食品（含乳制品饮料）的无菌包装
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食品无菌包装是指将经过灭菌的食品（饮料、奶制品）在无菌环境中包装，封闭在经过杀菌的容器中，以期在不加防腐剂、不经冷藏条件下得到较长的货架寿命。也可以简单的说，无菌包装是先灭菌后包装，非无菌包装是先包装后灭菌或者只包装不灭菌。无菌包装的主要优点是在保证无菌的条件下能最大限度的保留食品中原有的营养成份和风味，减少损失。因为它能较方便的使用超高温瞬时杀菌方法来消毒包装前的食品，而其它包装方法则相当困难。无菌包装按包装容量可以分成大包装和小包装两种，前者包装容量为５－２２０升，最大可到１０００升。主要用于包装浓浆、基料，供食品厂家进行分装销售。其中５－２０升的也可以直接供应家庭消费。后者包装容量为７０－１２００毫升，供市场销售，直接供应消费者。小包装又可分为砖型包、屋顶包、塑料杯、塑料袋、塑料瓶等几种包装形式。一条完整的无菌包装生产线包括物料（食品）杀菌系统，无菌包装机，包装材料或包装物的供应及杀菌系统，自动清洗系统，设备预杀菌系统，无菌环境保持系统及自动控制系统等。物料杀菌到目前为止主要采用热力杀菌。根据物料的粘度、热敏性能及生产规模可分别采用板式，管式（盘管式或列管式），刮板式或混合式换热器。为了进一步缩短物料的升温及降温时间，厂家开发生产了蒸汽注入式，蒸汽混合式，过热水混合式、欧姆法加热器等直接加热方式。包装材料或包装容器的杀菌目前主要采用化学药物杀菌，但杀菌后要彻底清洗及干燥，把化学残留物减至最低限度（１ＰＰＭ）。具有的特点是：ＨＡＳＳＩＡ公司用蒸汽加热法对容器进行杀菌，ＥＲＣＡ公司用一层可剥离的ＰＰ膜保护清洁的与物料接触的表面，在包装材料进入无菌通道前自动除去保护膜，使清洁的表面不经杀菌直接进入菌通道。而大袋包装用的无菌包装袋，密封后采用钴６０产生的放射线进行杀菌。袋口在进入无菌灌装室前用蒸汽进行杀菌。无菌包装的系统大多采用过热蒸汽或干空气进行预杀菌。系统无菌环境的保持大多采用无菌空气或无菌氮气。根据要求不同可分别采用过压法或层流法。无菌包装的国内外现状及存在的问题无菌包装技术诞生于４０年代后期，从６０年代开始由于包装用塑料的迅速发展，给无菌包装发展提供了广阔的发展天地。由于无菌包装的优越性很快为广大消费者所认识，市场迅速扩大。无菌包装技术，设备，材料得到迅速发展。到９０年代初，无菌包装在食品包装中所占的比例，大包装超过８０％，小包装超过５０％。截至９０年代中期，国外共有３０多家公司生产各种无菌包装设备，另有许多生产杀菌系统，包装材料，元器件的配套厂家。国内研制生产无菌包装设备及配套杀菌系统，包装材料的单位也在逐渐增加。生产大包装设备的厂家有意大利ＥＬＰＯ公司，ＡＳＴＥＰＯ公司，瑞典利乐公司，德国ＫＦ公司，芬兰ＥＬＥＣＳＴＥＲ公司等。生产砖型包及屋顶包设备的厂家有瑞典利乐公司，美国国际纸业公司，德国的ＰＫＬ公司，ＫＦ公司等。生产塑料杯型包装设备的厂家有德国的ＧＡＳＴＩ公司，ＢＯＳＣＨ公司，ＨＡＳＳＩＡ公司，法国ＥＲＣＡ公司等。生产塑料袋包装设备的厂家有德国ＫＦ公司，芬兰ＥＬＥＣＳＴＥＲ公司，日本城南公司等。生产塑料瓶包装设备的厂家有瑞士ＴＯＭＭＥＬＡＧ公司，法国ＳＥＲＡＣ公司，意大利ＳＩＰＡ－ＰＲＯＣＯＭＡＣ公司，荷兰ＳＴＯＲＫ公司等。此外，为了增强竞争能力，有些公司组成了集团。例如，利乐公司和阿法拉伐公司联合组成了利乐拉伐公司，ＥＲＣＡ公司加入了ＪＡＧＥＮＢＥＲＧ集团。有些大的集团公司开发生产了无菌包装设备，例如，美国国际纸业，德国ＢＯＳＣＨ，荷兰ＳＴＯＲＫ等公司都生产无菌包装设备。国内有关领导机关从一开始就十分重视无菌包装技术的发展，“七五”期间轻工业部（现轻工总会）就把开发食品无菌包装技术列入国家“七五”重点科技攻关计划项目之内。中国包装技术协会，中国食品工业协会都建立了无菌包装委员会以推动无菌包装技术的发展。中国乳业协会，中国饮料工业协会都对无菌包装给予特别的关注。越来越多的国内单位从事无菌包装设备，材料，工艺，元器件的开发与生产。北京航空工艺研究所开发生产了大袋无菌包装生产线，通过了国家鉴定，获得了国家级奖励。沈阳自动化仪表研究所，广东远东食品包装机器公司分别开发生产了大袋，砖型包无菌包装设备。宁波轻工机械厂开发生产了盘管式换热器。扬州昌隆无菌包装公司，陇西复合软包装材料厂，广州金威龙实业公司分别开发生产了大袋无菌包装用袋。北京长空公司片材厂，河北埃卡包装材料公司分别开发生产了塑料杯无菌包装用复合片材，标材和顶盖材料。但是，广大消费者对无菌包装的认识还很不够，一般只知道铁罐、塑料杯和纸盒包装的区别，而不知道无菌和非无菌包装的区别，而无菌包装食品，设备及材料厂家在作宣传时又往往忽略了强调无菌包装的优点的宣传，只说本厂的产品如何如何，忽略了共性的宣传。于此同时，社会上关于塑料污染的宣传又日益加强，导致消费者对采用塑料和纸盒的无菌包装食品产生怀疑。现有很多大型饮料生产厂家是由罐头厂转产而来，因而沿用了原有的包装设备和包装方式。总之，造成我国食品行业中无菌包装发展不够快的客观原因是多方面的。从无菌包装发展的本身来看，目前国内食品无菌包装设备大部分是国外进口的，不少包装材料和零备件也依赖进口。价格过高，折旧费及银行贷款利息对厂家压力很大。另一方面，进口无菌包装设备技术先进，使用维修复杂，而短时间内部分中小企业的人员素质上不去，也造成开工率不足。从世界无菌包装总的水平来看，其发展仍不够完善，单机产量规模还不够大，含汽饮料，带颗粒饮料还不能包装，固体食品还不能包装。这些问题的解决还有待无菌包装技术的进一步发展。无菌包装用新的材料还有待进一步开发。食品无菌包装的发展将随着消费者的认识会逐渐变化，人们对食品的营养、卫生、性能价格比会考虑得越来越多。在今后若干年内，食品行业中现有知名厂家会有扩大生产和设备更新的要求，一批新的大、中、小型食品企业会新建，企业人员的文化技术素质会大幅度提高。所有这些都是无菌包装大发展的物质基础。另外，无菌包装由于具有明显的优越性，这项技术逐渐会在乳制品工业、酿酒工业、调味品工业、医药工业、化妆品工业等领域得到发展。三、高新技术在无菌包装行业中的应用１）欧姆法加热杀菌技术：欧姆法加热技术在国外已经进入工业应用阶段，一些厂家已生产出可供食品生产厂家应用的欧姆加热器。其优点是可加工粘度较高或颗粒较大的液体食品。颗粒直径可到２．５厘米。目前存在的主要问题是系统的预杀菌仍需采用过热蒸汽。因此，在无菌系统的配置时要配成混合式。目前，国内的研究开发工作已有相当基础，希望有关生产厂家能和他们合作。２）微波连续灭菌技术：微波灭菌与欧姆加热杀菌的主要区别在于前者采用高频（２５００兆赫左右）而后者采用工频。微波灭菌除了加热效应以外，还有相当的非热杀菌效应。生物体内的极性分子在微波场中产生强烈的旋转效应，这种旋转使微生物的营养细胞失去活性或破坏微生物的酶系统，造成微生物的死亡。微波灭菌的工业规模的研究目前还不充分，例如，功率消耗，微波的防护，微波对常见菌种的热死系数，微波对有益的氨基酸的影响等等。因此，在国外尚未查找到工业应用的微波加热器资料。可以预测，微波灭菌在固体食品方面会首先得到应用。３）放射线杀菌技术：将产品放入由钴６０为原料的放射室中，由其产生的γ射线进行杀菌。目前，这种方法主要用于无菌大包装袋的成批杀菌。由于放射线的方向控制难度很大，防护技术要求很高，预计直接用在无菌包装生产线上的可能性不大。４）超高压杀菌技术： 将食品原料充填到塑料或其它柔软容器中密封，再投入到１０００——６０００个大气压力的高压装置中加压处理。导致微生物的蛋白质变性，酶失去活性，最终导致细菌死亡。处理后发现可溶性固形物，氨基酸，维生素Ｃ，蛋白质均无减少。食品的色泽、香味不受影响。这种方法作为工业应用，在设备设计及制造上将会遇到很大的困难，首先，大产量的高压泵系统（每小时超过１吨）制造费用会非常昂贵，防泄漏问题将非常重要并难以解决。另外，定性的研究虽已进行不少，定量的研究尚有大量工作要做。５）磁力杀菌：把需杀菌的食品放入０．６特磁场的Ｎ极与Ｓ极之间，经过连续搅拌，不需加热，即可达到杀菌的效果，而对食品中的营养成份无任何影响。此种技术主要适合于流动性食品的杀菌６ ）高压电场杀菌：将食品送入装有相互平行的两个脉冲管内，触点接通后电容器通过一对碳极放电，在几秒钟内完成杀菌，该技术可以克服因加热而导致的蛋白质变性和微生物破坏、可用于果品蔬菜的杀菌与贮藏保鲜技术。７）静电杀菌：食品不直接处在电场中，而是利用电场放电形成的粒子空气和臭氧处理，可以取得良好的杀菌效果，该技术可用于瓶装食品、罐装食品、粮谷类、果蔬类食品的杀菌与保鲜。８ ）膜分离技术：膜分离技术在水的净化，乳清的分离中已有广泛的应用。在食品加工中则是组合膜的开发和应用。主要用于浓缩果汁，可以浓缩到６００Ｂｘ。方法是将水果原汁超滤得澄清汁与果酱两大部分，前者成分为水，维生素Ｃ，芳香成份等低分子物，后者成份为悬浮固形物，细菌，真菌等物将澄清汁反渗透除去一部分水，将果酱杀菌后与脱去水的浓缩清汁调配即得浓缩果汁。膜分离技术浓缩果汁产品浓度高，风味与营养成份损失很少，是果汁饮料加工有效的浓缩和杀菌方法。９）生物工程技术：应用于食品加工的生物工程技术是多方面的，如原料合成，食品保鲜，加工工艺，环境保护等。利用遗传工程生产出符合人类需要的新品种，利用生物传感器，ＤＮＡ探针等对食品的污染情况进行检测，利用生物酶制剂可生产出高生物活性的产品。将来，无菌包装食品的质量快速监测方法的开发，很可能有依赖与生物工程技术的应用。１ ０）新型包装材料的开发及包装废弃物的回收技术：世界各国进行了大量的研究工作并制定了不少相应的法规。例如，可降解塑料，可食性塑料的开发，包装废弃物的回收，包装废弃物作为能源的应用等等。四 为推动食品无菌包装的发展应进行的工作１） 大力开展无菌包装优越性的宣传工作：在宣传中应多宣传无菌包装的大局。不论是食品厂家，还是设备材料厂家在作广告时都不要忘掉强调食品无菌包装的优越性。增强广大消费者对无菌包装的了解和兴趣是有关无菌包装各企业的共同目标。除利用专业报刊宣传外还应利用大众传播媒介（电视、广播、报纸等），也可以搞联合展销、联合作广告等促销活动。为解决宣传资金不足大家应该联合行动或通力合作。在宣传中应实事求是，不作过头宣传。我们可以设想，在未来的展览会上设一个食品无菌包装展区，有关厂家大家共同来创造一种声势，将有助于无菌包装事业的发展。 ２） 国内外无菌包装设备材料生产厂家应主动为用户服务：应主动地，不断地为用户培训操作及维修人员。要协助用户提高产品质量，开发新产品。应为用户提供各种优惠。要力争自己销出的设备或材料满负荷工作，１００％地发挥作用。作为用户单位的食品生产厂家，在保护自己的技术及商业秘密的前提下，在无菌包装设备的使用维护，设备检修及零备件调剂方面应加强合作和交流。特别是进口设备，外商通行的办法是哪个零件有问题换哪个零件，没有修的概念，这使得用户厂家每年的负担很大。根据我们的经验，多数情况下以修代换，不但不影响使用，而且可大大降低费用。以设备的自动控制系统为例，很多ＰＬＣ模块的损坏，仅仅是模块中某个电阻电容或集成块损坏了，花几元或几十元钱就可修复使用，而换一个模块往往要化几百元甚至几千元。问题是各个厂家互不联系，每家又不值得去培养专业人才。 ３） 欢迎并协助国内外生产厂家举办产品展示或技术讲座：这项工作应纳入各有关协会的议事日程。不但搞通用性的展览或讲座，还要按某一专题举行小规模的交流或讲座。４） 采用合资、合作、引进技术、自行开发等各种方式大力推广国产无菌包装技术，设备，包装材料及另配件：我国自己的研究机构、大专院校、设计单位和企业要参与国际竞争。目前，各单位都有自己的成果和产品，但力量分散，质量上不去，缺乏竞争力。为此应该：Ａ 实行企业与研究开发单位间的联合或合作，使科研成果迅速转化成为生产力。Ｂ 实行企业与企业间的联合或合作，提高产品质量，开发新产品，提高产品的成套性，增强市场竞争能力。这项工作具有战略意义，因为我国经济的腾飞，中小企业和农村经济的发展是重要支柱。向它们提供高质量，低价位的技术和设备对促进中小企业和农村经济的发展具有十分重要的意义。农村经济发展的重点是农副产品加工，利用无菌包装技术发展食品，饮料，乳制品工业完全对路。另外，提供高质量，低价格的技术装备也是防止市场上假冒产品的重要措施。防止假冒产品要打击和疏导并举。查处是堵的办法，给出路是疏导的办法。提供高质量低价格的技术装备可以使一些资金不够充足的企业或个人走正确的发展道路。 ５） 开展无菌包装的基础研究：目前，无菌包装技术还有很多需要研究的领域，例如，用我们自己的材料说明无菌包装的优越性，杀菌和营养成份破坏的机理，无菌环境的保证方法及快速监测，带固体物产品的无菌包装，卤煮食品的变败机理及无菌包装，无菌包装食品的快速质量捡测等等。而这些课题是为大家服务的，不是为那一家具体的企业服务，因此筹集资金就比较困难。希望大家共同努力，建立一项基金。 ６）促使闲置及二手进口无菌包装设备活动起来，加强信息交流和相互调剂工作，做到物尽其用。（全文完） 中国包装技术协会无菌包装委员会秘书长 李书良
