無菌包裝

食品無菌包裝是指將經過殺菌後已獲得商業無菌狀態的產品，封閉在已殺菌的容器中，在無菌環境下灌注，灌裝後包裝容器保持密封以防止再度感染，以期在不加防腐劑、不經冷藏條件下得到較長的貨架壽命的包裝方法。

經無菌包裝的食品不須添加防腐劑，在常温下可以保持一年至一年半不變質，大大節省了能源和設備；由於無菌食品包裝的滅菌時間短，因而食品的營養成分破壞少，色、味保持較好，在牛奶、酸奶、果汁等包裝中均得到廣泛應用。

無菌包裝分成大包裝和小包裝兩種，前者包裝容量為5-220L ，最大可到1000L，主要供食品廠家進行分裝銷售；後者包裝容量為70-1200ml，供市場銷售，直接供應消費者。

無菌包裝包括包裝材料的無菌、包裝產品的無菌、包裝環境的無菌和包裝後完整封合四個要素。“無菌”表明了產品中不含任何影響產品質量的微生物，“完整封合”表明了經過適當的機械手段將產品封合到一定容積的包裝內，能防止微生物和氣體或水蒸汽進入包裝 ^[1]  。

無菌包裝材料一般有金屬罐、玻璃瓶、塑料容器、複合罐、紙基複合材料、多層複合軟包裝等幾種。

食品物料的殺菌分為熱力殺菌和冷菌。食品無菌包裝的物料殺菌到目前為止主要是熱力殺菌，其又分超高温殺菌和高温短時殺菌兩種，物料的冷殺菌方法主要指紫外線和微波殺菌。超高温殺菌是指在温度和時間分別為135-150度和2-8秒的條件下，對乳品或其他食品進行處理的一種工藝。由於它具有許多優點，特別是可以解決既能殺死產品中的微生物，又可較好的保持食品品質與營養價值這對矛盾，現已廣泛應用於牛乳、果汁及果汁飲料、豆乳、茶、酒、礦泉水及其它產品的生產。

對超高温殺菌有蒸煮味的物料可採用高温短時殺菌，在温度為70-75度和時間為15-20s的條件下進行殺菌處理，此種方法可較好保持產品的營養、風味，其典型應用是對牛乳製品的殺菌以及部份蔬菜製品殺菌。

由於物料粘度、PH值、熱敏性、易氧化性等特殊性，使得殺菌方法和設備也各有差別。PH值大小往往決定了物料殺菌時的温度和時間，PH值的高低取決於食品中酸性物質的多少，分離程度如何等。低酸性食品PH值大於4.6，可以為致病微生物提供理想的生長條件，腐敗微生物也可良好地生長，一般採用超高温瞬時殺菌；酸性食品的PH值在3.7-4.6之間，它其中的致病菌不易生長，但腐敗菌可以生長，一般採用超高温瞬時殺菌或高温短時殺菌，對低酸性食品可通過加酸或發酵的方法使之轉化為酸性食品，從而降低殺菌要求，提高貨架壽命，此法用於處理食品中的番茄汗、乳酪等。高酸性食品的PH值小於3.7，在此酸度下致病菌無法生長，腐敗菌也無法生長，因此殺菌並不是需要特別注意的問題，保持品質成為首要目的。一般採用巴氏殺菌就可滿足要求，即在62度下處理30分鐘，也可用超高温瞬時殺菌或高温短時殺菌，視具體情況而定。

物料的冷殺菌方法是指根據不同場合各種殺菌劑或紫外線殺菌、輻射殺菌、微波照射殺菌等以達到殺菌目的。利用微波殺菌的效果在醬油、啤酒、牛乳等方面已得到較好驗證，只是用於大規模生產的部分技術難題尚未解決。

無菌包裝系統主要分為兩大類系統，敞開式無菌包裝系統和封閉式無菌包裝系統。它們之間最大的區別是封閉式無菌包裝系統比敞開式無菌包裝系統多了無菌室；包裝材料要在無菌室內殺菌、成形、灌裝。由於無菌室一直通有無菌氣體保持其正壓，所以無菌室能有效防止微生物的污染，因此在生產中應用廣泛。

無菌包裝環境首先要確保的是設備無菌，主要殺菌方法有加熱法和化學法。

對敞開式無菌包裝機而言，在無菌充填之前，包裝機內與產品接觸的表面必須經過殺菌。其殺菌是通過包裝機自身產生的無菌熱空氣（或無菌熱蒸汽）來實現的。在殺菌過程中，無菌熱空氣直接接觸包裝機與產品接觸的表面進行殺菌。封閉式無菌包裝機的殺菌只通過無菌熱空氣是不夠的，還要保證封閉空間的無菌，即無菌室的殺菌。生產前，無菌室一般用雙氧水噴霧和無菌空氣的乾燥來實現，無菌空氣是通過包裝機內的無菌空氣加熱器將其加熱至一定温度所得到的；殺菌時，液態雙氧水噴射至無菌熱空氣中並瞬時蒸發，這樣無菌空氣和雙氧水氣體的混合物進入無菌室進行殺菌，冷凝在內表面的雙氧水通過無菌熱空氣進行乾燥，從而完成無菌室的殺菌。

作為環境的殺菌一般採用洗滌、加熱、藥物和紫外線照射等措施，對與食品相接觸的裝置和整個容器表面進行殺菌處理，空間環境則多采用藥物殺菌，整個包裝系統無菌狀態的維持則靠進入無菌空氣並使整個系統保持一定的正壓，以阻止外部空氣中微生物侵入。

設備停機時微生物會繁殖，可能導致大量微生物不能充分殺死。因此設備在清洗後應儘量抽乾，以便沒有水或溶液殘留。

包裝封口對無菌包裝來説是最後一個環節，也是關鍵的一個環節，其直接影響產品的包裝品質和儲存期。其要求是一方面能防止微生物和氣體或水蒸汽侵入，另一方面是不能讓產品自身的氣味和原液溢出。

多數無菌包裝封口採用熱封、超聲波或膠片、氣封，有些用摺疊、項合封口，封口時注意壓力應均勻分佈於密封表面；封口過程的條件如封口温度、時間、壓力必須有安全界限，並能控制；封口表面應避免產品或其它污物污染；封口位置必須準確，特別是熱成型/灌裝/封口同機進行情況下，更應防止封口位置發生偏差。

無菌包裝是指根據產品要求，在無菌狀態下，把經過滅菌處理的物料，裝進事先滅菌或經無菌處理的包裝容器內，讓其儲存於不透風、不透氣甚至不透光的特定環境中，在常温下無需冷藏也能保持較長的時期而品質不變。可見無菌包裝，原是對一種特殊的包裝方法的簡稱。但是，隨着時間的推移，現已發展成為一個領域或者説一個系統工程。它至少包括無菌包裝技術、無菌包裝工藝、無菌包裝材料、無菌處理設備、無菌包裝機械裝備……

無菌包裝有兩種應用類型：冷藏包裝和常温包裝。冷藏包裝包括牛奶屋頂包、磚、枕及果汁屋頂包。常温包裝包括無菌磚、無菌枕以及熱灌裝屋頂包。市場上常見的紙塑鋁複合無菌包裝材料主要有4種原材料：即紙板、聚乙烯、鋁箔和油墨。紙板不直接接觸包裝內容物，但其是包裝的重要構成部分，佔整個包裝重量的75%左右。主要作用是加強包裝成型後的挺度和硬度。聚乙烯無菌包裝中食品級的聚乙烯，重量佔整個包裝的20%左右，主要作用是阻隔液體滲漏和微生物侵襲。鋁箔無菌包裝中鋁箔的重量只佔整個包裝的5%左右，主要作用是避光和阻斷透氣，保持內容物不被氧化，減少營養損失，保持口味新鮮。油墨油墨在無菌包裝中的重量微乎其微，但是對衞生安全卻非常重要。市場上乳品和飲料包裝印刷用油墨主要是溶劑性油墨和水性油墨。

中國包裝業飛速發展，已從上世紀80年代初產值不足100億元發展到2005年的4100億元，僅次於美國和日本，成為世界第三包裝大國。當前，中國包裝工業正處於轉軌升級的關鍵時刻，經歷了由小變大的發展歷程。從上個世紀80年代初的單一包裝產品發展到現在的六大包裝門類俱全。今後再用20年時間，要把中國建設成為世界包裝強國。

隨着中國經濟高速發展以及人民生活質量的提高，對微波食品、休閒食品及冷凍食品等方便食品的需求量將不斷增加，這將直接帶動相關食品包裝的需求，中國食品與包裝機械業在今後的一段長時間內將維持正增長。預計未來循環經濟將成為包裝行業發展的主要模式、包裝廢資源回收利用將實現產業化、綠色包裝材料將獲得大力開發和發展、包裝基礎工業也將加快發展。

無菌包裝技術不僅在乳製品行業有很好的發展空間，而且在其他的行業也有了長足的發展。我國飲料行業中一大批大型骨幹企業的技術裝備已接近或達到了國際先進水平。未來飲料行業對包裝設備需求很大，尤其是茶、果汁等不含氣飲料的灌裝設備。國內90%以上的無菌包裝材料市場還在被利樂、康美包佔有。無菌包裝材料由於其優點明鮮，在我國有良好的發展趨勢。其主要原因也有二個，第一個，我國牛奶產量主要在北方，而南方的牛奶消費比北方大，牛奶的常温包裝就顯得尤為迫切。第二，隨着國民生活水平提高，對果汁飲料及茶飲料的需求逐年增加。未來幾年國內無菌複合包裝材料的產量與質量將有很大提高，今後有可能進入伊利、蒙牛、光明等國內著名乳品集團，從而打破垮國企業的壟斷局面。無菌包裝的發展前景是很好的，急需國家有關部門政策支持，無菌包裝產品在低端市場惡性競爭而把國內中高端無菌包裝市場拱手讓給跨國企業。

無菌包裝的技術和材料已經處於成熟狀態，但在由紙塑鋁複合的無菌包裝如磚包、枕包和屋頂包、在包裝容量低於250ml 的所有包裝規格中，都共同採用裸露的飲管孔設計。這些沒有經過任何覆蓋的飲管孔，極易粘附和隱藏對人體有害的灰塵、細菌等不潔物。當消費者對飲管孔沒有進行必要的衞生措施就直接插入飲管吸食，將會將污染物帶入飲料中，對飲用帶來極大的健康隱患。

多年來，無菌包裝行業的專家和研究人員對無菌包裝的衞生飲用問題進行長期的探索和研究，可喜的是業內已經發明瞭一種“衞生飲料盒”專利技術。為了早日讓消費者不再喝到“有毒的飲料”，有識之士強烈呼籲政府對無菌包裝出台強制衞生飲用標準，早日將“衞生飲料盒”專利技術快速地轉化和應用。無菌包裝衞生飲用標準已進入國家相關部門的議事日程，到時市場上才會有真正意義的無菌包裝，消費者也才能夠“喝得放心”！