無(wú)菌食品包裝技術(shù)及其應(yīng)用

劉國(guó)信

無(wú)菌包裝技術(shù)誕生于上世紀(jì)40年代后期，從上世紀(jì)60年代開始，隨著塑料包裝材料的發(fā)展，給無(wú)菌包裝技術(shù)的應(yīng)用提供了廣闊的天地。由于無(wú)菌包裝的工藝特點(diǎn)及對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)成分、風(fēng)味的破壞性較小的優(yōu)點(diǎn)，加之成本較低，儲(chǔ)存運(yùn)輸方便，外形美觀，因此受到了商家及消費(fèi)者的歡迎。近年來(lái)，隨著科技的日益進(jìn)步，無(wú)菌包裝技術(shù)、設(shè)備、材料的發(fā)展更是如虎添翼，其包裝市場(chǎng)不斷擴(kuò)大。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家的無(wú)菌包裝在液體食品包裝中所占的比例已達(dá)到65%以上，其市場(chǎng)前景極為廣闊。

何為無(wú)菌食品包裝

所謂無(wú)菌食品包裝，即將經(jīng)過(guò)殺菌的食品（飲料、奶制品、調(diào)味品等）在無(wú)菌環(huán)境中包裝，封閉在經(jīng)過(guò)殺菌的容器中，以期在不加防腐劑、不經(jīng)冷藏的條件下取得較長(zhǎng)的貨架壽命。簡(jiǎn)單地說(shuō)，無(wú)菌包裝是將包裝材料、包裝容器和內(nèi)容物先行殺菌，再在無(wú)菌環(huán)境下包裝：而非無(wú)菌包裝是先包裝，然后將包裝容器和內(nèi)容物再起殺菌。食品工業(yè)上無(wú)菌的意義，是指每克食品中含有的非致病菌數(shù)目在10個(gè)以下，只要使食品中的非致病菌不再繁殖，在常溫下冷藏或冷凍條件下流通、保存食品，就不會(huì)發(fā)生食品變質(zhì)的可能。

包裝材料的殺菌方法

無(wú)菌包裝包括包裝材料的殺菌滅菌、無(wú)菌化處理；包裝內(nèi)容物食品的無(wú)菌化處理；包裝環(huán)境的無(wú)菌化處理。目前，常用的包裝材料滅菌方法主要有藥物滅菌和紫外線滅菌等。

1 藥物滅菌。在藥物滅菌中，所用的殺菌劑必須是殺菌能力強(qiáng)、對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕、在殺菌過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)且在包裝材料中殘留物少的藥物。

目前最常用的殺菌劑是過(guò)氧化氫，一般稱之為雙氧水。過(guò)氧化氫的殺菌能力是與其濃度和溫度相關(guān)的，濃度越高，溫度越高，其殺菌的能力也就越好。常用于殺菌的雙氧水濃度為25%～30%，溫度為60～65℃。用過(guò)氧化氫殺菌應(yīng)該結(jié)合加熱處理，因?yàn)檫^(guò)氧化氫受熱從材料表面蒸發(fā)時(shí)其殺菌效力會(huì)更好。

用雙氧水對(duì)包裝容器進(jìn)行殺菌，是將包裝容器在雙氧水中浸漬，或者直接將雙氧水噴射在包裝容器上進(jìn)行殺菌，然后再對(duì)它們進(jìn)行熱輻射，從而使殘留在包裝容器上的雙氧水與熱空氣一起完全蒸發(fā)，分解成無(wú)害的水蒸氣和氧。

2紫外線滅菌。一般而言，紫外線的滅菌效果與紫外線的波長(zhǎng)、照射度以及照射時(shí)間相關(guān)，波長(zhǎng)在250～360nm左右時(shí)作用最強(qiáng)烈。

紫外線的殺菌原理主要是由于紫外線照射后微生物細(xì)胞內(nèi)的核酸產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng)，從而引起微生物的新陳代謝障礙，使其失去了增殖能力。紫外線殺菌是無(wú)菌包裝或清潔包裝較為有效的方法之一，它具有不殘留藥劑、安全性高、使用方法簡(jiǎn)便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但與雙氧水相比它的殺菌效果不是很好，一般應(yīng)與其他殺菌方法聯(lián)合使用。

常用的無(wú)菌包裝形式

目前，常用的無(wú)菌包裝形式有無(wú)菌紙板包裝、無(wú)菌杯式包裝、無(wú)菌大袋包裝、無(wú)菌鋁/塑袋包裝和無(wú)菌塑料瓶包裝等。

1 無(wú)菌紙板包裝。無(wú)菌紙板包裝的材料是紙板/鋁/塑復(fù)合材料，其中紙板是結(jié)構(gòu)材料，其紙漿的成分配比和性能均為專有技術(shù)，且和其獨(dú)特的包裝機(jī)相配套；鋁箔則是阻隔材料，一般厚度為9μm，且包裝必須無(wú)氣孔和無(wú)受損：聚乙烯則是與食品接觸的內(nèi)層材料，且是熱封材料。

無(wú)菌紙板包裝容量一般在200～000mL，包裝形式為磚形包和屋頂包，主要用于奶制品、果汁、飲料等的包裝。

2 無(wú)菌杯式包裝。無(wú)菌杯式包裝使用的杯體材料為多層共擠的中性無(wú)菌包裝片材（neutrel aseptic system）簡(jiǎn)稱NAS片材。

NAS片材的特點(diǎn)在于有層可剝離的外層，共擠時(shí)，利用PP和PE的化學(xué)不相容性，采用流動(dòng)穩(wěn)定性相匹配的PP、PE材料，在共擠過(guò)程中形成光滑的、無(wú)菌的、可剝離的界面。在無(wú)菌包裝機(jī)上，NAS片材在進(jìn)入無(wú)菌區(qū)前揭開PP保護(hù)膜，露出PE無(wú)菌表面，在無(wú)菌區(qū)內(nèi)完成成型——灌裝——封蓋的全過(guò)程。

NAS片材的另個(gè)特點(diǎn)是有層高阻隔材料PVDC或EVOH。由于PVDC和EVOH對(duì)氧氣的阻隔性極好，所以用NAS片材包裝的食品的保鮮期可與玻璃瓶、馬口鐵罐相媲美。

無(wú)菌杯式包裝的材料結(jié)構(gòu)中，鋁箔是阻隔材料。之所以用MDPE、LDPE和VA含量7%的EVA3層共擠膜做中間層，是因?yàn)镸DPE的剛性較好，與鋁箔之間熱黏性較好；而中間的IDPE較為便宜：與食品接觸層是VA#量為7%的EVA，因?yàn)橐话鉋VA的含量在14%以上，不允許直接接觸食品，用EVA代替IDPE作熱封層，可以降低熱封溫度，提高熱封層的抗污染能力，縮短熱封停留時(shí)間，提高生產(chǎn)線的線速度。

3 無(wú)菌大袋包裝。無(wú)菌大袋包裝是指包裝容量為5～220L，最大可達(dá)1000L的復(fù)合袋包裝。灌裝后的袋子裝在木質(zhì)或紙板制成的外包裝箱中或鋼桶中，主要包裝濃漿或基料；5～20L的也可直接供家庭消費(fèi)。目前，這種包裝形式已基本取代了由鐵桶或塑料桶做外包裝，再在食品內(nèi)加防腐劑保存食品的包裝方法。

大袋包裝的材料結(jié)構(gòu)有兩種形式——PET膜/鋁箔/PE膜或PET鍍鋁膜/PE膜，采用干式復(fù)合的方法復(fù)合，由于鍍鋁膜易有氣孔，不能保證其阻隔性能，因此我國(guó)一般都采用鋁箔做阻隔材料。

4 無(wú)菌鋁/塑包裝和瓶包裝。無(wú)菌鋁/塑包裝的包裝方法類似于無(wú)菌紙包裝，只不過(guò)使用的材料是鋁/塑復(fù)合膜，包裝形式是袋裝，所用的包裝膜多采用干式復(fù)合和流延復(fù)合的方式。

無(wú)菌瓶包裝，采用共擠塑料瓶或單組分的PP和PE。塑料瓶可以在成型時(shí)滅菌，并立即灌裝：也可以在灌裝前滅菌，滅菌的瓶子在無(wú)菌室中灌裝和壓蓋。

5 液體食品無(wú)菌包裝復(fù)合紙，液體食品采用無(wú)菌包裝，已成為國(guó)際化比較流行的趨勢(shì)，其中尤以鋁箔復(fù)合紙包裝較為普遍，原因是這種包裝形式能使被包裝之物保存于不透光、不透氣、無(wú)菌的理想環(huán)境中，在常溫下也能保持12個(gè)月以上且品質(zhì)不變：同時(shí)其質(zhì)量輕，可以長(zhǎng)途運(yùn)銷。其技術(shù)要點(diǎn)包括：（1）彩印或復(fù)合前要對(duì)原紙進(jìn)行特殊的表面處理，以增加黏合的牢固度：（2）在確保黏合牢固的前提下，表面復(fù)合PE層和鋁箔與原紙問的PE層越薄越好，以降低成本和防止使用過(guò)程出現(xiàn)PE過(guò)厚造成操作問題；（3）產(chǎn)品最里層即與食品接觸層的厚度應(yīng)不小于0.907mm：（4）PE層要力求控制厚薄均勻，避免出現(xiàn)波浪和起泡。endprint