随着生活水平的不断提高,消费者越来越青睐于高品质的大米包装,为了更好的对大米进行保鲜,对包装材料的要求也随之增高。微孔膜凭借其优良的透气性、透湿防水性、透气速率可调性及加工成本低廉等优势,成为大米气调保鲜包装的新选择。本研究采用由延边激频塑化科技有限公司(JPNC)提供的PA/RCPP包装薄膜,以吉林东祺万昌有机稻花香大米为研究对象,通过对微孔膜透气机理的研究与分析,为大米微孔包装选择合适的打孔参数。综合对比市场中现有的5公斤大米包装袋的相关性能,其中厚度一般控制在120～160μm之间,本研究使用的PA/RCPP薄膜厚度为120μm;从不同样品的力学性能分析,拉伸强度大于25Mpa的包装袋可满足5公斤大米的拉伸强度;从常见大米包装材料透气性方面分析,气调包装对包装材料透气性能要求较高,市场中常见的大米包装材料的透气比不能满足大米呼吸强度的要求。因此,需要通过打孔等表面微处理技术调节其透气比β(PcO2/PO2);通过对微孔膜气调包装透气机理的研究,以Fick气体扩散理论为基础,建立微孔膜内外气体交换数学模型,使用Matlab软件对一定时间包装袋内气体组分浓度的变化规律进行预测仿真,通过验证实验结果与预测曲线对比修正数学模型。根据不同的孔径与孔数,验证实验分为147μm/30个(Y1)、180μm/20个(Y2)、180μm/30个(Y3)、250μm/20个(Y4)四组。结果表明:有效孔长度为Lh=Lf1.1r时,四组包装内氧气浓度的理论值与实际测定值的偏差分别为8.23%、9.81%、9.64%、11.58%,二氧化碳浓度的理论值与实际测定值的偏差分别为5.54%、6.42%、8.22%、8.49%;选择静态密闭系统测试法测定大米在28℃、38℃、48℃贮存温度条件下的呼吸速率,选用Michaelis-Menten(米氏)方程表征大米呼吸速率,使用Origin 9.0多重线性回归方法得出米氏方程中的参数;通过Visual Basic软件使用BASIC语言进行编程,对大米微孔包装中诸多影响因素进行优化设计,预测不同包装参数下的最适打孔面积;采取无孔的普通包装作为对比试验(Z0),分别使用打孔参数(孔径/孔数)为75μm/6个(Z1)、95μm/4个(Z2)、145μm/2个(Z3)的微孔包装袋包装大米,测定不同包装方式下的大米水分含量、脂肪酸值、还原糖量等质量指标的变化。实验结果显示,整个贮存过程中不同包装方式下的大米含水量分别增加3.16%、2.58%、1.78%、1.9%,脂肪酸值(mgKOH/100g干基)分别增加 15.16、14.56、12.59、15.94,还原糖量分别增加0.2%、0.24%、0.22%、0.3%。结果表明:由于普通包装内外气体交换速度慢,可以在一定时间内保持包装袋内预置的气体比例,所以在贮存初期各质量指标变化稳定,随着贮存时间的延长,微孔包装能够更好地释放袋内多余的水分,更好地控制袋内气体比例,提高对大米的保鲜作用。本课题着重研究微孔膜透气机理,并通过验证实验关联微孔有效长度与实际长度之间的关系,结合对大米呼吸速率的测定及表征,建立了大米微孔气调包装内外气体交换的数学模型,该模型在一定程度上能够准确反映微孔包装内部气体的动态变化;通过Visual Basic软件使用BASIC语言进行编程,建立大米微孔包装设计程序,输入大米微孔包装的相关参数(大米质量、储运环境、包装材料表面积、厚度及透气率等),即可得到对应该包装参数下的大米微孔包装最适打孔面积及相应的打孔方案,通过与无孔普通包装下的大米质量指标的对比,微孔包装能够更好地释放袋内多余的水分,更好地控制袋内气体比例,从而提高对大米的保鲜效果。