食品无菌包装技术是食品在无菌状态下，将灭菌后的食品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，使食品的营养、风味不被破坏，并可在常温下长时间保存，因此成为了现代食品包装的趋势。本文将从无菌包装食品、无菌包装容器、无菌包装的设备及环境进行介绍。
一、引言
随着经济迅速发展，科技腾飞，人们的生活水平也日益提高了，现在人们已经从吃、穿等各个方面开始讲究起“档次”、“品牌”、“品味”，人们开始追求天然、绿色、健康的食品，肉要吃“放心肉”，蛋要吃“土”鸡蛋，蔬菜要吃无污染的，购买的食品要看是否打上了“天然”、“绿色”的标记。那么，如何使天然的食品既避免营养成分和风味的损失，又不添加任何防腐剂呢？
众所周知，食品从原料生产到消费者手中时，是需要包装的。传统的包装方式使得食品的营养和风味在一定程度上受到破坏，而将食品进行无菌包装，在不添加任何防腐剂的情况下，可以使食品常温下长时间保持，并不影响食品的营养及风味，这必然成为食品包装的趋势。
食品无菌包装是指将经过杀菌后已获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防止再度感染，以期在不加防腐剂，不经冷藏条件下得到较长的货架寿命的包装方法。无菌包装在食品中的应用开始于1913年丹麦人金森对牛奶进行了无菌灌装，随后1917年美国人佟克莱获得了食品无菌保藏方法的世界首项专利，20世纪70年代末以后食品无菌包装技术广泛兴起。
随着人们追求天然绿色健康食品，无菌包装技术在食品中开始迅猛发展。我国食品行业在改革开放后逐渐引进了无菌包装技术，与国外相比，自行研制和开发的水平还有些差距，所以我国必须及时了解世界无菌包装技术的发展状况，才可以提高自身技术。
无菌包装与传统包装不同，它选用耐菌能力强、有良好阻隔性等特点的材料制成的包装容器，将食品与包装容器先分别进行杀菌，除了可以更好地灭除食品、容器包装内所携带的微生物，还可避免食品与包装容器同时灭菌发生反应，灭菌后再利用现代化机械手段，将无菌食品装入无菌包装容器内，进行包装密封，并保证包装后的食品为真空状态，可以避免受到湿空气、阳光及微生物的侵扰。
所以进行了无菌包装的食品可以不必添加防腐剂，并能使食品的色泽、风味、营养成分不会被破坏，还可在常温下长时间保存。食品无菌包装技术相对于传统包装技术有很多优点，因此已经广泛用于各类饮料、酒类、乳品、调料品及罐藏食品的生产中。下面将从无菌包装食品、无菌包装容器、无菌包装的设备及环境来谈谈无菌包装技术。
二、无菌包装食品
无菌包装食品，是指不需要再加热杀菌，而用无菌材料包装灭菌后的食品。要得到无菌包装食品，需在包装前将食品按规定进行的灭菌和冷却等工艺处理，以保证无菌。食品灭菌的方法有很多，主要有加热灭菌如：低温灭菌、超高温瞬时灭菌，辐射灭菌如：紫外线灭菌、微波灭菌，化学药剂灭菌及过滤除菌等。每种灭菌方法都有各自的优缺点，在食品灭菌过程中，可单独使用，也可两种或两种以上灭菌方法相结合，来提高灭菌效果。由于同样的灭菌方法对不同性质的食品其效果差异较大，所以可根据食品的性状、是否耐高温、色泽是否有要求等情况选择不同的灭菌方法。目前加热是最常用的灭菌方法，所以这里介绍一下巴氏灭菌(低温灭菌)和超高温瞬时灭菌(UHT)。
低温灭菌，是指温度比较低的热处理方法。将需要灭菌的食品在61~63℃的灭菌条件下，灭菌30分钟，或在72~75℃的温度条件下，灭菌10~15分钟。这种灭菌方法可直接使用在食品上，也可将食品进行包装后，浸渍于热水中。低温灭菌食品有受热时间长，生产过程不连续，营养成分和风味损失大，杀菌效果不理想等特点。
超高温瞬时杀菌是将需要灭菌食品在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灭菌过程。例如牛奶的UHT灭菌参数是在高温下杀菌3~4s。瞬时高温灭菌由于只将食品高温瞬时灭菌、而且食品受热时间短，包装材料不进行高温瞬时灭菌，所以包装材料可以不耐高温，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
由于无菌包装的特点，在包装过程中，应该首先必须考虑包装材料的特点。
(一) 无菌包装材料的特点
1. 高强度
食品在销售的过程中需要装卸、运输、摆放、仓储等，在过程中易受到压力、振动力、冲击力等外界的破坏力，如果包装材料强度不够，将会导致包装被破坏，会影响食品的外观且食品受到微生物的污染，及光、空气等进入为微生物提供生存条件，而缩短食品的保质时间或直接使食品变质。因此要确保包装材料有足够的强度，使食品包装在流通过程中不被损坏。
2. 耐灭菌能力
微生物是导致食品腐败、变质最主要的原因，为了确保食品的健康安全，要对食品和包装材料在包装过程中分别进行灭菌处理。因此要求包装材料需要透过灭菌所需的热或射线，要求材质在灭菌过程中不被损坏，且保证均匀全面地做到彻底的灭菌。
3. 良好阻隔性
阻隔性是食品包装材料的重要性质之一。为了更好地延长食品的储存期，必须阻隔微生物及能够让细菌生长的空气和水分的进入，所以包装材料必须具备良好阻隔性。
4. 良好的耐热、耐寒性
对需要冷冻的食品，如果耐寒性达不到要求，在深冷条件下保存时，不能保持材料原有的性能，发脆将会使得包装材料强度下降，使得包装袋破损，不能对食品起到保护作用。
除此之外，为了更好地销售食品，还需要对食品的包装进行装点。所以要求包装材料上的图案在灭菌后仍然图案清晰，色彩艳丽，不影响食品销售。
(二) 食品无菌包装材料
1. 纸质材料
为了包装需要可制成纸盒。纸质材料重量轻、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，使用后容易回收。而且纸质材料可以在自然界分解，材料更环保。应用于袋装牛奶、糕点等食品无菌包装过程。
2. 金属材料
以铝板为主，材料重、成本高、防水和气密性很好，但不易清洗和灭菌。应用于肉类罐头、灌装汽水、灌装啤酒等食品无菌包装过程中，为了包装需要可制成金属罐。
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。广泛用于水果罐头、瓶装牛奶、瓶装啤酒等食品包装中，为了包装的需要，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，使用后不容易回收，由于塑料都是人工合成的高分子聚合物，很难被土壤中的微生物分解掉，对环境污染较大。广泛用于膨化食品、袋装榨菜、瓶装饮料等食品包装中。
5. 复合材料
不同于前面几种材料，在科技发展的基础上，食品包装材料也得到了相应的发展，为了更好地包装食品，便于携带，价格低等要求，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，优于原组成材料而满足各种不同的要求。可以有金属与金属的复合材料，金属与非金属的复合材料、金属塑料复合材料、纸金属塑料复合材料，非金属与非金属的复合材料、纸塑复合材料。由于纸金属塑料复合材料在综合性能上具有纸金属和塑料的优点，因此在食品包装过程中，使用较广泛。
(三) 无菌包装容器的灭菌方法
包装材料灭菌方法主要有四种：加热灭菌、药剂灭菌、紫外线灭菌、射线灭菌。
1. 加热灭菌
用温度为130℃~160℃的过热蒸汽喷射于需灭菌的包装容器内，在数秒钟即完成灭菌操作。加热灭菌具有无毒、无残留有害物质等优点，但只适用于耐热容器，如金属容器、玻璃容器等，所以目前应用并不很多。
2. 药剂灭菌
用对微生物有杀死作用且对人体无害的化学药剂进行灭菌操作，一般可选用过氧化氢(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
紫外线能使微生物细胞在吸收紫外线后，细胞内的成分发生化学变化，使细胞质变性而引起死亡。这种灭菌方法在常温下可进行，性价比好，安全性高，很适合包装材质的杀菌，其中波长在250 - 260 mm左右的紫外线灭菌能力最强。但紫外线易受物体表面平整度的影响，而且杀菌效果随菌种不同也有较大差异。
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。此种灭菌方法成本高，但方法既高效又安全。
在选择包装容器的灭菌方法时，应考虑到不同容器的包装材料、食品不同的包装需要、价格的要求、各个杀菌方法的特点等。各灭菌方法也可结合，以达到更好的灭菌效果。例如纸盒先以环氧乙烯杀菌，充填前再涂抹双氧水，再加热吹干;塑料袋状容器常采用紫外线灭菌与药剂灭菌合并使用。
四、无菌包装的设备及环境
无菌包装要求食品在不添加防腐剂的情况下，根据食品的包装要求，在无菌状态下，将灭菌后的食品利用包装机械，装入事先灭菌或经无菌处理的包装容器内，进行密封，让食品储存于不透气、不受微生物侵扰甚至不透光的环境中，在常温下长期保存。因此确保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确保的是包装机械的无菌。包装机械在使用前先需要灭菌，灭菌用热碱水洗涤，稀盐酸中和，再用热水冲洗。如果包装机械停机不用时，微生物会大量繁殖，因此需对包装机械清洗后，将水分或液体残留烘干，不为微生物提供生存条件。为了确保操作环境无菌状态，可采用化学、物理灭菌来防止微生物进入操作环境，所以需要无菌室必须配备空气过滤装置、紫外线灭菌装置，来定期地进行紫外线照射，保证无菌室的洁净符合规定的标准。在输送过程中，要保持接管处、各个阀门、各个设备的密封性和压力，保证空气不能进入。
五、结语
无菌包装技术自从20世纪70年代在欧美兴起到目前，在国际上发展迅速，并广泛应用于很多国家的食品生产企业。它最大限度地减少食品在杀菌包装过程中营养成分和原有风味的损失，并无需冷藏便可长期贮存。因此食品无菌包装技术符合市场的需求，已被追求天然、绿色、健康食品的消费者接受，必然成为食品包装的趋势。
