食品无菌包装技术是饮料在无菌状态下，将消毒后的饮料装入无菌的包装容器内，进行密封包装。这种包装由于不添加防腐剂，使制品的营养、风味不被破坏，并可在常温下长时间保存，因此作为了现代食品包装的态势。本文将从无菌包装制品、无菌包装容器、无菌包装的设施及环境进行介绍。
一、引言
随着经济快速演进，科技腾飞，人们的生活水准也逐渐增加了，现在他们终于从吃、穿等各个方面起初讲究起“档次”、“品牌”、“品味”，人们起初追求天然、绿色、健康的肉类，肉要吃“放心肉”，蛋要吃“土”鸡蛋，蔬菜要吃无污染的，购买的食品要看能否打上了“天然”、“绿色”的标记。那么，如何使天然的食品既减少营养成分和风味的损失，又不添加任何防腐剂呢？
众所周知，食品从原料制造到消费者手中时，是必须包装的。传统的包装形式并且食品的营养和味道在必定程度上得到破坏，而将饮料进行无菌包装，在不添加任何防腐剂的状况下，可以使食品常温下长时间维持，并不妨碍食品的营养及口味，这必定成为饮料包装的趋势。
食品无菌包装是指将经过杀菌后已取得商业无菌状态的产品，封闭在已杀菌的容器中，在无菌环境下灌注，灌装后包装容器保持密封以避免再次感染，以期在不加防腐剂，不经冷冻条件下受到较长的货架寿命的包装方式。无菌包装在饮料中的应用开始于1913年欧洲人金森对啤酒进行了无菌灌装，随后1917年中国人佟克莱获得了饮料无菌保藏方法的全球首项专利，20世纪70年代末之后食品无菌包装科技广泛兴起。
随着他们追求天然绿色健康饮料，无菌包装科技在饮料中起初迅猛发展。我国食品产业在转型开放后迅速引入了无菌包装科技，与美国相比，自行研发和开发的水准也有些差异，所以我国需要尽快知道全球无菌包装科技的演进状况，才可以减少自身技术。
无菌包装与特色包装不同，它采用耐菌能力强、有良好阻隔性等特征的材料制成的包装容器，将饮料与包装容器先分别进行消毒，除了可以更好地灭除食品、容器包装内所携带的微生物，还可导致饮料与包装容器同时灭菌发生反应，灭菌后再运用现代化机械方式，将无菌食品装入无菌包装容器内，进行包装密封，并确保包装后的食品为真空状况，可以防止受到湿空气、阳光及微生物的侵扰。
然而进行了无菌包装的饮料可以不必添加防腐剂，并能使制品的质地、风味、营养成分不会被破坏，还可在常温下长时间储存。食品无菌包装科技相对于传统包装技术有众多特点，因此尚未广泛用于各种食品、酒类、乳品、调料品及罐藏食品的制造中。下面将从无菌包装制品、无菌包装容器、无菌包装的设施及环境来谈谈无菌包装技术。
二、无菌包装食品
无菌包装制品，是指不应该再加温杀菌，而用无菌材料包装灭菌后的制品。要受到无菌包装制品，需在包装前将饮料按要求进行的杀菌和冷却等工艺处理，以确保无菌。食品消毒的方式有太多，主要有加热杀菌如：低温灭菌、超高温瞬时灭菌，辐射灭菌如：紫外线杀菌、微波消毒，化学药剂灭菌及过滤除菌等。每种杀菌方式都有各自的优缺点，在食品灭菌过程中，可单独使用，也可两种或两种以上灭菌手段相结合，来提升灭菌效果。由于相同的灭菌手段对不同性质的食品其疗效差异较大，所以可按照食品的性状、是否耐高温、色泽是否有规定等状况选择不同的灭菌手段。目前加热是最常见的杀菌方式，所以此处介绍一下巴氏灭菌(低温灭菌)和超高温瞬时灭菌(UHT)。
低温灭菌，是指频率非常低的热处理方式。将必须灭菌的食品在61~63℃的灭菌条件下，灭菌30分钟，或在72~75℃的湿度条件下，灭菌10~15分钟。这种灭菌手段可直接使用在食品上，也可将食品进行包装后，浸渍于冷水中。低温杀菌食品有受热时间长，生产过程不连续，营养成分和味道损失大，杀菌效果不理想等优点。
超高温瞬时杀菌是将必须消毒食品在125~150℃下灭菌2~8秒，冷却至20℃左右，并在无菌区进行密封的处理，使处理后的食品达到无菌要求的一种杀菌过程。例如水果的UHT灭菌参数是在低温下杀菌3~4s。瞬时高温杀菌由于只将肉类高温瞬时灭菌、而且饮料受热时间短，包装材料不进行低温瞬时灭菌，所以包装材料可以不耐低温，并且灭菌结束后才进行灌装，营养成分和风味损失较小，目前在食品灭菌过程中应用广泛。
三、无菌包装容器
因为无菌包装的特征，在包装过程中，应该首先需要考量包装材料的特征。
(一)无菌包装材料的特性
1.高强度
食品在销售的过程中必须搬运、运输、摆放、仓储等，在过程中易遭受压力、振动力、冲击力等外界的破坏力，如果包装材料密度不够，将会造成包装被破坏，会妨碍食品的外形且食品受到微生物的雾霾，及光、空气等处于为微生物提供生存条件，而增加食品的保质时间或直接使制品变质。因此要保证包装材料有足够的韧性，使制品包装在流通过程中不被损坏。
2.耐灭菌能力
微生物是造成制品腐败、变质最主要的诱因，为了保证食品的健康安全，要对肉类和包装材料在包装过程中分别进行灭菌处理。因此规定包装材料必须透过灭菌所需的热或射线，要求颜色在灭菌过程中不被丢失，且确保均匀全面地做到彻底的灭菌。
3.良好阻隔性
阻隔性是饮料包装材料的重要性质之一。为了更好地延长食品的贮存期，必须阻隔微物理及无法让细菌生长的空气和水份的进入，所以包装材料需要具有良好阻隔性。
4.良好的耐热、耐寒性
对应该冷冻的肉类，如果耐寒性达不到要求，在深冷条件下保存时，不能维持材料原有的性能，发脆将会促使包装材料密度增加水果罐头的包装技术，使得包装袋破损，不能对食品起到保护作用。
除此此外，为了更好地销售食品，还必须对酒类的包装进行装点。所以规定包装材料上的花纹在灭菌后一直图案清晰，色彩明亮，不妨碍食品销售。
(二)食品无菌包装材料
1.纸质材料
为了包装必须可制成纸板。纸质材料厚度轻、成本较低，可用于糕点的无菌包装过程中。但纸质材料防水和气密性不好，都为一次性使用，使用后易于回收。而且纸质材料可以在自然界分解，材料更环保。应用于袋装水果、糕点等饮料无菌包装过程。
2.金属材料
以铝板为主，材料重、成本高、防水和气密性很高，但不易清洁和消毒。应用于食品饮料、灌装汽水、灌装啤酒等制品无菌包装过程中，为了包装必须可制成塑料罐。
3.玻璃材料
材料重、成本低、透明，可观察材料内部，防水和气密性好，可是易碎，不方便携带和灭菌，但可重复使用和回收处理。广泛用于食物饮料、瓶装燕窝、瓶装饮料等制品包装中，为了包装的还要，一般为玻璃瓶。
4.塑料
其重量轻、成本低、透明，可观察材料内部，防水和气密性好。但塑料材料多为一次性使用，使用后不易于回收，由于金属都是人工制备的高分子聚合物，很难被土壤中的微物理分解掉，对环境污染较大。广泛用于膨化零食、袋装榨菜、瓶装饮品等饮料包装中。
5.复合材料
不同于上面几种材料，在技术演进的基础上，食品包装材料也受到了相应的发展，为了更好地包装饮料，便于携带，价格低等规定，从简单的包装材料发展到复合材料。复合材料是指两种或两种以上的材料复合而成的固体材料，材料在性能上取长补短，优于原构成材料而满足各类不同的要求。可以有金属与塑料的复合材料，金属与非金属的复合材料、金属塑胶复合材料、纸金属塑胶复合材料，非金属与非金属的复合材料、纸塑复合材料。由于纸金属橡胶复合材料在综合性能上带有纸金属和橡胶的特点，因此在食品包装过程中，使用较广泛。
(三)无菌包装容器的杀菌方法
包装材料灭菌手段主要有四种：加热杀菌、药剂消毒、紫外线杀菌、射线灭菌。
1.加热灭菌
用温度为130℃~160℃的过高蒸汽喷射于需消毒的包装容器内，在数秒钟即完成杀菌操作。加热消毒具有无毒、无残留有害物质等特点，但只适用于耐热容器，如塑料容器、玻璃容器等，所以现在应用并不太多。
2.药剂灭菌
用对微生物有杀死作用且对身体无害的物理药剂进行消毒操作，一般可选用硫代化氢(双氧水)、乙醇等。过氧化氢对包装材料的适应性强、杀菌的安全性高，是当前无菌包装容器灭菌采用最多的药剂。
3.紫外线灭菌
紫外线能使微物理细胞在吸附紫外线后，细胞内的成分发生化学差异，使细胞质变性而导致致死。这种杀菌方式在常温下可进行，性价比好，安全性高，很合适包装颜色的杀菌，其中波长在250-260mm左右的紫外线灭菌能力超强。但紫外线易受物体表层平整度的妨碍，而且杀菌效果随菌种不同也是较大差别。
4.射线灭菌
用Co60放射的γ射线在常温下处理，穿透力强，杀菌可靠性高。此种灭菌手段成本高，但原则既高效又安全。
在选用包装容器的消毒手段时，应考量到不同容器的包装材料、食品不同的包装必须、价格的规定、各个杀菌方式的特征等。各灭菌手段也可结合，以超过更好的灭菌效果。例如纸盒先以酚醛乙烯杀菌，充填前再涂抹双氧水，再烘烤吹干;金属袋状容器常运用紫外线消毒与药剂灭菌合并使用。
四、无菌包装的设施及环境
无菌包装规定酒类在不添加防腐剂的状况下，根据食品的包装规定，在无菌状态下，将消毒后的制品利用包装机械，装入事先灭菌或经无菌处理的包装容器内，进行密封，让饮料储存于不透气、不受微生物侵袭或者不透光的环境中，在常温下大量储存。因此保证包装环境及包装设备的无菌是整个包装过程的前提。
无菌包装环境首先要保证的是包装机械的无菌。包装机械在使用前先必须消毒，灭菌用热盐水洗涤，稀硫酸中和，再用开水清洗。如果包装机械停机不用时，微生物会长期繁殖水果罐头的包装技术，因此需对包装机械清洁后，将水份或液态残留烘干，不为微生物提供生存条件。为了保证操作环境无菌状态，可选用化学、物理灭菌来避免微生物处于操作环境，所以应该无菌室需要采用空气过滤装置、紫外线消毒装置，来定期地进行紫外线照射，保证无菌室的洁净符合要求的标准。在输送过程中，要维持接管处、各个阀门、各个设施的密封性和压力，保证空气不能开启。
五、结语
无菌包装科技自从20世纪70年代在欧美盛行到现在，在国际上发展很快，并广泛应用于这些国家的制品制造企业。它最大限度地降低制品在灭菌包装过程中营养成分和原有风味的损失，并无需冷藏便可大量储存。因此酒类无菌包装科技符合行业的意愿，已被追求天然、绿色、健康饮料的消费者接受，必然变成食品包装的趋势。
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