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《包裝設計制作工藝與檢測技術標準實用手冊》
第二篇 包裝技術與工藝
第四章 無菌包裝技術與工藝
第三節 包裝材料與容器的滅菌技術
一、紙、薄膜、復合膜等包裝材料的滅菌技術
（一）紫外線滅菌
紫外線穿透能力較差，只用于紙、膜等的表面滅菌，其滅菌效果與紫外線的波長、照射度以及照射時間有關，波長在250～260nm左右，滅菌效果為最好。
微生物的滅菌效果與紫外線照射度、照射時間的關系可用如下公式表示：
S＝P／P0＝e－E·t／Q （2－4－1）
式中：S為細菌的存活菌率；
P為紫外線照射后細菌的存活數；
P0為紫外線照射前的細菌數；
E為有效輻射照度；
t為照射時間；
Q為把S假設為1／e＝36．8％時所必須的照射線量（有效放射度×照射時間）。
紫外線的殺菌機理主要是由于紫外線照射后微生物細胞內的核酸產生化學變化，引起新陳代謝障礙，因而失去增殖能力。
例如，枯草芽孢，在104個／100cm2初菌數以下時，芽孢的存活數隨紫外線照射時間的延長而直線下降。當枯草菌芽孢的初菌數在104個／100cm2以上時，紫外線照射時間增加3、5、10s，芽孢存活數也不會有多大減少，這種現象稱為拖尾現象。造成這種現象的重要因素是細菌群相互間的陰影效果。因此對包裝容器（或包裝材料）進行紫外線滅菌，滅菌前的預處理是很重要的。因初菌數多少直接影響滅菌效果。如管理嚴格，包裝容器（或包裝材料）初菌數少，滅菌的安全率就高，并能緩和滅菌條件。
紫外線殺菌的效果，除了受照射距離、照射時間的影響，還與物體表面所受的有效照射度的大小有關。高性能紫外線殺菌裝置的照度受紫外線燈管的老化、燈泡及反射面的油垢、手垢、煙、灰塵等污染的影響而降低。
紫外線殺菌作為無菌包裝或清潔包裝材料是較為有效的滅菌方法，它具有不殘留藥劑、安全性高、使用方法簡便等優點，但有設備昂貴、壽命短、滅菌的成本高，滅菌不夠徹底等缺點。
（二）環氧乙烷
殺孢子能力可達99．5％，但由于使用起來技術復雜，消毒時間長，且環氧乙烷有強烈的刺激性氣味，主要用于醫療器械的滅菌包裝。
（三）有效氯
濃度為4000mg／l有效氯的次氯酸鈉水溶液，pH值為4．5，即使不加熱進行殺菌，無菌率也可達99．92％。同時配合加熱（85℃）進行滅菌，無菌率達99．92％，據報導，如以含氯3600mg／l、pH4．5的次氯酸鈉并水溶液加熱到175℃對紙進行滅菌處理，可以達到99．99％的無菌率（無殘存微生物）。但氯對金屬材料的強腐蝕性，使這種方法在技術上受到限制。
（四）雙氧水
采用雙氧水或雙氧水＋低溫熱處理，兩者的效果都不是太明顯。例如濃度22％雙氧水在85℃處理只能得到97％的無菌率。不過125℃的溫度和15％雙氧水相結合，可得到高達99．7％的無菌率。因此，采用雙氧水與高溫結合的工藝已成為現代無菌包裝的重要手段。
（五）紫外線和低濃度雙氧水結合殺菌法
紫外線或雙氧水作為食品工藝殺菌手段或殺菌劑，世界各國早已采用。不過以往單獨使用，弊病不少，效果不大。例如，雙氧水液很難噴霧于開口的空盒內，尤其在高溫下操作更不易施行，且殘留的H2O2易形成潛在危害。單獨使用紫外線也一樣，不旦殺菌效率低，還會受塵埃遮蔽的影響。如果兩者結合使用，則會產生驚人的效果，尤其是使用低濃度雙氧水液（＜1％），加上高強度的紫外線，只須在常溫下施行，就能產生立即生效的殺菌力，比兩者單獨使用（即使在高溫下用高濃度的雙氧水液），效果要大上百倍（圖2－4－1）。紫外線和即使濃度低到0．1％的雙氧水結合使用，也有相當大的殺菌效率。此法由英國食品制造研究所發明，前后歷時三年，現已取得專利權，這一發明，解決了過去用雙氧水進行消毒滅菌產生的許多麻煩問題，諸如費用、高溫、時間長等。
圖2－4－1 紫外線和雙氧水相結合殺菌方法的殺菌效果
二、包裝容器的滅菌技術
（一）紅外線輻射滅菌
由清洗機出來的包裝容器經傳送帶連續送入滅菌通道的干燥和加熱段。在這里，有高強度的均勻的紅外線輻射，并在無菌和無污染物的氣氛中保持到所需要的殺菌時間，用傳感器測量紅外輻射和加熱室的溫度。經滅菌后，容器移到冷卻區，在這里冷卻到38℃。在通道口，有紫外線裝置，防止任何細菌在這里生存。輻射熱通道采用兩組控制條件，即溫度／停留時間分別為28℃／20min和320℃／2min。
（二）層流通道滅菌
將欲滅菌的容器用傳送帶連續送入滅菌通道內。用殺過菌并經過濾的空氣全面處理。這里不會出現灰塵污染。滅菌段由帶內過濾器的閉合空間構成，350℃的熱空氣在這里循環。這種系統能改變傳統的滅菌溫度－時間關系。即能顯著地降低滅菌溫度和節約能源。
（三）在高壓釜中蒸汽滅菌
用高壓釜進行蒸汽加熱滅菌是較為常用的滅菌方法，滅菌多在115到138℃范圍內進行。因為微生物耐濕熱的能力比耐干熱更差，因而濕熱滅菌效果優于干熱滅菌。除玻璃制品外，有些耐濕熱的包裝材料也可使用此法滅菌。
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