在無(wú)菌包裝系統(tǒng)中，需通過(guò)各種方法對(duì)包裝材料進(jìn)行消毒，以便在包裝成型期間殺死包裝中的微生物，并在灌裝前通過(guò)設(shè)備進(jìn)行傳送。過(guò)氧化氫濃度高達(dá)30%，溫度高達(dá)80℃，接觸時(shí)間高達(dá)15秒，無(wú)論是否使用潤(rùn)濕劑，都能成功用于在線無(wú)菌包裝。zui終產(chǎn)品的過(guò)氧化氫含量不得超過(guò)0.5 ppm。而與無(wú)菌包裝系統(tǒng)聯(lián)機(jī)的電離輻射滅菌方式，由于在經(jīng)濟(jì)上和劑量投加不均勻性的原因，導(dǎo)致其在商業(yè)上的應(yīng)用受到了抑制。
過(guò)氧化氫是目前唯一一種在美國(guó)被證明是可接受的用于包裝材料滅菌的化學(xué)滅菌劑。FDA法規(guī)規(guī)定，可使用zui大濃度為35%的過(guò)氧化氫對(duì)食品接觸面進(jìn)行滅菌。在適當(dāng)設(shè)計(jì)的無(wú)菌包裝系統(tǒng)中，使用過(guò)氧化氫可以達(dá)到良好的殺菌效果，并且殘留物的水平可以有效地控制在允許的范圍內(nèi)。zui終產(chǎn)品的過(guò)氧化氫含量不得超過(guò)0.5 ppm。zui初，僅批準(zhǔn)將過(guò)氧化氫用作直接接觸食品的包裝材料的殺菌劑用于聚乙烯[Federal Register，1981，46（6），2341]。1984年3月，認(rèn)證擴(kuò)展至包括所有聚烯烴（《聯(lián)邦法規(guī)》，1984年，第21篇，第178部分，1005），1985年，認(rèn)證擴(kuò)展至包括聚苯乙烯、改性聚苯乙烯、離子聚合物樹(shù)脂、乙烯-甲基丙烯酸共聚物樹(shù)脂、，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹(shù)脂和聚乙烯四萘酸酯（聯(lián)邦法規(guī)，1986年，標(biāo)題21，第178部分，1005）。1987年1月，批準(zhǔn)范圍擴(kuò)大到乙烯-丙烯酸共聚物[食品化學(xué)1987，28（44），28]。第一個(gè)成功的用于裝盒的無(wú)菌灌裝系統(tǒng)是1961年的無(wú)菌利樂(lè)包裝，它使用過(guò)氧化氫和加熱的組合對(duì)容器材料表面進(jìn)行滅菌（Burton，1988）。
過(guò)氧化氫
過(guò)氧化氫是用于包裝材料滅菌的zui廣泛的滅菌劑之一。1961年，第一個(gè)成功的無(wú)菌灌裝系統(tǒng)用于裝盒無(wú)菌利樂(lè)包裝，使用過(guò)氧化氫和熱量對(duì)容器材料表面進(jìn)行消毒（Burton，1988）。許多無(wú)菌包裝系統(tǒng)使用濃度為30%至35%的過(guò)氧化氫作為包裝材料和其他食品接觸表面的殺菌劑，然后使用熱空氣（60–125℃），以增強(qiáng)殺菌效果并消散殘留的過(guò)氧化氫。
殺菌性能隨過(guò)氧化氫濃度和溫度的增加而增加。在環(huán)境溫度下，過(guò)氧化氫的活性相對(duì)較慢；然而，通過(guò)將溫度提高到85–90℃和/或增加濃度，這可以顯著增加（Smith和Brown，1980；Swarling和Lindgren，1968）。
因此，為了在食品加工環(huán)境中有效地殺滅孢子，使用過(guò)氧化氫（30%）處理后，再使用熱空氣（Yokoyama，1990年）。Swarling和Lindgren（1968）發(fā)現(xiàn)，20%濃度，在80℃下懸浮15秒后，可獲得四個(gè)對(duì)數(shù)的減少。Ito和Stevenson（1984）指出，選擇的挑戰(zhàn)性生物體是用于無(wú)菌包裝系統(tǒng)的嗜熱脂肪芽孢桿菌，該系統(tǒng)使用熱滅菌和枯草芽孢桿菌A或枯草芽孢桿菌變種菌株。球芽孢桿菌適用于使用過(guò)氧化氫和加熱空氣滅菌的填料表面。
以下關(guān)系適用于嗜熱脂肪芽孢桿菌孢子的殺滅（Shapton和Shapton，1998）：
Log D = 17 – 1.3 log (% H2O2)
其中D是每分鐘的十進(jìn)制減少值。
過(guò)氧化氫經(jīng)常被用來(lái)消毒包裝材料，因?yàn)樗鼤?huì)分解成水和氧氣，不會(huì)污染食品也不會(huì)對(duì)人體健康造成危害。，食品中殘留的過(guò)氧化氫含量低于0.25 ppm，通常食用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生任何有害影響。
將過(guò)氧化氫應(yīng)用于包裝材料有三種商業(yè)方法：
浸漬、噴涂和沖洗。
浸漬：包裝材料（即帶紙板的塑料層壓板、熱成型塑料薄膜和層壓板）從卷軸上取下，浸入30%–33%過(guò)氧化氫的水浴中（Reuter，1988）。要求減少4-5個(gè)對(duì)數(shù)的數(shù)量。添加潤(rùn)濕劑以確保表面均勻潤(rùn)濕。將材料從槽中取出后，通過(guò)擠壓輥或空氣射流去除多余的溶液，留下一層溶液薄膜，然后通過(guò)應(yīng)用熱空氣進(jìn)行干燥。為了提高功效，尤其是對(duì)于灰塵或輕微污染的材料，可使用旋轉(zhuǎn)刷、無(wú)菌壓縮空氣射流或超聲波對(duì)材料進(jìn)行預(yù)清潔處理。
噴涂：這是預(yù)制容器的方法（Reuter，1988），其中過(guò)氧化氫以小分散液滴的形式噴涂到容器中。由于塑料的疏水特性，噴涂不會(huì)產(chǎn)生粘性薄膜；相反，只有30%–40%的容器內(nèi)表面被覆蓋，因此無(wú)法確保薄膜的良好無(wú)菌性。傳統(tǒng)噴霧在表面上形成直徑超過(guò)30 mm的水滴，僅覆蓋表面面積的30–40%。超聲波系統(tǒng)可用于提供直徑僅為3 mm的顆粒，這將提供約60%的平均表面覆蓋率。液滴尺寸分布（2至80 mm）以及各種幾何形狀容器內(nèi)表面上的液滴分布存在問(wèn)題。功效取決于噴灑的溶液量；但是，體積越大，干燥時(shí)間越長(zhǎng)。必須使用熱的無(wú)菌空氣進(jìn)行干燥。改進(jìn)的氣溶膠噴霧器可將霧滴尺寸限制在2-4mm，并將覆蓋率增加到60%，同時(shí)允許減少過(guò)氧化氫溶液的用量；因此需要干燥時(shí)間。這種方法正在被熱空氣和汽化過(guò)氧化氫的混合物所取代。過(guò)氧化氫蒸汽/霧化滅菌是一種成本效益高的替代方法，因?yàn)槭褂玫倪^(guò)氧化氫量zui少。此外，從氣相吸附在處理表面上的過(guò)氧化氫量將比液膜小幾個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，用不含過(guò)氧化氫蒸汽的低溫?zé)o菌空氣沖洗蒸汽處理過(guò)的表面可以有效地消除殘留物。
在接近環(huán)境溫度的情況下，殘留在空氣中的低水平過(guò)氧化氫具有適合無(wú)菌包裝材料在線滅菌的殺孢子活性（Wang和Toledo，1986）。用過(guò)氧化氫蒸汽飽和的空氣中含有相對(duì)較低濃度的過(guò)氧化氫（70℃時(shí)為7.6 mg l），但可在1.2分鐘內(nèi)使枯草芽孢桿菌黑色變種的孢子減少6個(gè)對(duì)數(shù)。相比之下，同一生物體在150℃時(shí)僅熱空氣中需要1.2分鐘才能減少1個(gè)對(duì)數(shù)，因?yàn)闅錃獾牧繌娜芤褐姓舭l(fā)的過(guò)氧化氫比從水中蒸發(fā)的過(guò)氧化氫少，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行期間，溶液被濃縮，必須設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)來(lái)添加補(bǔ)充水，以保持所需的濃度。
沖洗：不適合噴涂工藝的預(yù)制、形狀復(fù)雜的容器可使用30%–33%的過(guò)氧化氫溶液進(jìn)行沖洗。對(duì)于環(huán)境溫度滅菌，可與過(guò)氧乙酸結(jié)合使用。將容器排干，滴干，然后用熱的無(wú)菌空氣完全干燥。玻璃容器、金屬罐和吹塑塑料瓶都是這樣處理的。
新型解決方案-過(guò)氧化氫銀離子
想要獲得對(duì)微生物高效且無(wú)毒的解決方案，過(guò)氧化氫幾乎是必不可少的，因?yàn)槠渥饔猛戤呏环纸鉃樗脱鯕�，不�?huì)產(chǎn)生任何其他潛在風(fēng)險(xiǎn)。其消毒效果來(lái)自于羥基自由基，羥基自由基會(huì)快速殺滅霉菌，與此過(guò)程的同時(shí)，過(guò)氧化氫分解為水和氧氣。但單純的過(guò)氧化氫不穩(wěn)定，表現(xiàn)為存儲(chǔ)過(guò)程中和作用過(guò)程中的雙重不穩(wěn)定，這極大影響應(yīng)用效果，所以需要使用30%-35%如此高的濃度，高濃度也意味著額外的風(fēng)險(xiǎn)。
銀離子可以有效的對(duì)過(guò)氧化氫進(jìn)行穩(wěn)定和催化，進(jìn)一步增強(qiáng)過(guò)氧化氫的殺菌效力。將銀離子和過(guò)氧化氫用特殊工藝制成復(fù)合型溶劑，一起使用來(lái)處理霉菌，則其效果比僅使用過(guò)氧化氫強(qiáng)約6-8倍以上。這意味著您可以用極低濃度的過(guò)氧化氫銀離子溶液（例如，諾福，4.5%銀離子過(guò)氧化氫）達(dá)到與35%過(guò)氧化氫溶液相同（甚至更好）的效果。消毒后，銀離子保留在被處理過(guò)的表面上，并在一定程度上抑制了再污染。銀離子是極其微量的存在，符合人類攝入的安全等級(jí)。如有工藝要求，也可與通過(guò)簡(jiǎn)單的水沖洗來(lái)完全消除銀離子的存在。
包裝材料在加工過(guò)程中的滅菌存在一定的困難。根據(jù)所介紹的綜述，顯然，過(guò)氧化氫滅菌和熱空氣滅菌似乎zui有可能用作包裝材料的在線滅菌劑。這種組合是經(jīng)過(guò)時(shí)間檢驗(yàn)的，似乎沒(méi)有任何負(fù)面報(bào)告對(duì)該方法的可接受性提出任何疑問(wèn)。使用過(guò)氧化氫和紫外線照射對(duì)包裝材料進(jìn)行滅菌也已被工業(yè)應(yīng)用所接受。干熱、飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽都是有效的殺菌劑，但其高溫程度會(huì)損壞許多包裝材料，因此它們的應(yīng)用受到限制。不能使用紅外線，因?yàn)榧t外線應(yīng)用會(huì)導(dǎo)致包裝材料溫度升高，從而導(dǎo)致塑料軟化。不接受電離射線，因?yàn)樗鼈儗?duì)人員有有害影響。就光脈沖對(duì)食品材料的影響而言，還沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行充分的研究。環(huán)氧乙烷需要很長(zhǎng)的時(shí)間，因此不能用于在線應(yīng)用。如果殘留沉積物被封閉在容器中，過(guò)氧乙酸會(huì)在食品中產(chǎn)生異味。β-丙內(nèi)酯缺乏環(huán)氧乙烷的穿透力，而乙醇對(duì)孢子無(wú)效。
過(guò)氧化氫銀離子的出現(xiàn)，為包裝材料的滅菌提供了一種全新和可靠的應(yīng)用，可以在較低的濃度下實(shí)現(xiàn)對(duì)包裝材料表面微生物的精確控制。同時(shí)其可以極高的穩(wěn)定性可以實(shí)現(xiàn)溶劑的較長(zhǎng)的持效期，提高了可重復(fù)使用條件下的利用率。
諾福詳詢李經(jīng)理！
