包裝工藝學(xué)第12章

《包裝工藝》第十二章生物防護(hù)包裝工藝

主講：吉林大學(xué)

生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院于慶宇基本內(nèi)容§1防霉包裝1.1防霉包裝等級(jí)及技術(shù)要求1.2防霉包裝技術(shù)設(shè)計(jì)與計(jì)算§2無菌包裝技術(shù)

2.1無菌包裝的機(jī)理2.2無菌包裝技術(shù)

§3防蟲害包裝3.1害蟲的生存條件及危害3.2防蟲害包裝技術(shù)第十二章生物防護(hù)包裝工藝

物品在儲(chǔ)運(yùn)過程中，常常受到微生物及害蟲的蛀蝕。生物防護(hù)包裝主要是使被包裝物品能處在一種可抑制霉腐微生物和害蟲生長的特定條件下，延長被包裝物品質(zhì)量保持期限?！?防霉包裝

易霉變的物品有：食品、干菜、干果、茶葉、卷煙、紡織品、針棉織品、塑料、橡膠制品、皮革制品、毛制品、紙及紙板等。水分是霉菌生長繁殖的關(guān)鍵因素。霉變一般經(jīng)過四個(gè)環(huán)節(jié)：(1)受潮。(2)發(fā)熱。(3)長霉。(4)腐敗。1.1防霉包裝等級(jí)及技術(shù)要求

1．防霉包裝等級(jí)。國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定分為3級(jí)：Ⅰ級(jí)包裝：產(chǎn)品表面看不見菌絲生長。Ⅱ級(jí)包裝：產(chǎn)品表面霉菌呈個(gè)別點(diǎn)狀生長，霉斑直徑小于2mm，或菌絲呈稀疏絲狀生長。Ⅲ級(jí)包裝：產(chǎn)品表面霉菌呈稀疏點(diǎn)狀生長，其中個(gè)別霉斑直徑2～4mm，或菌絲呈稀疏網(wǎng)狀分布，生長區(qū)面積小于25％。2．防霉包裝的有關(guān)技術(shù)要求

(1)對包裝材料的要求①與產(chǎn)品直接接觸的包裝材料，對產(chǎn)品不允許有腐蝕作用，不允許使用能產(chǎn)生腐蝕性氣體的材料；②防霉包裝材料，應(yīng)選擇吸水率和透濕率較低的包裝材料；③防霉包裝材料，必須耐霉，凡是耐霉性差的材料，應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定預(yù)先進(jìn)行防霉處理；④緩沖襯墊材料，可發(fā)性聚苯乙烯(EPS)發(fā)泡塑料及同類材料制成的包裝容器，必須干燥，防止包裝后相對濕度升高導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)霉。(2)對包裝環(huán)境的要求。①包裝環(huán)境應(yīng)保持清潔、干燥，無積水和有害介質(zhì)；②包裝過程中，應(yīng)保持產(chǎn)品和包裝容器的清潔，防止污染物(油漬，灰塵等)進(jìn)入包裝容器內(nèi)，不給霉菌留下養(yǎng)料，如金屬制品雖抗霉，但其上沾染一些營養(yǎng)物，也能導(dǎo)致霉菌的滋生。

(3)對儲(chǔ)存、運(yùn)輸環(huán)境的要求。①用于包裝和儲(chǔ)存的場所應(yīng)該干燥，并有適當(dāng)?shù)母魧右宰柚钩睔鈴牡叵律仙?，以免外包裝吸潮長霉；②倉庫堆放的包裝件之間及包裝件與墻之間應(yīng)留有通道，保持適當(dāng)?shù)木嚯x，以便進(jìn)行必要的觀察、清潔和處理，還有利于通風(fēng)，防止長霉。

1.2防霉包裝技術(shù)設(shè)計(jì)與計(jì)算防霉包裝技術(shù)有兩大類：密封防霉包裝和非密封防霉包裝。密封防霉包裝：(1)氣調(diào)防霉包裝技術(shù)。(2)干燥空氣防霉包裝技術(shù)。(3)氣相防霉包裝技術(shù)。非密封防霉包裝：(1)溫控防霉包裝技術(shù)。(2)藥劑防霉包裝技術(shù)。(3)電離輻射防霉包裝技術(shù)。(4)紫外線、微波、遠(yuǎn)紅外線和高頻電場防霉包裝技術(shù)?！?無菌包裝技術(shù)

無菌包裝技術(shù)是在包裝物、被包裝物、包裝輔助器材均無菌的條件下，在無菌的環(huán)境中進(jìn)行充填和封合的一種包裝技術(shù)。2.1無菌包裝的機(jī)理

無菌包裝主要包括：包裝物(材料或容器)的滅菌；產(chǎn)品的滅菌和無菌環(huán)境下的包裝過程，整個(gè)過程構(gòu)成一個(gè)無菌包裝系統(tǒng)。無菌包裝系統(tǒng)由包裝容器輸入部位、包裝容器滅菌部位、無菌充填部位、無菌封口部位及包裝件輸出部位等組成，對于不同的包裝容器和包裝材料，無菌包裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也不一樣。無菌包裝中采用的殺菌方法主要有加熱殺菌(也稱為熱殺菌)和非加熱殺菌(也稱為冷殺菌)兩大類。1．熱殺菌的機(jī)理微生物是造成食物變質(zhì)的主要因素，其中最耐熱的是細(xì)菌孢子，熱殺菌，就是要通過加熱，殺死細(xì)菌孢子。2．冷殺菌的機(jī)理冷殺菌技術(shù)主要有：紫外線殺菌、藥物殺菌、射線殺菌、臭氧殺菌、高壓殺菌、高電壓脈沖殺菌、磁力殺菌等。2.2無菌包裝技術(shù)

1．無菌包裝技術(shù)的適用范圍與特點(diǎn)主要用于液態(tài)食品和固液混合食品中，能夠進(jìn)行連續(xù)殺菌或分別殺菌后再混合的食品。固態(tài)食品經(jīng)表面清洗或殺菌處理后，也可再在無菌條件下用經(jīng)過無菌處理的材料包裝，然后在低溫條件下貯藏、運(yùn)輸和銷售。無菌包裝主要有特點(diǎn)：(1)對被包裝食品的殺菌可根據(jù)食品自身的特性和要求來選擇最佳的方法，其目的是使食品的色澤、風(fēng)味、營養(yǎng)成分得到最好的保護(hù)，并可延長其貯存期，便于儲(chǔ)運(yùn)和銷售。(2)用于無菌包裝的食品與容器是分別進(jìn)行殺菌的，不會(huì)導(dǎo)致傳熱障礙或普通罐裝食品殺菌時(shí)的那種共熱過程，避免食品與包裝容器發(fā)生反應(yīng)，減少容器成分向食品中滲透。(3)容器的表面殺菌可采用冷殺菌技術(shù)或其它有效的表面殺菌技術(shù)，所以對一些耐熱性較差的包裝材料也能夠應(yīng)用于無菌包裝。(4)適用于自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)、生產(chǎn)效率高，節(jié)能省工，有利于降低生產(chǎn)成本2．無菌包裝技術(shù)(1)巴氏殺菌技術(shù)。(2)超高溫殺菌技術(shù)。(3)微波殺菌技術(shù)。(4)電阻加熱殺菌技術(shù)。(5)高電壓脈沖殺菌技術(shù)。(6)超高壓殺菌技術(shù)。(7)磁力殺菌技術(shù)。(8)臭氧殺菌技術(shù)。3．無菌包裝的發(fā)展方向隨著殺菌工藝技術(shù)的不斷更新，無菌包裝、殺菌技術(shù)也逐漸擺脫傳統(tǒng)模式，向著與新的殺菌方式配套的方向發(fā)展。合理配套使用新的殺菌技術(shù)，是無菌包裝發(fā)展的方向?！?防蟲害包裝

防蟲害包裝就是為了保護(hù)內(nèi)裝物免受蟲類侵害而采取的一定防護(hù)措施的包裝。其任務(wù)就是破壞害蟲的上常生活條件．扼殺和抑制其生長繁殖。3.1害蟲的生存條件及危害

昆蟲的生殖能力相當(dāng)高，在溫暖潮濕的環(huán)境中并有充足的適宜食料，就有利于害蟲發(fā)育和繁殖。影響蟲害生存的環(huán)境因素

(1)溫度。

①有效溫度范圍(8～40℃)。

②停育高溫區(qū)(45～48℃)。

③致死高溫區(qū)(48～52℃)。

④停育低溫區(qū)(8℃以下)。⑤致死低溫區(qū)(0～一15℃)。(2)濕度

蟲體內(nèi)水分；害蟲食物的含水量

(3)空氣

(4)光線

(5)人為因素

3.2防蟲害包裝技術(shù)

1．高溫防蟲害包裝技術(shù)高溫殺蟲的效果不僅固害蟲的種類及蟲期的不同而異，而且與產(chǎn)品種類和含水量、接觸高溫的時(shí)間、保溫性能等因素有密切關(guān)系。高溫致死的原因主要有以下4個(gè)方面：①蟲體水分的過量蒸發(fā)。高溫使害蟲的生理代謝加劇，增加呼吸強(qiáng)度，促使害蟲氣門長時(shí)間開放，這時(shí)蟲體內(nèi)水分從氣門大量外逸造成蟲體失水。②蟲體壁的護(hù)蠟層和蠟層熔化．破壞了害蟲的上表皮和外表皮結(jié)構(gòu)。③蟲體的蛋白質(zhì)凝固。高溫使蟲體蛋白質(zhì)凝固變性，引起蟲體組織破壞致死。④蟲體的類脂物質(zhì)液化。

高溫防蟲害包裝技術(shù)有多種方法，廣泛應(yīng)用的有日光曝曬法、烘烤干燥法、遠(yuǎn)紅外線干燥法、微波干燥法等。作用都是降低物品本身的含水量，防止害蟲侵蝕；提高環(huán)境溫度，抑制或殺死害蟲。2．低溫防蟲害包裝技術(shù)。低溫防蟲包裝技術(shù)是利用低溫抑制害蟲的繁殖和發(fā)育，破壞其內(nèi)部組織，并使其死亡。低溫致死的主要原因有：①新陳代謝作用停止。在長時(shí)間冷昏狀態(tài)下，體內(nèi)儲(chǔ)藏的營養(yǎng)物質(zhì)被消耗，代謝水分增多，耐寒能力下降，最終因新陳代謝作甩停止而死亡。②細(xì)胞膜破裂。在致死低溫狀態(tài)下，蟲體細(xì)胞內(nèi)的游離水外溢到細(xì)胞間結(jié)冰，細(xì)胞膜會(huì)因冰體積增大而破裂，導(dǎo)致害蟲死亡。③原生質(zhì)脫水。細(xì)胞間隙中的游離水結(jié)冰會(huì)使原生質(zhì)脫水濃縮，鹽濃度增大，代謝物的正常排泄受阻，導(dǎo)致代謝物的積累中毒而亡。④酶的活性受到抑制。酶是生理活動(dòng)中不可缺少的物質(zhì)，酶的活性會(huì)因低溫而受到抑制和破壞。蟲體內(nèi)的生理生化活動(dòng)也會(huì)隨著酶的失活而減緩或中斷，致使害蟲生理機(jī)能喪失而死。

3．氣調(diào)防蟲害包裝技術(shù)氣調(diào)防蟲包裝就是改變包裝容器或儲(chǔ)藏環(huán)境內(nèi)的氣體成分，造成對害蟲不良的生態(tài)環(huán)境條件，來達(dá)到防治害蟲的目的。氣調(diào)防蟲的方法有：自然降氧法、機(jī)械降氧法、充CO2法、脫氧劑除氧法等。4．電離輻射防蟲害包裝技術(shù)電離輻射防蟲害包裝技術(shù)是利用射線破壞害蟲的正常新陳代謝和生命活動(dòng)，使其不育或死亡，達(dá)到防蟲的目的。利用電離輻射方法殺蟲有的特點(diǎn)：①較高的劑量對各種害蟲及其各個(gè)蟲期都有很好的致死效果；較低的劑量能引起害蟲的生理生化變化，產(chǎn)生不育現(xiàn)象。②射線具有較強(qiáng)的穿透性，能殺死物品內(nèi)較深部位中的害蟲。例如：蝦干、魚干易生蟲．輻射一次可以保證2個(gè)月不受害蟲危害。③可以連續(xù)處理大批量的產(chǎn)品，不產(chǎn)生高溫，不會(huì)使物品變質(zhì)及嚴(yán)重污染。

5．化學(xué)藥劑防蟲害包裝技術(shù)