Може ли ултравиолетовата светлина да се използва за дезинфекция на храни
Ултравиолетовите лъчи могат да убиват бактерии и имат известна канцерогенна способност. И така, може ли да се яде храна, обработена с ултравиолетова светлина?
Ултравиолетова светлинасе определя като електромагнитно излъчване с дължини на вълните между 10 и 400 нанометра. В практическите приложения обаче използваната дължина на вълната обикновено е повече от 100 нанометра. UVA дължини на вълните между 315 и 409 нанометра обикновено правят кожата тен, UVB дължини на вълните между 280 и 315 нанометра могат да изгорят кожата и да увеличат риска от рак на кожата, UVC дължини на вълните между 200 и 280 нанометра са ефективни при убиване на бактерии и вируси, а UV дължини на вълните между 100 и 200 нанометра се абсорбират от кислород във въздуха. Следователно може да работи само във вакуум или поне напълно безкислородна среда, което не е подходящо за практическа стерилизация. Традиционната ултравиолетова стерилизация използва дължина на вълната от 254 нанометра. Ултравиолетовата дезинфекция използва главно подходящата дължина на вълната на ултравиолетовата светлина, за да разруши молекулярната структура на ДНК в клетките на микробното тяло, което води до смърт на растежни клетки или регенеративни клетки, за да се постигне ефектът на стерилизация, в този процес няма да изглежда вредно вещества, стерилизираната храна може да се консумира нормално.
Отляво надясно са рентгенови лъчи и ултравиолетова светлина. Видима светлина, инфрачервена светлина, дължината на вълната на светлината се увеличава на свой ред. Често използваната дължина на вълната за стерилизация от 6254 nm се намира в далечната ултравиолетова (UVC) лента на ултравиолетовата светлина.
Когато UV лъчите се абсорбират от бактерии или вируси, те увреждат ДНК, което ги прави неспособни да се размножават. По отношение на резултатите от стерилизацията, това е същото като нагряването или третирането с химикали. Ултравиолетовата светлина обаче не нагрява и не разрушава хранителните вещества - тъй като ДНК не е хранителен компонент на храната и онези вещества, от които тялото се нуждае, не се унищожават. Освен това няма да унищожи естествения вкус на храната. Химическите фунгициди или консерванти в края на краищата въвеждат нови вещества и понякога внасят някои "миризми". Молекулите на ДНК, унищожени от ултравиолетовата светлина, влизат в човешкото тяло и ще бъдат разградени и няма да произвеждат вредни вещества. Следователно, въпреки че ултравиолетовата светлина има способността да причинява рак, храната, обработена с ултравиолетова светлина, не е безопасна.
Всеки метод за обработка на храна ще има определена степен на "унищожаване" на храната. UV третирането е много по-малко вредно от най-конвенционалното нагряване. За някои храни, които искат да останат в „естественото си състояние“, като плодов сок, това има голямо предимство.
Способността на UV да убива бактерии не е свързана само с дължината на вълната, но зависи и от енергията, която се излъчва към храната. При избраната дължина на вълната от 254 nm, бактерицидният ефект и енергийният интензитет показват разтегната S-образна форма. С други думи, при ниска енергия бактерицидният ефект е много слаб, тъй като бактериите или вирусите, подобно на човешкото тяло, имат определена способност да възстановяват увреждането на ДНК. Когато енергията на облъчване е ниска, повредената ДНК се поправя навреме и бактериите и вирусите могат да продължат да се размножават. Когато енергията е висока до известна степен, системата за възстановяване на ДНК е наистина заета и увреждането на ДНК се увеличава рязко, което е показано в макроса, че бактериите или вирусите са "убити". Отвъд тази енергийна интензивност, с всяко увеличение капацитетът за стерилизация ще се увеличава значително. Когато обаче се повиши до известна степен, той влиза във втората платформа - и продължава да увеличава енергията, а бактерицидният ефект се увеличава много малко. Тази "опашка" в ефекта на стерилизация може да се дължи на факта, че някои микроорганизми са устойчиви на UV атака, или може да се дължи на факта, че някои от третираните проби не могат да бъдат облъчени.
Поради наличието на тази "опашка", ултравиолетовата стерилизация е трудно да се постигне толкова пълно унищожаване, колкото нагряването или химическите фунгициди. Обикновено се използва за намаляване на стойността на 4 двойки като „стандарт за стерилизация“, т.е. една от 10 000 бактерии оцелява. Пастьоризацията на прясно мляко – третирано при 72 градуса по Целзий за 15 секунди на партида – обикновено се намалява с пет чифта, т.е. най-много една на 100, 000 бактерии оцеляват. Ако това е ултрависокотемпературна стерилизация на мляко с нормална температура, намалената стойност на двойката е повече от 12, почти никакви бактерии не могат да оцелеят.
Различните микроорганизми имат различна чувствителност към ултравиолетова светлина и някои ще бъдат убити в големи количества при по-нисък енергиен интензитет, докато други изискват по-висока енергия. Чрез намаляване на стойността на четири двойки, някои от бактериите, тествани в проучването, изискват само няколко десетки джаула на квадратен метър енергия, докато други изискват повече от 300 джаула на квадратен метър. Не знаем какви бактерии присъстват в истинската храна и колко от тях има, така че винаги се насочваме към най-твърдата и убиваме останалите. Следователно енергийният интензитет, използван при ултравиолетова стерилизация, трябва да бъде над 400 джаула на квадратен метър.
Стерилизиращият ефект на различните стерилизационни техники ще бъде повлиян от физичните и химичните свойства на храната. Например нагряването или автоклавирането, температурата, pH и налягането имат голямо влияние. При ултравиолетова стерилизация тези фактори са по-малко важни. Ключът към UV стерилизацията е, че UV лъчите могат да достигнат до бактериите, така че проникването е ключово. Фактори като състав на храната, твърдо съдържание, цвят и други фактори ще повлияят на абсорбцията на ултравиолетова светлина, като по този начин ще повлияят на дебелината на нейното проникване, което има голямо влияние върху бактерицидния ефект. Ако храната е еднородна и прозрачна, проникването на ултравиолетова светлина е добро, ефектът на стерилизация ще бъде добър; Напротив, ако храната е мътна, тогава ултравиолетовата светлина ще се разпръсне, енергията ще бъде намалена при проникване и ефектът на стерилизация ще бъде слаб.
Трябва да се отбележи, че проникването на ултравиолетова светлина е сравнително слабо, дебелината на хартията за печат не може да проникне и може да убива само бактерии, микроорганизми и вируси на повърхността на храната за дезинфекция на храни и не може да стерилизира бактериите в дълбокия слой храна. Все още е предизвикателство твърдите храни да получават UV радиация равномерно в тънък слой. Този вроден дефект силно ограничава обхвата му на приложение.
Причината, поради която искам да използвам ултравиолетова дезинфекция, е, че тя може да постигне ефекта на дезинфекция чрез нагряване и няма да унищожи хранителните вещества и естествения вкус на храната, а сега някои ресторанти ще купуват ултравиолетови лампи за дезинфекция на повърхността на чинии, купи , пръчици и така нататък, ефектът е много добър.
Понастоящем има три основни приложения на ултравиолетова стерилизация в хранително-вкусовата промишленост
Първият е дезинфекцията на оборудването за обработка на храни. За оборудването микроорганизмите винаги остават само на повърхността и слабостта на лошото ултравиолетово проникване не е спешно необходима, а предимствата да не се нагрява и да не се въвеждат други вещества (включително вода) се използват напълно.
Второто е предварителната обработка на водата за обработка на храни. За да се намалят микроорганизмите, които могат да бъдат въведени в производствения процес, предварителната стерилизационна обработка на водата за обработка е мярка, която постига два пъти по-добър резултат с половината усилия. В сравнение с "химичните средства" за добавяне на хлор или хлорид, ултравиолетовата стерилизация без въвеждане на химикали може да избегне риска от странични продукти на стерилизацията и миризмата, причинена от фунгициди.
Трето, в момента използването на ултравиолетова стерилизация в директната храна е главно плодов сок. Вкусът на сока лесно се променя от топлина, така че "нетермичната обработка" е привлекателна при производството на сок. Самото име на фунгицида не кара потребителите да го харесват, така че ултравиолетовата стерилизация, която не променя вкуса и не внася "химичен състав", има голяма полза.
