食品無菌包裝中常見的滅菌技術(shù)
時間: 2015-04-18 23:11:22     來源: 東莞無菌真空袋

在食品無菌包裝中，滅菌是其關(guān)鍵的技術(shù)之一，它標志著無菌包裝的成敗。滅菌的范圍包括食品、包裝材料(容器)、工作環(huán)境、設(shè)備等。滅菌方法大致可分為物理方法和化學方法兩種。物理方法主要有蒸汽(高溫)、電磁波和輻照等方式，蒸汽滅菌屬于經(jīng)典式的滅菌方法，而電磁波滅菌多采用2450nm和915nm微波滅菌和超聲波滅菌。輻照滅菌可分為離子性輻照和非離子性輻照。非離子性輻照采用最廣泛的是253.7nm波長的紫外線，由于光源發(fā)出的強度所限，雖不存在殘留問題，但以上物理滅菌方法都有一定的局限性?；瘜W方法多采用強氧化劑，如過氧化氫、過氧乙酸、環(huán)氧乙烷、鹵素等，化學滅菌主要是依靠強氧化劑的氧化能力與細胞酶蛋白中的－SH－巰基結(jié)合轉(zhuǎn)化為－SS－基，破壞蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，干擾細菌酶系統(tǒng)的代謝，使其失去活性。按照分子生物學的觀點，就是對細胞的DNA 進行氧化性損傷，從而抑制細胞的增殖。使用化學滅菌會對容器和包材以及設(shè)備產(chǎn)生一定量的殘留污染，必須采取嚴格的措施控制殘留，以保障最終產(chǎn)品的安全性。歸納起來，食品無菌包裝中的滅菌技術(shù)主要有如下幾種。

熱力滅菌技術(shù)

利用加熱殺滅食品中有害微生物的方法既是古老的方法，也是近現(xiàn)代極其重要的一種滅菌技術(shù)。1804年，法國人阿佩爾(Appert)發(fā)明了將食品裝瓶放于沸水中煮一段時間，能較長時間保藏食品的方法。19世紀50年代，法國人巴斯德(Pasteur)闡明了食品的微生物腐敗機理，為滅菌技術(shù)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。食品熱力滅菌可分為低溫滅菌法、高溫短時滅菌法和超高溫瞬時滅菌法三種。

(1)低溫滅菌又稱巴氏滅菌，滅菌條件為61攝氏度～63攝氏度／30分鐘，或72攝氏度～75攝氏度／15分鐘～20分鐘。巴氏滅菌技術(shù)是將食品充填并密封于包裝容器后，在一定時間內(nèi)保持100攝氏度以下的溫度，殺滅包裝容器內(nèi)的細菌。巴氏滅菌可以殺滅多數(shù)致病菌，而對于非致病的腐敗菌及其芽孢的殺滅能力就顯得不足，如果巴氏滅菌與其他儲藏手段相結(jié)合，如冷藏、冷凍、脫氧、包裝配合，可達到一定的保存期的要求。巴氏滅菌技術(shù)主要用語柑橘、蘋果汁飲料食品的滅菌，因為果汁食品的pH值在4.5以下，沒有微生物生長，滅菌的對象是酵母、霉菌和乳酸桿菌等。此外，巴氏滅菌還用于果醬、糖水水果罐頭、啤酒、酸漬蔬菜類罐頭、醬菜等的滅菌。巴氏滅菌對于密封的酸性食品具有可靠的耐酸性，對于那些不耐高濕處理的低酸性食品，只要不影響消費習慣，常利用加酸或借助于微生物發(fā)酵產(chǎn)酸的手段，使pH值降至酸性食品的范圍，可以利用低溫滅菌達到保存食品品質(zhì)和耐貯藏的目的。此法所需時間較長，對熱敏性食品不宜采用。

(2)高溫短時滅菌(HTST)：滅菌條件為85攝氏度～90攝氏度／3分鐘～5分鐘，或95攝氏度／12分鐘，主要用于低溫流通的無菌奶和低酸性果汁飲料的滅菌，可采用換熱器在瞬間把液料加熱到接近100攝氏度，然后速冷至室溫。此方法需時較短，效果較好，有利于產(chǎn)品保質(zhì)。主要可殺滅酵母菌、霉菌、乳酸菌等。這兩種方法具有滅菌效果穩(wěn)定，操作簡單，設(shè)備投資小，應(yīng)用歷史悠久等特點，如今還廣泛用于各類罐藏食品、飲料、酒類、藥品、乳品包裝的滅菌。

(3)超高溫瞬時滅菌(UHT)：于1949年隨著斯托克(Stork)裝置的出現(xiàn)而問世，其后國際上出現(xiàn)了多種類型的超高溫滅菌裝置。超高溫短時滅菌是將食品在瞬間加熱到高溫(130攝氏度以上)而達到滅菌目的，可分為直接加熱和間接加熱兩種方法。直接加熱法是用高壓蒸汽直接向食品噴射，使食品以最快速度升溫，幾秒鐘內(nèi)達到140攝氏度～160攝氏度，維持數(shù)秒鐘，再在真空室內(nèi)除去水分，然后用無菌冷卻機冷卻到室溫。間接加熱法是根據(jù)食品的粘度和顆粒大小，選用板式換熱器、管式換熱器、刮板式換熱器。板式換熱器適用于果肉含量不超過1%～3%的液體食品。管式換熱器對產(chǎn)品的適應(yīng)范圍較廣，可加工果肉含量高的濃縮果蔬汁等液體食品。凡用板式換熱器會產(chǎn)生結(jié)焦或阻塞，而粘度又不足以用刮板式換熱器的產(chǎn)品，都可采用管式換熱器。刮板式換熱器裝有帶葉片的旋轉(zhuǎn)器，在加熱面上刮動而使高粘度食品向前推送，達到加熱滅菌之目的。超高溫瞬時滅菌的效果非常好，幾乎可達到或接近完全滅菌的要求，而且滅菌時間短，物料中營養(yǎng)物質(zhì)破壞少，食品質(zhì)量幾乎不變，營養(yǎng)成分保存率達92%以上，生產(chǎn)效率很高，比其他兩種熱力滅菌法效果更優(yōu)異，配合食品無菌包裝技術(shù)的超高溫式滅菌裝置在國內(nèi)外發(fā)展很快，如今已發(fā)展為一種高新食品滅菌技術(shù)。目前這種滅菌技術(shù)已廣泛用于牛奶、豆乳、酒、果汁及各種飲料等產(chǎn)品的滅菌，也可將食品裝袋后，浸漬于此溫度的熱水中滅菌。

過熱蒸汽滅菌技術(shù)

也稱干熱滅菌。是采用高溫過熱蒸汽來滅菌，即利用溫度為130攝氏度～160 攝氏度的過熱蒸汽噴射于需滅菌的物品上，數(shù)秒鐘即可完成滅菌操作，目前過熱蒸汽滅菌技術(shù)僅適用于耐熱食品包裝容器(如金屬制品、玻璃制品等)的滅菌。金屬罐是無菌包裝使用最早的包裝材料之一，主要分馬口鐵罐和鋁罐兩種，目前世界上金屬罐無菌包裝最先進的典型代表——是美國的多爾無菌裝罐系統(tǒng)就是采用這種滅菌技術(shù)。其方法是當空罐在輸送鏈上通過殺菌室時，過熱蒸汽從上下噴射45秒，這時罐溫上升到221攝氏度～224攝氏度，罐蓋也采用287攝氏度～316攝氏度的過熱蒸汽殺菌75秒～90秒，這樣的高溫足以殺滅全部的耐熱細菌。由于所有容器和設(shè)備均采用過熱蒸汽殺菌，因此無菌程度高，罐頭內(nèi)部頂隙殘留空氣極少，且處于高真空狀態(tài)，產(chǎn)品的質(zhì)量安全可靠。

電阻加熱滅菌技術(shù)

也叫歐姆滅菌，是一種借通人的電流使食品內(nèi)部產(chǎn)生熱量而達到滅菌目的的新型熱滅菌技術(shù)。它利用電極將電流直接導(dǎo)人食品，由食品自身的介電性質(zhì)產(chǎn)生熱量，以達到滅菌的目的。電阻加熱滅菌使用交流電的頻率為50Hz～60Hz，電阻加熱的適用性由食品物料的電導(dǎo)率來決定，大多數(shù)能用泵輸送的、溶解有鹽類離子且含水量在300%以上的食品都可用電阻加熱來滅菌，且效果很好，而一些脂肪、糖、油、未添加鹽的處理水等非離子化的食品則不適用該技術(shù)。歐姆滅菌作為高新技術(shù)應(yīng)用于含顆粒，諸如牛肉丁和胡蘿卜丁的湯汁類食品，對提高產(chǎn)品衛(wèi)生安全性和品質(zhì)風味質(zhì)量，便于過程控制和降低操作費用，均有關(guān)鍵作用。

英國APV食品加工中心的試驗表明，電阻加熱已成功地用于各種包含大顆粒的食品和片狀食品的滅菌，如馬鈴薯、胡蘿卜、蘑菇、牛肉、雞肉、片狀蘋果、菠蘿、桃等。對于帶顆粒(粒徑小于20mm)的食品，常規(guī)的換熱器間接加熱滅菌方式，其熱量首先由加熱介質(zhì)通過間壁傳遞給食品物料中的液體，然后靠液體與固體顆粒之間的對流和傳導(dǎo)傳給固體顆粒，最后是固體顆粒內(nèi)部的傳熱。顯然，要使顆粒內(nèi)部達到滅菌溫度，其周圍食品介質(zhì)必須過熱，這必然導(dǎo)致含顆粒食品滅菌后質(zhì)地軟爛、外形變壞，影響產(chǎn)品風味和質(zhì)量。采用歐姆滅菌技術(shù)，可使顆粒加熱速度與液體加熱速度相接近，并可獲得比常規(guī)傳熱滅菌方法更快的加熱速率(顆粒升溫約1 攝氏度／秒～2攝氏度／秒)得到高品質(zhì)的產(chǎn)品。因此比較適用于酸性和低酸性食品和帶顆粒食品進行連續(xù)滅菌。

輻照滅菌技術(shù)

自從原子能和平利用以來，經(jīng)過40多年的研究開發(fā)，人們成功地利用原子輻射技術(shù)進行食品滅菌保鮮。輻照就是利用χ、β、γ射線或加速電子射線(最為常見的是Co60和Cs137的γ射線)對食品的穿透力以達到殺死食品中微生物和蟲害的一種冷滅菌消毒方法。受輻照的食品或生物體會形成離子、激發(fā)態(tài)分子或分子碎片，進而這些產(chǎn)物間又相互作用，生成與原始物質(zhì)不同的化合物，在化學效應(yīng)的基礎(chǔ)上，受輻照物料或生物體還會發(fā)生一系列生物學效應(yīng)，從而導(dǎo)致害蟲、蟲卵、微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸及促進生化反應(yīng)的酶受到破壞、失去活力，進而終止農(nóng)產(chǎn)品、食品被侵蝕和生長老化的過程，維持品質(zhì)穩(wěn)定。輻照保鮮食品具有殺蟲、滅菌等防腐作用，既不產(chǎn)生熱量，又不破壞食品外形，既能保持食品原有的色、香、味及營養(yǎng)成分，又能在常溫下長期保存，所以是一種發(fā)展很快的食品高新技術(shù)，在發(fā)達國家應(yīng)用很普遍，我國輻照裝置已達60余個(裝源10萬居里以上)。用于輻照包裝的射線具有穿透力強、殺傷力大的特點，通過這種射線的輻照，寄生在食品中的病原菌、微生物及昆蟲等都被殺死。同時，食品經(jīng)輻照處理后還能抑制食品自身的新陳代謝過程，因而可以防止食品的變質(zhì)與霉爛。

目前，輻照能量的放射，可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)或控制到預(yù)定的穿透深度，在這種情況下，影響到至多只是聚合物包裝材料的表面狀態(tài)或選定的需要消毒的食品表面，而不會影響到實施輻照消毒的無菌包裝件內(nèi)的食品特性和品質(zhì)。除了食品的營養(yǎng)性、高品味等因素以外，輻照包裝的安全性問題尤其引起人們的關(guān)注。由于食品在接受輻照消毒時，不與輻照源直接接觸，只是接收到射線的輻射能量作用到食品，因而也就不存在產(chǎn)品中遺留放射性的問題。不過人們已發(fā)現(xiàn)，當聚合物材料受到射線輻照作用時，就有氣體分解物出現(xiàn)，這些分解物就有可能對被包裝物品產(chǎn)生作用。研究結(jié)果表明，這些氣體分解物與塑料成分和環(huán)境氧氣壓力有很大關(guān)系，但在添加增塑劑和穩(wěn)定劑以后，這種情況就會得到不同程度的抑制。

一般情況下，輻照射線(包括χ射線、β射線和γ射線等)輻照時，劑量過大會加速包裝材料的老化和分解，因此要注意控制幅照劑量，且包裝材料需要較厚的保護層。此外，輻照玻璃瓶會引起玻璃瓶變色，因此該方法僅用于熱敏性塑料瓶、復(fù)合膜及紙容器。根據(jù)輻照分解物的總量而言，不同塑料的分解量是不同的，即它們受輻照的穩(wěn)定性不一樣，其中PET、PS等材料的穩(wěn)定性最好。同時在食品消毒輻照劑量的合理范圍內(nèi)，包裝材料對氣體的滲透性和材料阻隔性沒有發(fā)生多大變化?？傊?，輻照無菌包裝作為一項新技術(shù)，由于它具有消毒效果好、速度快、能保持食品特性、節(jié)省能源和保護環(huán)境等一系列優(yōu)點，因而在國際上發(fā)達國家中得到日趨廣泛的應(yīng)用，它也是世界貿(mào)易組織(WTO)認可的一項包裝新技術(shù)。目前，輻照無菌包裝的食品已列入綠色食品的行列。

微波滅菌技術(shù)

微波指波長在0.001m～1m(頻率300MHz～300，000MHz)的電磁波。它能以光速向前直進，遇到物體阻擋，能引起反射、穿透、吸收等現(xiàn)象，用于滅菌的微波頻率為2450MHz。微波能使物質(zhì)中的水分子振動、摩擦而發(fā)熱，使微生物受熱致死以起到滅菌作用。研究結(jié)果普遍認為微波對微生物的致死效應(yīng)有2個方面的因素，即熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。熱效應(yīng)是指物料吸收微波能，使溫度升高從而達到滅菌的效果。而非熱效應(yīng)是指生物體內(nèi)的極性分子在微波場內(nèi)產(chǎn)生強烈的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，這種強烈的旋轉(zhuǎn)使微生物的營養(yǎng)細胞失去活性或破壞微生物細胞內(nèi)的酶系統(tǒng)，造成微生物的死亡。微波滅菌具有穿透力強、節(jié)約能源、滅菌快、效率高、操作簡單、適用范圍廣，且微波滅菌便于控制，加熱均勻，食品的營養(yǎng)成分及色、香、味在滅菌后仍接近食物的天然品質(zhì)等特點，可用于液態(tài)、固態(tài)物品的滅菌，包裝好的物品置于微波場中，在極短時間內(nèi)即可完成滅菌過程。但在使用中應(yīng)注意防止微波泄漏。目前微波滅菌主要用于肉、魚、豆制品、牛乳、水果及啤酒等的滅菌。

遠紅外線滅菌技術(shù)

遠紅外線的熱效應(yīng)可以滅菌，它可以直接照射食品，也可在食品裝入塑料袋后給以遠紅外線照射滅菌。對紅外線的利用始于20世紀，1935年美國福特汽車公司的格羅維尼(Groveny)首先取得將紅外線用于加熱和干燥的專利。食品中的很多成分及微生物在3μm～10μm的遠紅外區(qū)有強烈的吸收。遠紅外加熱滅菌不需要傳媒，熱直接由物體表面滲透到內(nèi)部，因此不僅可用于一般的粉狀和塊狀食品的滅菌，而且還可用于堅果類食品如咖啡豆、花生和谷物的滅菌與滅霉以及袋裝食品的直接滅菌。日本三茲公司首創(chuàng)的紅外線無菌包裝機，全機由ML－501型封裝機和MS－801型通道式紅外線熱收縮機組成。該機可根據(jù)被包裝物形狀和大小的不同，選用相應(yīng)厚度和顏色的熱收縮薄膜，同時在熱輻射中滅菌，其滅菌程序簡便，包裝質(zhì)量大大超過手工包裝，而且包裝效率提高6倍～8倍。

紫外線滅菌技術(shù)

紫外線滅菌是一種使用簡便的滅菌方法，且無藥劑殘留，效率高，速度快，并可被不同的表面反射，穿透力弱，對液體料的滅菌效果較理想。使用時，可使液體料，如飲料、牛奶等以薄層狀通過紫外線照射區(qū)即可滅菌。紫外線滅菌可應(yīng)用于食品表面、食品包裝材料、食品加工車間環(huán)境、設(shè)備、器具、工作臺的滅菌處理。但紫外線必須照射到才能滅菌，照射不到則不能滅菌。且紫外線進行直線傳播，其強度與距離平方成比例地減弱，滅菌效果與照射強度、時間、距離和空氣溫度有關(guān)，因此需要根據(jù)紫外線燈管的功率確定照射距離和時間。此外，紫外線滅菌還與材料表面狀態(tài)有關(guān)，對于表面光滑無灰塵的包裝材料，采用紫外線可殺滅表面上的細菌；對于壓凸的鋁箔表面，滅菌時間比光滑表面長三倍；對不規(guī)則形狀的包裝容器表面，則滅菌照射時間要比平面長五倍。同時，采用紫外線滅菌時還需考慮材料的特性，特別是復(fù)合材料的內(nèi)層，如PVC、PVDC、LDPE等材料受紫外線照射后會使其熱封強度降低約50%。如果紫外線與空氣加熱、雙氧水和乙醇等滅菌方法結(jié)合使用，可大大增強其滅菌能力。

磁力滅菌技術(shù)

磁力滅菌是把需要消毒滅菌的食品放置于磁場中，在設(shè)定的磁場強度作用下，從而使得食品達到常溫下滅菌。由于這種滅菌方式不需加熱，具有廣譜滅菌作用，經(jīng)此處理后的食品，其風味和品質(zhì)不受影響。這種滅菌方法主要適用于各種飲料，流質(zhì)食品、調(diào)味品及其它各種包裝的固體食品。

高壓電場脈沖滅菌技術(shù)

高壓電場脈沖滅菌是將食品置于兩個電極間產(chǎn)生的瞬間高壓電場中，由于高壓電脈沖(HEEP)能破壞細菌的細胞膜，改變其通透性，從而殺死細胞。高壓脈沖電場的獲得有兩種方法。一種是利用LC振蕩電路原理，先用高壓電源對一組電容器進行充電，將電容器與一個電感線圈及處理室的電極相連，電容器放電時產(chǎn)生的高頻指數(shù)脈沖衰減波即加在兩個電極上形成高壓脈沖電場。由于LC電路放電極快，在幾十至幾百個微秒內(nèi)即可以將電場能量釋放完畢，利用自動控制裝置，對LC振蕩器電路進行連續(xù)的充電與放電，可以在幾十毫秒內(nèi)完成滅菌過程。另一種是利用特定的高頻高壓變壓器來得到持續(xù)的高壓脈沖電場。滅菌用的高壓脈沖電場強度一般為15千伏／厘米～100千伏／厘米，脈沖頻率為1kHz～100kHz，放電頻率為1kHz～20kHz。高壓電場脈沖滅菌一般在常溫下進行，處理時間為幾十毫秒，這種方法有兩個特點：一是由于滅菌時間短，處理過程中的能量消耗遠小于熱處理法。二是由于在常溫、常壓下進行，處理后的食品與新鮮食品相比在物理性質(zhì)、化學性質(zhì)、營養(yǎng)成分上改變很小，風味、滋味無感覺出來的差異。而且滅菌效果明顯，可達到商業(yè)無菌的要求，特別適用于熱敏性食品，具有廣闊的應(yīng)用前景。

脈沖強光滅菌技術(shù)

脈沖強光滅菌技術(shù)是采用強烈白光閃照的方法進行滅菌，它由一個動力單元和一個惰性氣體燈單元組成。動力單元是一個能提供高電壓高電流脈沖的部件，它為惰性氣體燈提供能量，惰性氣體燈能發(fā)出由紫外線至近紅外區(qū)域的光線，其光譜與太陽光十分相近，但強度卻強數(shù)千倍至數(shù)萬倍，光脈沖寬度小于800μs。該技術(shù)由于只處理食品的表面，從而對食品的風味和營養(yǎng)成分影響很小，可用于延長以透明材料包裝的食品及新鮮食品的貨架期。研究表明，脈沖強光對枯草芽孢桿菌、酵母菌都有較強的致死效果，30余次閃照后，可使這些菌由105個減少到0個。脈沖強光起滅菌作用的波段可能為紫外線，但其它波段可能有協(xié)同作用。

激發(fā)態(tài)紫外光脈沖滅菌技術(shù)

這是近期開發(fā)的最具應(yīng)用前景的滅菌技術(shù)之一。激發(fā)態(tài)紫外光脈沖滅菌技術(shù)不同于常規(guī)的物理滅菌手段，采用特制的光源和電源器件，在高頻高壓下產(chǎn)生單一波長253.7nm的紫外光，其強度可達到200mw／cm3以上，是常規(guī)紫外線裝置發(fā)光強度的200倍～300倍，其脈沖可達到納秒級，其能量足以打斷細胞DNA結(jié)構(gòu)中的C－H鍵、C－N鍵和O－H鍵，使DNA結(jié)構(gòu)產(chǎn)生致死性損傷，如果和低濃度過氧化氫協(xié)同作用，不但可以增大滅菌強度，同樣可以使殘留的過氧化氫分解，這種新技術(shù)的應(yīng)用將為無菌包裝設(shè)備的微生物柵欄系統(tǒng)提供強有力的技術(shù)支持。

超高壓滅菌技術(shù)

近年來，日本研制出一種新型的食品加工保藏技術(shù)，這就是超高壓滅菌技術(shù)。超高壓處理具有熱處理及其它加工處理方法所沒有的一些優(yōu)點，可保持食品(如肉類等)原有的風味成分、營養(yǎng)價值和色澤，并殺死食品中常見的酵母菌、大腸桿菌、葡萄球菌等而達到滅菌目的。所謂高靜壓技術(shù)(HHP)就是將食品密封于彈性容器或置于無菌壓力系統(tǒng)中(常以水或其他流體介質(zhì)作為傳遞壓力的媒介物)，在高靜壓(一般100MPa以上)下處理一段時間，以達到加工保藏的目的。在高壓下，會使蛋白質(zhì)和酶發(fā)生變性，微生物細胞核膜被壓成許多小碎片和原生質(zhì)等一起變成糊狀，這種不可逆的變化即可造成微生物死亡。微生物的死亡遵循一級反應(yīng)動力學。對于大多數(shù)非芽孢微生物，在室溫、450MPa壓力下的滅菌效果良好。芽孢菌孢子耐壓，滅菌時需要更高的壓力，而且往往要結(jié)合加熱等其他處理才更有效。溫度、介質(zhì)等對食品超高壓滅菌的模式和效果影響很大。間歇性重復(fù)高壓處理是殺死耐壓芽孢的良好方法。日本最新開發(fā)出的超高壓滅菌機，操作壓力達304MPa～507MPa。超高壓滅菌的最大優(yōu)越性在于它對食品中的風味物質(zhì)、維生素C、色索等沒有影響，營養(yǎng)成分損失很少，特別適用于果汁、果醬類、肉類等食品的滅菌，此外，采用300MPa～400MPa的超高壓對肉類滅菌時還可使肌纖維斷裂而提高肉類食品的嫩度。

高靜水壓滅菌技術(shù)

高靜水壓技術(shù)利用液體為傳壓介質(zhì)，使食品處于高壓狀態(tài)，達到滅菌的目的。其操作溫度低，對食品熱損傷小，處理的產(chǎn)品適宜于無菌灌裝。美國佐治亞大學的一位教授使用連續(xù)高靜水壓設(shè)備，才橙汁進行滅菌，然后采用實驗室無菌包裝設(shè)備灌裝，產(chǎn)品在40℃下儲藏，90天無任何劣變現(xiàn)象，并保持了原有的色澤與風味。其無菌包裝設(shè)備由箱體、氮氣輸送管、高溫高壓蒸汽輸送管和物料輸送管組成。灌裝的，將包裝容器置于箱體中，通入高溫蒸汽滅菌，然后通入高壓滅菌后的物料，最后充氮氣密封。

超聲波滅菌技術(shù)

超聲波是頻率大于10kHz的聲波。超聲波同普通聲波一樣屬于縱波。超聲波與傳聲媒質(zhì)相互作用蘊藏著巨大的能量，當遇到物料時就對其產(chǎn)生快速交替的壓縮和膨脹作用，這種能量在極短的時間內(nèi)足以起到殺滅和破壞微生物的作用，而且還能夠?qū)κ称樊a(chǎn)生諸如均質(zhì)、催陳、裂解大分子物質(zhì)等多種作用，具有其他物理滅菌方法難以取得的多重效果，從而能夠更好地提高食品品質(zhì)，保證食品安全。技術(shù)人員采用超聲波發(fā)生儀作為滅菌設(shè)備，以醬油為滅菌對象，取得了良好的效果。

膜過濾除菌技術(shù)

隨著材料科學的發(fā)展，各種可用于物料分離的膜相繼出現(xiàn)，膜分離技術(shù)已在食品、生物制藥等工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，例如生化物質(zhì)的提取、純水的制備、果汁的濃縮等，膜分離過程根據(jù)推動力的不同，大體上可分為兩種。一類是以壓力為推動力的膜過程，如超濾；另一類是以電為推動力的膜過程，稱為離子交換，如電滲析。以壓力為推動力的膜過程，根據(jù)膜所用的孔徑和截留能力可以分為微孔過濾、超濾和反滲透等。通常膜的孔徑為0.0001微米～10微米，而物料中微生物粒子大小一般在0.5微米～2微米。若選用孔徑小于微生物的膜，使料液通過膜過濾器進行過濾，則菌體粒子被截留，稱之為過濾除菌。膜過濾除菌技術(shù)具有耗能少、在常溫下操作、適于熱敏性物料、工藝適應(yīng)性強等優(yōu)點，其應(yīng)用前景廣闊，現(xiàn)已廣泛用于食品、生化、制藥、用水及空氣、乳品、果汁等的過濾除菌。

臭氧滅菌技術(shù)

臭氧滅菌機理在于O3／H2O形成強氧化電極電位，所以對微生物的細胞膜、細胞壁中的磷脂、蛋白質(zhì)有破壞作用。當O3進入細胞后會破壞酶和遺傳物質(zhì)，從而殺滅微生物。將臭氧與水混合形成臭氧水，可代替雙氧水處理無菌包裝容器。同時，由于自身的半衰期(5分鐘～14分鐘)作用，臭氧在水中極不穩(wěn)定，時刻發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生具有強烈氧化作用的單原子氧。在其產(chǎn)生瞬間，與細菌細胞壁中的脂蛋白或細胞膜中的磷脂質(zhì)、蛋白質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)，從而使細菌的細胞壁和細胞膜受到破壞，細胞膜的通透性增加，細胞內(nèi)物質(zhì)外流，使細菌失去活性。同時臭氧能迅速擴散進入細胞內(nèi)，氧化細胞內(nèi)的酶或HNA、DNA，從而致死菌原體。臭氧滅菌具有高效、快速、安全，便宜等優(yōu)點，自1785年發(fā)現(xiàn)以來，廣泛應(yīng)用于食品加工、運輸與貯存及自來水、純凈水生產(chǎn)等領(lǐng)域。臭氧水滅菌速度比氯水快300倍～1000倍，同時臭氧對環(huán)境滅菌也非常有效，還可以去除異味。

過氧化氫(雙氧水)滅菌技術(shù)

雙氧水是一種滅菌能力很強的滅菌劑，對微生物具廣譜滅菌作用。其滅菌力與雙氧水的濃度和溫度有關(guān)，濃度越高、溫度越高，其滅菌效力就越好。而在常溫下，雙氧水的滅菌作用較弱。過氧化氫通常用于包裝容器和輔助器具等滅菌，在使用過氧化氫滅菌時，其濃度一般控制在25%～30%，溫度為60℃～65℃。使用方法有浸漬法(即把包裝材料或容器浸漬于雙氧水中)、噴霧法(即把雙氧水噴霧噴射于包裝物品上)，使包裝材料表面有一層均勻的雙氧水液，然后對其進行熱輻射，完全蒸發(fā)分解成無害的水蒸氣和氧，同時增強滅菌效果。但在滅菌中雙氧水很少單獨使用，多與其他滅菌技術(shù)配合使用。例如，雙氧水+熱，這是應(yīng)用廣泛的方法，幾乎所有包裝材料都可用此方法處理。用熱雙氧水浸泡或噴霧，然后加熱，使殘留在包裝材料表面的雙氧水揮發(fā)和分解。加熱本身亦有抑菌作用，不同的設(shè)備加熱方式不同，但一般多為無菌熱空氣加熱。典型的系統(tǒng)有瑞典利樂公司的利樂無菌填充系統(tǒng)、國際紙業(yè)的無菌填充系統(tǒng)、德國PKL公司的Combiloe無菌填充系統(tǒng)等，雙氧水+紫外線，即采用低濃度雙氧水(＜1%)溶液，加上高強度的紫外線輻射滅菌處理，從而取得良好的滅菌效果，它比用雙氧水結(jié)合加熱處理的滅菌效力更顯著。這種滅菌方法只需在常溫下施行就可產(chǎn)生立即的滅菌效果。用雙氧水等藥劑滅菌的要求，是保證物品藥物殘留應(yīng)低于規(guī)定的要求。

除此之外，食品無菌包裝中還有其他的滅菌技術(shù)，如二氧化氯滅菌技術(shù)，環(huán)氧乙烷滅菌技術(shù)、氯氣滅菌技術(shù)、電子滅菌技術(shù)等。不同的滅菌技術(shù)可以聯(lián)合使用，使滅菌效果更為理想，如加熱與加壓并用滅菌技術(shù)、加熱與化學藥劑并用滅菌技術(shù)、加熱與輻照并用滅菌技術(shù)、靜電滅菌技術(shù)等-這些技術(shù)也都在不斷地研究和充分完善之中，相信在不久的將來這些技術(shù)也會逐漸在食品及其它無菌包裝領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。

東莞銘鑫包裝材料制品廠