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无菌包装及其在食品工业中的应用与发展
摘要：通过无菌包装的概述，阐述了无菌包装的概念、过程、材料和容器及其特点。介绍了无菌包装在食品工业中的应用。阐述了无菌包装在国内与国外的发展状况。
关键词：无菌包装 食品工业 应用 发展
随着食品工业的迅速发展，无菌包装技术已开始在食品领域大显身手。无菌包装技术运用超高温瞬时灭菌，加热(杀菌)时间短(几秒或十几秒)，然后迅速降温，包装后的产品不需要再次杀菌，避免了营养成分和风味的损失，而且在常温下可以保存。无菌包装的最大优点是在无菌条件下最大限度地保留食品原有的营养成分和风味。无菌包装技术的巨大优势，给食品工业带来一场不小的变革，其优越性被注重食品消费质量的广大消费者所认识接受，无菌包装市场得以迅速发展和扩大。
1.无菌包装概述 1.1无菌包装
无菌包装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和封合的一种包装技术。上述有关的输送、充填、密封的步骤都必须在无菌状态下进行。可见,无菌充填包装系统必须具备三个条件才能使产品达到安全卫生的要求： 1)、制品必须经过杀菌处理,通常有UHT或HTIT两种方法。
2)、使用的包装材料必须经过杀菌处理。一般可用化学药剂或物理方法进行杀菌。化学药剂法适用于塑料容器及预先成型的纸桶,常用的化学药剂有过氧化氢、氯化物等。而物理杀菌则适用于金属罐、玻璃罐、热敏性塑料容器等。常用的物理杀菌方式有过热蒸汽杀菌、干热空气杀菌、紫外线杀菌及辐射线Y照射等。
3)、已杀菌的食品及容器必须在不受二次污染的情况下充填密封。操作环境的无菌化,方法不外乎除菌与杀菌,除菌是防止细菌的侵入,同时具有对空气除尘的作用,常用的除菌装置有电器集尘装置和过滤装置。电器集尘装置是利用放电装置使微生物带电荷,再用电气集尘器予以收集。过滤装置则是利用陶器海绵、碳粉、纤维状物质滤除0.3μm以上的粒子,以除菌除尘，常用的杀菌方法则有加热杀菌和熏药法。1.2无菌包装的一般过程
目前，无菌包装采用的一般过程（下图）。
被包装物灭菌 → 无菌包装 → 无菌产品 ↑ 包装材料 → 包装容器成型 → 灭菌 1.3无菌包装的材料与容器
纸盒 纸盒是无菌包装中用得较多的一种形式。用于无菌包装的符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
[1]形式，容量一般在200-1000mL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、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。
无菌杯、无菌包装袋 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的50-500mL左右，袋包装的容量一般在200-500mL左右。大包无菌袋 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。无菌大包装袋灌装后一般放入外包装箱或桶内，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桶的包装。
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]。1.4无菌包装的特点
无菌包装主要有以下特点：能有效地防止食品变质，食品中富含微生物生长必需的营养素，它们在食品中的生长繁殖，最终将导致食品的变质、腐败，因此，减少或杀灭这些有害的微生物将有效地保护食品；无菌包装的食品灭菌热效率高，而且可以在常温下进行保存和运输，无需利用特殊装置，可降低流通费用、节省能源，方便运输；有些产品经过无菌处理能够提高质量，如生装的肉类、禽类罐头，通过加热灭菌后变熟，组织软化，风味改善；鱼类的骨头和鱼刺也变得酥松可食；可采用高温瞬时或者超高温灭菌的先进技术，使食品的加热时间大大缩短，从而能最大限度地保持食品原有的色、香、味和营养价值；无菌包装的食品其卫生性已得到充分保证，因此，启封后即可放心食用，如消毒牛奶、罐头食品等，使用十分方便；能大大延长食品的保质期和货架寿命。经无菌处理的食品，其中的有害微生物含量甚微，在有效保存期内质量保持完好，而且在常温下就可储藏，有利产销；对包装材料的耐热性要求可降低，可以使用塑料、纸等成本较低的包装材料，包装容器的形状及大小可以变化，特别适宜加工大型的食品包装容器，这是过去一般罐头食品无法做到的。2.无菌包装在食品工业中的应用
随着科学技术的发展和人民生活水平的提高,无菌包装的应用越来越广泛, 由包装液体到流体、半流体和膏体；由一般果汁到牛奶、茶类、蔬菜汁、汤料、酒类、水类、药液等。现在，无菌包装在发达国家的食品制造业中极为盛行，英、法、德等国已有三分之一的饮品采用了无菌包装，其应用已经不仅仅限于饮料和牛奶，还用来包装矿泉水和葡萄酒等[3]。2.1乳业
对于我国的乳品行业，无菌包装在我国乳制品中仅占10%，而发达国家占65%。国家已将液态奶无菌包装列为优先开发项目，因此，我国液态奶无菌包装具有极大的发展空间。在我国农业部制定的乳业中长期发展标中，“ 十五”计划末,奶类产品人均占有量达到10公斤，总产量达到1350万吨；到2030年，奶类人均占有量将达到25公斤，总产量达到4250万吨。由于我国地域差异大，奶的产销区分布极不合理，主产区销量不多，主销区又不产奶或少产奶。要改变这种不合理状况还得靠合理的包装—无菌保鲜包装来解决远程运销问题。根据今后的发展趋势，乳品应由奶粉为主改为以液态奶为主，一可节省能源，二可提高营养价值和方便食用。乳品中按25%采用无菌保鲜包装计，“ 十五”计划末，每年需用无菌保鲜包装盒屋顶包、砖包、枕包等，按250mL装计约67.5亿个，价值30多亿元。到2030年，每年需要包装盒200多亿个，价值100多亿元[4]。2.2果汁饮料和其它饮料业
据中国饮料工业协会公布，我国人均饮料消费量只及世界平均值的五分之一，产量发展的潜力很大，有很多产品还有待发展、开发。饮料总产量2005年底达到2260万吨，2005-2015年将以年均5%的速度增长，2015年将达到3700万吨。据此，以其中的采用无菌复合纸包装材料计，2005年起每年需无菌包装盒（以平均500mL装计）约45.2亿个，到2015年，每年需无菌包装盒（平均按500mL装计）约达到148亿个。2.3蔬菜汁加工业 目前我国蔬菜补加工业慢慢得到发展，特别是南方地区，比如广东福建等地,由于受气候影响以及蔬菜汁本身是纯粹的绿色食品饮料，蔬菜汁饮料很受人们的青睐和喜爱。随着社会的进步，科技的发展及人们对健康的追求和消费观念的更新，有关部门及有关专家预测，未来5-10年，全国蔬菜汁作饮料或佐料将得到一定程度的发展。这类产品的最佳包装将是无菌包装[5]。因为它既可以有效保持原有营养成分，又可以使产品长时间储存不变色、不变味、不变质和适宜远程运销。3.无菌包装的发展
3.1无菌包装在国内的发展状况
我国的无菌包装起步于70 年代末。1979 年由广东罐头厂以补偿贸易的方式，在全国率先引进一套瑞典利乐包装有限公司的复合纸砖形无菌包装设备，用来包装甘蔗汁、果汁、豆奶、菊花茶等液体饮料[6]。产品投放市场后，引起了广大消费者和食品行业、包装行业、包装学者的兴趣和关注。
随着改革开放的深入、科技的发展和人们消费水平的提高，无菌包装市场日益旺盛，自1984 年起，全国沿海大中城市有实力的食品饮料企业或新公司陆续引进瑞典利乐公司、美国国际纸业公司、德国PKL 公司、日本大日本印刷株式会社等生产的无菌包装生产线设备。目前国产软饮料灌装设备技术水平与瑞士利乐无菌包装机相比仍有很大差距,在大袋饮料包装方面，与美国乏力(Fran-Rica)公司的设备相比，还存在空白。从长远发展的眼光来看，最终要走联合攻关研制和创新的道路[7]。3.2无菌包装在国外的发展状况
无菌包装在目前各国食品业中最为盛行。多年来，世界上无菌包装的应用不仅限于果汁和果汁饮料，而且已经用来包装牛奶、矿泉上和葡萄酒等。英国已有三分之二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[8]。各国专家认为，对发展中国家来说，由于受到冷藏设备、运输手段和储藏设施限制，像果汁和牛奶之类的食品，使用无菌包装较为适宜。
据报道，国外发达国家的液体食品包装中，无菌包装已占65%以上，每年的增速均超过5%。光是纸盒无菌包装，全球每年就消耗1000 多亿个，仅按250mL 装的计算折合耗用复合纸100 多万吨。
食品无菌包装是近年来国际上发展迅速、应用广泛的一种食品高新包装技术，它在食品保鲜等方面有着其他包装不可比拟的优越性。无菌包装诞生于20世纪40年代，自从60年代随着塑料工业的迅速发展及在食品包装领域的广泛应用，使食品无菌包装如
[9]虎添翼，市场不断扩大。随着无菌包装技术、设备、材料的不断发展，使无菌包装发展作为一种特殊的包装技术在包装市场中占据着重要的地位，也成为未来食品绿色包装的发展方向。
