淺談食品無菌包裝
根據(jù)無菌包裝食品的特性,可將選用的材料制成適于該產(chǎn)品包裝的形式,主要有: (1)無菌紙包裝:用于無菌包裝的紙包裝材料實(shí)際上是一種復(fù)合材料,是由紙/聚乙烯/鋁箔/沙林樹脂等多層復(fù)合的紙板。其中紙為結(jié)構(gòu)材料,聚乙烯為粘結(jié)材料,沙林樹脂為熱封材料,而鋁箔則為高阻隔材料。無菌紙包裝有兩種形式:屋頂包和磚形包。 (2)無菌杯式包裝:無菌杯式包裝使用的材料為多層共擠無菌包裝片材,其結(jié)構(gòu)為 PP/PE/ADH/PVDC 或 EVOII/ADH/PS。其中 PP 為可剝離的無菌包裝保護(hù)膜,PVDC、EVOH 為高阻隔材料,PS 為結(jié)構(gòu)材料。成卷的無菌包裝片材在進(jìn)入無菌室前剝開 PP 膜,在無菌室內(nèi)露出無菌的 PE 表面并在無菌室中成型-灌裝-封蓋,然后貼標(biāo)。無菌包裝用的蓋材是 Al/PE/PET的多層復(fù)合材料,其中 PET 為可剝離層。 (3)無菌鋁/塑袋包裝:這種包裝方法類似無菌紙包裝,只不過所用材料是鋁/塑復(fù)合膜,包裝形式是袋裝。 (4)箱中袋:對(duì)于大容量的包裝可以采用箱中袋的形式。將已經(jīng)滅菌的食品灌入經(jīng)過預(yù)滅菌的密封的多層塑料袋中,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。目前這種包裝形式已基本取代了鐵桶或塑料桶作包裝,食品內(nèi)加防腐劑的保存食品的方法。 (5)瓶裝:主要有玻璃瓶和塑料瓶等。玻璃瓶的無菌包裝早在 1942 年就得到了開發(fā),但是一直未形成大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。近年來隨著玻璃瓶制造技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了輕量強(qiáng)化玻璃瓶,玻璃瓶的耐熱、耐沖擊性大為提高,即使內(nèi)外溫差在 800 攝氏度以上也不致產(chǎn)生破裂,從而增進(jìn)了其在食品無菌包裝上的應(yīng)用,擴(kuò)展了無菌包裝技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。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。滅菌的瓶子在無菌室中灌裝和壓蓋。一般的瓶子不能重復(fù)使用,用高級(jí)的聚碳酸醋制成的瓶子可以重復(fù)使用。但這種瓶子的市場占有率還比較低。 (6)金屬罐:金屬罐是無菌包裝使用最早的包裝形式之一,主要分馬口鐵罐和鋁罐兩種,目前世界上金屬罐無菌包裝的最先進(jìn)的典型代表是美國的多爾無菌裝罐系統(tǒng)。多爾系統(tǒng)所采用的金屬罐滅菌方法是干熱滅菌,即采用高溫過熱蒸汽來滅菌。當(dāng)空罐在輸送鏈上通過滅菌室時(shí),過熱蒸汽從上下噴射 45 秒,這時(shí)罐溫上升到 221 攝氏度~224 攝氏度,罐蓋也采用 287 攝氏度~316攝氏度的過熱蒸汽滅菌 75 秒~90 秒,這樣的高溫足以殺滅全部的耐熱細(xì)菌。由于所有容器和設(shè)備均采用過熱蒸汽滅菌,因此無菌程度高,罐頭內(nèi)部頂隙殘留空氣極少,且處于高真空狀態(tài),產(chǎn)品的質(zhì)量安全可靠。 (7)復(fù)合罐:復(fù)合罐是由兩種以上材料組成的三片罐,即底和蓋用金屬,罐身用鋁箔、紙板或聚丙烯等材料制成。復(fù)合罐的印刷裝潢效果好,成本低,質(zhì)量輕,處理方便而不造成公害。但復(fù)合罐的氣密性比金屬罐差,耐熱性也較差,因此歐美和日本各國都用它作為冷凍濃縮果汁的無菌包裝容器。由于復(fù)合罐的耐熱性較差,因此一般采用 127 攝氏度左右的熱空氣滅菌,果汁在93 攝氏度以上滅菌后冷卻到 80 攝氏度進(jìn)行熱灌裝。灌裝和密封區(qū)都采用無菌空氣來保持正壓,以防細(xì)菌污染。盡管如此還難以殺滅耐熱的細(xì)菌芽孢,因此復(fù)合罐僅限于灌裝高酸性的果汁。在低溫和高酸性的條件下這些殘存的細(xì)菌芽孢不會(huì)繁殖生長,因此可保證食品的衛(wèi)生指標(biāo)。 (8)紙基復(fù)合材料容器:紙基復(fù)合材料容器是由紙、聚乙烯、鋁箔等多種材料組成,西歐各國的無菌包裝較多采用這類容器,尤以瑞典的利樂包裝公司生產(chǎn)的無菌磚形盒、菱形袋為典型。 這種厚約 0.35mm 的復(fù)合材料由 8 層材料構(gòu)成,對(duì)氧氣和水蒸氣的阻隔性極佳,而且印刷裝演效果也很好,飲用方便,產(chǎn)品的貨架期長,也是飲料無菌包裝的理想材料之一。紙容器的滅菌是采用過氧化氫(雙氧水)與加熱相結(jié)合的方法。先將包裝材料經(jīng)過過氧化氫水浴,然后在灌裝時(shí)在進(jìn)料管部位采用管形加熱元件使其間空氣溫度很高,促使紙內(nèi)表面過氧化氫液膜迅速分解成水和新生態(tài)氧,這種氧具有極強(qiáng)的滅菌能力,使容器達(dá)到無菌的要求。也有采用高濃度的過氧化氫溶液在 80 攝氏度左右溫度下對(duì)包裝材料進(jìn)行 8 秒~9 秒的滅菌工藝。 (9)塑料容器:塑料是無菌包裝中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的材料,它的成本較低,形狀多樣化,機(jī)械適應(yīng)性強(qiáng),特別是近年來塑料薄膜的共擠復(fù)合以及容器成型技術(shù)的不斷發(fā)展,推動(dòng)了塑料在無菌包裝材料領(lǐng)域的發(fā)展。對(duì)于塑料包裝材料的要求主要是具有對(duì)食品的保護(hù)保存性、適應(yīng)流通的機(jī)械強(qiáng)度、包裝機(jī)的適應(yīng)性以及商品性等,尤其要求對(duì)氧氣和水蒸氣有較高的阻隔性,因此當(dāng)前世界各國所采用的無菌塑料主要是復(fù)合薄膜。目前,我國的塑料薄膜生產(chǎn)企業(yè)絕大多數(shù)尚沒有生產(chǎn)這類無菌包裝材料,也缺乏聚偏二氯乙烯類阻隔性良好的國產(chǎn)材料;在制造無菌包裝容器方面,缺乏嚴(yán)格的潔凈室條件以及各種滅菌措施。因此,要發(fā)展我國的無菌包裝,包裝材料制造是極重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。由于塑料耐熱性較差,因此目前對(duì)塑料包裝材料的滅菌方法常用過氧化氫滅菌,也有用過氧化氫低濃度溶液與紫外線、無菌熱空氣相結(jié)合的技術(shù),據(jù)報(bào)道這些方法均有良好的滅菌效果。為了防止過氧化氫在操作環(huán)境內(nèi)擴(kuò)散,采用低濃度過氧化氫是比較有利的。 除了以上所列的包裝容器和材料外,在無菌包裝中還會(huì)涉及一些特殊的材料,如金屬復(fù)合材料及容器、紙質(zhì)與金屬復(fù)合的容器等。而且,隨著人們對(duì)食品質(zhì)量要求的提高和人類生存環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展需要,包裝材料和容器逐漸走向環(huán)保和綠色,特別是在人們?nèi)粘OM(fèi)的食品包裝方面,更加需要注意健康和綠色。因此,無菌包裝容器的發(fā)展將是無菌包裝技術(shù)廣泛應(yīng)用需要解決的一個(gè)重要課題,而它的發(fā)展將以健康無毒、綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)實(shí)用為主要的目標(biāo)和方向。在包裝材料使用中要注意對(duì)包裝材料(容器)的滅菌,常用的滅菌方法有:藥劑滅菌(如過氧化氫、乙醇等)、過熱蒸汽滅菌、紫外線滅菌等。不同的滅菌方法存在著不同的缺陷,要根據(jù)不同的材料選用合適的滅菌方法。采用何種包裝材料及其對(duì)應(yīng)的滅菌方法,在很大程度上決定了無菌包裝系統(tǒng)的構(gòu)造類型、復(fù)雜程度和穩(wěn)定性等。一般來說,紙塑類包裝容器可用紫外線、過氧化氫、乙醇、過氧化氫+紫外線、乙醇+紫外線等方法滅菌,對(duì)于熱敏性塑料瓶、復(fù)合膜及紙容器還可用放射線輻照滅菌,而金屬、玻璃包裝容器、金屬罐蓋等一般采用熱力方法、過熱蒸汽、過氧化氫+熱力等方法滅菌。對(duì)包裝材料和容器的滅菌,要按經(jīng)過嚴(yán)格試驗(yàn)所確定的可靠的滅菌形式進(jìn)行,由于無菌包裝容器多采用軟質(zhì)復(fù)合袋,因此要考慮盡量減少長時(shí)間的高溫對(duì)材料品質(zhì)的影響,這是無菌包裝的重要環(huán)節(jié)和無菌包裝成敗的關(guān)鍵。3.注意包裝機(jī)械及操作工作的滅菌消毒包裝環(huán)境(即包裝生產(chǎn)線)包括設(shè)備和工作環(huán)境。無菌包裝設(shè)備是一個(gè)機(jī)組的總稱,它主要由滅菌冷卻和無菌灌裝設(shè)備兩大部分組成。在機(jī)組中必須配備相適應(yīng)的物料輸送系統(tǒng),要有完全可靠的自動(dòng)控制系統(tǒng),要設(shè)置自動(dòng)清洗系統(tǒng),要使用特殊的包裝材料。工作中要求水、電、蒸汽、壓縮空氣的供應(yīng)必須完全可靠。食品所經(jīng)過的系統(tǒng)必須保證無菌,食品灌裝進(jìn)入包裝容器時(shí)所經(jīng)過的空間環(huán)境要保證無菌。此外,無菌包裝一般都要用大型設(shè)備,尤其是食品滅菌機(jī)和無菌包裝機(jī),設(shè)備投資大,成本較高;操作和管理的衛(wèi)生要求嚴(yán)格,難度大,一旦污染將會(huì)成批報(bào)廢,造成浪費(fèi),損失很大,而且從頭到尾的各個(gè)環(huán)節(jié)必須重新滅菌;設(shè)備和產(chǎn)品的專一性強(qiáng),不適宜生產(chǎn)小批量多品種的產(chǎn)品,泛用性差;無菌包裝難以應(yīng)用在高粘度食品以及固體食品上,一般只用于流動(dòng)性較好的食品。 無菌包裝要求從食品經(jīng)滅菌到無菌充填到包裝密封的整個(gè)工藝過程中防止外部微生物的侵入污染,食品流經(jīng)的各個(gè)連接部位要保證可靠的密封,防止食品受到來自系統(tǒng)外部的微生物污染,在無菌包裝過程中要充分注意微生物的二次污染,盡量縮短殺過菌的食品和包裝容器與空氣直接接觸的時(shí)間。在食品包裝前,首先應(yīng)對(duì)包裝機(jī)械及操作環(huán)境進(jìn)行無菌處理。包裝機(jī)械可用熱堿水洗滌,經(jīng)稀鹽酸中和,熱水沖洗,再用高溫蒸汽滅菌。操作環(huán)境可采用化學(xué)滅菌和物理滅菌并用的方法進(jìn)行無菌處理,一般無菌室安裝有空氣過濾裝置和紫外線滅菌裝置,用以保持無菌室經(jīng)常性的無菌狀態(tài)??啥ㄆ诘剡M(jìn)行紫外線照射以殺滅游離于空氣中的微生物。保證無菌室的潔凈度、溫度和濕度都應(yīng)符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)(溫度一般控制在 18 攝氏度左右,濕度一般為 55%左右)。操作環(huán)境除菌是防止細(xì)菌和其它污物進(jìn)入操作環(huán)境。除菌主要采用過濾和除塵方法實(shí)現(xiàn),一般無菌操作空間的空氣需經(jīng)消毒、二級(jí)過濾和加熱消毒產(chǎn)生無菌過壓空氣,其過壓狀態(tài)保證避免環(huán)境有菌空氣滲入無菌工作區(qū)。包裝機(jī)械的滅菌常用環(huán)氧乙烷處理,由于環(huán)氧乙烷氣體對(duì)乙烯基塑料有滲透作用,而包裝機(jī)中許多與食品接觸的部件往往是由乙烯基塑料制成,因此,當(dāng)用環(huán)氧乙烷滅菌時(shí),應(yīng)采取升溫和減壓的方法加速其揮發(fā)逸出。在輸送過程中,要保持接管處、閥門、熱交換器、均質(zhì)機(jī)、泵等的密封性和系統(tǒng)內(nèi)部保持正壓狀態(tài),以保證外部空氣不進(jìn)入。同時(shí)要求輸送線路盡可能簡單,以利于清洗。無菌包裝系統(tǒng)設(shè)備滅菌處理一般采用 CIP 原位清洗系統(tǒng)實(shí)施,可根據(jù)產(chǎn)品類型可按滅菌要求設(shè)定清洗程序。要在無菌操作環(huán)境中設(shè)立檢測裝置以監(jiān)控環(huán)境中微生物數(shù)量,保證包裝產(chǎn)品的無菌。4.保證包裝封口無菌包裝封口對(duì)無菌包裝來說是最后的環(huán)節(jié),也是關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié),直接影響產(chǎn)品的包裝品質(zhì)和儲(chǔ)存期。其要求是一方面是能防止微生物和氣體或水蒸氣侵入,另一方面是不能讓產(chǎn)品自身的氣味和原液溢出。多數(shù)無菌包裝封口采用熱封、超聲波封、膠封或氣封,有些用折疊、咬合封口。封口時(shí)應(yīng)注意壓力要均勻分布于密封表面;封口過程的條件如封口溫度、時(shí)間、壓力必須有安全界限,并能控制;封口表面應(yīng)避免產(chǎn)品或其他污物污染;封口位置必須準(zhǔn)確,特別是熱成型/灌裝/封口同機(jī)進(jìn)行情況下更應(yīng)防止封口位置發(fā)生偏差。 |
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