无菌包装的现状与未来

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是乌龙茶等，即使高温充填，杀菌和其后的 保存难以说是万无一失，所以无菌充填有很 大优点。 瓶的充填方式有往已经成型的空容器中 直接充填的方式和瓶的成型同时进行，成型 后直接充填的系列方式 ，产量大时常采用后 者。例如荷兰最早的乳制品厂家 coberco的充 填系列。 该系统是Stork公司制造的。容器是 PE， 由三层构成。中层掺有碳黑，可阻隔光线。另 外两层掺有白色颜料。充填巴索林灭菌空气 得到 无菌容器 (树脂的挤 出温度是 200～ 220"(2)。无菌室内装有吹制成型机，灭菌空 气形成层流流向下方。吹制容器的成型能力 是 1瓶每小时 4000瓶；1／2L瓶，每小时 4000 瓶。与其相连的无菌充填机是法国 Serac公 司的系统 。设备装在清洁室内，就在那里充 填。内部无菌密封的瓶，口部用 H：O 杀菌 ，剪 切送往充填阀门口。剪切掉的碎屑由存储器 一 31 — 回收。充填后，口部用 AL／PE封好，盖上罩 盖儿。晟终产品在检验完前，在临时保管期 间，按批量抽取样品在孵卵器内保存 7～lO 天．检查pH，如有酸度降低等异常时，要对 批量进行追踪检查。这样 ，无菌充填的乳制 品可保存 3个月以上。 2．不需要冷藏的酸乳酪 有一种酸乳酪不需要冷藏 ，尽管它的产 品状态不是液体 ，但同属乳制品，可以说是 新的无菌包装。销售时的名称叫酸乳酪杯 ，分 草莓红、木莓红、越桔红、桃红 4种。容器 用的是铝罐，盖儿是全包式易开启金属盖 ，容 量为 d．75盎司。这个量正好是一人份 ，目的 是方便儿童，使其装入饭盒里带到学校去，目 前已和商品化的水果杯、布丁杯一样，成了 系列商品 无菌充填用的是道尔的系统 ，该系统的 特点是容器用过热蒸汽 (260~)灭菌，充填、 包装速度快，每分钟 可充填 5盎司的容器 500个 。 高粘性食品和含固体 的食品 典型的高粘性食品有西红柿糊等，由其 加工而成的番茄酱同样也是高粘性食品。西 红柿糊一般是将西红柿产地收上来的西红柿 处理成糊状，包装成适合于加工、保存的大 容量保存包装。以往是向罐中热充填 ，或冻 结保存。近来无菌包装开始增加 1．美国西红柿糊的无菌包装 美国在尤马建立了处理集中的西红柿， 使其糊状化，然后直接进入无菌包装的设备。 下面只谈谈有关无菌包装的部分，即糊状西 红柿的直接灭菌、冷却、用管道趋势直接连 在无菌包装机上 ，进行包装 西红柿先要蒸发水分 ，然后浓缩成糊状， 在这个状态下 (温度 60℃)进行杀菌 杀菌 采用蒸汽喷射方式，温度是 107℃。番茄糊一 一 32 一 般多采用表面搅拌式热交换器进行杀菌，而 这里是采用了蒸汽吹入式，因此，要使用快 速致冷机进行冷却，要冷却到 380℃。冷却后 的番茄糊通过管道直接送往无菌充填机充 填。容器用 55加仑装的桶中袋或 300加仑装 的盒中袋。充填速度前者每小时 60桶 ，后者 每小时 10412袋。 该工厂利用上述系统 ，第一个季节就生 产了65000吨番茄糊 。 2．中国番茄糊的无菌包装 上海近郊有个西红柿加工工厂，是个老 厂，采用的是无菌充填包装方式 1988年的 第一个季节生产了 5000吨番茄糊 ，都是出口 产品。 该厂番茄糊杀菌使用的是表面搅拌式热 交换器，杀菌温度是 l0d℃，保持时间是 1分 钟 。杀菌后的冷却同样也是使用表面搅拌式 热交换器 ，分两阶段冷却到 35℃ 该厂的无菌充填设备是 SchoHe公司制 造的 ，带有两个充填室，能连续交替充填 室 内采用蒸汽、氯喷雾方式杀菌 包装材料是 经过预先杀菌的铝复合袋。充填是半 自动化 ， 人工把带盖的袋口插入充填室内之后，机器 便开始自动作业 ，不再需要人了，袋的容量 有 35加仑和 55加仑两种。 3．含固体物食品的电阻加热杀菌 人们早就期待着含固体物食品能实现无 菌充填包装，但一直没能制造出达到实用化 的设 备。开发这方面 设备 比较早的公 司是 APV公司，他们研制了叫做 “丘比特”的系 统。该系统是将液体和固体物分开杀菌。固 体物装入圆锥形容器，用蒸汽进行加热，同 时使容器旋转。蒸汽也通入旋转的容器，直 接对固体物进行加热。这种方法能使固体物 温度上升快 ，只用 2分钟左右即可。缺点是 处理是间歇式的，不能连续生产，所以目前 几乎不再使用了。 澳大利亚 Stefi~en系统是 比较有名的固 体物无菌充填包装系统。设备运转时，固体 l ■ 电极 (接地) 电极 电极 (接地) 取出口 { ／ ／ ＼ ＼ 工———— Ff 电极 内{寸塑料的不锈铜管 围 1 电阻加热系统的加热部分 物通过震动在传送带上移动，与此同时，从 旁边用蒸汽进行杀菌。该设备可连续处理 。杀 菌后的冷却使用液氨。 以上说的两个系统都是对固体的通过热 传导进行表面的杀菌，所以必须对固体物中 心部杀菌而进行热处理时，无i仑如何固体物 表面都得是加热过度的状态，会降低产品质 量。 近来，APV公司研制了电阻加热高粘度 或含固体物食品的杀菌新设备。该系统利用 食品的电阻，把 电能变成热能进行加热 ，所 以能使加热均匀。固体物的大小据说可以达 到 25m／m角。图 l是设备的加热部分，由电 极架和与之相连的管子组成。食品由下部经 泵注入，流过第一个电极后，通过连接管进 入第二个电极，一直到流过最后一个电极架。 食品注入后，电极便接通电流开始加热。该 系统是在食品传导性基础上 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的，所以不 导电的绝缘体，如油脂类、骨头、纤维素、醇 类、糖浆等非金属固体物等不能直接被加热。 但几乎所有的食品都含有溶艉孑斋子化盐的 水，所以是导体。在含固体物食品 (液体和 固体物)的杀菌过程中，如果二者的传导度 相同，加热就能均匀进行。一旦食品成分不 均匀，传导度就不一样，这时温度上升也不 均匀，因为电总是从电阻小的部分流过。当 液体和固体物的传导度不同时，可调节一方 的盐浓度，使二者传导度一样。另外，电传 导度随温度的上升而有很大不同，传导度在 食品杀菌过程中是有变化的。 用该系统的试验设备 (能力 400Kg／hr) 对各种食品进行杀菌试验的结果表明，切片 的蘑茹、胡萝 、苹果等，肉块、虾以及整 个的草莓，这些含固体的食品在杀菌时几乎 都没有损伤所舍的固体。 无菌包装食品的保存性与 质量保证 无菌包装食品的优点之一就是可常温流 通。尽管它可象罐头一样进行常温流通，但 却不象罐头那样杀菌时热变化大，所以能保 持食品的风味，这就是无菌包装的特点。近 来出售的无菌包装食品中，似乎销售方法和 表示很混乱。比如说，既是无菌包装，很多 产品的贮存方法说明上却写着冷藏。当然 ．虽 说是无菌 ，但还是低温保存为好，这倒是对 的。然而 ，当你看到商品在柜台上根本没有 冷藏 ，而是一层一层地摆在柜台上时，就不 能不使人加以思考，既然保存方法上说明需 要冷藏，那么销售时就也应该冷藏。 在常温下销售的商品，就是销售者都和 消费者认为在常温下不会有问题的商品，写 着 (表示)要冷藏保存，会动摇人们好容易 建立起来的对商品的信任。 一 33 — 即使是无菌包装的食品，内装物也是多 种多样的，自然表示也 同，但厂家应把 自 己的想法明确地表示出来 ，就是为了 PR也 应清楚地把 “无菌包装”表示出来。有的厂 家将冷藏时的品尝期和常温时的冷藏期分开 来表示，这样就比较周到。还有的厂家标明 该产品可以常温保存，但冷藏保存更有利于 保证产品质量，这可以说真正想到了消费者 的利益。 要信心十足地明确产品表示，厂家彻底 实行质量管理、保证产品质量是很重要的。 1．果汁香气成分的变化 不仅是无菌包装，用聚乙烯复合纸板盒、 聚乙烯内面的塑料瓶、盒中袋等包装果汁时， 一 直存在着聚乙烯吸附果汁香气成分的问 题，由于无菌包装一般者都比非无菌包装货 架寿命长，所以伴随着时问的经过，吸附就 更成了问题。 果汁中的柑桔类香味成分的吸附比较严 重，尤其是 100 的果汁。 有人对葡萄汁桔子 汁用 PE／纸／铝／PE 容器 (纸板盒)无菌充填后，保存在 l5℃、 25℃、35℃时香气成分和维生素 C的变化进 行了研究，发现使用纸板盒容器时，由于 PE 的吸附，d一苫烯残存率明显降低 (图 2)。 为了防止吸附损失，现已开始采用将容 器内面树脂改成不易吸附香味成分 的树脂。 美国最近出现了一种柑桔果汁用带提手的塑 一 34 贮存天数 料容器，它是 2层的 EVOH结构，其中的一 层做内面和果汁接触。 有人也研究了无菌包装桔子汁在保存过 程中的香气变化，功能检查时，2l℃保持 2周 后、26℃时保存 I周后和保存在 O℃时的结 果之间存在着有意义的差别。香气成分的分 析结果表明，兰烯在保存 中大约减少 d0 ， 但乙基醋酸脂等还有所增加，据推测这些增 加的成分可能来 自包装材料。由包装材料引 起的变化和氧化引起的维生素 C的破坏 (图 3)都是保存温度越高越严重。因此，就是无 菌包装，为了抑制化学变化，最好也能低温 保存。前面已说过 ，品尝期和保存温度的表 示最好要以科学的数据为基础进行判断，明 确地表示出来 ，使消费者容易弄清楚。 食品保存中的化学变化受包装容器阻隔 性的影响。温度越低，包装材料的氧透过度 就越低，反之则越太。常温时，由于阻隔性 不够，所以冷藏的无菌包装食品很多，这方 面有待于包装材料厂家开发高阻隔性容器。 2．密封性的检查 无菌包装食品中最大的问题是如何确保 无菌性。包装工序结束时已经污染称为一次 污染，成品在流通中的污染叫做二次污染。 (I)无菌性的确认 要保证包装的食品无菌，必须进行产品 的最终检查。一般情况下，产品检查多采用 批量抽查的方法。这种检查方法的特点是 ， § 壁 围 2 果汁在保存时 d一苫烯的变化 (25"C) 图 3 保存温度对保存中的桔子汁的 维生素的影响 容许的不舍格率越低，检查时要抽取的样品 就越多；如果是破坏性检查，所需经费也就 越多。 无菌包装食品，尤其是低酸性食品常采 用两种方法出库上市。一种方法是产品保存 一 定时间后要确认有无异常，没有异常时才 出库。另一种方法是 ，抽取一定数量的样品， 高温下保存，其它产品保管起来，待样品无 异常时，才一同出库。全数保管时，外观有 明显异常时另当别论，必须得有某种检查 ，不 过就 目前的情况来看 未必就是万全之策。因 此，希望能研究出一种更简单、更快 的检测 异常的方法，最好是不打开包装就能检测的 非破坏性方法。 (2)密封性检查机械吹气一查形机和密 封检查 机 除了检查包装最后阶段时已被微生污染 的不良产品外 ，包装中密封不好等不良产品 的检验也很重要。出现不良时，会导致流通 过程中的微生物二次污染 。目前厂家对塑料 容器包装食品 (包括蒸煮食品)的密封不良 进行联机检查感到很头痛。下面介 绍一下 Bcntho~公司最近开发的两个系统。 一 个叫做吹气——查形机，能把容器上 部空间的空气或其它气体加热 ，使之膨胀。如 果密封性好，软盖会鼓起来。反之 ，有泄漏 时．盖就不会鼓起来。查形器是测定盖形的 电磁传感器 ，用来检查吹气机加热后盖的起 鼓情况．能 自动排除不良产品。该系统联机 使用时的检验速度是每分种 240个 ，和 80ft／ min的传送带速度一致。 密封检查机的检验对象是以挠性膜为盖 的塑料容器，它把容器的封口部分罩住，把 压缩空气充入罩内进行加压检查。封 口不好 时．盖会鼓起来 ，通过传感器即可知道 检 验速度每分钟 100个。 未来展望 现将各种阻隔性刚体食品容器材料的销 售预测和用各种杀菌法杀菌的各种塑料容器 的销售预测 ．预以说明。 图 d是各种材料的预测。从图中可看出， 1987年到 1992年，阻隔性刚体食品容器将 增长 1．5倍，塑料容器的增长将超过整体的 增长，达 8．3倍。另外 ，金属容器 5年后在 30亿十 图 5 用各种杀蓖法杀菌的阻隔性国Ⅱ体 塑料食品容器的销售 一 35 — 特集 ·食 品保 鲜 包装 (Ⅱ) 粘状食品无菌包装技术的课题与展望 【提要】无菌包装是提高食品鲜度、 苗包装的环境条件 、无菌充填机的结构， 市场现状与未来展望 无菌包装在欧洲是 50年代后开发的．最 早用于牛奶包装。1973年石油危机后，能源 和原料价格上涨 ，美国认为无菌包装是控制 原料价格的最好的方法 ，于是开始重视普及 无菌包装。近十几年前 ，日本才开始搞无菌 包装。无菌包装的 UHT牛奶和 LL牛奶在欧 洲取得成功 ．所以食品制造业就考虑如何将 无菌包装用于奶以外的产品。 今天 ，欧洲的奶酪、UHT冰激凌、酸奶、 甜点心、鲜果汁等已经采用了无菌包装。日 本也加快了扩大酸奶、甜点心 (布丁、果冻 等)市场的步伐。1988年出厂上市额 ，酸奶 共计 l403亿 日元 ，甜点心共计 625亿 日元； 分别比上一年增加 9．5 和 8．7 。1989年 李德林编译 降低包装成本的有效措施。本文介绍了无 以及灭菌方法等。 的酸奶是 1579亿 日元，甜点心是 728亿 日 元，分别比上一年增加了 12．5 和 16．5 。 和以往的保存方法相比．无菌包装不容易使 食品的粘性和颜色发生变化，维生素和有机 物质的损失也最小。 前工序与充填工序的课题 今后要进一步普及无菌包装技术，必须 解决以下问题： (1)开发能使氧和芳香透过达到最小限 度的包装材料； (2)开发能使包装上部空间的残存氧浓 度达到最小限度的技术 ； (3)开发能对含固体的食品 (浓汤、汤 等)杀菌的技术。 目前所用的充填、包装方法 、包装机械 数量上会稍有减少 ．玻璃容器会稍有增加。 图 5是用各种杀菌方法杀菌的阻隔性刚 体食品容器的销售预测。值得注意的是，1987 年占 50 的无 菌包装到 1990年 将减少到 30 ，其中热充填的增长率较高。 根据以上的预测可断定，随着容器的塑 料化，无菌包装的实际数目会有很大的增长， 但和热充填的增长没有关系。 日本乌龙荼等已从热充填向无菌包装转 一 36 一 换，对象 内容食品今后的增长，好象果汁饮 料中容量大的容器 (如 1．8l带提手的容器) 有利于实现无菌包装，但涉及到包装的单位 容量如何改变，耐热塑料材料的开发动向以 及废弃物处理 (小型 PEC容器是否许可等) 等多种问题 ．如果含固体食品的无菌包装化 等至今一直努力的开发获得成功 ，新的展望 还是令人高兴的。 李德林译自日本 《食品包装》12／1989