杨忠敏

（湖北十堰市化工材料科技开发公司）

抗菌食品包装撬动市场走俏未来（下）

杨忠敏

（湖北十堰市化工材料科技开发公司）

（上接《塑料包装》2014年第4期）

3.无菌包装技术

物品由于在生产、包装、运输、储存过程中不断受到各种微生物的污染，而使得物品带有种类繁多的微生物。虽然可以运用化学药剂、气调、高温、低温等灭菌技术进行杀菌。然而仅仅进行杀菌是不够的，因为许多物品不可能随保存在杀菌环境中，特别是某些食品，所以，无菌包装技术被广泛地应用到食品包装中。无菌包装技术是在被包装物、包装容器或材料、包装辅助器材无菌的情况下，在无菌的环境中进行充填和封合的一种包装技术。

无菌包装技术的主要研究对象是食品、饮料的包装，其次是对热敏感产品（如医药等）的包装。食品无菌包装是指将经过灭菌的食品（如饮料、奶制品等）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。目前，在世界上许多地方，无菌包装已成为与人们生活最密切相关的包装形式之一。在饮料、奶制品等食品的包装上得到了广泛应用，为广大食品生产企业带来无限商机。随着消费者对食品包装保鲜功能提出的更高要求，改进食品包装来延长食品的新鲜便成为许多厂商研究的重要课题。

包装工业是涉及多学科的新兴工业，有资料显示：全世界与消费直接相关的包装，年销售额约为1100亿美元，占世界包装市场总额的63%，预计未来可达1300亿美元。其中，日用化妆品、食品等与人民日常生活紧密相关的包装，更有较快的增长，年增长率一般在6%左右。随着环保、绿色呼声的日益高涨，无菌包装技术不但成为食品工业中一项高新技术，也成为全包装行业瞩目的新兴产业。无菌加工及包装技术将成为未来包装行业中的重头戏。

食品包装技术要解决食品包装中3个主要问题：一是根据产品的种类和贸易需要先选用合理的条件进行食品包装，以延长食品的保藏期；二是选用适当的包装材料，使食品在出厂以后，能经受运输、贮藏、分配和零售各个环节的周转；三是所用包装材料和工艺方法，在经济上能使企业获得效益。无菌包装是指根据产品要求，在无菌状态下，把经过灭菌处理的物料，装进事先灭菌或经无菌处理的包装容器内，让其储存于不透风、不透气甚至不透光的特定环境中，在常温下无需冷藏也能保持较长的时期而品质不变。可见无菌包装，原是对一种特殊的包装方法的简称。但是，随着时间的推移，现已发展成为一个领域或者说一个系统工程。它至少包括无菌包装技术、无菌包装工艺、无菌包装材料、无菌处理设备、无菌包装机械装备。无菌包装包括包装材料的无菌、包装产品的无菌、包装环境的无菌和包装后完整封合四个要素。“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汽进入包装。经无菌包装的食品不须添加防腐剂，在常温下可以保持一年至一年半不变质，大大节省了能源和设备。由于无菌食品包装的灭菌时间短，因而食品的营养成分破坏少，色、味保持较好，近年来在牛奶、酸奶、果汁等包装中均得到广泛应用。

无菌包装技术是经过杀菌后冷却的无菌食品在无菌状态下填充到事先杀菌的容器中，在无菌的条件下进行密封。这种处于无菌状态下的产品，可在常温下贮运而不致变质。无菌包装食品比罐（瓶、袋）内无菌食品或冷藏食品，在产品质量和包装、贮运费用方面有较高的效益。因此，这种技术在世界上已引起广泛的兴趣，许多无菌包装系统正在迅速发展，将得到广泛的应用。抗菌包装体系一般由包装材料、抗菌剂和食品三部分组成。抗菌剂通常涂在包装材料上、合成于包装材料内、固定在包装材料表面或被改良成包装材料。

蒸煮袋包装和无菌包装是未来食品包装的两大方向。目前世界各国食品市场上标志无菌充填包装的食品深受消费者青睐。牛乳、果汁、咖啡饮料和盐汽水，果子冻，各种各样甜点心采用无菌包装后使原味保存期长达60天以上，可较长时间地保存食品。无菌包装排除微生物混入，要求特殊设计的净化车间，无菌包装材料，容器和设备，对操作人员个人卫生严格要求，因而最终食品有可能长期保存。充填食物经高温短时杀菌（UHT）处理，使食品保存着天然风味，维生素，蛋白质之类营养成份，破坏少，被人们誉为理想的包装技术。无菌充填包装是先对包装材料或容器进系统行灭菌处理，然后在无菌环境下进行充填包装的系统，大致上有下面几种：一是成型、充填、封口系统。卷筒层压纸板或塑料薄膜连续制成容器，同时充填封口；二是充填、封口系统。利用预成型塑料或纸等罐头或瓶等容器，在无菌环境下充填包装；三是吹塑瓶系统由塑料材料直接成型容器，利用此时的热灭菌，完成无菌化充填密封；四是箱衬袋（bag inbox）系统纸塑复合材料构成塑料内壁盒子。然后充填密封。

无菌包装技术不仅在乳制品行业有很好的发展空间，而且在其他的行业也有了长足的发展。我国饮料行业中一大批大型骨干企业的技术装备已接近或达到了国际先进水平。未来饮料行业对包装设备需求很大，尤其是茶、果汁等不含气饮料的灌装设备。

4.抗菌材料在包装中的应用

包装材料经常被用来直接接触包装物，当包装熟食、糖果等营养丰富的物品时容易引起包装材料上微生物的生长繁殖。另外，由于商品仓储过程中一般是集中堆放，空气流通性差，环境湿度大，也容易引起包装材料感染微生物。因此，抗菌包装材料在熟食品、生鲜食品、果蔬等营养丰富的物品包装领域应用十分适宜。无菌包装材料是以食品专用纸板作为基料的包装系统，由聚乙烯、纸、铝箔等复合而成的纸质包装。是一种高技术的食品保存方法，是指被包装的液体食品在包装前经过短时间的灭菌，然后在无菌条件下即在包装物、被包装物、包装辅助器材均无菌的条件下，在无菌的环境中进行充填的和封合的一种包装技术。容量一般在180～2000m1左右。共分为两种应用类型：冷藏包装和常温包装。

新型抗菌包装材料必须具备三大特点：一是对多种病原细菌有抗菌效果；二是抗菌效果持续时间长，抗菌率高；三是稳定性好，在包装加工过程中，热稳定性高，浓度稳定，对作业环境无不良影响。为适应市场需求，世界上一些大的助剂厂商和包装生产企业正在开发一些新型活性抗菌包装材料。加入抗菌剂的高分子材料将成为抗菌包装材料的发展主流，抗菌高分子包装材料可选用的材料很多，有可产生过氧化物的薄膜，还有可释放二氧化氯的高分子材料等。生物活性包装可应用于食品风味、色泽的改进以及货架期的延长。研究表明，将抗菌剂结合于聚苯乙烯树脂材料中具有抑制大肠杆菌生长的作用，且可以减少病原菌的生存。其抑菌能力随PH值的变化而变化，PH值愈低，病原菌量愈少。抗菌高分子材料对许多微生物如沙门氏菌、葡萄球菌及大肠杆菌等污染皆能有效控制，其抑菌效能可重复使用5次以上。未来抗菌包装材料亦可配合GMP作为食品包装技术的抑菌因子之一。

目前市场上常见的纸塑铝复合无菌包装材料主要有4种原材料：即纸板、聚乙烯、铝箔和油墨。纸板不直接接触包装内容物，但其是包装的重要构成部分，占整个包装重量的75%左右。主要作用是加强包装成型后的挺度和硬度。无菌纸包装材料广泛应用于液态乳制品、植物蛋白饮料、果汁饮料、酒类产品以及饮用水等的加工，无菌包装材料可以包装包括牛奶、果汁及饮料、酒类、水、蕃茄制品、汤品、甜食、营养食品及其他产品。聚乙烯无菌包装中食品级的聚乙烯，重量占整个包装的20%左右，主要作用是阻隔液体渗漏和微生物侵袭。铝箔无菌包装中铝箔的重量只占整个包装的5%左右，主要作用是避光和阻断透气，保持内容物不被氧化，减少营养损失，保持口味新鲜。油墨在无菌包装中的重量微乎其微，但是对卫生安全却非常重要。目前市场上乳品和饮料包装印刷用油墨主要是溶剂性油墨和水性油墨。

无菌包装是软塑包装业中占很大份量的一类塑料包装，它是指在无菌的环境中把已杀菌的食品，包装在无菌的包装材料中，达到食品及包材均无菌的状态，能较长时间地保鲜食品。无菌包装可将食品和包材分别进行杀菌，然后在无菌下包装操作。也可以先用包材把食品包装后，再把包装了的食品进行杀菌处理，达到无菌化。高温蒸煮袋就是属于后一类的无菌包装。食品的腐败变质有机械的、化学的、物理生理上的各种原因，例如：食品，尤其是青果物表皮受到机械损伤，容易发生腐败变质；青果物发生过熟而腐败是生理上的；受到化学制剂的污染以及微生物的侵入都会引起霉烂变质。延长食品的保鲜期就要想方设法去除一切可能引起食品变质的各种因素，食品的无菌包装就是消除食品中的所有微生物，并用无菌化的包材包装密封，使之长久地处于无菌状态，以期有更长的适用期，使顾客都能吃上世界各地的独特风味的食品，而不受季节、距离的影响，并能消除因腐败变质引起的食品浪费。

无菌包装允许利用热塑性和纸质的包装材料，从而为单份消费的产品提供价廉的小包装，采用无菌包装技术的食品也可以在1000升的大容器内保持无菌状态，这是容器内杀菌技术所办不到的。无菌包装的食品，其色、香、味和营养素的损失比容器内杀菌的损失小，例如维生素能保存95%，而且不论包装的大小，产品质量都保持一致。某些对热敏感的产品，更适宜用无菌包装。例如牛奶，采用容器内杀菌法容易产生焦熟味。无菌包装的设备虽贵，但和同等大小的铁或玻璃容器比较，则其包装费用却可降低1／2或2／3。

蒸煮袋包装和无菌包装是未来食品包装的两大方向。目前世界各国食品市场上标志无菌充填包装的食品深受消费者青睐。牛乳、果汁、咖啡饮料和盐汽水，果子冻，各种各样甜点心采用无菌包装后使原味保存期长达60天以上，可较长时间地保存食品。无菌包装排除微生物混入，要求特殊设计的净化车间.无菌包装材料，容器和设备，对操作人员个人卫生严格要求，因而最终食品有可能长期保存。充填食物经高温短时杀菌（UHT）处理，使食品保存着天然风味，维生素，蛋白质之类营养成份，破坏少，被人们誉为理想的包装技术。

新型抗菌玻璃包装容器是一种自身具有抗菌作用的玻璃容器，它既保持了玻璃包装容器的优点，清洁卫生，又具有稳定持久的抗菌、抑菌作用，是一种玻璃容器的升级换代产品。含有不同添加剂的特种抗菌玻璃，在水、酸、盐、光等综合作用下，适量释放出具有抗菌作用的原子及离子，以达到杀菌灭菌的效果。然后以这种玻璃容器为抗菌剂的载体，使其均匀地附着在成型的各种各样的玻璃容器的内表面，在使用过程中载体适量、均匀地释放出某些抗菌金属离子，利用其氧化性阻碍细菌的新陈代谢，吸引细菌细胞中的负离子，达到灭菌防腐的目的。具有抗菌防霉功能的抗菌纸，是指各种具有抑制细菌、霉菌及危害纸品的蠹虫能力的功能性纸张。黄油、奶酪、肉、熏鱼和烤制食品等需长期储存的食品包装多使用抗菌包装纸。用于包装和长期储存水果、蔬菜、禽蛋和其它食品的包装纸或箱纸板，也十分需要具有抗菌防霉功能。盛装牛奶用的纸质包装容器对抗菌防霉性能也有明确的要求。制造具有抗菌防霉性能的包装纸袋也具有重要的意义。抗菌防霉纸袋可以用于保存米面、白糖等物品，同时具有湿强度和抗菌防霉功能的纸袋是包装含湿物品和易发霉物质的理想包装材料。

无菌包装材料由于其优点明鲜，在我国有良好的发展趋势。其主要原因：一是我国牛奶产量主要在北方，而南方的牛奶消费比北方大，牛奶的常温包装就显得尤为迫切；二是随着国民生活水平提高，对果汁饮料及茶饮料的需求逐年增加。因此，无菌包装食品的需求量不断增加。无菌复合材料加工，国内除跨国企业外，未来几年国内无菌复合包装材料的产量与质量将有很大提高，今后有可能进入国内著名乳品集团，从而打破垮国企业的垄断局面。无菌包装的发展前景是很好的，目前急需国家有关部门政策支持，无菌包装产品在低端市场恶性竞争而把国内中高端无菌包装市场拱手让给跨国企业。

5.食品抗菌包装的应用发展面临机遇和挑战

随着人民生活水平的不断提高，人们消费意识的加强，消费观念的转变，国民对果汁饮料及茶饮料的需求逐年增加，无菌纸包装需求量每年以20%～30%的速度增长。据业内人士预测，按每年10%的速度递增，2015年我国液态乳制品的消费量将达到3000万吨。以我国乳制品市场为例，据调查，现在我国人均年牛奶消耗量仅为6.4公斤，远低于国际平均水平的105公斤。按照我国十二五计划，我国人均奶类占有量达到10公斤／年，总产量达到1350万吨／年。到2030年，奶类人均量达到25公斤／年，总产量达到4250万吨／年，市场前景光明。我国现在有乳品生产企业近1500家，年产量800万吨，但其中90%属小型作业，日产量低于100吨，只有少数拥有先进的超高温灭菌生产线。我国乳品市场急需高科技包装。据悉，国家已将液态奶无菌包装列为最先开发项目，斥资20亿元扶持液态奶工业的发展。除了乳制品行业，还有果汁饮料、蔬菜汁加工行业等许多市场有待我们去开发，无菌包装的市场潜力巨大。我国的无菌包装行业将面临着新的机遇和发展空间。

无菌包装属于现代高新技术的包装手段，真正用于生产实践仅有十年的历史。随着科技的飞速发展以及相关应用技术不断提高，无菌包装在食品及药品包装中的应用日益广泛。

随着科技的飞速发展以及相关应用技术不断提高，无菌包装在食品及药品包装中的应用日益广泛。食品安全性第一与营养功能兼顾性原则逐步为消费者所认同，为无菌包装技术及装备市场化应用开拓了广阔的空间，以致业内公认无菌包装是未来食品包装业的发展方向。

无菌包装的优点是对包装食品的杀菌可根据食品自身的特性和要求来选择最佳的方法，其目的是使食品的色泽、风味、营养成分得到最好的保护，复合包装材料和真空状态可以使产品免受光、气、异味和微生物的侵入，使食品不必加防腐剂，运输、仓储不需冷藏，并可延长其储存期，便于储运和销售。用于无菌包装的食品与容器是分别进行杀菌的，避免食品与包装容器发生反应，减少容器成分向食品中渗透。适用于自动化连续生产，生产效率高，节能省工，有利于降低生产成本。食品包装材料的研发重点主要集中在可再生、可降解材料，及提高包装容器和薄膜材料的阻隔性能，开发新型活性材料等。在活性包装材料的研究方面主要致力于材料的抗菌活性研究，从而使食品在储运中免受微生物侵扰，提高食品的货架寿命。

纵观无菌包装业近几十年的发展历史，我们可以清楚地看到，无菌包装技术的发展无不伴随着现代高新技术的进步而发展并日益显现优势。向高新技术集成性和高可靠要求的方向发展无菌包装技术是一项对食品及药品的安全性实现综合技术保障的系统工程，它集光机电一体化技术、现代化学、物理学、微生物学、自动控制、计算机通讯等多项高新技术为一体。为满足产品的安全性要求，系统本身的每一个子系统无不包含着新技术、新材料、新工艺的成果。为了满足高可靠度的要求，每一个子系统从设计到制造，从运行实验到运行监控，以及信息反馈与补偿修正都要融入现代质量的理念，达到设备固有可靠性与运行可靠性统一。

在食品包装材料中加入一定量的抗菌剂制成的抗菌包装材料，可分为抗菌薄膜、抗菌中空容器、抗菌包以及抗菌周转箱等，其中食品抗菌包装薄膜是应用最为广泛的。据数据库消息，一项壳聚糖、有机酸及其纳米级胶体在食品抗菌包装材料中潜在应用的研究。研究人员将低分子量及中分子量的壳聚糖及有机酸抗菌活性进行对比。研究结果表明，壳聚糖抗菌活性受其分子量的影响，低分子量及中分子量壳聚糖最低抑菌浓度（w／v）分别为0.010%、0.015%，纳米级苯甲酸－山梨酸胶体抗菌活性显著高于其非纳米级胶体。纳米级胶体抗菌剂可以使用更少的抗菌物质达到相同的抗菌效果，在智能抗菌包装材料中具有广阔的应用前景。

现在，无菌包装技术仍然在不断发展。因为即使在工业比较发达的国家，无菌包装技术也是一项高新技术，也需要加强投入进行技术创新。因此，包装企业应加强与其它相关企业的合作，一方面改进食品无菌包装材质及包装外形设计。另一方面要扩大无菌包装的使用范围，如对无菌包装材料进一步开发，以方便对含气饮料、带颗粒饮料和固体食品的包装，并拓宽无菌包装在酿酒、调味品、医药、化妆品等方面的应用。随着我国经济的迅速发展，食品无菌包装技术将不断提高，包装企业应不失时机地研究开发无菌包装新产品，拓宽无菌包装技术的应用范围。无菌包装是今后食品包装的主要包装方法，对于提高食品的保鲜期，延长食品的适用期有很大作用，值得包装业界大力开发生产。随着改革开放的进一步深入，我国的食品工业将面临一次全面的架构调整，企业之间相互加盟合并，扩大生产规模，是一种趋势，无菌包装技术作为液态食品包装的先进技术其应用前景十分广阔。

6.结束语

食品包装技术是随着科学技术的进步、市场的需求以及新型包装材料的不断出现而逐渐形成和发展的。常用的包装技术有防潮、真空、充气、收缩、气调、罐头和无菌包装7类。食品抗菌包装是食品活性包装中最有前途的一部分。一些食品经杀菌进行无菌包装或者真空包装后，在运输过程中食品的包装破损或者是开封后再储藏，就很难达到原有的无菌效果了。在这种情下，选择抗菌薄膜包装是最有益的，它能不断释放抗菌剂来抑制微生物的生长：保证食品的安全，延长食品的货架寿命。我国经济发展正不断飞跃，人们的消费观念正不断更新，人们对方便、快捷、新鲜食品的需求，国内市场对绿色食品的消费需求日益高涨，食品安全和食品质量就成了食品领域最关注的问题。无菌包装技术，作为液态食品包装的先进技术其应用前景十分广阔。我国包装企业想在无菌包装市场大有作为，必须不断引进先进设备，打破市场垄断，真正进入中高端无菌包装市场，开启包装业新航道。

（完）