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第五章食品包装新技术——无菌包装技术要点
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第五章 无菌包装技术
浙江工业大学
周绪霞
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5.1 无菌包装的基本概念和基本原理
5.2 无菌包装材料及其杀菌方法
5.3 无菌包装设备与无菌包装过程
本章主要内容
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无菌包装(aseptic packaging)
基本介绍
1913年:丹麦丁尼森对牛乳进行热杀菌并无菌包装,1921年取得了无菌保藏加工方面的专利。
上世纪20年代:美国研究了加热-冷却-充填(HCF)无菌加工, 主要研究罐头的灌装、封口设备。
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40年代末:超高温瞬时杀菌(UHTST)技术,用于乳品加工。该装置是后来乳品加工中利乐包(Tetra Pak,瑞典)无菌包装系统的必要组成部分。
40年代:研制了多尔-马丁(Dole-Martin)无菌灌装系统。1950年市场上出现了第一台工业无菌填充装置,它采用210oC的蒸汽加热。
1979年:广东罐头厂首先引进瑞典利乐公司的砖型盒包装机,用于生产甘蔗汁、番石榴汁等饮料。
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国内自制无菌包装设备和生产线的研制和生产尚处于刚起步的状况。
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第一节 无菌包装的基本概念和基本原理
一、无菌包装的基本概念
在无菌条件下,把无菌的或预杀菌的产品充填到无菌容器并密封之。
用于无菌包装的食品主要分为:
①能常温保存的无菌食品;
②能在低温下保存的无菌食品。
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无菌包装的特点:
包装内容物:采用最适宜杀菌方法,使色泽、风味、质构和营养成分等食品品质少受损失。
低温杀菌法(巴氏杀菌)
高温杀菌
高温短时杀菌(HTST)和超高温瞬时杀菌(UHTST)
包装容器和食品分别杀菌:不管容器大小都能得到品质稳定的产品。
包装材料:耐热性、强度要求不高。
适合:自动化连续生产,省工节能。
巴氏杀菌系将混合原料加热至68~70℃,并保持此温度30min,以后急速冷却到4-5℃。因为一般细菌的致死点均为温度68℃与时间30min以下,所以将混合原料经此法处理后,可杀灭其中的致病性细菌和绝大多数非致病性细菌;混合原料加热后突然冷却,急剧的热与冷变化也可以促使细菌的死亡。
主要适用于罐装、瓶装及蒸煮袋食品的杀菌。将食品驻入包装容器中完全密封,用蒸汽或热水蒸馏杀菌。一般罐头食品在115℃左右进行60-90 min的杀菌处理,普通蒸煮袋 采用115-120℃杀菌20-40 min ,高温蒸煮袋(HiBP-F)采用121-130℃杀菌8-20 min。
高温短时杀菌:食品经100℃以上,130℃以下的杀菌处理,一般几min;超高温瞬时杀菌:利用直接蒸汽或热交换器,使食品在130℃-150℃(一般141-142),保持几秒或者几十秒(2s)加热杀菌后,迅速冷却,使细菌无法存活、生长。这是两种适合于流动性液态或半液态食品的短时杀菌方法,能有效地保全食品原有的营养和风味质量,常用于无菌包装的食品杀菌。
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二、无菌包装的基本原理
无菌包装基本由三部分组成:一是食品物料的预杀菌;二是包装容器的灭菌;三是充填密封环境的无菌。
关键:保证无菌(以一定方式杀死微生物,并防止微生物再污染)。
微生物致死机理:①机械破坏机制;②化学作用机制;③生命力原理。
食品无菌包装的三大要素
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1、机械破坏机制
假设微生物存在一决定其存活的所谓“控制中心”。破坏此控制中心,即可使微生物致死。这可从致死的靶理论(Target theory)及对数致死规律得到说明,符合实际上的统计数字分析。
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2、化学作用机制
强调有抗代谢作用产生的重要物质的量的变化。它要求用定量的化学分析数据来说明。
3、生命力原理
以代谢过程中局部干扰作为杀菌机制的基础。它要求用定性的生化分析论据来说明。
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第二节 无菌包装材料及其杀菌方法
一、无菌包装用的包装材料
1、包装材料性能
具备以下性能:热稳定性;抗化学性、耐紫外性;热成型稳定性;阻气性;防潮性;韧性和刚性;避光性;卫生性;经济性。
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热稳定性
在无菌热处理期间不产生化学或物理变化
抗化学性、耐紫外性
在用化学剂或紫外线进行无菌处理过程中,材料的有机结构不变化
热成型
稳定性
在无菌处理或干制的热处理过程中,容器外型不发生改变
阻气性
阻隔空气中的氧气;保持充入容器的惰性气体不外渗
防潮性
阻止水分的穿透
韧性和刚性
便于机械化充填、封口
避光性
阻隔光线的穿入
卫生性
材料应是无毒的、符合食品卫生标准、且易杀菌
经济性
来源丰富,成本低。
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2、包装材料分类:
一般分为四类:金属、纸板、塑料和玻璃。
金属和玻璃:完全阻隔分子扩散,是理想的材料。使用这些材料的其良好保藏性能取决于容器的密封性及牢固性,但包装成本高。
纸板和塑料:最常用的包装材料。
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3、材料的性能与分子结构关系
(1)分子极性:极性小或分子中含极性基团如 和
-OH少的材料,
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