酒都很 善于在包装上下工夫。 商品的包装作为世界各国“非关税贸易壁垒”的重点，受到国外企业的高 度重视。忽视包装无疑会受到国际市场的制裁，因为不合格的包装，不仅会被 国际进口法勒令禁止，也会被消费者鄙视而不屑一顾。 我国包装业和发达的国家相比还有不小的差距。国际上衡量包装水平高低 的标准之一是用人均每年所使用包装材料的价值比较，东欧匈牙利人均每年使 用包装价值为5 0 美元，发达的国家则高出几倍，如美国人均使用的包装材料价 值为2 0 0 美元，我国则低的多。由于包装方面的阀题，我国的商品在出口贸易 中遭到不应有的惩罚。 针对我国包装行业的现状，业内人士认为，今后我国的包装行业应重点做 好以下几个方面的工作：一是加大立法，尽快建立一部全面的、完整的、与国 际市场接轨的包装法。二是加大投入，扶持和改造大中型包装企业的更新换代， 大量采用民用和军用工业的各种现代化的高精技术、电子技术、微电子技术、 边缘技术、模糊技术，进一步提高包装机械设备和生产线的可靠性、安全性、 无人作业性等自动化水平。三是大力发展绿色包装。在可靠发展的浪潮中，全 世界掀起了一场绿色革命，绿色包装应运而生，并成为世界包装业的个新潮 流。关于绿色包装至今没有正式的、统一的定义，一般认为绿色包装是指能够 循环使用、再生利用或自然降解，并在产品的整个生命周期中对人体和环境不 造成危害的适度包装。例如，纸和纸板包装、纸浆模塑包装等。 1 1 2 我国粮食包装现状及主要矛盾 “民以食为天”，粮食是人类赖以生存的主食，在粮食的贮存、运输和销售 过程中，包装对保护粮食的品质起到至关重要的作用。没有包装粮食就无法进 行流通和销售。与其它产品相比，粮食的包装量大，难度高，不仅要防止粮食 流通过程中的散漏，而且要防止生物、微生物的危害和自身的黢败与陈化。近 年来，我国粮食包装虽然有一定的改进，但仍然存在许多问题。随着我国社会 主义市场经济体制的逐步完善，粮食供应体制和价格体制进一步理顺并推向市 场，从而使消费结构和食品结构发生很大的变化，对粮食的需求开始向优质、 保鲜、营养、卫生、方便等方面转化，并逐步形成现代消费的一种时尚。因此 在粮食的储存、运输、销售和装卸过程中，如何保护粮食的品质和性能，包装 起着非常重要的作用。 目前，我国粮食包装主要用塑料编织袋、复合塑料袋作为包装容器，而这 些包装袋在运输、装卸、零售等环节存在诸多问题需要解决。塑料编织袋是用 塑料薄膜制成一定宽度的窄条，或用热拉伸法得到强度高、延伸率小的塑料扁 带编织而成。塑料编织袋质轻、价格便宜，强度高，且不易变形，耐冲击性好， 但由于普遍质脆易裂，使用塑料编织袋来包装粮食，浪费的现象比较严重，一 般只能用l 2 次，相对成本较高，这种包装方式简单，开封后难以再封，不利 于较长时间的保存，虫害、霉变现象较重，而且包装材料防潮性差、阻隔性差， 粮食易氧化霉变。 塑料复合袋是由高阻隔性包装材料e v o h 、p v d c 、p e t 、p a 与p p 、p e 等多层塑料复合而成，在一定程度上可以解决粮食的防霉、防虫、保质问题， 具有一定的推广、实用价值，但后处理较难。由于不易降解，使用也受到一定 的制约。 从包装技术上看，我国粮食只有很少量在躺售包装中使用气调包装技术对 粮食进行僳鲜包装，而大部分包装只是以容器的形式来盛装粮食，所以粮食的 陈化、劣变比较严重。 由于包装不善，长期以来，我国粮食在流通过程中的所造成的损失是惊人 的，据统计以前粮食在流通过程中的散漏有时高达4 8 6 ，包装改善后，粮食 的平均散漏率下降到5 。目前我国粮食产后损失占粮食总量的1 2 1 4 8 。 广大农户储存的粮食因为没有合理的容器和包装，浪费更为严重。 目前粮食包装存在的矛盾主要有以下几个方面： a 组织领导力量薄弱，包装改革缺乏联动力。 在计划经济体制下，粮食的包装改革、管理由国家粮食主管部门负责，当 时有一套严格的管理办法，系统内部各环节、各行业都能认真执行，整体联动 效果较好。随着不断地改革开放，粮食行政主管部门一是没有财权，二是忙于 改革中各种矛盾的协调处理，精力也更偏重于经营管理和指导，未能很好地处 理包装改进与粮食企业改革和经营之间的关系，致使粮食包装的发展任随市场 左右，未能向更加经济合理、保护生态环境、采用高新技术、紧跟世界潮流、 适应市场需要的方向发展。可以说，在原粮、油料及大部分成品粮的包装上， 还存在很多问题，只是在小包装零售方面略有改进，但真正距离无毒、安全、 卫生、经济、有效的要求还有相当的差距。 b 没有规范的发展目标和实现目标的可行计划。 粮食包装改革近二十年来，有不少有识之士曾予以高度关注，并大声疾呼 改革的必要性。但由于缺乏有效的组织领导，因而无法采取中西结合、保护生 态、适应市场提出一套科学的发展规划，当然也就无从制定具体的分步行动方 案。一些较大的粮食企业( 集团) 把握了市场的脉搏，看到了发展的方向，并 做了有益的尝试，但由于竞争成本的考虑，作为受到很大的限制，未能强强联 手、强弱联手，难以形成气候。 c 科技力量薄弱、资金等投入较少。 从农民生产出粮食到进入流通领域最后进入干家万户，以至漂洋过海，在 目前很大一部分仍未能离开包装，丽粮食包装改革不仅涉及粮食经营者( 包括 收购、储存、加工、调运、销售各环节的经营者) ，还与政府的重视，生产、 消费者的关注有关，特别是需要一批新型的包装生产企业。多年来，我们在包 装改革的科技投入。资金投入上欠了一大笔帐，这也是我国的粮油包装状况未 能有根本改观的重要原因。 d 粮食经营者在粮食包装改革活动中缺乏主体意识。 我们说粮食包装改革与政府宏观政策有关，与粮食生产者有关，与消费者 的期求有关，但客观地说主体还应该是众多的粮食经营者，在现阶段，国有粮 食企业仍发挥主渠道作用的情况下，国有粮食部门则更是责无旁贷。 e 粮食包装缺少严格而又切实可行的国家标准。 1 1 。3 我国鞭食包装的趋势 国外发达国家对商品粮的包装很重视，不仅把包装作为容器来使用，均在 粮食的包装上应用合适的包装材料和先进的包装技术，如泰国米、日本米的包 装。这些包装没有渗漏，防虫、防霉保鲜效果好。可以看出我国的粮食包装与 国外的粮食包装有很大的差距，迫切需要解决，缩短差距，提高包装水平。 粮食变质的主要原因是由于环境中水分、氧气的侵袭及微生物和粮食自身 的生理代谢造成的。温度、水分和储存环境的中的气体是粮食自身和微生物生 命活动的基本条件，水分使微生物繁殖，氧气使粮食氧化变质。因此，在粮食 包装上可以开发多功能的粮食保鲜袋。如包装袋的内层采用半导体光催化酶技 术制成的薄膜可以达到防虫、防霉效果；中层袋低氧高二氧化碳协同效应防虫、 防霉延缓陈化；外层袋防鼠与保护层。国外从1 9 9 7 年开始研制多功能粮食保鲜 袋，我国一些高校和科研单位也正在研究多功能的粮食保鲜袋，开发低成本、 多规格、系列化、标准化的粮食保鲜袋是我国粮食包装的一个方向。 粮食包装袋的结构设计有待提高，现在的粮食包装袋多为扁平袋，封口多 为线封或加热封合，打开后难以再次封上，所以粮食在消费过程中很容易受到 外界环境的影响。且扁平袋在真空包装大米等两端较尖的粮食时边缘处很容易 被粮粒扎破，使真空包装失效。所以开发结构适宜、易携带、易存放、易开封 的包装袋是我国粮食包装的又一发展方向。 先进的粮食包装技术的开发也是我国粮食包装的一个重要发展方向，目前 粮食包装技术常用气调技术对粮食进行保鲜，但现有的技术在粮食的流通过程 中存在很大的问题，所以对现有技术的改进及新型包装技术的开发也是我国粮 食包装发展的一个趋势。 总之，开发适用的包装材料、包装技术，研制高效的专用粮食包装设备及 功能齐全的包装结构是粮食销售包装改进的重要环节。 1 2 课嚣提出的意义 随着人民生活水平的日益提高，对消费品的品质要求越来越高，这对产品 包装也提出了新的要求。包装在满足传统的保护产品、方便储运、促进销售的 功能上，也要兼顾其社会效应和环境效应。站在战略高度，发展包装产业，注 重环保包装，是包装行业的发展发向。作为人们生活物质基础的粮食，在提高 粮食产量的同时也要积极改善粮食的包装，减少粮食的浪费及发展粮食的绿色 保鲜包装。通过保鲜包装的使用，消费者购买的粮食食用品质将大大提高。粮 食消费将实现从温饱型向品质型的过渡，对生活品质的追求，是小康社会的标 志之一。从这一角度来看，作为人们消费的主食大米的保鲜包装尤其重要，因 此实现大米的保鲜包装在我国粮食消费史上，具有划时代的意义。 目前国内大米的销售包装从包装技术上来看，基本上为两种包装形式，一 种为普通包装，利用聚丙烯塑料编织袋对大米进行包装，包装过程中不施加任 何保鲜技术，这种包装对大米的防虫、防霉及保鲜的效果差；另外一种用真空包 装技术对包装袋进行抽真空，真空包装技术对大米的储存有较好的保鲜作用， 但由于大米自身的形状以及真空度的选择不合适，目前大米真空包装选用的真 空度一般在一o 0 7 k p a 一0 0 9 k p a 之间，只要真空度在这个范围内，出厂都为 合格的产品。由于真空度较大，包装材料紧紧包裹大米，加上大米两端的较尖， 包装袋很容易被米粒扎破，形成针孔，这样包装袋就会漏气，造成真空包装失 效。有试验表明，抽气真空度为一o 0 9 5 m p a 的大米包装袋，静止放置，不堆垛， 在2 0 天之内包装袋的破损率为1 6 ，所以高真空度造成高破袋率。另外包装袋 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。据统计真空 包装在流通过程中的破袋率达到3 0 。由于真空包装的问题造成了粮食的浪费， 给消费者和企业都带来了损失和麻烦。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。 对粮食的销售包装，我校已对面粉、大米的销售包装进行过研究，并做大 量的前期调研和市场分析工作。已在实验室就大米食用品质、真空包装技术等 方面的研究取得了一些数据，积累了一定的经验，发表了不少有价值的论文， 为课题的完成打下了基础。 课题完成实施后，可以使我国的大米销售包装有较大的改观，真正提高商 品粮的质量，减少粮食的损失，不断满足消费者的要求。 1 3 课隧研究的内容 目前国内外对大米包装技术的研究，主要集中在以下两个方面： a 真空包装保鲜效果的研究。主要是用真空包装和普通包装进行对比，来 研究真空包装的保鲜效果。所用的研究方法为大米贮藏模拟实验，一般贮藏时 间为1 8 0 天，检测贮藏后真空包装的大米和一般包装的大米品质的差别，来研 究真空包装的保鲜效果。 b 利用气调包装技术对大米进行贮藏模拟实验，来研究大米的含水量、温 度和气体成分3 个主要因素对大米贮藏品质作用的规律，从而确定不同含水量 的大米贮藏的最佳条件。研究的结果如下表所示： 表1 一l 大米真空包装贮藏的最佳条件 含水量( )温度( )包装材料厚度( 栅) 1 3 1 42 5 10 0 8 1 4 1 62 3 30 0 8 1 6 1 81 7 4o 0 7 0 0 7 8 1 8 1 91 5 5o 0 7 0 0 7 5 这一研究结果显示，要保证大米的品质需要调节贮存环境温度，但在我国 大米的销售和贮藏环境多与外界环境相一致，所以用控制温度的方法来达到保 鲜效果不切合实际。 以上两类研究基于保鲜效果的研究，对流通环境的因素没有加以考虑。因 此本课题针对目前国内大米销售包装所使用的真空包装技术存在的问题进行研 究，主要研究的内容为以下三个方面： 在货架期间，为保持大米的食用品质，对大米采用真空包装技术的最佳 真空度研究。 有良好流通特性的大米真空包装最佳真空度的研究。 结合大米的流通特性和食用品质，利用优化设计的方法来研究大米真空 包装最优真空度。 6 第二章大米品质评定的方法 2 大米的食昧 2 1 大米的化学成分、微观结构及大米的贮藏特性 作为人们日常生活必不可少的主食之一，大米主要是提供人体所需要的碳 水化合物，此外还有少量的蛋白质、脂肪及矿物质、微生紊等。 大米中的碳水化合物主要以淀粉为主( 约占9 0 7 ) ，占整个米粒的7 5 左 右，此外还有少量的糖( 约占o 3 7 0 5 3 ) 及纤维素。 蛋白质约占米粒的7 左右，且米粒的周边部分的含量比中心高。 脂肪在大米中分布不均匀，一般情况下为0 2 0 9 2 ，主要有不饱和的 脂肪酸组成。 从显微镜中观察大米可以看到米粒表面并不象肉跟看到的那么平滑，而是 呈起伏不平的波浪状。外面的亚糊粉层是一层薄膜，对胚乳有一定的保护作用， 而大米的内部主要有含淀粉的细胞组成，细胞内充满一定的淀粉颗粒，细胞壁 的厚度约为o 2 5 微米，细胞壁的内侧还分布着一定量的蛋白质颗粒，称作胚乳 细胞。 大米按稻谷分类，有粳米、糙米、糯米之分；按成熟期又可分为早米、中 米、晚米；按加工精度，还有糙米、白米、精米之分。 稻谷去壳得到糙米，糙米再碾去果皮与胚成为大米。大米由于没有谷壳保 护，胚乳直接暴露于空间，易受外界因素的影响。因此，大米的贮藏稳定性差， 远比稻谷难贮藏。大米的品种虽多，但就储藏来讲，大米具有以下通性： a 大米容易吸湿返潮，引起发热。大米由于亲水胶体( 淀粉、蛋白质) 直 接与空气接触，容易吸湿，在温湿度相同的条件下，大米的平衡水分均比稻谷 高。同时，大米中的糠粉不仅吸湿力强，而且附带大量微生物，容易引起发热、 生霉、交质、变味。 b 大米容易爆腰。大米不规则的龟裂称为爆腰。大米爆腰的原因，是由于 米粒在急速干燥的情况下，米粒外层干燥快，米粒内部的水分囱外转移慢，内 外层于燥速率不一，体积收缩程度不同。外层收缩大，内层收缩小，因而造成 爆腰。另外，米粒在急速吸湿的情况下，也会造成爆腰。爆腰的大米在蒸煮时， 由于碎米多，成糊状体，影响食用品质。 c 容易陈化。随着贮藏时间的延长，大米逐渐陈化。陈化到一定程度。就 会出现陈米气味，同时食味劣变，除失去大米原有的香昧外，还表现在大米的 光泽变暗，米饭粘度降低，硬度增加。 d 容易“发灰”。大米在贮藏期间，如外界环境湿度大或者大米原来水分 高。便会出现“发灰”现象。即米粒失去原有光泽，米粒表面呈现灰粉状碎屑 和白道沟纹，这是大米开始变质的先兆。 7 e 容易感染虫害。危害大米的主要害虫有米象、玉米象、赤拟谷盗、米扁 虫、长角扁谷盗等。大米贮藏特性直接影响大米的食用品质。 2 1 2 大米的食昧 当前国内外评价大米品质着重在四个方面，即：工艺品质、外观品质、食 用品质( 蒸煮性能与食味) 、营养品质。其中食味这一品质，不仅能使人们在感 官上享受到愉快，而且直接影响大米的消化、吸收。所以对大米品质评定主要 看大米的食味。 大米的食昧并不是大米的味道，而是指其蒸煮后的米饭所带来的嗅觉和味 觉以及视觉印象的综合反映。食物中的化学成分及其组织结构与食味密切相关， 因而不同的食物因其食物中的化学成分及其组织结构不同而具有特殊的味道， 大米亦是如此。大米的食味与米的产地、品种、栽培、收割、储藏、加工和米 饭的蒸煮方法、过程都有很大的关系。某个环节处理不好，都会影响大米的食 味。在大米的生产、流通、销售和科学研究领域如何客观的评价大米食味是很 重要的。目前评价大米食味的有效项目主要如下： 化学成分：如大米的蛋白履、脂类、赢链淀粉：氨基酸中的丙氨酸、谷氨 酸、异亮氨酸、苏氨酸；脂肪中的油酸、棕榈酸、亚油酸、硬脂酸：亚无机成 份中的磷、钙；米汤中的碘显色度。 物理特性：如粘度仪测定最高粘度、粘懈度；组织测定仪测定最高粘度、 硬度、咀嚼性、粘着性、大米的精度、水分等。 感官指标：如香气、粘度、味道、综合评价等。基于以上各个有效项目， 评价大米食味的方法有两种：一种是以品尝人员的感官为计量器，用语言或文 字报告评定结果的感官评价法；另一种是借助仪器测定大米或米饭的某些理化 特性，用图或数字表示评定结果。 2 。2 大米食昧品质感官的评价法 大米在蒸煮和食用过程中所表现的各种理化与感官特性称之为蒸煮和食用 品质，蒸煮和食用品质直接的鉴定方法是用规格统一的容器，掌握适当的米、 水、蒸煮时间把米煮成米饭，并有训练有素的品尝小组来做各项指标的鉴定。 2 2 1 日本大米食昧品质感官的译价法 日本对食味研究非常重视，归纳起来，其对食味的研究主要集中在以下五 个方面； a 外观：饭粒完整，白而有光泽，米饭不粘结。 b 气味：米饭具有特殊的香味，其中具有芳香和爆米花香昧类型的米饭最 受欢迎。 c 粘度：粘度并不是越粘越好，而是应具有一定的松散性。 d 硬度：具有一定的咀嚼阻力，米饭柔软而具有一定的韧性多受欢迎。 e 味道：味道是以上特点的综合，评价较为困难，不同品尝者对大米的味 道评价往往不一致。因此品尝者应按男女性别、年龄大小分配。 日本农林水产省的粮食厅总结出一条食味的感官评价法，其中心内容如下： 供试材料包括对照米在内每次为4 个小样，对照米为粮食厅统一指定。 对照米一般是储存半年以内( 没有过夏的大米) ，选出色、香、味正常，综合评 分在7 5 分左右的大米。 米的碾精程度会影响米的食味，因此在评价不同种类的大米时，应用碾 米机在同等的条件下碾出与标准精米同等的精白度。 品尝人数为2 4 人，不偏不倚的按男女性别、年龄大小分配。 米饭的烹调方法对食昧也有很大的影响，应对加水、浸泡和蒸米的时间 加以严格的规定，供试的4 个材料要用同样的电饭锅蒸煮。 品尝的方法是将2 4 人分成6 组。品尝者每人按次序将品尝材料与对照米 做比较。评价的内容有总的评价、外观、气味、粘度、硬度和味道等。品尝结 束后将结果记入米饭评定表。 表2 1 日本米饭食味评定表 心 评分色泽外观香气味道粘度硬度综合评价 极差 5 很差 - d 差 一3 弱 略差- 2软 粘 稍差 1 胡同 o 稍好 十i 强 略好 + 2硬 粘 较好 十3 很好 + 4 极好 + 5 ( 提示：表中“对比”一栏中是与提供的“对照米”做比较。) 评定的方法与过程如下： 提供试验米：精米6 0 0 9 电饭锅：n a t i o n a ls ra 1 0 cw 日本食味试验流程如图2 1 所示： 由于以上方法主要依赖人的感官功能，有时主观偏差大，且难以定量化。 因此，日本角田在分析与食昧有关的诸要素基础上，提出了“食味率”和“食 味价”等概念，依据“不完全粒”、“黄粒米”等因素来判别大米的食味。 2 2 2 我国大米食昧品质感官的评价法 我国于1 9 9 5 年颁布了稻米蒸煮试验品质评定标准( g b ，r 1 5 6 8 2 1 9 9 5 ) ，规 定了稻米蒸煮试验的方法、用具和蒸煮或米饭品质的品尝评定内容、顺序、要 求及评分结果表示。该标准适合于稻米的蒸煮试验及米饭品质的评定，通过对 o 稻米蒸煮后感官鉴定米饭的气味、色泽、外观结构、适口性及滋味，以综合评 分表示。具体操作步骤如下： a 米饭的制备 称样：称量l o g 试样放入铝盒中，按参加品评人员每人一盒。 洗米：用约3 0 9 的水搅拌一次，再用3 0 9 的蒸馏水冲洗一次，尽量倾干水。 加水：粳米加蒸馏水1 5 m l ，籼米加蒸馏水1 2 m l ，糯米加蒸馏水l o l l l l 。 蒸煮：在盛水的铝锅中，用电炉加热至沸腾后，在将加盖的铝盒放入蒸屉 上，继续加热并开始计时，蒸煮4 q f n i n ，停止加热后，焖1 0 m i n 。 将制成的不同式样的米饭盒放在白瓷盘上( 每人一盘) ，供品尝。 b 品尝的内容 主要品尝米饭的色、香、味、外观性状、适口性( 包括粘性、弹性、硬度) 及滋味等项，其中以气昧、适口性、滋味为主。 气味：指米饭是否有正常的清香味，若有特殊的气味要加以说明。 外观：指米饭的色泽( 白而有光泽) 和外观结构( 米粒的完整性、粘结性 和松散性) 。 适口性：指米饭的口味、粘度、硬度等。口味是指米饭的味道。米饭咽下去的 时候是否良好的滑下，着重感觉其味道等。 粘度：在上下牙齿间感觉米饭的粘度，并不是粘度越高越好，应具有一定的松 散性。 硬度：在咀嚼米饭时必须具有一定的咀嚼力。柔软且具有一定的韧性的米是 受到欢迎的。 冷饭的质地：米饭冷却1 小时，观察米饭的色泽和软硬程度。 c 品尝顺序 先趁热鉴定米饭的气味，再观察米饭的色泽、外观结构，再通过咀嚼，品 尝评定适口性，将各项得分相加即为综合评分。同时按表2 2 做品尝评分记录。 d 品评要求 品评人员以5 1 0 人一组为宜，应由不同性别、不同年龄档次人员组成。 品评应在专门的房间进行，品评房间在1 5 m2 左右，应装上四支4 0 w 的 日光灯，灯管居品评桌面约1 5 m ，品评人员每人一桌，在室温2 0 2 5 下进 行品尝，品评对应保持环境安静，无干扰。 品评时间最好在饭前l 小时或饭后2 小时进行，品尝前不得吸烟或吃糖。 品评前品评人员应用温开水漱口，把口中的残留物去净。 品评式样每次不能超过8 份。 品评米饭应每人一盒，评分时不能互相讨论，以免相互影响- 主持人也 不能向品评人员说明试样的质量情况。 表2 2 我国米饭食味评定表 气味色泽外观结构 适口性滋味 样号盒号 综合评分备注 2 5 分1 0 分1 0 分3 0 分2 5 分 l 2 3 4 5 e 评分 根据米饭的气味、外观结构、色泽、适口性及滋味，对照参考样品进行评 分。综合评分以品质一般者为6 0 7 0 分，较好者为7 1 8 0 分，9 0 分以上为优 良。具有不正常气味、滋味者可评定为5 0 分以下，有严重异味者可评为o 分。 品评时应考虑当地大多数人的食用习惯。凡综合评分在6 0 分以上者即为大多数 消费者所能接受的，而综合评分在6 0 分以下者即为大多数消费者所不能接受 的。 f 结果表示 根据每个品评人员的综合评分结果计算出平均值，个别人员品评误差大者 可舍弃，舍弃后重新计算平均值，最后计算出的结果取整数。 2 3 食味计 由于感官评价法效果不是很理想，要想获得比较准确的数据，必须进行反 复的实验，并且所选的人群要适当，具有代表性尽量减小偏差。 因此促使人们对大米的食味进行更深入的科学研究，首先是进行了各种理 化分析，大米中的淀粉含量约为7 5 ，蛋白质约占7 ，脂肪酸约占7 和灰分 约占o 6 。在淀粉中，约有2 0 的直链淀粉和8 0 的支链淀粉。当直链淀粉含 量低时；大米的食味会好。当蛋白质的含量低时。大米食味会好。当水分的含 量在1 4 1 6 时，大米的食味会好。当脂肪酸的含量低时，大米的食味会好。 日本佐竹公司研究开发的食昧计，可以科学的测定大米的食昧。其基本原理就 是对大米样品中的水分、蛋白质、脂肪和直链淀粉这几种大米重要的组成因素 进行测定，将这些数据输送到计算机中进行计算，综合这些数据最终得出一个 食味值。这种方法是根据既定的程序进行评定的，不同予人感官的细微感觉， 比较客观反映大米的食用品质。但食味计只能检测到大米化学组成部分，对米 饭的香气、味道、甜度、味道等指标反映不出来。对于人的口感而言，也许7 0 分的不一定比6 5 分的更好吃，因为食味毕竟带有很大的个人倾向。食昧计对不 同种类的米及新陈米的检测比较灵敏。在本次研究中，我们仍以感官对米饭的 品尝为主，以食味计的检测为辅助手段来评判大米的食味品质。 2 3 1 食昧计的性能指标 表2 3 食味计的性能指标表 测定方法近红外透过方式 波长范围6 0 0 1 0 0 0 n m 分光方式微光透过过滤 光源卤素灯 探测器大型硅光二极管 测定对象糙米、白米 样品最 2 5 0 一3 0 0 c c 测定时间6 0 s 样品 测定项目食味值、淀粉、蛋白质、水分、脂肪酸度 淀粉1 5 3 0 蛋白质4 一l l 测定范围 水分1 0 1 8 脂肪酸度5 一l m g k o h l o o g 2 3 2 食妹计的使用方法 a 接通电源预热l 小时左右，依据待测定米粒的种类，在控制面板上选择 不同按键。 b 将待测定的米粒加入设备的漏斗中，盖上上盖，然后按测定按钮即可测 定。 c 按动测定开关大约6 0 秒，依据显示的结果来记录测定结果。 2 。4 大米储存过程中性能指标的变化 稻谷去壳得到糙米，糙米再碾去果皮与胚成为大米。大米由于没有谷壳保 护，胚乳直接暴露于空间，易受外界因素的影响。因此，大米的贮藏稳定性差a 商品粮从生产厂家到消费者手中，要经过储存、运输、销售等多个环节，在这 个过程中受外界环境的影响，粮食极易受潮、氧化、进行生理代谢、微生物和 虫卵的生长繁殖而变质。影响粮食变质的因素主要是粮食含水量、储粮温度和 与粮食接触的气体成分等三种主要因素。 2 4 1 脂肪的变化 大米中脂类的含量范围为0 6 3 9 ，脂类含量直接影响大米食用品质， 油脂越高米饭的光泽越好。米饭的香味与米粒中所含不饱和脂肪酸有关大米 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 用分解成甘油和脂肪酸，从而使游离的脂肪酸增加，游离的脂肪酸包藏在淀粉 直链成分的螺旋结构中，使糊化所需的水分难以通过，淀粉粒的强度增加丽引 起米饭的硬度增加。同时脂肪酸还可以迸一步分解成低级的醛、酮化合物和酸， 降低大米的食用品质。因此，在大米贮藏中，常以脂肪酸值作为灵敏指标，测 定大米中游离的脂肪酸含量，作为粮食劣变指标。新收获的粮食脂肪酸值一般 在1 5 ( m g k o h ，1 0 0 9 ) 以内，在贮藏过程中会逐渐增加，在高温、高湿的情况下 增加较快。 2 4 2 还原糖的变化 大米中含有少量的低分子糖类，如葡萄糖、麦芽糖等，因这些糖类分子含 有游离的还原基，因此影响大米的还原性，在适当的条件下易被氧化，严重影 响大米的品质。陈米与低温贮藏的米比较，还原糖约多出5 0 ，因此大米中还 原糖的变化也反映了大米品质的变化。 2 。4 3 含水量的变化 粮食中水分含量是指粮食中水分的质量所占粮食总量的百分比。粮食中有 适量的水分是粮食维持其正常生命活动和保持固有的色、香、味、种用品质和 食用品质所必需的，这种情况下的水分称为l 晦界水分。一般禾谷类粮食的临界 水分为1 3 1 5 ，含有过量的水分能促使粮食内微生物和害虫的生长和繁殖， 因此粮食在贮藏过程中要严格控制粮食的水分含量。大米对水分子的吸附，主 要是由于大米内所含极性基团与水分子相作用而导致的。大米表面的水分主要 是由吸附作用产生，而内部的水分除自身所含外，主要是由大米的表面向内部 扩散而致。因此粮食的含水量和环境湿度有很大的关系，测定大米中的含水量 也可以衡量大米的品质。 基于上面所述，对大米中一些成分的测定，可以分析大米品质的变化。大 米储藏后主要检测的指标为：脂肪酸的含量、还原糖的含量和水分含量等。指 标测定的方法如下： 脂肪酸按g b 5 5 1 0 一8 5 方法测定。 还原糖按g b 5 5 1 3 8 5 方法测定。 含水量按g b 5 4 9 7 8 5 方法测定。 4 第三章大米真空包装在流通过程中的质量评价 3 1 包装件破损的因素 包装件在流通过程中受到各种各样的力，归纳起来一般把包装件在流通过 程中受到的力分为两种，一种为静应力，是指包装件受到静止的恒力作用，如 在堆垛时下层包装件受到上层包装件重力的作用。另外一种为动应力即包装件 在流通过程中受到的变力，如振动力和冲击力。所谓振动指的是物质系统的状 态的某种周期性交化。某个物理量的值在观察时间内不断地经过极大值和极小 值地改变，这种变化状态就叫振动。包装件在流通过程中由于不同的运输工具 和路面状况会受到各种各样的振动力，引起包装件的破损。描述振动的基本参 数是频率和加速度。影响包装件振动的因素来自运输工具的种类、运输环境状 况、包装结构形式等。由于激励的多样性和影响因素的随机性，在流通过程中 包装件的振动一般符合随机振动。冲击是指包装件在极短的时间内发生很大的 速度变化或进行突然的能量变换，包装件的冲击主要发生在装卸作业和运输过 程中，主要表现为垂直跌落冲击和水平碰撞冲击。垂直冲击主要是由于搬运、 装卸、起吊时跌落引起。水平冲击主要发生于运输车辆在崎岖不平路面上行驶 时。车辆突然启动或制动时、飞机着陆时、船舶靠岸时引起的。 因流通环境的复杂性和不可预见性使包装件受到的动应力也比较复杂。但 总的来说动应力的破坏大于静应力，在动应力中冲击造成的破坏更严重，所以 现代缓冲包装动力学中，防振包装以防冲击为主，同时兼顾振动的危害。本课 题中由于大米属于非机电产品，它的流通特性和机电产品有很大的不同，振动 对包装材料造成的破袋比较严重，振动对大米真空包装的破坏应加以考虑。如 何衡量振动和冲击对包装件造成的危害，在包装动力学中一般用“脆值”来衡 量产品耐冲击的能力，用“耐振度”来衡量产品抗振动的能力。 3 2 产品的脆值 3 2 1 脆位的含义 。 衡量包装件在流通过程中抵抗冲击力的能力一般用脆值这一参数。在缓 冲包装设计方法国家标准中，将脆值定义为“产品不发生物理或功能的损伤 所能承受的最大加速度”，一般用重力加速度的倍数g 来表示。g 值越大，表 示产品对外力的承受能力愈强。脆值作为反映产品固有特性的一项指标，是产 品承受冲击能力的综合体现。用脆值反映产品的耐冲击能力比较粗放，不够全 面准确，因为产品的耐冲击能力不仅体现在冲击的峰值加速度，而且与冲击波 形、持续的时间及频率有关，需要从多方面考虑。在本课题中，我们研究的中 心不是对产品进行缓冲包装，而是评价不同包装件抵抗冲击的能力，因此采用 脆值这一物理量进行评价。在使用时可以用极限g 僵( 即产品不发生物理损伤 或功能失效的能力极限) ，也可以用许用g 值( 考虑了产品的价值、强度、重 要程度等因素，除以一个大于l 的安全系数之后确定的产品允许使用的g 值) 。 在本次研究中，我们采用极限脆值。 脆值的推导： f _ m 口 w 2 聊。g 衅a | g 影响脆值的因素：产品特性是影响产品脆值的本质因素，包含了以下几个 方面： a 材质即组成产品的材料特性，主要指材料的物理机械性能； b 结构特性指的是各零部件( 元器件) 的结构特征，如结构形状( 细长件、薄 片等) 及其在产品( 或系统) 中的安装定位方式，如悬吊安装，刚性安装等； c 脆弱零部件的力学性能，如脆弱零部件的固有频率、强度等。 d 脉冲形式，冲击过程中的速度增量，随其波形的变化而变化。因此，在 相同的最大加速度和脉冲持续时间条件下，冲击波形对冲击谱起着显著的影响。 3 2 2 确定脆值的方法 对产品的脆值可以用试验的方法进行测定池可以用经验估算法。试验的方 法可用冲击试验机测定和自由跌落试验法，下面对这两种方法做简要介绍。 a 使用冲击试验机测定产品脆值的试验方法 该测试方法的设备除了对仪器设备的精度、频率响应有