无菌包装技术发展现状及其应用前景

无菌包装技术发展现状及其应用前景无菌包装（Aseptic Packing）是一种高技术的食品保存方法，是指被包装的食品在包装前经过短时间的灭菌，然后在无菌条件下既在包装物、被包装物、包装辅助器材均无菌的条件下，在无菌的环境中进行充填的和封合的一种包装技术。

经无菌包装的食品不须添加防腐剂，在常温下可以保持一年至一年半不变质，大大节省了能源和设备；同时由于无菌食品包装的灭菌时间短，因而食品的营养成分破坏少，色、味保持较好，因而被注重食品消费质量的广大消费者所认识和接受，无菌包装市场得以迅速扩大，无菌包装技术、设备、材料得到迅速发展。

1．无菌包装的一般过程、材料和容器

1．1无菌包装的一般过程

目前，无菌包装采用的一般过程是包装材料（或容器）及辅助器具灭菌――被包装物灭菌（既产品灭菌）――无菌包装――灭菌产品

1.1.1包装材料（或容器）及辅助器具灭菌

在无菌包装设备中，有些是包装材料直接成型容器，然后充填、包装，如纸盒、袋等，有些是先做成包装容器，无菌包装时只需充填、包装，如塑料瓶、杯、袋等。无论是包装材料、包装容器或为进行正常包装所需的装置和工具等辅助器具，它们都应是无菌的，即凡与产品相接触的物品都应进行灭菌处理。常用的灭菌方法有以下几种：药剂灭菌，用过氧化氢（双氧水）、乙醇等能杀死有害微生物，而对人体无害的化学药剂灭菌，其中以双氧水使用较多。一般是将浓度为25~30%的双氧水加热到60~65℃，喷射于包装容器内, 再烘干，达到灭菌效果。

过热蒸汽灭菌，用温度为130~160℃的过热蒸汽喷射于需灭菌的包装容器内，在数秒钟即完成灭菌操作，但这种方法仅适用于耐热容器，如金属容器、玻璃容器等。

紫外线灭菌。紫外线能使微生物细胞内核蛋白分子构造发生变化而引起死亡。波长在250~260nm左右的紫外线灭菌能力最强。使用时，只需将紫外线照射于需灭菌的物品表面即可，但需根据紫外线灯管的功率确定照射距离和时间。紫外线灭菌最为简单，无药剂残留、效率高、速度快，目前使用最为普遍。

灭菌后，包装材料或容器的带菌量不超过５个／cm2。

1.1.2产品灭菌

产品灭菌的方法目前常用的有巴氏灭菌（低温灭菌）和超高温瞬时灭菌（UHT）两种。低温灭菌，又称巴氏灭菌，是将被包装物在61～63℃条件下保持30分钟，这种灭菌方法可直接作用于产品，亦可将食品充填于蒸煮袋、玻璃罐等后，浸渍于热水中。低温灭菌的

缺点是：包装容量不能太大，否则受热不匀严重；食品受热时间长，营养成份和风味损失大。超高温瞬时灭菌（UHT）技术是目前广泛采用的无菌包装技术，它是将食品在120～140℃的高温下灭菌几秒钟，并很快冷却至室温，然后在灭菌区内灌装和封盖。牛奶的UHT 灭菌参数是135～140℃、3～4s。瞬时高温灭菌的方法有以下几个优点：包装材料可以不耐高温；包装容量可大可小，受热都是均匀的；食品受热时间短，营养成份和风味损失较小。目前我国液态奶中，巴氏处理奶占60%，超高温灭菌奶占21.1%，乳酪占19%，其中超高温灭菌奶呈明显上升趋势。

1.1.3无菌包装

无菌包装就是在无菌的环境中进行包装。无菌包装机械根据包装的形式的不同而不同，有袋包装机、盒包装机、杯包装机、桶包装机等。经过UHT灭菌的产品在无菌包装机内进行灌装、计量、封口，这就对无菌包装设备提出了更高的要求。一是所有的产品接触表面必须对所用清洁剂和温度有拮抗，产品接触侧表面粗糙度R必须小于0.8μm；二是无菌设备的无菌灌装机必须易于原地清洗（CIP），无"死"区和气穴，且各部分必须是高速清洗。机器内部所有会与产品、空气或冷凝液直接或间接接触的部件都必须充分清洗；三是从灌装站到密封站的过程中，空气亦必须净化，且空气压力在产品的暴露区域必须是最高的。另外，无菌包装车间内应控制一定的物理条件和卫生条件，以保证空气的净化。

1．2无菌包装材料与容器

1.2.1纸盒

纸盒是无菌包装中用得较多的一种形式。用于无菌包装的复合纸板材料有五层和七层两种，由聚乙烯、纸、铝箔等复合而成。常用纸盒包装有屋顶包和砖形包两种形式，容量一般在200-1000m1左右，包装物有奶制品、果汁、饮料等。目前市场还出现了枕形、三角形、斧形、方柱形、圆柱形等，除了可插管饮用外还可加上一个嘴和防盗盖。

1.2.2无菌杯、无菌袋包装

无菌杯、无菌袋包装使用的材料为多层共挤无菌包装片材，其结构为PP／PE／ADH/PVDC或EVOH/ADH／PS等。其中PP为可剥离的无菌包装保护膜，PVDC、EVOH为高阻隔材料，PS为结构材料。无菌包装用的杯盖材是AL／PE／PET的多层复合材料，其中PET为可剥离层。杯式无菌包装的容量一般在50-500m1左右，袋包装的容量一般在200-500m1左右。

1.2.3大包装无菌袋

对于一些饮料的底料、各种水果、蔬菜的原汁及浓缩汁的保鲜和

包装，可采用无菌大包装袋的形式。无菌大包装袋采用的也是铝塑复合材料，包装容量可从5L-220L，目前国内以采用20L-25L的袋子居多。无菌大包装袋灌装后一般放入外包装箱或捅内，以防止机械损伤。目前这种包装形式已基本取代了铁桶或塑料捅的包装。

1.2.4瓶装

无菌包装用瓶包括玻璃瓶和塑料瓶两种，目前塑料瓶发展较快。塑料瓶可以在成型时灭菌并立即灌装，也可以在灌装前灭菌。灭菌的瓶子在无菌室中灌装和压盖。

2．我国无菌包装技术的现状

无菌包装诞生于40年代，应用于60年代，发展于70年代，到90年代中，国外已有数十家生产各种无菌包装设备的公司，目前，国外发达国家的液体食品包装中，无菌包装已占65%以上，且每年以超过5%的速度增长。我国的无菌包装技术起步于70年代，到80年代末90年代初迅速地发展起来，从最初的引进国外成套无菌设备生产线及包装耗用材料到自主研究开发，我国的无菌包装技术经过了从无到有，并逐渐走向成熟的过程。

2．1 无菌包装工艺的发展现状

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。如采用高强度紫外线和低浓度过氧化氢相结合的灭菌方法给包装容器灭菌。紫外线杀菌或过氧化氢杀菌单独使用时，其效果受到了一定限制，两者结合使用其杀菌效果惊人。使用浓度低于1%的过氧化氢,加上高强度的紫外线,在常温下产生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措施,避免了传统过氧化氢杀菌需高温、长时间等问题。

另外，产品的灭菌技术也有了改进。比如UHT灭菌法和保持灭菌法相结合的二次灭菌法，结合了两者的优点，目前在国内外颇为流行。它主要用于瓶装牛奶的生产。它是将牛乳经UHT灭菌机，在130～150℃、0.5～15s条件下加热灭菌后，装瓶、封盖，之后在110～116℃下保持15～20min灭菌。由于牛乳先行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降低，制品的风味和色泽可得到明显改善。

还有超高压杀菌技术的应用，它是将产品置于500MPa以上的压力下杀菌一段时间，杀死其中的大部分或全部的微生物、钝化酶的活性，从而达到保存食品的目的。由于几百个MPa的压力不会使食品的温度升高，因此没有色、香、味及营养成分的劣变，可以较多地保留食品原有的风味。

2．2 无菌包装设备和无菌包装材料的发展现状