第八讲食品无菌包装和杀菌新技术
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条件下、在无菌的环境中进行充填和封合的一种包装技术，以达到食品不添加防腐剂、不经冷藏条件下，就得到较长的货架寿命（在常温下可以保持一年至一年半不变质）的目的，大大节省了能源和设备。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。
无菌包装食品，是指包装前使食品呈无菌状态，用无菌材料包装，不需要再加热杀菌的食品。
1.无菌包装的基本概念和基本原理
1.1无菌包装的概念
食品的无菌包装技术就是将食品与包装容器分别灭菌，再将已灭菌的产品在无菌条件下充填入已灭菌的包装容器中并密封而成产品的技术。无菌包装技术是在包装物、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。
目前，用于无菌包装的食品主要分为以下两大类：一是能在低温下保存的无菌食品，即在无菌环境下将没有杀菌的新鲜产品，如发酵乳、甜食、酸乳酪等包装起来；二是能在常温下保存的无菌食品，即采用包装机把连续杀菌过程的物料和无菌容器包装组合在一起，形成乳及乳制品、甜食、蔬菜、果汁等包装产品。
1.2无菌包装的特点
优点：①对包装的内容物可以采用最适宜杀菌方法如HTST法、UHT法等进行杀菌，使色泽、风味、质构和营养成分等食品品质少受损害。无菌包装的主要优点是在保证无菌的条件下能最大限度地保留食品中原有的营养成分和风味，减少损失。
②由于包装容器和食品分别进行杀菌处理，所以不管容器容量大小如何，都能得到品质稳定的产品，甚至还能生产出普通罐装法根本无法生产的大型包装食品。再者与包装后杀菌相比，食品与容器之间不易发生反应，包装材料成分向食品迁移减少。
③由于容器表面杀菌技术较易，且与内容物杀菌无关，故对包装材料的耐热性要求不高，强度也没有那么严格。
④适合于进行自动化连续生产，既省工又节能。以饮料为例，据计算，用软包装的成本只有金属罐的四分之一，装满后总重量的 97%是饮料。
⑤无菌包装符合现在环保包装的潮流。无菌包装材料使用纸质，易于降解，有利于保护环境。由于无菌包装具有以上优点，该技术目前已被广泛应用于食品、饮料、乳制品等多种行业。今天，发达国家的绝大多数牛奶和半数以上的果汁均采用了无菌包装。
缺点：①无菌包装技术很难用于包装流动性差的高黏度的食品。
②它所采用的设备复杂、规格一般比较大、造价高，因此其初始成本较高。
③对操作管理要求十分严格，一旦发生污染，整个一批产品就要全部报废。
④一般设备都是高度自动化、系统化，不能面向小规模生产，设备应用缺乏广泛性。
1.3无菌包装的分类
目前,国际上的无菌包装按用途和容量通常分为两大类。
①无菌袋式大包装,主要用于包装水果和蔬菜的浓缩汁等粘稠物料,其包装容量一般从几升到200L,大容量的甚至可以达到1000L。具有代表性的生产商是美国CHERRY - BURRELL公司和 SCHOLL ECOR公司,这种包装方式具有保鲜好、便于存储运输、无须冷藏的特点,一般可在常温下保持 9～12个月不变质, 风味可保持6～8个月。
②无菌小包装,主要是包装直接饮用品,以供市场零售。目前主要有杯式与盒式两种形式。具有代表性的是国际纸业 ( International Paper)的无菌液体包装系统、法国ERCA公司无菌杯式包装生产线的“埃卡包”(Erca Pak)；另一种是瑞典利乐(L EAL ER)公司无菌盒式包装线生产的“利乐包”(Tet ra Pak) 。
1.4无菌包装的基本原理
食品的无菌包装基本上由三部分构成：食品物料的预杀菌；包装容器的灭菌；充填密封环境的无菌。这也可以说是食品无菌包装的三大要素。由于无菌包装技术的关键是保证无菌，所以它的基本原理是以一定方式杀死微生物，并防止微生物再污染为依据。
2.无菌包装的国内外现状
无菌包装属于现代高新技术的包装手段，真正用于生产实践仅有几十年的历史。随着科技的飞速发展以及相关应用技术不断提高，无菌包装在食品包装中的应用日益广泛。食品安全性第一与营养功能兼顾性原则逐步为消费者所认同，为无菌包装技术及装备市场化应用开拓了广阔的空间，以致业内公认无菌包装是未来食品包装业的发展方向。
虽然早在1913年丹麦人金森就开始了对牛奶的无菌灌装，而美国人佟克莱于1917年也得到了食品无菌保藏方法的世界首项专利，但无菌包装技术的广泛兴起还是上世纪70年代末以后展开的。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。
3.无菌包装的操作要点
进入无菌灌装系统的食品物料、包装容器、操作设备及环境都应是无菌的,任一环节未能彻底杀菌都将影响产品的无菌效果，因而进行无菌包装应注意各个环节的灭菌操作。
3.1无菌包装食品的灭菌方法
