（一）无菌包装的定义

无菌包装是灭菌包装的一种类型。无菌包装是指在被包装物品、包装容器或材料、包装辅助材料无菌的情况下，在无菌的环境下进行充填和封合的一种包装技术。无菌包装与传统的灌装工艺和其他所有的食品包装的不同之处在于：食品单独连续杀菌，包装也单独杀菌，两者相互独立。无菌包装可实现连续灌装密封，生产效率高。

（二）无菌包装的灭菌技术

目前，无菌包装技术主要用于食品和药品包装中，且产品、包装材料或容器、包装过程中直接与产品接触的设备器具等可按照其不同的特点及要求采用不同灭菌方法来分开灭菌。

1.产品的灭菌技术

（1）巴氏灭菌技术。

巴氏灭菌是将食品充填并密封于包装容器后，在低于100℃温度下保持一定时间，其目的是最大限度地消灭病原微生物。巴氏灭菌是由德国微生物学家巴斯德于1863年发明的，至今国内外仍将巴氏灭菌广泛应用于液态食品（果汁、牛乳）、酸性食品及婴儿合成食物的消毒。巴斯德通过大量科学实验证明，如果原奶加工时温度超过85℃，则其中的营养物质和生物活性物质会被大量破坏，但如果低于85℃时，则其营养物质和生物活性物质被保留，并且有害菌大部分被消灭，一些有益菌却被存留。由于巴氏灭菌所达到的温度低，故达不到全面灭菌的程度。但是它可使布氏杆菌、结核杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌等致病微生物死亡，可以使细菌总数减少90%～95%，能起到减少疾病传播，延长物品使用时间的作用。

巴氏灭菌温度低、时间短，不破坏食品的营养与风味，主要用于柑橘、苹果等果汁饮料、鲜奶、乳酸饮料、啤酒、酱油、熏肉等食品的灭菌。

（2）超高温短时灭菌技术（UHT）。

超高温短时灭菌是指在135～150℃温度下，短时间内对被包装食品进行灭菌处理，以杀灭包装容器内的细菌。采用这种技术能够保证灭菌效果，而且还可以保证食品质量与风味，生产效率也可以大大提高。因此广泛用于乳制品、豆奶、茶、酒（啤酒除外）、矿泉水等产品的无菌包装。如图4-1所示为一种超高温杀菌机。

图4-1　超高温杀菌机

（图片来源：上海瑞派机械有限公司）

（3）其他灭菌技术。

产品灭菌还可以采用微波加热灭菌、电阻加热灭菌、高电压脉冲灭菌、超高压灭菌等技术，热效率高，灭菌效果好。

2.包装的灭菌技术

（1）热处理技术。

热处理是最常用的包装灭菌技术，根据不同的包装材料，应选择合适的热处理方式。对于金属和玻璃容器，通常使用121～129℃的饱和蒸汽在600kPa的高压下灭菌几秒，或使用176～232℃的超高温蒸汽在常压下灭菌；部分金属容器或复合材料制成的包装也可以在常压下使用315℃的干热空气进行灭菌；对高温敏感的塑料包装可以认为在吹塑成型的过程中达到了灭菌的效果。

（2）辐射灭菌技术。

辐射灭菌技术应用于不能忍受灭菌所需高温，或形状不规则的包装。常用的辐射方法有电离辐射和紫外线辐射两种。

放射线包括γ射线、β射线和x射线等。辐射灭菌可以在室温下进行处理，能有效地控制微生物的生长，但有些酵母和过滤性病毒具有抗辐射能力，不会被辐射能量所杀死。此外，热和光的辐射会损伤纸和各种塑料的原有性能。

紫外线具有强烈的表面灭菌作用，它能使微生物细胞内核蛋白分子构造发生变化而引起死亡。波长为250～260nm的紫外线灭菌能力最强。使用时只需将紫外线照射于需灭菌的物品表面即可，但需根据紫外线灯管的功率确定照射距离和时间。紫外线灭菌最为简单，无药剂残留、效率高、速度快，目前使用最为普遍。另外，若紫外线杀菌能与过氧化氢杀菌结合，使用其杀菌效果会更好。

（3）化学灭菌法。

很多化学试剂也能达到高效灭菌的效果，如食品包装中常用一定浓度的过氧化氢溶液，配合以中高温或紫外线辐射对包装容器灭菌；或用过乙酸（PAA）对包装材料或容器进行浸泡或喷淋，可有效杀灭细菌。化学灭菌法在实际应用中需要严格监控，确保包装材料上没有化学试剂的残留。(www.daowen.com)

3.其他过程中的灭菌技术

在包装过程中，可以用热灌装技术避免引入外接细菌，但该技术要求包装材料要有良好的耐热性；对包装设备的灭菌大多采用热水或饱和蒸汽。严格的无菌包装应在密闭条件下的无菌环境中进行。

（三）无菌包装的特点

随着人们物质生活质量的不断提高，对食品品质的要求也越来越高，促进了无菌包装的发展。

1.无菌包装工艺的优点

（1）食品经过无菌处理后不会破坏食品的营养成分，对食品的品质影响不大；

（2）包装后食品可以在常温下进行保存和运输，降低了流通成本，而且延长了食品的保存期限；

（3）无菌包装对包装材料的限制小，能使用多种包装材料。

无菌包装时一般也对包装材料、容器和辅助包装材料等进行灭菌，如前所述，所采用的方法能适用纸、塑料、金属及玻璃等多种材料。

2.无菌包装工艺的缺点

（1）很难用于流动性差的高黏度物品的包装；

（2）设备复杂，规模较大，造价高，因此成本高；

（3）对操作管理要求十分严格，一旦发生污染，整批产品就要全部报废。

（四）无菌包装的种类和包装的食品

1.完全无菌包装

完全无菌包装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。由于医药用品的卫生要求高，常采用完全无菌包装，因此技术上要求很高。

2.半无菌包装

半无菌包装指对于难以完全灭菌的固体食品，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。

无菌包装主要用在食品的包装上，尤其是牛乳或乳制品、果汁、饮料等液体食品上。用于食品的包装均属商业无菌，即在技术上不能达到完全无菌，杀菌后仍存在一些无害菌，但在保质期内可以保证其不繁育，因而达到保质的效果。

1961年，利乐公司（全球最大的液态食品加工及包装生产企业）首先将纸盒无菌包装技术应用于商业化生产。直至今日，无菌灌装技术的发展日臻完善，目前，市场上诸多产品都在采用无菌灌装工艺，如乳酸饮料、果汁、啤酒等。

（五）无菌冷灌装实例简介

由于一些液体产品热灌装时温度较高，所以需用耐热性强并较重的塑料瓶。而采用无菌冷灌装的液体产品，加热时间短、产品口感好、品质高、营养成分可被充分保留。并且由于冷灌装温度不高，可采用价格较低的轻质PET瓶。因此，无菌冷灌装在保证产品品质的同时，降低了生产成本，其应用更加广泛。

德国克朗斯公司的无菌灌装设备由于技术先进、自动化水平高而被广泛采用。该无菌灌装系统是典型的完全无菌包装形式。其容器的灭菌采用高温蒸汽消毒，双元件喷嘴式喷射器喷入灭菌剂，双通道探入式喷嘴进行冲瓶；瓶盖消毒使用专用溶液全自动处理60秒；整个灭菌室采用克朗斯隔离专利技术。饮料的灭菌是由产品的特性决定的，采用可调节的巴氏杀菌/超高温处理液体，并通过无菌管路系统输入密闭的灌装室进行灌装。设备采用全过程控制和监测、电脑化生产线管理系统。

在本书附赠的视频资料中较为详细地介绍了这种无菌灌装系统，请扫描封底二维码观看。