一、无菌包装的原理

所谓食品无菌包装技术，是指把被包装食品、包装材料容器分别杀菌，并在无菌环境条件下完成充填、密封的一种包装技术。[17]

无菌包装包括包装材料的无菌化处理；包装内容物的无菌化处理；包装环境的无菌化和包装后完整封合的无菌化四个要素。“无菌”表明了产品中不含任何影响产品质量的微生物，“完整封合”表明了经过适当的机械手段将产品封合到一定容积的包装内，能防止微生物和气体或水蒸气进入包装。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。

无菌包装技术将经过灭菌的食品（饮料、奶制品、肉制品、蔬菜汁）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、不经冷藏条件下得到较长的货架寿命。简单来说，无菌包装首先是食品和包装材料的单独灭菌，然后在无菌条件下进行充填和包装得到无菌化包装食品。两者相互独立灭菌，这就使其比普通罐头制品的杀菌耗能少，且不需用大型的杀菌装置；可实现连续杀菌灌装密封，生产效率高。但是，若在加工、包装、充填、封合的各个环节中有任何地方未能彻底杀菌，就会影响产品的无菌效果。

目前，无菌包装技术广泛应用于果蔬汁、液态乳类、酱类食品和营养保健类食品的包装，随着科学技术的进步，消费者对食品营养、风味等的要求日益提高，无菌包装的应用范围将会更加广泛。

二、无菌包装技术的优点及缺点

（一）无菌包装技术的优点

无菌包装对食品包装来说具有极其重大的意义，它是保证食品卫生的极其重要的手段，所以发展十分迅速。食品的无菌包装具有很多优点，主要表现如下。

（1）最大限度地保持食品的天然风味和营养价值。无菌包装的食品经过高温短时灭菌或超高温瞬时灭菌，使食品的加热时间大大缩短，不会破坏食品的营养成分，从而能最大限度地保持食品原有的色、香、味和营养价值。

（2）延长食品保质期和货架寿命。食品中富含微生物生长所必需的营养素，它们在食品中的生长繁殖，最终将导致食品的变质、败坏。而经无菌处理包装的食品灭菌效率高，其中的有害微生物含量甚微，且不需要冷藏或添加食品防腐剂，便可使食品在常温下储藏一年多不变质，有利产销。无菌包装的复合包装材料和真空状态可以使产品免受光、气、异味的影响和微生物的侵入，使常温下保藏的食品的风味保持半年不损失。

（3）提高某些产品的质量。有些产品经过无菌处理能够提高质量，如生装的肉类、禽类罐头，通过加热杀菌后变熟，组织软化，风味改善；鱼类的骨头和鱼刺也变得酥松可食。

（4）不仅可处理一次性小包装，还可以进行分装用大包装。无菌包装按包装容量可以分成大包装和小包装两种，大包装容量为5～220L，最大可到1000L，主要用于包装浓浆、基料，供食品厂家进行分装销售。其中5～20L的也可以直接供应家庭消费。后者包装容量为70～1200mL，供市场销售，直接供应消费者。

（5）节约包装成本，技术符合现代环保包装的要求。对包装材料的耐热性要求可降低，可以使用塑料、纸等成本较低的包装材料，包装容器的形状及大小可多样化，产品的空间利用率高、质量轻，因此成本也不高，这是以往一般罐头食品无法做到的。以饮料为例，用软包装的成本只有金属罐的四分之一，装满后总质量的97%是饮料。

（6）节约运输成本。经过无菌包装的食品可以在常温下进行保存和运输，无须利用特殊装置，可降低流通费用、节省能源，方便运输。

（二）无菌包装技术的缺点

无菌包装技术虽然有着其他包装技术无可比拟的优点，但是无菌包装技术也存在一些缺陷，其缺点主要表现如下。

第一，设备应用缺乏广泛性。无菌包装设备比较复杂、规格大、造价高，初始成本比较高；而且无菌包装设备还具有高度自动化、系统化特点，因此，对于一些小规模的企业而言，成本太高，所以限制了其在一些小规模生产中的应用。

第二，无菌包装技术一般不能应用在流动性差、高黏度的食品中。无菌包装技术一般采用高温短时杀菌（HTST）或超高温瞬时杀菌（UHT）技术，所以一般要求食品的流动性好。则无菌包装的食品一般要求为液态或半液态流动性食品。

第三，操作要求严格。操作和管理的卫生要求严格，难度大，因为一旦某个环节发生污染，则会影响整批产品的质量，造成浪费，损失很大。

三、无菌包装的种类

（一）完全无菌包装

完全无菌包装是指流动性食品在灭菌后用无菌包装材料在无菌的环境下进行充填包装。这类包装可用于很多食品。

1.牛奶(www.daowen.com)

一般要求保存期长的牛奶，可以采用完全无菌包装。它是在无菌充填前，在130～150℃的温度下，经过2～6s的超高温杀菌。这些无菌充填的牛奶在常温（20～27℃）下，保存一个月也没有微生物生长，质量没有变化。

2.柑橘汁、苹果汁等饮料

果汁饮料的无菌充填方法，基本上和牛奶相同，因果汁的pH在4.5以下，所以其灭菌处理的对象主要是酵母菌、霉菌和乳酸杆菌等。灭菌装置的最高加热温度一般在100℃以下，经过数秒灭菌之后，冷却至20℃即可向容器内进行充填包装。

3.番茄酱

番茄酱的无菌充填包装方式，是通过喷射暖气方式，将番茄酱瞬时提高到规定温度，在减压器内部进行冲洗，去掉番茄酱中过剩水分，使之冷却。快速杀菌的温度为90～95℃，快速冷却到40℃时就可充填到经过灭菌的包装容器中。

（二）半无菌包装

半无菌包装是指对于难以完全灭菌的固体食品，如腊肠片、腊肉片、猪牛肉混合香肠、蛋糕等，抑制其初发菌数并采用无菌材料在无菌室内进行包装，然后进行冷藏流通的包装方法。

1.蛋糕

从连续烘炉中烤出的蛋糕，在无菌室内冷却后，在切块机中切成一定的大小，然后加以充气包装。在外包装室再将它装入外包装容器，外包装室内的温度要调整在15～18℃，这样在无菌室内用K/PET/PE包装材料包装的蛋糕，如注入二氧化碳气体，则在30℃的温度下，相对湿度为95%时，可保存25d。

2.肉类加工品

肉类加工品在无菌状态下进行真空包装之后，通常不再加热，所以食品味道好。最近又出现了无菌状态下的充气包装，这种包装方法要在低温下进行流通销售。

3.家常菜

在国外，为了提高对色拉的保存性能，也使用无菌包装技术，即尽可能在无菌状态下制作色拉，在无菌室内进行无菌包装。

四、无菌包装技术的应用

目前，无菌处理和包装技术绝大部分还只能用于生产均质液态食品。含颗粒状食品的无菌处理和包装技术还处于研发成功和小规模推广阶段，尤其是低酸性块状食品的无菌处理和包装系统还有待于解决。国际上80%的零售无菌软性包装食品是乳或含乳制品，美国几乎90%的无菌小包装食品是果汁饮料产品。大袋无菌包装在美国应用十分广泛，主要应用于番茄酱和果酱制品。[18]

我国无菌包装技术呈现蓬勃发展的美好前景，现在已有种类繁多、型号不一的无菌处理和包装系统。我国无菌小包装产品主要是果汁及果汁饮料、乳和含乳材料。大袋无菌包装产品主要是番茄酱和浓缩果汁，如浓缩苹果汁等。

（一）液态奶的无菌包装

液态奶的无菌包装是液态奶高温短时杀菌（HTST）或超高温瞬时杀菌（UHT）后，迅速冷却至25℃左右后，在无菌环境下充填入无菌的包装容器内并热封的包装过程。液态奶的这种无菌包装形式，使牛奶保持了其原有的色、香、味，而营养成分损失较少，能在常温下储藏和流通较长时间而不变质，因而得到广泛的应用。液态奶包装品种繁多，其常见的包装形式有无菌砖、无菌枕、无菌杯、百利包、玻璃瓶、塑料瓶等。

（二）果蔬汁的无菌包装

随着包装技术的发展和人们消费水平的提高，果蔬汁饮料的无防腐剂包装正逐步成为该类产品包装的主流方法。为了延长不含防腐剂的果蔬汁饮料的保质期限，并且尽可能保持其独特的风味和口味，采用无菌包装技术进行果蔬汁饮料的无菌包装是行之有效的方法。目前，无菌包装正成为果蔬汁饮料的一种发展趋势，并且无菌包装技术也广泛应用于果蔬汁饮料的包装生产中。

果蔬汁的无菌包装主要包括果蔬汁的制备及杀菌、包装材料的杀菌消毒及包装环境的杀菌消毒。果蔬汁的杀菌阶段主要过程是：果蔬汁制备好之后，一般通过高温短时杀菌（HTST）和超高温瞬时杀菌（UHT），杀菌后的果蔬汁待冷却至20～25℃后，输入到贮备罐中预备灌装。包装材料的杀菌消毒：用于果蔬汁无菌包装的材料主要有玻璃瓶、塑料瓶、塑料袋以及复合纸盒等。不同的包装材料采用不同的杀菌消毒方式，如复合纸盒常采用高浓度（约32%）双氧水浸涂和高温处理相结合的处理方式来杀菌消毒，经过杀菌消毒后的包装材料马上进入包装机成型部成型，随之进行液体食品的灌装和其他一系列的包装操作，最后得到无菌包装的果蔬汁。