浅谈无菌包装技术在食品包装中的应用

2008301750029 颜彩 印刷与包装系

浅谈无菌包装技术在食品包装中的应用

摘要：随着全球食品贸易一体化和人们对方便、快捷、新鲜食品的需求，食品安全和食品

质量就成为食品领域最关注的问题。而微生物的存在会导致食品、变质，甚至产生有

毒物质，有效的方法之一就是采用无菌包装技术抑制微生物的生长。食品无菌包装技术．是指将被包装食品、包装容器、包装材料及包装辅助材料分别杀菌，并在无菌环境中进行充填封合的一种包装技术。无菌包装的食品，其特点为流动性可进行高温短时杀菌或超高温短时杀菌。1917年，美国人DunUev获得了采用饱和蒸气对罐盖进行高温杀菌，然后再将预杀菌的食品充填到罐内并封口的食品保藏方法的专利。1950年，美国首次在市场投放了商业用无菌充填设备[多尔无菌装罐机]。20 l廿纪80年代后，无菌包装技术在食品包装得到广泛的应用，食品包装作为保证食品安全卫生的重要手段得到了更广泛的重视。细菌的干扰给食品卫生带来了很大麻烦，如何保证食品较长时间地处于无菌环境中，并免受细菌的侵蚀．已成为当今食品包装业的重要课题。

关键词：无菌包装 食品

食品包装采用无菌包装技术的必要性：

由于食品在生产、包装、运输、储存过程中不断受到各种微生物的污染．虽然可以运

用化学药剂、气调、高温、低温等灭菌技术进行杀菌．然而仅仅进行杀菌是不够的．因为许多食品不可能一直保存在杀菌环境中，所以无菌包装技术被广泛应用到食品包装中。所谓无菌包装技术是在被包装物、包装容器或材料、包装辅助器材无菌的情况下，在无菌的环境中进行充填和封合的一种包装技术。食品无菌包装是指将经过灭菌处理的食品(如饮料、奶制等)在无菌环境中包装，封闭在经过杀菌的容器中，以期在不加防腐剂、不经冷藏的条件下得到较长的货架寿命。随着消费者对食品包装保鲜功能提出更高的要求，改进食品包装来延长食品的新鲜度便成为许多厂商研究的重要课题。目前\"在世界上许多地方\"无菌包装”已成为与人们生活最密切相关的包装形式之一。 在饮料、奶制品等食品的包装上得到了广泛应用，为广大食品生产企业带来无限商机。

食品无菌包装过程包括：包装机械及操作环境的杀菌处理，包装食品的杀菌，包装容

器的预制成型及杀菌处理，定量灌装、封合、装箱打包运出等，各工序环节都要保证食品

包装操作的无菌条件。无菌包装与传统的罐装工艺和其他所有的食品包装的不同之处在

于：食品单独连续杀菌，包装也单独杀菌，两者相互，这就比普通罐头制品的杀菌耗能量少，且不需用大型的杀菌装置。无菌包装可实现连续灌装密封，生产效率高。当今食品界典型的5种无菌包装形式的最新研究进展：1．在包装中添加袋装挥发性杀菌成分；2．直接将挥发性或非挥发性杀菌材料添加到包装材料中；3．在包装材料表面附着杀菌材料；4．以离子键或共价键的形式在包装材料中固定杀菌材料；5．采用抗菌聚合物材料。

包装容器常用的杀菌技术有：

(1)超高温瞬时杀菌技术

超高温瞬时杀菌技术(uHT)是将食品在瞬间加热到检测设备．必要的软包装检测设备包括万能拉力机、热封试验仪、环境调节箱、雾度仪、摩擦系数仪、密封性测试仪、密度计等，这些设备的价值总额大概在5万元左右。规模再大些的软包装企业可能会装备一些更先进的检测设备，如透气性测试仪、透湿性测试仪、光谱仪和分光光度计等，这些设备的价格总

额在20万元左右。检测设备的差距也注定了大型软包装企业和小型软包装企业在客户定位上的区别，笔者在考察包装供应商时．不管他们如何吹嘘自己，笔者最终都要通过他们

的实验室来了解他们的技术实力，并能判断出他们能否满足笔者提出的试验要求，是否适合笔者公司的业务等。 l印刷技术l包装装潢印刷I 2007／3由上可以看出．一家软包装企业的设备成本下限在40万元左右，在此基础上装备起来的软包装企业虽然在加工能力和产品质量上谈不上很强，但也五脏俱全．可以承接一般的工业品包装订单；如果企业生产环境整治得较好，通过ISO、CE、GMP等认证，还可以承接食品包装或药品包装的订单，利润率也会稍高一些。当然．并不是所有的软包装企业都会配齐上述设备，可以根据自己的需要来选择合适的设备，或’者只关注生产链的某一个环节(如复合和制袋)．这样一来，用很少的钱就能开一家低配置的(甚至非常简陋的)软包装企业，这也正是家庭作坊式的软包装企业在我国遍地开花的原因。高温而达到杀菌目的．杀菌温度为1 35～145。C，仅需3～5s就可以将微生物孢子完全杀死。超高温瞬时杀菌法又分为直接加热uHT法和间接加热UHT法。

(2)巴氏杀菌技术

巴氏杀菌技术是将食品充填并密封于包装容器后，在一定时间内保持100。C以下的温度，杀死包装容器内的细菌。巴氏杀菌可以杀灭多数致病菌，而对于非致病的茵及其芽孢的杀灭能力不够，如果将巴氏杀菌与其他储藏手段(如冷藏、冷冻、脱氧等)相结合．可达到一定的保存期要求。

(3)欧姆杀菌技术

欧姆杀菌是通过电极将电流直接导入含颗粒的流质食品．利用食品本身的介电性质，使电能转变为热能而加热食品。英国APV公司从20世纪80年始研究欧姆uHT加热杀菌系统．现已开发出75kW到300kW的商用机型．并在1 993年获得美国FDA的批准和认可。APV公司的欧姆UHT加热杀菌系统可用于粒径25mm以上的块状草莓、猕猴桃等高酸食品或块状肉的低酸流质食品的无菌加工。欧姆加热UHT杀菌系统在欧洲、美国，日本得到了广泛应用。

(4)其他杀菌技术

目前，随着杀菌工艺技术的不断更新，无菌包装技术也逐渐摆脱传统模式，向着新的杀菌方式发展。如时下多采用高强度紫外线和低浓度(浓度低于1％)过氧化氢相结合的方法对包装容器灭菌。浓度低于1％的过氧化氢加上高强度的紫外线照射，在常温下产生的杀菌效力是两者单独使用时的百倍。由于过氧化氢浓度很低，对于残留的过氧化氢也无须采取任何措施。又比如将UHT灭菌法和保持灭菌法相结合，对瓶装牛奶进行二次灭菌．它是将牛奶经uHT灭菌机，在1 30～1 50。C、0．5—1 5s条件下加热灭菌，装瓶、封盖之后在110～11 6|。C软包装下保持1 5～20mi n灭菌。由于牛奶进行uHT灭菌．基本上处于无菌状态，因而保持灭菌的加热强度可明显下降，制品的风味和色泽可得到明显改善。此外还有超高压杀菌技术，它是将食品置于500MPa以上的压强下杀菌～段时间，杀死其中的全

部或大部分微生物．钝化酶的活性，从而达到保存食品的目的。无菌包装在食品包装中的发展前景无菌包装在食品包装中所占的比例较大，例如小袋无菌奶．价格较便宜，产品风味好，而且在常温下保存时间长．生产厂商．消费者很欢迎这种包装产品．该产品不仅克服了生产地域的．而且还省去了运输过程中所需的冷链，有利于市场拓展。据统计，液体无菌包装超过70％，全球每年消耗无菌纸盒包装1000多亿个。目前国内各种无菌包装设备约300多台套．年生产能力超过1 50万吨。瑞典利乐、瑞士SIG康美及美国国际纸业公司是称雄纸盒无菌包装领域的三巨头。随着经济的发展和人民生活水平的提高，对方便食品的需求势必大大增加，必将会促进无菌包装的进一步发展。无菌包装与热灌包装相比更有优势．一些业内人士认为，无菌塑料包装将

迅速取代热灌装PET瓶。他们的理由是：塑料瓶体的质量更轻，价格更便宜，热处理时间缩短将进一步改进产品的口味和营养价值。包装咨询公司Ray—Pak总裁Ray Bourque认为．低酸饮料的未来趋势是采用塑料瓶无菌灌装，尤其是一些新生代饮料，无论从质量还是营养成分角度．都不再适合热灌装。Bourque还指出：“近几年，无菌灌装系统不断完善，无菌室面积越来越小．旋转式与直线式相比，速度进一步提高；无菌灌装的成本降低，工艺越来越简化．无菌灌装的门槛降低。”在我国，无菌包装技术在乳品行业已经取得了很大的发展，未来饮料行业对无菌包装的需求很大．尤其是茶、果汁等非碳酸饮料的纸塑无菌包装、PET瓶无菌包装市场前景很好。在发达国家，无菌包装已占整个饮料包装的65％以上．平均每年以5％～10％的速度增长，有的国家每年人均消耗100多包．而我国每年有1000亿包(盒)无菌包装饮料面世，每年人均消耗仅1包多，远未达到世界每年人均消耗20包的水平，因此无菌包装在我国有着很大的发展潜力。

随着消费者对食品包装保鲜功能提出的更高要求，改进食品包装来延长食品的新鲜便成为许多厂商研究的重要课题。 目前\"无菌保鲜包装在各国食品工业中最为盛行\" 其应用不仅限于果汁和果汁饮料\" 而且也用来包装牛奶!矿泉水和葡萄酒等。英国已有三分之一的

饮料使用无菌包装，加拿大的苹果汁已采用无菌处理工艺，日本研制以磷酸钙为原料的矿物浓缩吸水纸袋，用于包装蔬菜水果等食品，使蔬菜、水果从矿物浓缩液中得到营养供给，吸收蔬菜水果释放的乙烯气体和二氧化碳，抑制叶绿素的分解，起到维持鲜度的效果。美国市场推出用天然活性陶土和聚乙烯塑料制成的水果保鲜袋，犹如一个极细微的过滤筛，气体和水蒸气透过包装袋流动，使水果、蔬菜的保鲜期增加多倍。且包装袋可以重复使用，便于回收，价格也不高于普通塑料袋。无菌包装在食品包装中所占的比例较大，例如小袋无菌奶，其价格较便宜，产品风味好，而且在常温下保存时间长，产厂商、消费者很欢迎这种包装产品。 该产品不仅克服了生产地域的，而且还去掉了运输过程中所需的冷链，有利于市场拓展。

康美包及美国国际纸业公司是称雄纸盒无菌包装领域的三巨头，随着经济的发展和人民生活水平的提高，对方便食品的需求势必大大增加，必将会促进无菌包装的进一步发展。一些业内人士认为，无菌塑料包装将迅速取代热灌装、瓶等。他们的理由是：瓶质量更轻，价格更便宜。热处理时间缩短，将进一步改进产品的口味和营养价值。而饮料行业众多陈旧设备组成的热灌装线亟待更新。

一大批大型骨干企业的技术装备已经接近或达到了国际先进水平。未来饮料行业对包装设备需求很大，尤其是茶、果汁等不含气饮料的灌装设备、纸塑无菌包装和瓶无菌包装设备市场前景很好。果汁饮料生产前处理设备，果汁冷冻浓缩装置，多样化的包装设备及超高温杀菌设备的市场需求量也很大。有关专家认为： 目前中国包装行业总体水平与发达国家相比落后许多年。 但这一差距也显示出中国包装行业发展的潜力，随着我国经济的迅速发展\"食品无菌包装技术将会不断改进，我国包装企业应不失时机地研究开发应用无菌包装产品。