包装工艺学课件13

1、1第十三章 生物防护包装工艺 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学2第十三章 生物防护包装工艺 被包装物品在流通过程中，除了受到环境、物理和化学环境、物理和化学诸因素的影响外，还受到生物因素生物因素的影响。这里，生物包括属于动物界的部分昆虫和害虫，以及微生物类部分昆虫和害虫，以及微生物类的霉菌、细菌和酵母菌的霉菌、细菌和酵母菌等。本章将分别讨论防霉、无菌和防虫害防霉、无菌和防虫害等生物防护包装。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学3第一节 防霉包装 由有机物构成的物品，包括生物性物品及其制品，例如食品、干菜、果品、茶叶、卷烟、纺织品、塑料、橡胶制品、皮革制品、毛制品、纸及纸板等，最容易受霉菌

2、侵袭而发生霉变和腐败。防霉包装就是为了防止这类内装物霉变而采取的一定防护措施。一、防霉包装的机理 霉菌是生长在营养基质上并形成绒毛状或棉絮状菌丝体的真菌，它们不能利用阳光吸收二氧化碳进行光合作用，必须从有机物中摄取营养物质以获得能源。因此，在外界因素如温度、湿度、营养物质、氧气和pH值等适宜时，就会使它们寄生着的物品霉变，不仅影响外观，而且导致物品品质下降。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学41. 物品霉腐的因素 （1）内在因素。）内在因素。容易霉腐的物品都含有霉腐微生物所需要的有机物，例如，霉腐微生物从含糖类的物品（如动物的肌肉、蜂蜜、水果、乳制品、棉麻纤维及其制品）中，从含有机酸的物品

3、（如苹果、葡萄、柑橘等）中获得碳酸供其生长繁殖用；从含蛋白质的物品（如肉类、蛋类、鱼类、乳类及其制品，皮革及其制品，毛线及其制品等）中获得氮源，供其合成菌体的需要；再从含脂肪类物品中获得碳源和能量，加上物品本身所含的水分，就构成了良好的培养基，为霉腐微生物生长繁殖提供了条件。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学5（ 2）外界因素。）外界因素。酶腐微生物获得了营养物质后，还需要适宜的外界环境因素如相对湿度、温度、空气等生长条件。 相对湿度。相对湿度。水分对酶腐微生物生长繁殖非常重要，因为营养物质必须溶于水才能被吸收，废物必须在有水的条件下才能被排除；霉菌的胞内酶和胞外酶所进行的生物化学反应只有

4、在有水的条件下才能起到催化作用。所需水分主要来自物品本身所含水分和周围空气所含水分，而物品含水量是随空气相对湿度的大小而变化，当物品含水量超过其安全水分时就容易霉腐，相对湿度越大，则越容易霉腐。为了防止物品霉腐，要求物品安全水分控制在12%以内，环境相对湿度控制在60%以下。此时，霉菌一般都丧失了生长能力。 环境温度与空气。环境温度与空气。环境温度主要影响酶的活性，霉腐微生物因种类不同，其所适应的温度也不相同，多数霉菌适应的温度范围是2430，在此温度下的酶的活性最强，新陈代谢作用随之加速，生长繁殖也最旺盛。此外，霉菌的生长繁殖还需要足够的和适量的氧气，过多或过少都不利。第十三章 生物防护包装

5、工艺包装工艺学62. 物品霉腐的过程 物品霉腐一般经过以下四个环节：物品霉腐一般经过以下四个环节： （1）受潮。）受潮。物品受潮是霉菌生长繁殖的关键因素。当物品吸收了外界水分受潮后，其含水量超过了安全限度，就为霉变提供了条件。 （2）发热。）发热。物品受潮后，霉菌开始生长繁殖，就要产生热量。一部分供其本身利用，剩余部分就在物品中散发，并使内部温度高于外表温度。 （3）霉变。）霉变。霉菌在物品上生长繁殖，开始生长菌丝，出现白色绒状物，称为菌毛，继续生长形成小菌落，称为霉点，菌落增大或融合成菌苔，称为霉斑。霉菌代谢产物中的色素使菌苔呈现黄、红、紫、绿、褐、黑、白等色。 （4）腐坏。）腐坏。物品发生

6、霉变后，由于霉菌摄取物品中的营养物质，通过霉菌分泌酶的作用，发生霉烂变质，产生霉变，物品内部结构受到破坏，失去原来的物理机械性能，外观出现污点或染上各种颜色，丧失了使用价值。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学7 根据上述霉菌生命活动的特点和霉腐过程，人们只要控制温度、湿度、营养物质和氧气等这些霉菌生长要素中的任何一个因素，就可以控制霉菌的生长，也就能确保包装容器内之物品免遭霉菌的侵袭。第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学8二、防霉包装等级与技术要求 国家标准GB/T4768-1995防霉包装中规定了机械、电工、电子、仪器和仪表等产品包装件防霉等级，其他各类物品的专业技术文件中亦各自规定了防

7、霉等级。 1. 防霉包装等级 防霉包装等级分为4级。内外包装材料与包装件按GB/T4857.21-1995防霉试验方法进行28天防霉试验天防霉试验后，各等级有如下要求： 1级包装：级包装：产品及内外包装未发现霉菌生长。 2级包装：级包装：外包装局部区域可有霉菌生长，面积不超过整个包装件的10%，但不能影响包装件的使用性能。 3级包装：级包装：产品及内外包装均出现局部长霉现象，面积不超过整个包装件的25%。 4级包装：级包装：产品及内外包装局部或整件出现严重长霉现象，面积占整个包装件的25%以上。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学9 2. 防霉包装技术要求 根据防霉等级提出防霉包装技术要求：

8、 （1）品质要求。）品质要求。 根据物品的性质、储运和装卸条件，设计防霉包装结构、包装结构、工艺和方法工艺和方法，使包装后的物品在规定的时间内符合防霉包装等级的要求。 a. 密封包装要求在规定的时间内，能控制包装容器内相对湿度低于或等于60%。 b. 非密封包装要求在规定时间内，采用有效防霉措施，使其符合防霉等级的要求。 被包装物品在包装前必须按规定进行严格检查，确认物品是干燥与清洁的，物品外观无霉菌生长痕迹，以及无直接引起长霉的有机物质的污染。 对被包装物品采取防霉措施时，不应对物品产生不良影响。第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学10（2）材料要求。）材料要求。 所使用的材料在物品包装前，

9、不应有长霉现象与长霉斑痕。 包装材料应有强的耐霉性。凡耐霉性差的材料，应按相应标准和规定预先进行防霉处理。 直接接触物品的包装材料，不允许有腐蚀性，或产生腐蚀性气体。 包装材料在使用前应按规定进行干燥处理。避免使用含水率与透湿率超过要求的材料。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学11（3）包装环境条件）包装环境条件 包装环境条件中相对湿度不能超过规定范围，保持环境清洁，避免有利于霉菌生长的介质带入包装箱内。 包装过程中避免手汗和油脂等有机污染物污染物品和包装件。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学12（4）储运环境条件。）储运环境条件。 储运场所应该干燥，并有适当的阻隔层以阻止潮气从地下上

10、升，以免外包装吸潮长霉。 仓库堆放的包装件之间及包装件与墙之间应留有通道，保持适当的距离，以便进行必要的观察、清洁和处理，还有利于通风，防止长霉。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学13三、防霉包装设计与计算 防霉包装有两大类：密封防霉包装与非密封防霉密封防霉包装与非密封防霉包装。包装。 1. 密封防霉包装密封防霉包装 对外观及性能要求高的物品，可选用以下方法进行密封包装，防止其在运输、储存过程中长霉。 （1）干燥空气防霉包装。）干燥空气防霉包装。选择气密性好及透湿率低的各类容器或复合材料等进行密封包装，在密封容器内放置一定量的干燥剂（如硅胶、蒙脱石干燥剂等）及湿度指示纸（如氯化钴湿度指示纸

11、，它在湿度大于60%时由蓝色变成粉红色)，以控制包装容器内的相对湿度小于或等于60%。 防霉包装干燥剂用量的计算可参考本书第十章防潮包装干燥剂用量的计算来进行。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学14（2）气调防霉包装。）气调防霉包装。气调防霉包装是通过降低包装内空气中氧气的浓度，人为地造成一个低氧环境，使霉菌的生长繁殖受到抑制，从而达到防霉的目的。气调防霉包装技术的关键是密封和降氧。气调防霉包装技术的关键是密封和降氧。包装容器的密封是保证气调防霉的重要条件，因此，包装材料除具有低的透氧率和透湿率以外，还必须具有良好的封口性能。封口方法可根据不同的材料加以选择。降氧是气调防霉包装的重要措施，

12、目前降氧的方法主要有：机械降氧法（真机械降氧法（真空包装或充气包装）利化学降氧法空包装或充气包装）利化学降氧法两种。第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学15 机械降氧法机械降氧法是在密封包装容器内，抽真空或置换充入保护性气体，如N2、CO2等，使O2的浓度低于1%。 化学降氧法化学降氧法是在密封包装容器内放置适当脱氧剂和氧指示剂。脱氧剂可把包装容器内的氧气浓度降至0.1%以下，防止物品长霉和锈蚀。脱氧剂用量可按密封容器内剩余空气容积的1/5（以mL为计量单位）选择相近的脱氧剂，如801脱氧剂规格有100型、200型多种型号，型号前数字表示该规格脱氧刹公称脱氧量的mL数。 第十三章 生物防护包装

13、工艺包装工艺学16（3）气相防霉包装。）气相防霉包装。在密封容器内放置具有挥发性或升华性的防霉剂，由于防霉剂具有抑菌或杀菌作用，利用其挥发气体与霉菌直接接触，杀死或抑制霉菌生长繁殖，以达到防霉的目的。 这类包装的技术关键是密封和使用适量的防霉剂，目前气体防霉剂有多聚甲醛、SF501、对硝基氯苯、环氧乙烷、对硝基苯甲醛等。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学172. 非密封防霉包装非密封防霉包装 非密封防霉包装适合于一些对霉菌敏感度较低或经过有效防霉处理后的产品，在不密封条件能够达到防霉效果的包装。 （1）低温防霉包装。）低温防霉包装。低温防霉包装是通过控制被包装物品本身的温度，使其低于霉菌生

14、长繁殖的最低界限，抑制酶的活性，它一方面抑制了生物性物品的呼吸、氧化过程，使其自身分解受阻；另一方面抑制了霉菌的代谢与生长繁殖，从而达到防霉的目的。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学18（2）药剂防霉包装。）药剂防霉包装。这种防霉包装技术是把对霉菌有抑制或杀灭作用的化学药品加到产品和包装材料（如防霉纸）上，来防止产品霉变，其抑制或杀灭的机理主要是使菌体蛋白质凝固、沉淀和变形；有的与菌体酶系统结合，影响菌体代谢，有的降低菌体的表面张力，增加细胞膜的透过性，使之发生细胞破裂或溶解。第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学19（3）其他防霉包装。）其他防霉包装。 电离辐射防霉包装技术电离辐射防霉包装

15、技术主要应用x射线与y射线，包装的物品经过电离辐射后即完成了消毒灭菌的作用，经照射后，如果不再受到污染，配合冷藏条件，小剂量辐射小剂量辐射能延长储存期数周至数月；大大剂量辐射剂量辐射可彻底灭菌，长期储存。 紫外线防霉包装技术紫外线防霉包装技术使用紫外线最有杀菌作用的一段波长，即260nm左右，其杀菌力最强，但由于紫外线穿透力很弱，所以只能杀死物品表面的霉菌。当包装物品和包装容器或材料在一定距离内经紫外线照射一定时间后，其表面的霉菌即被杀死，再予包装则可延长包装储存期。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学20微波防霉包装技术微波防霉包装技术是使用频率为300300000MHz的超高频电磁波，在

16、它的作用下，霉菌吸收微波能量，一方面一方面转变为热能而杀菌，另一方面一方面菌体的水分和脂肪等物质受到微波的作用，它们的分子之间发生振动摩擦而使细胞内部受损与产生热量，促使菌体死亡。微波产生的热能在内部，所以热能利用率高，加热时间短，加热均匀。 远红外线防霉包装技术远红外线防霉包装技术使用频率高于300000MHz的远红外线电磁波，其作用与微波相似，其杀菌机理主要是远红外线的光辐射和产生的高温使菌体迅速脱水干燥而死亡。 高频电场防霉包装技术高频电场防霉包装技术是使含水分高的物品和霉菌在 “吸收”高频电能后转化热量而杀菌。只要物品和霉菌有足够的水分，同时又有一定强度的高频电场，消毒杀菌瞬间即可完成

17、。第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学21第二节 无菌包装 无菌包装是在被包装物品、被包装容器（材料）和辅料、包装装备均无菌的情况下，在无菌的环境中进行充填和封合的一种包装技术。它常用于乳品、乳制品、果汁、饮料、食品及某些药品等的包装，尤其适于液态食品的包装。所采用的包装容器有杯、盘、袋、桶、缸、盒等，容积从10mL到1135mL不等；包装材料主要采用塑料/铝箔/纸/复合塑料薄膜，这种材料制成的容器可比金属容器节省15%2.5%的费用，大大降低了包装成本。其中被包装的食品可在常温条件下储存1218个月不会变质，保存68个月不损失风味。经过无菌包装的食品无须冷藏库储存、冷藏车运输、冷藏柜台销售，

18、因而节省能源，且成本较低，储存期长，销售方便，经济效益显著，深受消费者欢迎。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学22一、无菌包装的机理 无菌包装过程主要包括：包装品（材料或容器）的灭菌、被包装物品的灭菌和在无菌环境下进行包装作业，整个过程构成一个无菌包装系统。对于不同的包装品（材料或容器），无菌包装系统的组成部分也不尽相同。 实际上无菌包装并非绝对无菌，无菌包装只是一个相对的无菌加工过程，亦即“商业无菌 (commercial sterilization)。商业无菌是从商品角度对某些食品所提出的灭菌要求。就是指食品经过杀菌处理后，按照所规定的微生物检验方法，在所检食品中没有活的微生物检出，或

19、者仅能检出极少数的非病原微生物，但它们在储存过程中不可能进行生长繁殖。目前，无菌包装中采用的杀菌方法主要有加热杀菌（热杀菌）和非加热杀菌（冷杀菌）两大类。第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学231. 热杀菌的机理 加热是灭菌和消毒方法中应用最广泛的、效果较好的方法。这是由于食品变质的主要原因是微生物在食品中生长繁殖，而加热能使细菌的细胞中与繁殖性能相关的基因受热变态，从而丧失繁殖能力。微生物中最耐热的是细菌孢子，当环境温度在100以上时，温度越高，孢子死亡得越快，即所需灭菌时间越短。表13-1所示为肉毒杆菌孢子在中性磷酸缓冲溶液中的死亡时间与温度的关系。第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学24

20、 食品通常有香味和色素，当食品经过一定的温度和时间的加热，它们会发生不同程度的变化，但是这种变化对温度的依存关系比杀灭细菌孢子相对地小一些，而对时间的依存性大，从表13-1可以看出，加热温度在130以上杀灭细菌的时间显著地缩短，因此，热杀菌主要在尽可能短的时间内以一定的温度杀灭有害菌，以保持食品的品质。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学252. 冷杀菌的机理 高温在杀菌的同时往往会使食品的品质受到不利的影响，为此，非加热杀菌技术日益受到人们的重视。目前采用的冷杀菌技术主要有紫外线杀菌、药物杀菌、射线杀菌、高压杀菌、高电压脉冲杀菌、磁力杀菌等。其作用机理各有不同，但都是在不需加热的情况下作用

21、于细菌的蛋白质、遗传物质及酶等，使细菌变质致死，这种方法因不需加热，所以对食品的色、香、味有很好的保护作用。更适合于一些不能加热的食品或包装品，因此，已被广泛地采用。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学26二、无菌包装的灭菌技术1. 灭菌技术的应用 目前无菌包装主要用于液态食品和固液混合食品中，固液混合食品可以进行连续灭菌或分别灭菌后再混合。此外，固态食品经表面清洗或灭菌处理后，也可在无菌条件下用经过灭菌处理的材料进行包装，然后在低温条件下储存、运输和销售。随着无菌包装技术的不断发展，以及对产品品质的要求越来越高，许多食品或其原料都趋向于按照各自不同的特点与要求进行灭菌处理：第十三章 生物防

22、护包装工艺包装工艺学27（1）对被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，并可延长其储存期，便于储运和销售，（2）用于无菌包装的食品与包装品（包装材料或容器）是分别进行灭菌的，不会导致传热障碍或普通罐装食品灭菌时的那种共热过程，避免食品与包装品发生反应，减少材料成分向食品中迁移。 （3）包装品的表面灭菌可采用冷杀菌技术或其他有效的表面杀菌技术，所以，对一些耐热性较差的包装材料也能够应用于无菌包装。 （4）灭菌技术应适用于自动化生产，生产效率高，节能省工，有利于降低生产成本。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学282. 被包

23、装物品的灭菌技术 用于被包装物品的灭菌技术有两种，一种是巴氏灭菌技术，另一种是超高温短时间灭菌技术。 （1）巴氏灭菌技术。巴氏灭菌技术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、稀奶油、冰淇淋原料、乳酸饮料、发酵乳、低度酒、生啤酒、酱油、熏肉、火腿等食品的灭菌。灭菌对象是酵母、霉菌和乳酸杆菌等。 巴氏灭菌装置主要有间歇式杀菌装置、连续式低温灭菌装置和微波加热灭菌装置等。第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学29 间歇式灭菌装置是一种比较古老、日渐被淘汰的装置

24、；一般采用可以搅拌的夹层锅，利用蒸汽、热水和冷水达到加热冷却的目的；它热交换率低、操作劳动强度大，目前只有一些小厂仍在使用。 连续式低温灭菌装置主要用于液态食品灭菌；热交换方式有管式和板式两种。最常用的是板式中的片式热交换器，这种热交换器的最高使用压力可达0.40.5MPa、调节温度范围为-30150，流量允许范围为0.5100m3/h，是连续式液体食品灭菌的主要装置。 微波灭菌是近年发展起来的巴氏灭菌技术；其特征是加热效率高、时间短、传热均匀、控制容易、自动化程度高；特别是在面包、糕点的防霉灭菌方面显示了其他方法所没有的优越性。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学30（2）超高温短时间 （

25、UHTST）灭菌技术。超高温灭菌是指在135150温度条件下、短时间对被包装食品进行灭菌处理，以杀灭包装容器内的细菌。采用这种技术不仅能保证食品的品质，生产效率也可大大地提高。目前广泛用于乳品、果汁饮料、豆奶、茶、酒、矿泉水及其他产品的无菌包装。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学31 实践表明，灭菌时间过长，会导致食品的品质下降，特别是对食品的颜色和风味影响较大。从表13-1可见，灭菌温度在100120时，细菌死亡时间一般较长，将温度提高到135以上时，则死亡时间大为缩短；根据研究结果，灭菌温度增加10，取得同样灭菌效果的时间仅为原来灭菌时间的1/10。在灭菌条件相同的情况下，超高温短时间

26、灭菌与低温度长时间灭菌相比较，不仅灭菌时间显著缩短，而且与品质有关的食品成分保存率也很高，由表13-2可见，在120以下灭菌时，食品成分的保存率为70%，而在130以上的高温短时间和超离温短时间灭菌时，食品成分的保存率则上升到90%。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学32 超高温短时间灭菌装置有两种类型。一种为直接加热形式，就是用过热蒸气直接喷入液体状食品或把液体状食品喷入热蒸气，达到快速加热灭菌的目的。直接加热法最大的优点是快速加热和快速冷却，最大限度地减少了越高温短时间灭菌处理过程中可能发生的物理化学变化，但是要求热蒸气必须适于饮用，且对过氧化氢包装件加热前后的含水量要严格控制。另一种

27、为间接加热形式，它是利用管式或板式热交换器进行介质间接交换作用加热的间接加热灭菌的过程；间接加热由于温度控制方便，设备占地面积小、效率高等特点，应用比较广泛。第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学33（3）微波加热灭菌。微波是指波长在1300nm、频率为30030000MHz之间的电磁波，它遇到物体阻挡时能引起反射、穿透、吸收等现象；被物体吸收后能引起分子间的摩擦，把电磁能转变为热能。微波灭菌技术克服了常规加热方式中先加热环境介质、在加热食品的缺点，对食品的加热方式是瞬间穿透式加热，被加热的食品直接吸收微波能量而产生热能，加热速度快，内外受热均匀，同时食品中的微生物因吸收微波能量而使体温升高，破

28、坏菌体中蛋白质成分，起到杀菌作用。 微波加热可在120 130和1 2min条件下对多种液体、黏稠体及固体形状食品进行灭菌，达到保色、保香、保味的效果。而且在食品包装后还可以连同包装一起进行灭菌处理。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学34（4）电阻加热灭菌。电阻加热灭是利用连续流动红旗的导电液体的电阻热效应来进行加热，以达到杀菌目的，是对酸性和低酸性的黏性食品和颗粒状食品进行连续灭菌的一种新技术。 电阻加热灭菌要求交流电的频率在5060Hz之间，因为此时它的电化学性能稳定，交流电的转换率最高，且操作安全。电阻加热的适应范围根据食品物料的导电率来决定，大多数能用泵输送的、含有溶解离子盐且含水

29、量在90%以上的食品都可用电阻加热灭菌。且效果很好。 电阻加热因为是在连续流动的液体中加热，不需高温热交换，各种营养成分损失很少，且能量转化率达90%以上，适合于对物料进行整体加热，所以是颗粒状和片状食品实现瞬时无菌包装的较好的方法，如土豆、胡萝卜、苹果片及牛肉、鸡肉干等。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学35（5）高电压脉冲灭菌。高电压脉冲灭菌是将高压脉冲电场作用于液体食品。有效地杀灭食品中的微生物，而对食品本生的温度并无明显影响，因而最大限度地保存了食品中原有的营养成分。 当液体食品流经高压脉冲电场，由于外加电场的作用，液体中微生物的细胞膜上产生相应的电热，导致细胞膜上产生电荷分离。当

30、电势超过其临界值（大约为lV）时，由于带电分子间的相斥作用，引起细胞上出现空隙，导致细胞膜透过性增大和细胞膜功能受损，细胞膜受损程度与外加电场强度有关，当外加电场强度等于或略高于某个临界值时，细胞膜的暂时性损伤可以修复，而当外加电场强度远远超过其临界值时，细胞膜的损伤为不可逆性损伤，导致细胞最终死亡。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学36 高电压脉冲的灭菌效果受很多因素的影响，不仅取决于电场强度、脉冲宽度、电极种类等，还与液体食品的电阻率、PH值、食品中微生物种类及原始污染程度等有关。目前已经成功地将高压脉冲灭菌用于牛奶、果汁等的灭菌。其灭菌过程是： 液体食品储液罐热交换器加热装置（升温至

31、4050）真空脱气装置（除去液体中气体和液泡，以免影响处理槽中电场的均匀性）脉冲电场处理槽（电场强度1230kV/cm，脉冲宽度1040m）热交换器冷却装置（降温至10以下）无菌包装冷藏。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学37（6）超高压灭菌。超高压灭菌就是将食品在200600MPa超高压下进行短时间的处理，由于静水压的作用使菌体蛋白质产生压力凝固，达到完全杀菌的目的。 微生物并非一个均一的体系，而是由水、电解质、磷酸、脂肪酸、氨基酸等组成的，具有多种不同性质和不同构造特性。在200600MPa的超高压下，由于组成细胞的各物质的压缩率不同，体积变化也存在着各向异性。这些不同构造的物质界面膜

32、在高压下就会产生断裂受到破坏，从而达到灭菌的目的。 超高压灭菌的最大优越性是对食品的风味、色素、维生素C等没有影响，营养成分损失很少，特别适用于果汁、果酱类食品的灭菌。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学38（7）磁力灭菌。磁力灭菌是把需灭菌的食品放于磁场中，在一定的磁场强度作用下，使食品在常温下达到灭菌的目的。 磁力发生装置采用直流电磁石，磁通量由次极 间的距离和电流的大小来决定。首先装置一非晶体 的磁性体，然后将食品置于磁场中，如图13-1所示。通过曲轴使电机的旋转运动变成食品的上下运动，由于食品上下振荡，发生电磁诱导作用，在非 晶体薄膜上生成了电动势，产件了电流、还因非晶 体薄膜随食品

33、上下移动对细菌产生搅拌作用，经过 一定时间的连续振荡，可使食品达到灭菌的效果。 由于这种方式不需加热，不影响食品的风味和品质，主要适用于各种饮料、流体食品、调味品及其他各种固体食品的灭菌包装。第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学39（8）臭氧灭菌。臭氧（O3）的灭菌机理主要有两种解释：一种是臭氧很容易同细菌细胞壁中的脂蛋白或细胞膜中的磷脂质、蛋白质发生化学反应，从而使细菌的细胞壁和细胞膜受到破坏，导致细菌死亡；另一种说法认为臭氧可以破坏细菌中的酶或DNA、RNA，从而使细菌死亡。 臭氧灭菌多用于饮水或食品原料的灭菌，近年来由于人们对臭氧利用技术了解的深入，臭氧被广泛地用于食品的灭菌、脱臭、脱色

34、等方面，尤其是用于解决固体食品在生产过程中细菌的二次污染，臭氧有着其他灭菌方法所不及的特殊作用。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学403. 包装品的灭菌技术 无菌包装的包装品必须不附着微生物，同时具有对气体及水蒸气的阻隔性。所以在无菌包装前，还必须对包装品进行灭菌处理。包装品的灭菌通常有化学灭菌和物理灭菌两类方法。 （1）化学灭菌法。 过氧化氢灭菌。过氧化氢俗称双氧水，它的灭菌工艺具有以下特点：（）提高过氧化氢溶液的浓度，可以提高其灭菌效能；常用浓度为25%30%；（）提高灭菌温度。可以加速初生态氧的灭菌作用；常用温度以80为宜；（）不同的微生物对过氧化氢的敏感程度是不同的，特别是细菌孢子

35、具有更强的耐药力。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学41 过氧化氢溶液灭菌可采用浸渍法或喷淋法。灭菌处理后，包装材料再经热空气烘烤，能够增强新生态氧的灭菌效果以消灭一部分残存的细菌，同时材料表面余留的过氧化氢也已消失，随即进行充填工序。灭菌时，如果结合使用润滑剂，可以提高灭菌的效果，这时过氧化氢的浓度仅为15%20%，时间只需要34就能有效地杀死细菌。环氧乙烷灭菌。环氧乙烷气体主要用于食品自动包装机有关部件、包装容器和封口材料的消毒灭菌。灭菌后有一部分残留的环氧乙烷附着在包装材料表面，需采取升温和减压的方法以加速环氧乙烷的散失。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学42（2）物理灭菌法。

36、紫外线灭菌。紫外线的灭菌机理是由于紫外线照射后微生物细胞内的核酸产生化学变化，引起新陈代谢障碍，因而失去增殖能力。其灭菌效果与紫外线的波长、照射强渡（mWcm-2）以及照射时间（s）、湿度和照射距离有关。对于多数的微生物和细菌，波长在240280m的紫外线的灭菌效果最为有效。第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学43辐射灭菌。辐射灭菌即采用离子辐射的方法来进行灭菌。辐射处理可以在室温下进行处理，能够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，应该了解，热和光的辐射作用会损伤纸和和各种塑料的原有性能；例如，聚氯乙烯受热或紫外线照射会加速老化和分解，离子

37、辐射会促使包装材料中成分的化学变化。研究结果表明，辐射剂量为l0kGy或更低时，包装材料的机械性能和化学性能只有很微小的变化。 第十三章 生物防护包装工艺包装工艺学44 以上所说包装品的物理灭菌法也适用于被包装物品的灭菌。当前，食品灭菌工艺正在逐步摆脱传统的加热灭菌方式，向超高温度短时间以及不直接对食品加热的方向发展，以求最大限度的减少食品中营养成分的损失，尽量保持食品原有风味，延长食品的储存期。此外，灭菌方式也在向着配套的方向发展，例如采用高强度紫外线和低浓度过氧化氢相结合的灭菌方式，能够取得显著的灭菌效果（图13-2），使用浓度低于1%的过氧化氢，加上高强度的紫外线在常温下产生的灭菌效力是两者单独使用时的上百倍。由于过氧化氢浓度很低，对于残留的过氧化氢也无须采取措施，避免了传统过氧化氢灭菌需高温、长时间等问题。 第十三章 生物防