高温蒸煮食品包装后杀菌的能耗问题

    包装过程对食品的污染可以通过二次杀菌或者改革包装工艺或者与食品工艺综合考虑解决，目前的二次杀菌技术多采用高温蒸煮的方法，杀菌时的能耗是影响食品企业效益的一个重要方面，如何降低能耗是许多企业都面临的问题，除了传统方面的节水、节能措施以为，或许也可以从工艺方面找到新的途径，间接解决能耗问题。因此，可以从多方面理解降低能耗问题，例如循环水利用技术、无菌包装技术、热包装技术等。
   一、食品加工工艺
    不同的食品具有不同的加工工艺，同一种食品，也可以采用不同的加工工艺，以烧鸡的加工工艺为例，说明二次蒸煮在食品加工中的重要性。
    常用烧鸡加工工艺为：
    解冻—①整形码盘—②油炸—③配料—④卤制—冷却—⑤包装—⑥二次杀菌—质检—套外袋—装箱—成品
    从冻鸡到真空包装要经过油炸、卤制等工序，一般来说，烧鸡的加工工艺在卤制完成后就算完结，烧鸡的品质在该工序已经形成，包装工序只是为了保持这种品质在保质期内不降低或者只是有限度地降低。要烧鸡的品质不降低，目前的方法是进行真空包装和二次杀菌处理。   
    卤制完成经冷却后的烧鸡，就可采用真空包装的方法包装。根据包装材料及包装规格，选择真空时间及热封时间，一般真空时间为20s左右，热封时间为3s左右，包装后的产品真空度适当，封口严密、牢固、平整，无皱折。选用真空包装工艺的目的是除去包装袋中的氧气，但是就目前的技术来说，完全将袋中的氧气除去还不可能，另外从微生物繁殖来说，肉毒杆菌是一种厌氧微生物，如果将氧气全部除去，就造成厌氧微生物繁殖的环境条件，导致厌氧微生物大量繁殖。因此，袋中的些许氧气或许会导致好氧性微生物的繁殖，这是必须面对的问题。
    在冷却和真空包装环节，难免有细菌被带入，例如人手沾染的微生物、包装材料沾染的微生物、环境中的微生物、工具沾染的微生物等，因此真空包装后的烧鸡还应该进行二次杀菌，以杀灭袋中的微生物，为烧鸡创造一个良好的储存环境。二次杀菌可以采用巴氏杀菌，也可以采用高温杀菌，工业化生产常采用高温杀菌，杀菌彻底，杀菌种类多。一般肉制品的杀菌温度为121℃。
    杀菌完成后经过反压降温和自然冷却后，就可以进行质检和外包装及纸箱包装工序。
    在以上烧鸡加工工艺中，至少要进行三次高温处理工序，即油炸、卤制和二次杀菌，前两次属于烧鸡加工工艺，经过两次工艺后才能形成烧鸡的美味。而后一次则是在加工后的包装工序，该工序完全是为了保护烧鸡的品质长时间保持而设计的。
    二、反压杀菌的废水处理
    为了避免在杀菌降温过程中出现涨袋现象，通常在杀菌完成后给高压杀菌锅中注入冷却水，使得包装物在高压下冷却。反压杀菌技术是比较成熟的技术，但是在早期的反压杀菌工艺设计时，很少有废水处理系统，因此反压杀菌后的冷却水大部分被设计流入废水沟中，白白浪费掉，在一些小厂，这种情况更为严重。
    在水资源日益紧张的今天，不允许再浪费反压杀菌废水，因此合理利用这部分废水成为食品加工企业的一个节能降耗方面。
    如果在反压降温过程中不出现开袋现象，包装袋中的内容物不会逸出到冷却水中，但是由于袋与袋之间的差异，少量的开袋现象是难免的，这样冷却水就会受到一定的污染，再当作净水使用就不可能。但是这些水的污染和其他水污染的程度不一样，这些水的污染一是污染源对人体无害，另外也很轻微，除非发生整锅开袋现象。因此反压杀菌冷却水的处理采用回用最好，例如对原材料的初步清洗，盛器及工具的清洗，生产线的清洗等等。
    反压杀菌冷却水的回用方法很多，例如直接用容器储存回用，不将废水做任何处理，直接用泵回收即可，该种回收利用应考虑水的发酵变质问题，因为食品多含油脂等，是很好的微生物培养基，虽然刚回收的废水不存在微生物问题，但是在储水罐中难免会引入，形成废水的污染，因此对直接回收使用的废水要及时收集和使用，避免废水二次污染。也可以对废水进行过滤，滤掉水中污物，然后当作净水使用等，各家工厂可以根据自己的实际情况进行设计。
    三、热包装技术
    采用热包装技术可以节约能耗。以烧鸡加工工艺为例，卤制包括腌渍和蒸煮，其目的是要让调料入味，完成烧鸡熟制，在熟制过程中，烧鸡得到高温蒸煮，其中的细菌也被杀灭，如果这时候直接包装，烧鸡本身是不会带菌的。
    如果包装烧鸡的塑料袋经过简单除菌技术，很容易实现无菌或者带菌很少。采用高温直接包装，烧鸡高温所带的余热会杀死袋中的微生物，从而保证烧鸡在保质期不发生变质。
    在包装过程中难免会引入一些微生物，这可以从多个方面解决。首先要有一个良好的包装环境，例如在洁净的车间进行包装操作，车间不允许闲杂人员进入，工作人员要求工作服穿戴整齐，进入车间先淋浴，中途不能出入车间等。即使有少量微生物带入，也会通过烧鸡的高温杀灭其中的微生物，例如将烧鸡的包装温度定为96℃，这样在包装完成的一段时间内，温度不会降低很多，使得袋中的温度在半小时的时间内保持80℃以上，相当于巴氏杀菌。
    目前从研究生做的实验来看，热包装技术是可靠的，以烧鸡、玉米、芹菜等品种的热包装实验为例，经过4个月的保质期考验，目前还没有发现涨袋情况，从保质到三个月时的微生物检验结果来看，还没有发现异常情况，说明该项技术有可能改变某些食品的加工工艺，很有可能通过工艺的改变，而降低加工的能耗，提高企业的经济效益。
    四、无菌包装技术
    无菌灌装技术已经是非常成熟的工艺，其主要是针对流体产品的包装技术，对于块状物料来说，由于杀菌的间歇性和输送的不连续性，给实现机械包装带来了麻烦。随着科学技术的进步，这些难点都在不断地被克服，例如卧室连续式包装机，对所有较规则的食品都能适用，诸如方便面、饼干、玉米、鸡蛋等等，如果将该包装机做为无菌包装的主要组成部分，对包装材料进行灭菌处理，对食品进行灭菌处理，对环节予以灭菌处理，就很容易形成块状物料无菌包装生产线，该生产线主要有三个方面的工作要做。
    一是形成包装薄膜的灭菌技术，目前包装薄膜的灭菌技术在无菌灌装机上得到了可靠的应用，将其移植到卧室机上，在技术方面应该没有问题，因为包装膜的输送原理和技术基本相同，只是将局部结构进行改进即可，这部分实现的难点是在接口方面。
    二是形成卧室包装机包装环境的无菌，这仍然可以借鉴无菌灌装机的全封闭式无菌原理，将包装机整机利用密闭技术与车间环境隔开，其初时杀菌工序也一起照搬。在进行密闭设计时，包装材料的灭菌部分可以直接进行一体化密闭设计，但是包装食品的一体化设计比较困难，主要原因是食品加工工艺比较复杂，占地面积大。因此设计好过桥是这部分设计的重要方面。
    三是与食品加工工艺部分衔接，形成过桥无菌。以烧鸡为例，烧鸡在卤制后是无菌的，然后让无菌的烧鸡通过一个无菌的冷却通道，冷却通道过后经过无菌过桥连接，与卧室包装机的推头链相连，每只烧鸡位于一个推头链的推头前面，为包装机形成连续的供送环节。过桥无菌是无菌包装技术的关键，能够保持无菌状态进入包装机的推头链，就会形成整个包装过程的无菌。每一种块状产品的加工工艺不同，就形成了无菌包装的独有技术，这或许就是无菌包装的真正难点。
    降低能耗的方法很多，除了对现有的设备和工艺进行挖潜改造以外，从工艺上完全变革也应该是节能降耗的重要方面，在热包装技术和无菌包装技术中，烧鸡的加热工序由三道变为两道，很明显节约了能耗，因此，进行这方面的研究是必要的。杭州电子科技大学包装工程系注意到了这方面的科研潜力，因此投入人力和物力在这方面进行研究，从几届研究生研究的结果来看，热包装技术和无菌包装技术都是能可靠降低能耗的方法，在茶叶蛋包装和熟玉米包装中都看到了良好的市场前景。目前这方面的工作还在进行中，不久就会得到推广和应用。
    采用新技术的另外一个收获是，在食品安全方面得到了更加可靠的保证。因为包装后的二次杀菌技术是与包装袋一块蒸煮，这为包装袋中的有害成分逸出到包装食品中提供了条件，给人们的生命安全造成了潜在威胁，而热包装技术和无菌包装技术则不存在这方面的问题，显然更加符合人们对食品安全的要求。