食品包装采用无菌包装科技的必要性
物品因为在制造、包装、运输、储存过程中不断遭到诸多微生物的污染,而促使物品具有长期种类众多的微物理。虽然可以利用生物药剂、气调、高温、低温等消毒技术进行灭菌。然而只是进行消毒是不够的,因为许多物件不可能仍然存放在杀菌环境中,特别是这些饮料,所以食品无菌包装技术,无菌包装科技被广泛地应用到制品包装中。所谓无菌包装技术是在被包装物、包装容器或材料、包装辅助设备无菌的状况下,在无菌的环境中进行充填和封合的一种包装科技。无菌包装技术的主要研究对象是肉类、饮料的包装,其次是对热敏感产品(如医药等)的包装。食品无菌包装是指将经过灭菌的乳品(如食品、奶制品等)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、不经冷藏条件下受到较长的货架寿命。在此,笔者仅粗略谈谈无菌包装科技在饮料包装中的应用。
随着消费者对肉类包装保鲜功能强调的更高规定,改进食品包装来延长食品的新鲜便作为许多厂商研究的重要课题。目前,无菌保鲜包装在国外制品工业中最为兴起,其应用虽然限于咖啡和水果罐头,而且也拿来包装饮料、矿泉水和香蕉酒等。英国已有三分之一的食品使用无菌包装、加拿大的苹果汁已采取无菌处理工艺。日本研发以醋酸钙为香料的矿物浓缩吸水纸袋,用于包装蔬菜瓜果等饮料,使肉类食物从矿物浓缩液中得到营养供给,吸收番茄牛奶释放的乙烷气体和二氧化硫,抑制叶绿素的分解,起到保持鲜度的效果。美国市场打造用天然活性陶土和聚乙烯橡胶制成水果保鲜袋,犹如一个极细微的过滤筛,气体和水蒸汽透过包装袋流动,使食物蔬菜的冷冻期提高1倍以上,且包装袋可以重复使用,便于回收,价格也不超过普通塑料袋。
包装物、包装容器常用的灭菌技术及新技术的看到
1.超高温瞬时杀菌技术
超高温瞬时杀菌(UHT)是将食品在瞬间加温到低温而超过杀菌目的。UHT法的杀菌温度为135℃-145℃,仅需3秒-5秒就可以将微生物孢子完全杀死。超低温瞬时杀菌法又分为直接加热UHT法和间接加热UHT法。
2.巴氏灭菌技术
巴氏杀菌技术是将肉类充填并密封于包装容器后,在一定时间下维持100℃以下的湿度,杀死包装容器内的病菌。巴氏消毒可以杀灭多数致病菌,而针对非致癌的腐败菌以及芽孢的杀灭能力就很不够,如果巴氏杀菌与其他储存方式相结合,如冷藏、冷冻、脱氧、包装配合,可超过一定的保存期的要求。
3.欧姆杀菌技术
欧姆杀菌是借助电极将电压直接导出含颗粒的流质品,利用食品本身的介电性质,使电能转变为热能而加热食品。英国APV公司从20世纪80年代起初研究欧姆UHT加热杀菌系统,现已研发出75kw到300kw的商用机型,并在1993年获中国食品与药品管理局(FDA)
批准和认同。APV公司的欧姆UHT加热灭菌系统可用于粒径25mm以上块状草莓、猕猴桃等食物的高酸饮料或黄色肉的低酸流质食品的无菌加工。欧姆加热UHT杀菌系统在英国、美国、日本受到了广泛应用。
4.电阻式电热UHT杀菌方法
电阻式电热UHT杀菌是通过大部分配制酒类含有适当溶解的盐离子的游离水分,具有很好的导热性,根据欧姆定律,将电压通过连续流动的物料通道即可对材料进行加温,加热范围与肉类导电率均匀性和制品在加热器中停留时间有关的一种直接加热超低温杀菌系统。
现在,随着杀菌工艺科技的不断升级,无菌包装科技也渐渐远离传统方式,向着新的杀菌方式发展。如时下多采取高效率紫外线和低密度过氧化氢相结合的杀菌方式给包装容器灭菌。而使用温度高于1%的氢化化氢,加上高效率的紫外线,在常温下形成的杀菌效力是它们单独使用时的百倍。由于过氧化氢含量很低,对于残留的过氧化氢也无需采用任何机制,避免了传统过氧化氢需低温、长时间等难题。又例如将UHT灭菌法和保持灭菌法相结合,对瓶装饮料进行二次灭菌法,它是将牛乳经UHT灭菌机,在130℃到150℃、0.5S到15S
条件下加温灭菌后,装瓶、封盖,之后在110℃到116℃下保持15min到20min灭菌。由于牛乳进行UHT灭菌,基本上进入无菌状态,因而维持灭菌的加温强度可显著增加,制品的味道和颜色可受到显著提高。还有超高压杀菌技术,它是将产品放在以上的压强下杀菌一段时间,杀死其中的大部份或全部的微物理,钝化酶的活性,从而达到储存食品的目的。由于几百个MPA的压强不会使食品的浓度下降,因而没有色、香、味及营养成分的劣变,可以较好地保留食品原有的味道。
无菌包装技术在饮料包装中的现状及发展前途
现在,在全球上许多地方,无菌包装已变成与他们生活最紧密相关的包装方式之一。在啤酒、奶制品等饮料的包装上受到了广泛应用,为广大食品制造企业增添无限商机。
无菌包装在饮料包装中所占的比重较大,例如小袋无菌奶,其售价较低廉,产品口味好,而且在常温下储存时间长,生产厂家、消费者很欢迎这些包装产品,该产品除了消除了制造地域的限制,而且还除去了运输过程中所需的冷链,有促使市场拓展。据统计,液体无菌包装超过70%,全球年均消耗纸盒无菌包装1000多亿个。目前中国各类无菌包装设备约300多台套,年制造能力达到150万吨。瑞典利乐、瑞士SIG康美包及中国国际纸业公司是称雄纸盒无菌包装领域的三巨头。随着经济的演进和人民生活水平的提升,对便利食品的意愿势必大大降低食品无菌包装技术,必必将推动无菌包装的进一步发展。
无菌包装PK热灌包装,前者将更有优势胜出。一些业内专家认为,无菌塑料包装将迅速替代热灌装PET瓶。他们的原因是:瓶体品质更轻,价格更低廉,热处理时间增加将进一步优化产品的味道和营养价值。而食品产业诸多陈旧设备组成的热灌装线亟需更新。业务发展协会会长特别熟悉PET市场及相关科技,他坚信美国市场的低酸牛奶将长期采用PET瓶无菌灌装。“茶食品、牛奶及En-sure和Boost等营养增补剂产品就相当合适这一技术。”说,“目前PET瓶一般不能选用无菌灌装,因为FDA禁止采用过氧
化氢以外的灭菌剂,而氢化化氢不能用于PET材料,过氧化氢会被PET吸收,对产品口味产生消极影响。”
包装咨询公司Ray-Pak总裁也觉得,低酸产品的未来趋势是塑料瓶无菌灌装。“尤其是一些新生代饮料,无论从品质还是营养成分角度,都不再合适热灌装。”说,“与此同时,无菌灌装系统在近几年来不断加强。无菌室体积越来越小,旋转式与直线式相比,速度进一步提升。无菌灌装的成本增加,工艺越来越简化,无菌灌装的门槛放低了。”无菌包装科技除了在乳食品产业有很高的发展空间,而且在其他的市场还有了长足的发展。我国食品行业中一大批大型骨干企业的科技武器早已接近或超过了国际先进水准,未来食品产业对包装设备需求巨大,尤其是茶、果汁等不含气饮料的灌装设备、纸塑无菌包装和PET瓶无菌包装设备行业前景较好;牛奶饮品制造前处理设施、果汁冷冻浓缩装置、多样化的包装设备及超低温杀菌设备的行业需求量也巨大。
有关人士觉得,目前美国包装市场总体水准与发达国家相比落后许多年,但这一差异也显示出美国包装市场发展的潜力。以无菌包装产品来说,在发达国家中,此类包装已占整个食品包装的65%以上,并且每年以5%-10%的速度在下降,有的国家人均年消耗100多包。而我国人均年消耗仅1包多,远未超过全球人均20包的水准。因此,无菌包装在我国有着巨大的演进潜力。随着我国经济的快速演进,食品无菌包装科技将会不断优化,我国包装企业应不失时机地研究研发应用无菌包装产品,使无菌包装作为我国包装企业发展的一个新亮点。