Môže sa ultrafialové svetlo použiť na dezinfekciu potravín
Ultrafialové lúče môžu zabíjať baktérie a majú určitú karcinogénnu schopnosť. Dá sa teda jesť jedlo ošetrené ultrafialovým svetlom?
Ultrafialové svetloje definované ako elektromagnetické žiarenie s vlnovými dĺžkami medzi 10 a 400 nanometrami. V praktických aplikáciách je však použitá vlnová dĺžka vo všeobecnosti viac ako 100 nanometrov. Vlnové dĺžky UVA medzi 315 a 409 nanometrami typicky opália pokožku, UVB vlnové dĺžky medzi 280 a 315 nanometrami môžu spáliť pokožku a zvýšiť riziko rakoviny kože, UVC vlnové dĺžky medzi 200 a 280 nanometrami sú účinné pri ničení baktérií a vírusov a UV vlnové dĺžky medzi 100 a 200 nanometrov absorbuje vzdušný kyslík. Preto môže pracovať len vo vákuu alebo aspoň v úplne bezkyslíkovom prostredí, ktoré nie je vhodné na praktickú sterilizáciu. Tradičná ultrafialová sterilizácia využíva vlnovú dĺžku 254 nanometrov. Ultrafialová dezinfekcia využíva hlavne vhodnú vlnovú dĺžku ultrafialového svetla na zničenie molekulárnej štruktúry DNA v bunkách mikrobiálneho tela, čo vedie k smrti rastových buniek alebo regeneračných buniek, aby sa dosiahol účinok sterilizácie, v tomto procese sa nebude javiť ako škodlivý látok, možno sterilizované jedlo normálne konzumovať.
Zľava doprava sú röntgenové lúče a ultrafialové svetlo. Viditeľné svetlo, infračervené svetlo, vlnová dĺžka svetla sa postupne zvyšuje. Bežne používaná sterilizačná vlnová dĺžka 6254 nm sa nachádza vo vzdialenom ultrafialovom (UVC) pásme ultrafialového svetla.
Keď sú UV lúče absorbované baktériami alebo vírusmi, poškodzujú DNA, čím sa stávajú neschopnými množiť sa. Z hľadiska výsledkov sterilizácie je to rovnaké ako zahrievanie alebo ošetrenie chemikáliami. Ultrafialové svetlo však nezohrieva a neničí živiny – pretože DNA nie je živnou zložkou potravy a tie látky, ktoré telo potrebuje, sa neničia. Navyše nezničí prirodzenú chuť jedla. Chemické fungicídy alebo konzervačné látky koniec koncov zavádzajú nové látky a niekedy prinášajú nejaké "zápachy". Molekuly DNA zničené ultrafialovým svetlom vstupujú do ľudského tela, rozložia sa a nebudú produkovať škodlivé látky. Preto, hoci ultrafialové svetlo má schopnosť spôsobiť rakovinu, potraviny ošetrené ultrafialovým svetlom nie sú bezpečné.
Akýkoľvek spôsob spracovania potravín bude mať určitý stupeň „zničenia“ potravín. UV ošetrenie je oveľa menej škodlivé ako najbežnejší ohrev. Pre niektoré potraviny, ktoré chcú zostať vo svojom „prirodzenom stave“, ako napríklad ovocné šťavy, to má veľkú výhodu.
Schopnosť UV zabíjať baktérie nesúvisí len s vlnovou dĺžkou, ale závisí aj od energie, ktorá je vyžarovaná do jedla. Pri zvolenej vlnovej dĺžke 254 nm vykazuje baktericídny účinok a energetická intenzita natiahnutý S-tvar. Inými slovami, pri nízkej energii je baktericídny účinok veľmi slabý, pretože baktérie alebo vírusy, podobne ako ľudské telo, majú určitú schopnosť opraviť poškodenie DNA. Keď je energia ožiarenia nízka, poškodená DNA sa včas opraví a baktérie a vírusy sa môžu ďalej množiť. Keď je energia do určitej miery vysoká, systém opravy DNA je skutočne zaneprázdnený a poškodenie DNA sa prudko zvyšuje, čo sa v makre ukazuje, že baktérie alebo vírusy sú "zabité". Okrem tejto energetickej náročnosti sa s každým zvýšením výrazne zvýši sterilizačná kapacita. Keď sa však do určitej miery zvýši, dostane sa na druhú platformu - a naďalej zvyšuje energiu a baktericídny účinok sa zvyšuje len veľmi málo. Tento „chvost“ pri sterilizačnom efekte môže byť spôsobený tým, že niektoré mikroorganizmy sú odolné voči UV žiareniu, alebo môže byť spôsobené tým, že niektoré z ošetrených vzoriek nie je možné ožiariť.
Kvôli existencii tohto „chvostu“ je ťažké dosiahnuť tak úplné zničenie sterilizáciou ultrafialovým žiarením ako zahrievaním alebo chemickými fungicídmi. Zvyčajne sa používa na zníženie hodnoty 4 párov ako „štandard sterilizácie“, to znamená, že jedna z 10000 baktérií prežije. Pasterizácia čerstvého mlieka – ošetreného pri 72 stupňoch Celzia počas 15 sekúnd v dávke – sa zvyčajne zníži o päť párov, to znamená, že prežije najviac jedna zo 100000 baktérií. Ak ide o ultravysokoteplotnú sterilizáciu mlieka normálnej teploty, znížená párová hodnota je viac ako 12, takmer žiadne baktérie neprežijú.
Rôzne mikroorganizmy majú rôznu citlivosť na ultrafialové svetlo a niektoré budú usmrtené vo veľkom počte pri nižšej energetickej náročnosti, zatiaľ čo iné vyžadujú vyššiu energiu. Znížením hodnoty štyroch párov si niektoré baktérie testované v štúdii vyžiadali len niekoľko desiatok joulov na meter štvorcový energie, zatiaľ čo iné potrebovali viac ako 300 joulov na meter štvorcový. Nevieme, aké baktérie sú prítomné v skutočnom jedle a koľko ich tam je, takže sa vždy zameriame na tú najtvrdšiu a ostatné zabijeme. Preto energetická náročnosť používaná pri ultrafialovej sterilizácii musí byť vyššia ako 400 joulov na meter štvorcový.
Sterilizačný účinok rôznych sterilizačných techník bude ovplyvnený fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami potravín. Veľký vplyv má napríklad zahrievanie alebo autoklávovanie, teplota, pH a tlak. Pri ultrafialovej sterilizácii sú tieto faktory menej dôležité. Kľúčom k UV sterilizácii je, že UV lúče sa môžu dostať k baktériám, takže penetrácia je kľúčová. Faktory ako zloženie potravy, obsah sušiny, farba a ďalšie faktory ovplyvnia absorpciu ultrafialového svetla, čím ovplyvnia hrúbku jeho prieniku, čo má veľký vplyv na baktericídny účinok. Ak je jedlo rovnomerné a priehľadné, prenikanie ultrafialového svetla je dobré, sterilizačný účinok bude dobrý; Naopak, ak je jedlo zakalené, ultrafialové svetlo sa rozptýli, zníži sa energia pri prenikaní a sterilizačný efekt bude slabý.
Je potrebné poznamenať, že prenikanie ultrafialového svetla je relatívne slabé, hrúbka tlačového papiera nemôže preniknúť a môže zabíjať iba baktérie, mikroorganizmy a vírusy na povrchu potravín na dezinfekciu potravín a nemôže sterilizovať baktérie v hlbokú vrstvu jedla. Stále je náročné dosiahnuť, aby pevné potraviny prijímali UV žiarenie rovnomerne v tenkej vrstve. Táto vrodená chyba značne obmedzuje rozsah jej použitia.
Dôvod, prečo mám záujem o ultrafialovú dezinfekciu je ten, že môže dosiahnuť efekt dezinfekcie zohrievaním a nezničí živiny a prirodzenú chuť jedla a teraz si niektoré reštaurácie kupujú ultrafialové lampy na dezinfekciu povrchu tanierov, misiek. , paličky a tak ďalej, efekt je veľmi dobrý.
V súčasnosti existujú tri hlavné aplikácie ultrafialovej sterilizácie v potravinárskom priemysle
Prvým je dezinfekcia zariadení na spracovanie potravín. Pre zariadenia zostávajú mikroorganizmy vždy iba na povrchu a slabosť slabého prenikania ultrafialového žiarenia nie je naliehavo potrebná a výhody nezahrievania a nevnášania iných látok (vrátane vody) sa naplno využívajú.
Druhým je predúprava vody na spracovanie potravín. Aby sa zredukovali mikroorganizmy, ktoré môžu byť zavedené do výrobného procesu, sterilizačná predúprava vody na spracovanie je opatrením, ktoré prináša dvojnásobný výsledok s polovičným úsilím. V porovnaní s „chemickými prostriedkami“ pridávania chlóru alebo chloridu môže ultrafialová sterilizácia bez zavádzania chemikálií zabrániť riziku vedľajších produktov sterilizácie a vyhnúť sa zápachu spôsobenému fungicídmi.
Po tretie, v súčasnosti sa sterilizácia ultrafialovým žiarením v priamej strave používa hlavne ovocná šťava. Chuť šťavy sa teplom ľahko mení, takže „netepelné spracovanie“ je pri výrobe šťavy atraktívne. Samotný názov fungicídu spotrebiteľom nevonia, preto ultrafialová sterilizácia, ktorá nemení chuť a nevnáša „chemické zloženie“, má veľké využitie.
