資訊 > 專家原創(chuàng) > 淺談食品無(wú)菌加工技術(shù)
無(wú)菌加工在全球廣泛應(yīng)用,生產(chǎn)高品質(zhì)的食品,如果汁、果泥、乳制品、湯料、布丁及進(jìn)一步加工所需的原料。在美國(guó),無(wú)菌牛奶和果汁更是學(xué)校午餐計(jì)劃的重要組成部分。
無(wú)菌食品加工的重要意義在于,它能夠延長(zhǎng)食品保質(zhì)期而無(wú)需冷藏,保持食品質(zhì)量,避免使用防腐劑,并通過(guò)實(shí)現(xiàn)商業(yè)無(wú)菌性保障食品安全。對(duì)食品加工企業(yè)而言,這項(xiàng)技術(shù)不僅提升了食品的質(zhì)量與安全性,還能降低生產(chǎn)成本并減少食品浪費(fèi)。
根據(jù)《美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)》第21篇第113部分《密封容器內(nèi)熱加工低酸食品》中的定義,無(wú)菌加工與包裝是指:“將經(jīng)過(guò)商業(yè)無(wú)菌處理并冷卻的產(chǎn)品灌裝入經(jīng)過(guò)預(yù)先滅菌的容器中,并在無(wú)微生物污染的環(huán)境下,使用滅菌封口材料進(jìn)行無(wú)菌密封?!币韵挛覀儊?lái)探討如何實(shí)現(xiàn)這一流程中的各項(xiàng)要求。
首先,所有用于無(wú)菌加工與包裝的設(shè)備和容器必須達(dá)到商業(yè)無(wú)菌標(biāo)準(zhǔn)。這意味著通過(guò)加熱、化學(xué)滅菌劑或其他適當(dāng)方式處理,使設(shè)備和容器中不再殘留任何對(duì)公共衛(wèi)生有意義的活性微生物,同時(shí)也消除那些即使無(wú)公共衛(wèi)生風(fēng)險(xiǎn),但在常溫下會(huì)導(dǎo)致食品腐敗的微生物。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),是無(wú)菌加工系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證過(guò)程中最大的挑戰(zhàn)之一。
此外,所有打算進(jìn)行無(wú)菌包裝的產(chǎn)品,必須在生物學(xué)和化學(xué)上都保持穩(wěn)定。尤其在化學(xué)穩(wěn)定性方面,曾有因熱處理未徹底滅活酶類而導(dǎo)致產(chǎn)品變質(zhì)的案例。為低酸食品(尤其是乳制品及布丁類產(chǎn)品)開(kāi)發(fā)高溫短時(shí)(HTST)工藝,成為一大難題。開(kāi)發(fā)新配方時(shí),首先需通過(guò)熱死亡時(shí)間研究,確定肉毒桿菌芽孢在產(chǎn)品中的耐熱性。
通過(guò)芽孢存活數(shù)據(jù),可以計(jì)算出兩個(gè)重要參數(shù):
? D值:在設(shè)定溫度下使微生物數(shù)量減少90%所需的時(shí)間(分鐘)。
? Z值:熱死亡時(shí)間曲線橫跨一個(gè)對(duì)數(shù)周期所需的溫度變化(攝氏度數(shù))。
基于D值和Z值,可以推算出不同溫度下的芽孢耐熱性。多數(shù)無(wú)菌加工產(chǎn)品在135°C到140°C范圍內(nèi)處理幾秒鐘后迅速冷卻,即可實(shí)現(xiàn)商業(yè)無(wú)菌狀態(tài)。有時(shí)還需進(jìn)行接種包研究,使用無(wú)毒的替代菌株模擬肉毒桿菌的熱反應(yīng),進(jìn)一步驗(yàn)證工藝安全性。
包裝材料滅菌
驗(yàn)證包裝材料滅菌工藝是無(wú)菌加工系統(tǒng)驗(yàn)證中較具挑戰(zhàn)性的環(huán)節(jié)之一。目前用于無(wú)菌食品包裝材料滅菌的方法包括:
? 過(guò)熱蒸汽滅菌(如Dole系統(tǒng)):通過(guò)對(duì)金屬罐和蓋子加熱至約190°C,利用細(xì)菌芽孢測(cè)試確認(rèn)達(dá)到商業(yè)無(wú)菌狀態(tài)。溫度標(biāo)簽輔助記錄表面實(shí)際溫度,以便確認(rèn)工藝可靠性。
? 輻射滅菌:適用于各類大小的袋裝產(chǎn)品(如果泥)。包裝袋暴露于伽瑪射線,并使用劑量計(jì)確保照射劑量達(dá)標(biāo)。
? 化學(xué)滅菌(如過(guò)氧化氫、過(guò)氧乙酸):過(guò)氧化氫的應(yīng)用標(biāo)志著無(wú)菌加工時(shí)代的開(kāi)啟。通過(guò)研究找到對(duì)過(guò)氧化氫高度耐受的芽孢桿菌作為指示菌,結(jié)合不同接種水平和干燥空氣溫度參數(shù),驗(yàn)證滅菌效果。
灌裝設(shè)備與區(qū)域無(wú)菌性控制
產(chǎn)品與包裝材料滅菌后,需要在無(wú)菌灌裝區(qū)完成組合。灌裝區(qū)本身不僅要實(shí)現(xiàn)無(wú)菌,還要在整個(gè)灌裝過(guò)程中維持無(wú)菌環(huán)境。
在 Dole 系統(tǒng)中,灌裝區(qū)域使用過(guò)熱蒸汽進(jìn)行滅菌。在將罐體和罐蓋組合并灌裝時(shí),灌裝區(qū)必須保持無(wú)菌。這是通過(guò)在正壓下持續(xù)供應(yīng)熱的過(guò)熱蒸汽來(lái)實(shí)現(xiàn)的。無(wú)菌性的驗(yàn)證是通過(guò)將替代細(xì)菌芽孢接種在小金屬片上,并將其置于灌裝區(qū)各處來(lái)完成的。每個(gè)金屬片的位置都編號(hào)并繪制成分布圖。無(wú)菌系統(tǒng)經(jīng)過(guò)滅菌循環(huán)后,回收金屬片并進(jìn)行培養(yǎng)。 對(duì)于使用化學(xué)方法滅菌的無(wú)菌包裝灌裝區(qū),驗(yàn)證方法與 Dole 系統(tǒng)類似。
在無(wú)菌袋灌裝區(qū)域的滅菌過(guò)程中也采用了類似的方法。將無(wú)菌袋放置在灌裝區(qū)并鎖定,袋口和蓋子在灌裝前進(jìn)行原位滅菌,滅菌方法可選用蒸汽、氯或過(guò)氧化氫。滅菌驗(yàn)證可以通過(guò)接種蓋子并進(jìn)行培養(yǎng),或者在灌裝艙內(nèi)放置帶菌條帶后回收并培養(yǎng)。
結(jié)語(yǔ)
無(wú)菌加工與包裝技術(shù)賦予了食品更長(zhǎng)的保質(zhì)期、更高的品質(zhì)與更好的流通便利性。以果汁生產(chǎn)為例,相比需要提前解凍的冷凍產(chǎn)品,使用耐儲(chǔ)存的無(wú)菌原料無(wú)疑是更加高效且經(jīng)濟(jì)的選擇。
Reference:
https://www.ift.org/news-and-publications/food-technology-magazine/issues/2025/may/columns/processing-understanding-aseptic-processing-of-foods?token=7a180f91-b9f2-485e-928b-69c926b4cd3c
作者簡(jiǎn)介:
Seattle,美國(guó)食品工程碩士,Certified Food Scientist, 海外食品行業(yè)從業(yè)6年,曾供職于美國(guó)知名嬰幼兒食品企業(yè),現(xiàn)今從事食品包裝研發(fā)工作。
各行各業(yè)的發(fā)展都離不開(kāi)市場(chǎng)需求的支持。對(duì)于食品相關(guān)行業(yè)企業(yè),積極跟進(jìn)市場(chǎng)需求的轉(zhuǎn)變,打通行業(yè)上下游的供需鴻溝,并努力提升自身生產(chǎn)加工水平,將有利于實(shí)現(xiàn)健康穩(wěn)定發(fā)展。
裹包機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、日化和工業(yè)等領(lǐng)域的自動(dòng)化包裝設(shè)備,主要用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行整齊包裹和封裝。裹包機(jī)以其包裝速度快、包裝質(zhì)量高和操作簡(jiǎn)便的優(yōu)勢(shì),極大提升了生產(chǎn)線的包裝效率,成為現(xiàn)代工業(yè)包裝的重要工具。
貼蓋機(jī)是一種專門(mén)用于為各種容器貼附蓋子的自動(dòng)化設(shè)備,廣泛應(yīng)用于食品、飲料、醫(yī)藥、化工及日化等多個(gè)行業(yè)。隨著現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)效率和品質(zhì)的不斷提升,貼蓋機(jī)憑借其高效、精準(zhǔn)和穩(wěn)定的性能,成為包裝生產(chǎn)線中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。
低速貼管機(jī)是一種專為中小批量生產(chǎn)設(shè)計(jì)的軟管貼標(biāo)設(shè)備,主要應(yīng)用于化妝品、醫(yī)藥、日化等行業(yè)。低速貼管機(jī)以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作便捷、成本低廉等特點(diǎn),滿足了企業(yè)對(duì)貼標(biāo)工藝的基本需求,是很多企業(yè)入門(mén)級(jí)自動(dòng)化包裝的理想選擇。
高速貼管機(jī)是一種專門(mén)用于各種軟管產(chǎn)品貼標(biāo)的自動(dòng)化設(shè)備,廣泛應(yīng)用于化妝品、醫(yī)藥、食品及日化行業(yè)。高速貼管機(jī)以其運(yùn)行速度快、貼標(biāo)精度高和操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì),成為現(xiàn)代生產(chǎn)線上不可或缺的包裝設(shè)備,極大地提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品外觀質(zhì)量。
麥芽糖醇是一種天然存在的多元醇類甜味劑,因其甜味適中且熱量低,被廣泛應(yīng)用于食品、飲料及醫(yī)藥行業(yè)。麥芽糖醇不僅具有良好的口感,還能有效降低食品中的糖分含量,是現(xiàn)代健康飲食的重要選擇。
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