無菌包裝

食品無菌包裝是指將經(jīng)過殺菌后已獲得商業(yè)無菌狀態(tài)的產(chǎn)品，封閉在已殺菌的容器中，在無菌環(huán)境下灌注，灌裝后包裝容器保持密封以防止再度感染，以期在不加防腐劑、不經(jīng)冷藏條件下得到較長的貨架壽命的包裝方法。

經(jīng)無菌包裝的食品不須添加防腐劑，在常溫下可以保持一年至一年半不變質(zhì)，大大節(jié)省了能源和設(shè)備；由于無菌食品包裝的滅菌時間短，因而食品的營養(yǎng)成分破壞少，色、味保持較好，在牛奶、酸奶、果汁等包裝中均得到廣泛應(yīng)用。

無菌包裝分成大包裝和小包裝兩種，前者包裝容量為5-220L ，最大可到1000L，主要供食品廠家進(jìn)行分裝銷售；后者包裝容量為70-1200ml，供市場銷售，直接供應(yīng)消費者。

無菌包裝包括包裝材料的無菌、包裝產(chǎn)品的無菌、包裝環(huán)境的無菌和包裝后完整封合四個要素。“無菌”表明了產(chǎn)品中不含任何影響產(chǎn)品質(zhì)量的微生物，“完整封合”表明了經(jīng)過適當(dāng)?shù)臋C械手段將產(chǎn)品封合到一定容積的包裝內(nèi)，能防止微生物和氣體或水蒸汽進(jìn)入包裝 。

無菌包裝材料一般有金屬罐、玻璃瓶、塑料容器、復(fù)合罐、紙基復(fù)合材料、多層復(fù)合軟包裝等幾種。

食品物料的殺菌分為熱力殺菌和冷菌。食品無菌包裝的物料殺菌到目前為止主要是熱力殺菌，其又分超高溫殺菌和高溫短時殺菌兩種，物料的冷殺菌方法主要指紫外線和微波殺菌。超高溫殺菌是指在溫度和時間分別為135-150度和2-8秒的條件下，對乳品或其他食品進(jìn)行處理的一種工藝。由于它具有許多優(yōu)點，特別是可以解決既能殺死產(chǎn)品中的微生物，又可較好的保持食品品質(zhì)與營養(yǎng)價值這對矛盾，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于牛乳、果汁及果汁飲料、豆乳、茶、酒、礦泉水及其它產(chǎn)品的生產(chǎn)。

對超高溫殺菌有蒸煮味的物料可采用高溫短時殺菌，在溫度為70-75度和時間為15-20s的條件下進(jìn)行殺菌處理，此種方法可較好保持產(chǎn)品的營養(yǎng)、風(fēng)味，其典型應(yīng)用是對牛乳制品的殺菌以及部份蔬菜制品殺菌。

由于物料粘度、PH值、熱敏性、易氧化性等特殊性，使得殺菌方法和設(shè)備也各有差別。PH值大小往往決定了物料殺菌時的溫度和時間，PH值的高低取決于食品中酸性物質(zhì)的多少，分離程度如何等。低酸性食品PH值大于4.6，可以為致病微生物提供理想的生長條件，腐敗微生物也可良好地生長，一般采用超高溫瞬時殺菌；酸性食品的PH值在3.7-4.6之間，它其中的致病菌不易生長，但腐敗菌可以生長，一般采用超高溫瞬時殺菌或高溫短時殺菌，對低酸性食品可通過加酸或發(fā)酵的方法使之轉(zhuǎn)化為酸性食品，從而降低殺菌要求，提高貨架壽命，此法用于處理食品中的番茄汗、乳酪等。高酸性食品的PH值小于3.7，在此酸度下致病菌無法生長，腐敗菌也無法生長，因此殺菌并不是需要特別注意的問題，保持品質(zhì)成為首要目的。一般采用巴氏殺菌就可滿足要求，即在62度下處理30分鐘，也可用超高溫瞬時殺菌或高溫短時殺菌，視具體情況而定。

物料的冷殺菌方法是指根據(jù)不同場合各種殺菌劑或紫外線殺菌、輻射殺菌、微波照射殺菌等以達(dá)到殺菌目的。利用微波殺菌的效果在醬油、啤酒、牛乳等方面已得到較好驗證，只是用于大規(guī)模生產(chǎn)的部分技術(shù)難題尚未解決。

無菌包裝系統(tǒng)主要分為兩大類系統(tǒng)，敞開式無菌包裝系統(tǒng)和封閉式無菌包裝系統(tǒng)。它們之間最大的區(qū)別是封閉式無菌包裝系統(tǒng)比敞開式無菌包裝系統(tǒng)多了無菌室；包裝材料要在無菌室內(nèi)殺菌、成形、灌裝。由于無菌室一直通有無菌氣體保持其正壓，所以無菌室能有效防止微生物的污染，因此在生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。

無菌包裝環(huán)境首先要確保的是設(shè)備無菌，主要殺菌方法有加熱法和化學(xué)法。

對敞開式無菌包裝機而言，在無菌充填之前，包裝機內(nèi)與產(chǎn)品接觸的表面必須經(jīng)過殺菌。其殺菌是通過包裝機自身產(chǎn)生的無菌熱空氣（或無菌熱蒸汽）來實現(xiàn)的。在殺菌過程中，無菌熱空氣直接接觸包裝機與產(chǎn)品接觸的表面進(jìn)行殺菌。封閉式無菌包裝機的殺菌只通過無菌熱空氣是不夠的，還要保證封閉空間的無菌，即無菌室的殺菌。生產(chǎn)前，無菌室一般用雙氧水噴霧和無菌空氣的干燥來實現(xiàn)，無菌空氣是通過包裝機內(nèi)的無菌空氣加熱器將其加熱至一定溫度所得到的；殺菌時，液態(tài)雙氧水噴射至無菌熱空氣中并瞬時蒸發(fā)，這樣無菌空氣和雙氧水氣體的混合物進(jìn)入無菌室進(jìn)行殺菌，冷凝在內(nèi)表面的雙氧水通過無菌熱空氣進(jìn)行干燥，從而完成無菌室的殺菌。

作為環(huán)境的殺菌一般采用洗滌、加熱、藥物和紫外線照射等措施，對與食品相接觸的裝置和整個容器表面進(jìn)行殺菌處理，空間環(huán)境則多采用藥物殺菌，整個包裝系統(tǒng)無菌狀態(tài)的維持則靠進(jìn)入無菌空氣并使整個系統(tǒng)保持一定的正壓，以阻止外部空氣中微生物侵入。

設(shè)備停機時微生物會繁殖，可能導(dǎo)致大量微生物不能充分殺死。因此設(shè)備在清洗后應(yīng)盡量抽干，以便沒有水或溶液殘留。

包裝封口對無菌包裝來說是最后一個環(huán)節(jié)，也是關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，其直接影響產(chǎn)品的包裝品質(zhì)和儲存期。其要求是一方面能防止微生物和氣體或水蒸汽侵入，另一方面是不能讓產(chǎn)品自身的氣味和原液溢出。

多數(shù)無菌包裝封口采用熱封、超聲波或膠片、氣封，有些用折疊、項合封口，封口時注意壓力應(yīng)均勻分布于密封表面；封口過程的條件如封口溫度、時間、壓力必須有安全界限，并能控制；封口表面應(yīng)避免產(chǎn)品或其它污物污染；封口位置必須準(zhǔn)確，特別是熱成型/灌裝/封口同機進(jìn)行情況下，更應(yīng)防止封口位置發(fā)生偏差。

無菌包裝是指根據(jù)產(chǎn)品要求，在無菌狀態(tài)下，把經(jīng)過滅菌處理的物料，裝進(jìn)事先滅菌或經(jīng)無菌處理的包裝容器內(nèi)，讓其儲存于不透風(fēng)、不透氣甚至不透光的特定環(huán)境中，在常溫下無需冷藏也能保持較長的時期而品質(zhì)不變。可見無菌包裝，原是對一種特殊的包裝方法的簡稱。但是，隨著時間的推移，現(xiàn)已發(fā)展成為一個領(lǐng)域或者說一個系統(tǒng)工程。它至少包括無菌包裝技術(shù)、無菌包裝工藝、無菌包裝材料、無菌處理設(shè)備、無菌包裝機械裝備……

無菌包裝有兩種應(yīng)用類型：冷藏包裝和常溫包裝。冷藏包裝包括牛奶屋頂包、磚、枕及果汁屋頂包。常溫包裝包括無菌磚、無菌枕以及熱灌裝屋頂包。市場上常見的紙塑鋁復(fù)合無菌包裝材料主要有4種原材料：即紙板、聚乙烯、鋁箔和油墨。紙板不直接接觸包裝內(nèi)容物，但其是包裝的重要構(gòu)成部分，占整個包裝重量的75%左右。主要作用是加強包裝成型后的挺度和硬度。聚乙烯無菌包裝中食品級的聚乙烯，重量占整個包裝的20%左右，主要作用是阻隔液體滲漏和微生物侵襲。鋁箔無菌包裝中鋁箔的重量只占整個包裝的5%左右，主要作用是避光和阻斷透氣，保持內(nèi)容物不被氧化，減少營養(yǎng)損失，保持口味新鮮。油墨油墨在無菌包裝中的重量微乎其微，但是對衛(wèi)生安全卻非常重要。市場上乳品和飲料包裝印刷用油墨主要是溶劑性油墨和水性油墨。

中國包裝業(yè)飛速發(fā)展，已從上世紀(jì)80年代初產(chǎn)值不足100億元發(fā)展到2005年的4100億元，僅次于美國和日本，成為世界第三包裝大國。當(dāng)前，中國包裝工業(yè)正處于轉(zhuǎn)軌升級的關(guān)鍵時刻，經(jīng)歷了由小變大的發(fā)展歷程。從上個世紀(jì)80年代初的單一包裝產(chǎn)品發(fā)展到現(xiàn)在的六大包裝門類俱全。今后再用20年時間，要把中國建設(shè)成為世界包裝強國。

隨著中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展以及人民生活質(zhì)量的提高，對微波食品、休閑食品及冷凍食品等方便食品的需求量將不斷增加，這將直接帶動相關(guān)食品包裝的需求，中國食品與包裝機械業(yè)在今后的一段長時間內(nèi)將維持正增長。預(yù)計未來循環(huán)經(jīng)濟(jì)將成為包裝行業(yè)發(fā)展的主要模式、包裝廢資源回收利用將實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、綠色包裝材料將獲得大力開發(fā)和發(fā)展、包裝基礎(chǔ)工業(yè)也將加快發(fā)展。

無菌包裝技術(shù)不僅在乳制品行業(yè)有很好的發(fā)展空間，而且在其他的行業(yè)也有了長足的發(fā)展。我國飲料行業(yè)中一大批大型骨干企業(yè)的技術(shù)裝備已接近或達(dá)到了國際先進(jìn)水平。未來飲料行業(yè)對包裝設(shè)備需求很大，尤其是茶、果汁等不含氣飲料的灌裝設(shè)備。國內(nèi)90%以上的無菌包裝材料市場還在被利樂、康美包占有。無菌包裝材料由于其優(yōu)點明鮮，在我國有良好的發(fā)展趨勢。其主要原因也有二個，第一個，我國牛奶產(chǎn)量主要在北方，而南方的牛奶消費比北方大，牛奶的常溫包裝就顯得尤為迫切。第二，隨著國民生活水平提高，對果汁飲料及茶飲料的需求逐年增加。未來幾年國內(nèi)無菌復(fù)合包裝材料的產(chǎn)量與質(zhì)量將有很大提高，今后有可能進(jìn)入伊利、蒙牛、光明等國內(nèi)著名乳品集團(tuán)，從而打破垮國企業(yè)的壟斷局面。無菌包裝的發(fā)展前景是很好的，急需國家有關(guān)部門政策支持，無菌包裝產(chǎn)品在低端市場惡性競爭而把國內(nèi)中高端無菌包裝市場拱手讓給跨國企業(yè)。

無菌包裝的技術(shù)和材料已經(jīng)處于成熟狀態(tài)，但在由紙塑鋁復(fù)合的無菌包裝如磚包、枕包和屋頂包、在包裝容量低于250ml 的所有包裝規(guī)格中，都共同采用裸露的飲管孔設(shè)計。這些沒有經(jīng)過任何覆蓋的飲管孔，極易粘附和隱藏對人體有害的灰塵、細(xì)菌等不潔物。當(dāng)消費者對飲管孔沒有進(jìn)行必要的衛(wèi)生措施就直接插入飲管吸食，將會將污染物帶入飲料中，對飲用帶來極大的健康隱患。