果蔬汁飲料無菌處理和包裝關(guān)鍵在哪

無菌處理和包裝技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

無菌處理和包裝技術(shù)誕生于20世紀(jì)30年代，至今已有70多年的歷史。在這70多年的發(fā)展過程中，無菌處理和包裝技術(shù)跨越了兩個(gè)光輝的里程碑。其一是在40年代初美國的馬?。罓枺∕artin－Dole）開發(fā)了馬口鐵罐無菌包裝系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)使用直接或間接加熱器對(duì)食品進(jìn)行預(yù)殺菌，用過熱蒸汽對(duì)馬口鐵罐進(jìn)行殺菌，在用過熱蒸汽殺菌的無菌環(huán)境中完成充填和密封。其二是在60年代初瑞典的羅林琪和雷奇（Loelinge＆Regez）為乳品生產(chǎn)開發(fā)了使用過氧化氫對(duì)軟性包裝材料進(jìn)行殺菌的包裝系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)采用蒸汽直接噴射殺菌牛乳，用過氧化氫殺菌包裝材料。這個(gè)系統(tǒng)就是現(xiàn)在的利樂包（TetraPak）無菌包裝系統(tǒng)，除了使用蒸汽和過氧化氫作為包裝容器的殺菌劑之外，隨著時(shí)間的推進(jìn)和技術(shù)的發(fā)展，相繼開發(fā)了其他許多重要的包裝材料殺菌方法，包括強(qiáng)力紫外線，熱空氣、γ－射線輻照、熱成形等。這些新殺菌方法的開發(fā)和成功應(yīng)用使無菌包裝系統(tǒng)層出不窮，屢建新功，不僅僅可以使用多種包裝材料和容器，而且適用于不同的包裝容量?，F(xiàn)在，國際上已有30多家公司提供各種不同類型的無菌處理和包裝系統(tǒng)。

目前，國際上80％的零售無菌軟性包裝食品是乳或含乳制品，美國幾乎90％的無菌小包裝（零售容量）是果汁飲料產(chǎn)品。大量（220L）無菌包裝在美國應(yīng)用十分廣泛，主要應(yīng)用于番茄漿和果漿制品。

我國無菌包裝技術(shù)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的美好前景，現(xiàn)在已有種類繁多，型號(hào)不一的無菌處理和包裝系統(tǒng)。雖然這些系統(tǒng)大部分是進(jìn)口的，但也有不少國產(chǎn)設(shè)備。我國無菌小包裝產(chǎn)品主要是果汁及果汁飲料、乳和含乳材料。大容量無菌包裝產(chǎn)品主要是番茄漿和濃縮果汁，如濃縮蘋果汁等。

今天的無菌處理和包裝技術(shù)絕大部分還只能用于生產(chǎn)均質(zhì)液態(tài)食品。含顆粒狀食品的無菌處理和包裝還有許多研究和開發(fā)工作要做，尤其是低酸性塊狀食品的無菌處理和包裝系統(tǒng)還需要數(shù)年的時(shí)間才能在工業(yè)中應(yīng)用。

盡管如此，無菌處理和包裝技術(shù)已在食品工業(yè)中發(fā)揮了重要作用，不愧為一朵燦爛的“藝術(shù)之花”。

無菌處理和包裝基本要求

無菌處理和包裝是將預(yù)先滅菌的產(chǎn)品在無菌的環(huán)境中充填并密封在無菌容器中的加工技術(shù)，無菌包裝產(chǎn)品可以在室溫下長期貯存。

無菌包裝用到三個(gè)基本術(shù)語：無菌系統(tǒng)，無菌處理系統(tǒng)和無菌包裝系統(tǒng)。

無菌系統(tǒng)是指為了生產(chǎn)密封包裝的商業(yè)無菌的產(chǎn)品所需要的整個(gè)系統(tǒng)，包括產(chǎn)品殺菌系統(tǒng)和包裝系統(tǒng)。

無菌處理系統(tǒng)是指對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行殺菌并將無菌產(chǎn)品傳送到包裝設(shè)備的系統(tǒng)。

無菌包裝系統(tǒng)包括在無菌條件下將無菌產(chǎn)品充填在無菌容器中并加以密封的所有設(shè)備。

無菌處理關(guān)鍵技術(shù)。無菌處理系統(tǒng)，即產(chǎn)品殺菌系統(tǒng)的主要組成有輸送泵、加熱器、保持管、冷卻器、背壓閥和無菌貯罐。由于無菌包裝產(chǎn)品是由泵連續(xù)輸送的，因此無菌包裝產(chǎn)品的殺菌是連續(xù)進(jìn)行的，因此也稱之為連續(xù)殺菌。

無菌包裝產(chǎn)品連續(xù)殺菌所要求的無菌性與常規(guī)的罐頭食品相同。但無菌包裝產(chǎn)品在裝入容器之前通常采用高溫短時(shí)（HIST），甚至超高溫瞬時(shí)（UHTST）殺菌。高溫短時(shí)和超高溫瞬時(shí)殺菌除了與常規(guī)的罐頭食品殺菌相同之外，還有它的特殊性。

目前國際上對(duì)高溫短時(shí)殺菌還沒有明確的定義，但一般都認(rèn)為對(duì)于pH大于4．6的低酸性食品，溫度138～145℃、時(shí)間為1～30s的殺菌方式，是高溫短時(shí)殺菌，這也是大多數(shù)無菌包裝低酸食品殺菌常用的工藝規(guī)程。殺菌溫度在150～166℃，時(shí)間在0．1～0．01s，稱之為超高溫瞬時(shí)殺菌，少數(shù)蒸汽直接噴射加熱的產(chǎn)品殺菌系統(tǒng)有所采用。對(duì)于pH≤4．6的酸性食品，溫度93℃～96℃，時(shí)間為15～30s，稱之為高溫短時(shí)殺菌，更確切地說，應(yīng)該是高溫巴氏殺菌，這是大多數(shù)無菌包裝酸性食品殺菌系統(tǒng)采用的殺菌規(guī)程。

無菌包裝產(chǎn)品殺菌計(jì)算和控制是無菌包裝能否取得成功的關(guān)鍵技術(shù)之一。無菌包裝產(chǎn)品殺菌計(jì)算依賴于殺菌溫度和殺菌時(shí)間。如果無菌處理系統(tǒng)采用的是間接式熱交換器，除了產(chǎn)品在高溫下的保持管中取得殺菌值之外，加熱和冷卻過程中也產(chǎn)生一定的殺菌值。這兩部分的殺菌值加起來是整個(gè)殺菌過程的殺菌值。

無菌包裝的關(guān)鍵技術(shù)在于包裝材料或包裝容器的殺菌，無菌性的獲得和保持。為了達(dá)到上述兩個(gè)目的，對(duì)無菌包裝系統(tǒng)關(guān)鍵控制點(diǎn)的監(jiān)控和記錄是很重要的。與傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式相比，無菌系統(tǒng)的自動(dòng)記錄和監(jiān)測(cè)任務(wù)要重得多，這是因?yàn)闊o菌包裝固有技術(shù)的復(fù)雜性和諸多關(guān)鍵因子的關(guān)聯(lián)性決定的。

所采用的記錄和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的種類取決于生產(chǎn)過程中的各種因子的波動(dòng)性。例如，預(yù)先設(shè)定的灌裝速度波動(dòng)性是很小的，當(dāng)灌裝速度是關(guān)鍵因子時(shí)，操作員進(jìn)行監(jiān)測(cè)以保證灌裝速度處在關(guān)鍵限值之內(nèi)。但如果關(guān)鍵因子是溫度，情況就大不相同了。由于溫度受很多因素的影響，波動(dòng)性很大，因此需要溫度自動(dòng)記錄儀或監(jiān)測(cè)儀。

無菌包裝系統(tǒng)的記錄有兩類：一類是生產(chǎn)記錄，另一類是儀表記錄。儀表記錄提供了無菌包裝系統(tǒng)操作狀態(tài)的連續(xù)性記錄。對(duì)于自動(dòng)記錄儀，操作員應(yīng)保持記錄紙清晰，并標(biāo)明開始?xì)⒕?、生產(chǎn)或殺菌結(jié)束、生產(chǎn)結(jié)束的時(shí)間。如果由于某種原因如殺菌溫度偏低，無菌空氣壓力不足或灌裝出現(xiàn)問題而停止生產(chǎn)，在記錄紙上應(yīng)標(biāo)明停止生產(chǎn)以及從新開始生產(chǎn)的時(shí)間。生產(chǎn)記錄是無菌系統(tǒng)保持過程中的手工記錄。操作員應(yīng)該在記錄上寫明事情發(fā)生的時(shí)間以及與糾正行動(dòng)有關(guān)的任何信息。

對(duì)于無菌貯罐，記錄應(yīng)表明罐已經(jīng)過殺菌，罐內(nèi)無菌空氣的壓力是否正常，如果無菌空氣是由過濾器產(chǎn)生的，則過濾器以及無菌空氣供應(yīng)系統(tǒng)的殺菌溫度和時(shí)間應(yīng)該監(jiān)控并記錄。記錄還應(yīng)該表明在生產(chǎn)開始時(shí)滿足其他關(guān)鍵因子的要求。過濾介質(zhì)應(yīng)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔進(jìn)行更換。