第六章 生物防护包装

超高温短时间灭菌(UHT )
是指在135-150度条件下，短时间对被包装食 品进行灭菌处理，以杀灭包装容器内的细菌。主要 用于乳品、果汁饮料、豆奶、茶、酒、矿泉水等 的包装。
(2)材料要求 所使用的包装材料在物品包装前，不应有长霉现象。 包装材料要有较强的耐霉性 直接接触物品的包装材料，不允许有腐蚀性或产生腐蚀 性气体。 ④ 包装材料在使用前应按规定进行干燥处理。
(3)包装环境条件 包装环境条件中相对湿度不能超过规定范围，保持环境 清洁，避免利于霉菌生长的介质带入包装箱内。 包装过程中避免手汗和油脂等有机物污染物品和包装件。 (4)储存环境条件 储存场所应该干燥，并有适当的阻隔层以阻止潮气从地 下上升，以免外包装吸潮长霉。 仓库堆放的包装件之间及包装件与墙之间应留有通道， 以便进行必要的观察、清洁和处理，利于通风，防止长霉。
3. 密封防霉包装 气调防霉腐包装 是通过降低包装内空气中氧气的浓度抑制霉菌的 生长繁殖，从而达到防霉的目的。 气调防霉包装技术的关键是密封和降氧，所以包 装材料应有低的透氧率和透湿率及良好的封口线。目
前常用的降氧法有：
机械降氧法：在密封包装内抽真空或充CO2、N2， 使O2浓度低于1%。 化学降氧法：在容器内放置脱氧剂可把容器内的 O2浓度低于0.1%。
2.冷杀菌机理
目前采用的冷杀菌技术主要有紫外线杀 菌、药物杀菌、射线杀菌、高压杀菌、高电压 脉冲杀菌灯，虽然作用机理各有不同，但都是 在不需加热的情况下作用于细菌的蛋白、遗传 物质及酶等，使细菌变质致死。 因不需要加热，所以对食品的色、香、味 有很好的保护作用。
三、被包装物品的灭菌技术 巴氏灭菌技术 也称巴氏消毒法 ，法国生物学家路易· 巴斯德 （LouisPasteur）于1862年发明的消毒方法，主要用 于牛奶上，杀灭牛奶里含有的病菌而不影响牛奶本身 的味道。 巴氏灭菌法（pasteurization），亦称低温消毒 法，冷杀菌法，产生来源于巴斯德解决啤酒变酸问题 的努力。是一种利用较低的温度既可杀死病菌又能保 持物品中营养物质风味不变的消毒法。常常被广义地 用于定义需要杀死各种病原菌的热处理方法。
巴斯德消毒法并不会杀掉牛奶里全部微生物， 它不同以往用煮沸的方法来彻底消毒，因为这样会 使牛奶失去其原味。该方法是以约摄氏71度的高温 把牛奶煮15秒，把大部分病菌杀灭。由于仍然有部 分细菌能够存活，巴氏消毒的牛奶在室温下保存一 两天仍会变质，4℃左右也仅能保存一周左右。 巴氏灭菌温度低，时间短，灭菌对象是酵母、 霉菌和乳酸杆菌等，不破坏食品的营养与风味，主 要用于果汁饮料、鲜奶、乳酸饮料、啤酒等的灭菌。
1.热杀菌机理 加热是灭菌和消毒方法中应用最为广泛的、效 果好的方法，主要是由于食品变质的主要原因是微 生物在食品中生长繁殖，而加热能使细菌的细胞中 与繁殖性能相关的基因受热变态，从而丧失繁殖能 力。 食品通常有香味和色素，经过一定温度和时间 的加热，它们会发生不同程度的变化，一般加热温 度超过130℃以上，杀灭细菌的时间可明显缩短， 热杀菌主要在尽可能短的时间内以一定的温度杀灭 有害菌，以保持食品的品质。
其它 防霉腐包装技术
电离辐射防霉腐包装技术 射线使被照射物体产生电离（正、负离子），称为电离 辐射。辐射线通过微生物使其内部物质分解，引起诱变或 死亡。或氧化了生物酶蛋白，使酶失去活性。小剂量延长 保存期，大剂量彻底灭菌。 紫外线防霉包装 只能杀死物品表面的霉菌。 微波防霉包装 使用超高电磁波，使霉菌吸收微波能量，一方面转变 为热能而杀菌，另一方面菌体的水分和脂肪等物质受到微 波作用，分子间发生振动摩擦而使细胞内部受损而产生热 量，促使菌体死亡。
高温短时间灭菌(HTST ) 是快速巴氏杀菌法，采用80-85℃10-15秒，或 75-78℃15-40秒的杀菌方法，其杀菌效果优于低温 长时间的方法，而且对牛奶成分的破坏少，但也不 能杀死全部微生物，目的是为了除去致病菌。低温 长时间杀菌处理是一个间歇过程，高温短时间杀菌 理通常是在板式热交换器中进行，广泛用于热敏性 食品的生产，通过这两种方式获得的产品仍含有微 生物，贮存与处理的过程需要冷藏。
（2）药剂防霉包装 是把对霉菌有抑制或杀灭作用的化学药品加到产 品和包装材料（如防霉纸）上，来防止产品霉变，其 抑制或杀灭的机理主要是使菌体蛋白质凝固、沉淀和 变形；有的与菌体结合，影响菌体代谢，有的降低菌 体的表面张力，增加细胞膜的通透性而发生细胞破裂 或溶解。 药剂可在生产中加到物品上，既方便又有良好的 防霉效果，对于库存量少易霉的物品，可把防霉剂加 到物品表面。 目前常用的防霉剂有五氯酚、多霉净、菌霉净等
3.非密封防腐包装 （1）低温防霉腐包装 控制被包装物品本身的温度，使其低于霉腐微生 物生长繁殖的最低界限，抑制酶的活性。 温度越低，持续时间越长，霉菌的死亡率越高。 冷藏：适用于储存含水量大又不耐冰冻的食品如蔬 菜、水果，温度为0-4℃，时间短。 冷冻：适用于储存含水量大、耐冰冻、容易变质的 食品如肉类、鱼类，温度为零下16-20℃。 使用耐低温包装材料
2、物品霉腐的外界因素 相对湿度 相对湿度越大，越易霉腐 为了防止物品霉腐，物品安全水分要<12%，相对 湿度< 60% 环境温度与空气 温度影响酶的活性 酶适宜的温度 24-30℃， 氧气应适量，过多、过少都抑制霉菌
二、物品霉腐机理
物品腐败四个环节
1 受潮
2 发热
超过安全水分
霉腐繁殖产生热量，致使物品内部温度升高
第六章 生物防护包装工艺
防霉包装 防菌包装 防虫包装
防霉腐包装技术(Mould-proof Packaging)
防霉包装就是使被包装物品处在能抑制霉腐微生物滋长 的特定条件下，延长被包装物品质量和保质期限的包装。
生物性物品（含有机物成分）受霉菌侵袭而发生霉变和
腐败。 霉菌是生长在营养基质上并形成绒毛状或棉絮状菌丝体 的真菌，它们不能利用阳光吸收CO2进行光合作用，必须从有 机物中摄取营养物质以获取能源。 霉变：霉菌在物品上经过生长繁殖后，肉眼能见到霉菌。 腐败：细菌、酵母菌引起物品营养物质的分解，使物品 遭到侵袭破坏呈腐烂现象。
一、物品霉腐的因素
1、物品霉腐的内在因素 容易霉腐的物品都含有霉腐微生物所需的有机物： 如霉腐微生物从糖类物品（如蜂蜜、水果、乳制品、 棉、麻）中，从含有机酸的物品（如苹果、葡萄、柑 橘等）中获取碳酸供其生长繁殖用，从含蛋白质的物 品如（肉、蛋、鱼、乳、皮、毛）中获取氮源，使其 合成菌体的需要；再从含脂肪类物品中获得碳源和能 量，加上物品本身所含的水分，为霉腐微生物生长繁 殖提供了条件。
2.防霉包装技术要求
(1)物品品质要求 根据被包装物品性质、储运和装卸条件，设计防霉 包装结构、工艺和方法，使包装后的物品在规定的时间内 符合防霉包装等级的要求。 密封包装要求在规定的时间内，能控制包装容器内相 对湿度低于60% 非密封包装要求在规定时间内，采用有效防霉措施， 使其符合防霉等级的要求。 被包装物品，包装前必须按规定进行严格检查，确 认物品干燥清洁与否，外观有无霉菌生长痕迹， 对被包装物品采取的防霉措施不应对物品产生不良 影响。
二、无菌包装的机理
无菌包装过程主要包括：包装品（包装材料和容 器）的灭菌、被包装物品的灭菌和在无菌环境下进行 包装作业；整个过程构成一个无菌包装系统。 无菌包装并非绝对无菌，只是一个相对的无菌加 工过程，即“商业无菌”。商业无菌是指食品经过杀 菌处理后，按照所规定的微生物检验方法，在所检验 食品中没有活的微生物检出，或者仅能检出极少数的 非病原微生物，但它们在储存环境中不可能进行生长 繁殖。 目前无菌包装中采用的杀菌方法有热杀菌和冷杀 菌。
“快速巴氏杀菌”主要应用于生产酸奶乳制品。目 前国际上通用的巴氏高温消毒法主要有两种： 一种是将牛奶加热到62-65℃，保持30分钟。采 用这一方法，可杀死牛奶中各种生长型致病菌，灭菌 效率可达97.3%-99.9%，经消毒后残留的只是部分嗜热 菌及耐热性菌以及芽孢等，但这些细菌多数是乳酸菌， 乳酸菌不但对人无害反而有益健康。 第二种方法将牛奶加热到75-90℃，保温15-16秒， 其杀菌时间更短，工作效率更高。但杀菌的基本原则 是，能将病原菌杀死即可，温度太高反而会有较多的 营养损失。
3 霉变 有菌丝生长，为白色毛状物（菌毛），小菌落 （霉点），大霉斑代谢产物色素使霉斑色各异。 4 腐坏 营养物质被吸收，内部结构破坏，变质，
霉味，外观见腐败。
三、防霉腐包装技术
产品流通各个环节都有被污染的机会，条件适宜就会霉 源自文库。
气体成分
环境湿度
霉腐微生物
环境温度
产品（营养成分） （安全水分）
1.防霉包装等级与技术要求

干燥空气防霉包装
选择气密性好及透湿率低的容器或复合材料 进行密封包装，在密封容器内放置一定的干燥剂 （如硅胶、蒙脱石干燥剂等）及湿度指示纸（如 氯化钴湿度指示纸，它在湿度大于60%时，由蓝色 变成粉红色），使容器内相对湿度低于60%。
气相防霉包装 在密封容器内放置具有挥发性或升华性的防霉剂，由于 防霉剂具有抑菌或杀菌作用，利用其挥发气体与霉菌直接接 触，杀死或抑制霉菌生长繁殖，以达到防霉的目的。常用的 防霉剂有： 多聚甲醛：甲醛的聚合物，常温下升华解聚成甲醛气 体，能使菌体蛋白质凝固，从而达到杀菌抑菌的目的。 环氧乙烷：能与菌体蛋白质、酶分子的羟基、氨基及羟 基中游离的H结合，生成羟乙基，使菌体代谢功能障碍而死。 只应用于日用工业品的防腐，不宜于粮食和食品的防霉包装。 SF501(对硝基苯甲醛)：黄色粉末，可做光学仪器、玻璃 零件及各类工业产品密封包装的防霉剂，用量为50mg/L,用 浓度为0.5%的SF501的苯或乙醇溶液浸渍包装纸制成防霉纸 可包装裸露的光学零件及配件。
目前市场上常见的纸塑铝复合无菌包装材料主要 有4种原材料：即纸板、聚乙烯、铝箔和油墨。 纸板不直接接触包装内容物，但其是包装的重要 构成部分，占整个包装重量的75%左右。主要作用是 加强包装成型后的挺度和硬度。 聚乙烯无菌包装中食品级的聚乙烯，重量占整个 包装的20%左右，主要作用是阻隔液体渗漏和微生物 侵袭。 铝箔无菌包装中铝箔的重量只占整个包装的5%左 右，主要作用是避光和阻断透气，保持内容物不被氧 化，减少营养损失，保持口味新鲜。 油墨在无菌包装中的重量微乎其微，但是对卫生 安全却非常重要。目前市场上乳品和饮料包装印刷用 油墨主要是溶剂性油墨和水性油墨。
1级包装：产品及内外包装未发现霉菌生长。
2级包装：内外包装密封性完好，产品表面及内包 装薄膜表面均未发现霉菌生长，外包装（以天然材 料组成）可能有霉菌生长，面积不超过整个包装件 的10%，但不影响包装件的使用性能。 3级包装：产品及内外包装允许出现局部少量长霉 现象，试验样品长霉面积不超过其内外表面的25%。 4级包装：产品及内外包装局部或整件出现严重长 霉现象，长霉面积占其内外表面积25%以上。
原理： 在一定温度范围内，温度越低，细菌繁殖越慢； 温度越高，繁殖越快（一般微生物生长的适宜温度为 28℃-37℃）。但温度太高，细菌就会死亡。不同的 细菌有不同的最适生长温度和耐热、耐冷能力。巴氏 消毒其实就是利用病原体不是很耐热的特点，用适当 的温度和保温时间处理，将其全部杀灭。但经巴氏消 毒后，仍保留了小部分无害或有益、较耐热的细菌或 细菌芽孢，因此巴氏消毒牛奶要在4℃左右的温度下 保存，且只能保存3-10天，最多16天。
远红外线防腐包装 主要是远红外线的光辐射和产生的高温使菌体迅速脱 水干燥而死亡。 高频电场防腐包装 是使含水分高的物品和霉菌在吸收高频电能后转化热 量而杀菌，只要物品和霉菌有足够的水分，同时又有一定 强度的高频电场，消毒杀菌瞬间即可完成。
无菌包装
一、定义 在被包装物品、被包装容器（材料）和辅材、包 装设备均为无菌的情况下，在无菌的环境中进行充填 和封合的一种包装技术。 常用于乳品、乳制品、果汁、饮料机某些药品的 包装，尤其适于液态食品的包装。 无菌包装有两种应用类型：冷藏包装和常温包装。 冷藏包装包括牛奶屋顶包、砖、枕及果汁屋顶包。 常温包装包括无菌砖、无菌枕以及热灌装屋顶包。