Može li se ultraljubičasto svjetlo koristiti za dezinfekciju hrane
Ultraljubičaste zrake mogu ubiti bakterije i imaju određenu kancerogenu sposobnost. Dakle, može li se jesti hrana tretirana ultraljubičastim svjetlom?
Ultraljubičasto svjetlodefinira se kao elektromagnetno zračenje s valnim dužinama između 10 i 400 nanometara. Međutim, u praktičnim primenama, talasna dužina koja se koristi je uglavnom više od 100 nanometara. UVA talasne dužine između 315 i 409 nanometara obično tamne kožu, UVB talasne dužine između 280 i 315 nanometara mogu spaliti kožu i povećati rizik od raka kože, UVC talasne dužine između 200 i 280 nanometara su efikasne u ubijanju bakterija i virusa, a UV talasne dužine između 200 i 280 nanometara 100 i 200 nanometara se apsorbuju kiseonika u vazduhu. Stoga može raditi samo u vakuumu ili barem u okruženju bez kisika, što nije prikladno za praktičnu sterilizaciju. Tradicionalna ultraljubičasta sterilizacija koristi talasnu dužinu od 254 nanometra. Ultraljubičasta dezinfekcija, uglavnom koristi odgovarajuću talasnu dužinu ultraljubičastog svetla da uništi molekularnu strukturu DNK u ćelijama mikrobnog tela, što rezultira smrću ćelija rasta ili regenerativnih ćelija, kako bi se postigao efekat sterilizacije, u ovom procesu neće delovati štetno supstance, sterilisana hrana se može normalno jesti.
S lijeva na desno su rendgenski zraci i ultraljubičasto svjetlo. Vidljivo svjetlo, infracrveno svjetlo, talasna dužina svjetlosti se povećava. Obično korištena talasna dužina sterilizacije od 6254 nm nalazi se u dalekom ultraljubičastom (UVC) opsegu ultraljubičastog svjetla.
Kada bakterije ili virusi apsorbuju UV zrake, oni oštećuju DNK, čineći ih nesposobnim za umnožavanje. Što se tiče rezultata sterilizacije, to je isto kao grijanje ili tretiranje hemikalijama. Međutim, ultraljubičasto svjetlo ne zagrijava i ne uništava hranjive tvari – jer DNK nije hranjiva komponenta hrane, a one tvari koje su tijelu potrebne se ne uništavaju. Osim toga, neće uništiti prirodni okus hrane. Hemijski fungicidi ili konzervansi, na kraju krajeva, uvode nove tvari, a ponekad donose i neke "mirise". Molekuli DNK uništeni ultraljubičastim svjetlom ulaze u ljudsko tijelo i razgrađuju se i neće proizvoditi štetne tvari. Stoga, iako ultraljubičasto svjetlo ima sposobnost da izazove rak, hrana tretirana ultraljubičastim svjetlom nije sigurna.
Bilo koja metoda obrade hrane će imati određeni stepen "uništavanja" hrane. Uv tretman je mnogo manje štetan od najkonvencionalnijeg grijanja. Za neke namirnice koje žele da ostanu u svom "prirodnom stanju", kao što je voćni sok, ima veliku prednost.
Sposobnost UV zračenja da ubije bakterije nije povezana samo sa talasnom dužinom, već zavisi i od energije koja se zrači na hranu. Na odabranoj talasnoj dužini od 254 nm, baktericidni efekat i energetski intenzitet pokazuju rastegnut S-oblik. Drugim riječima, pri niskoj energiji baktericidni učinak je vrlo slab, jer bakterije ili virusi, poput ljudskog tijela, imaju određenu sposobnost da poprave oštećenje DNK. Kada je energija zračenja niska, oštećena DNK se popravlja na vrijeme, a bakterije i virusi mogu nastaviti da se razmnožavaju. Kada je energija u određenoj mjeri visoka, sistem popravke DNK je zaista zauzet, a oštećenje DNK se naglo povećava, što se u makrou vidi da su bakterije ili virusi "ubijeni". Osim ovog energetskog intenziteta, sa svakim povećanjem, kapacitet sterilizacije će se znatno povećati. Međutim, kada se poveća do određene mjere, ulazi u drugu platformu - i nastavlja povećavati energiju, a baktericidni učinak se vrlo malo povećava. Ovaj "rep" u efektu sterilizacije može biti zbog činjenice da su neki mikroorganizmi otporni na UV napad, ili može biti zbog činjenice da se neki od tretiranih uzoraka ne mogu ozračiti.
Zbog postojanja ovog "repa", ultraljubičastom sterilizacijom je teško postići potpuno ubijanje kao grijanjem ili hemijskim fungicidima. Obično se koristi za smanjenje vrijednosti 4 para kao "standard sterilizacije", odnosno, jedna od 10,000 bakterija preživi. Pasterizacija svježeg mlijeka – tretirano na 72 stepena Celzijusa u trajanju od 15 sekundi u jednoj seriji – obično se smanjuje za pet parova, odnosno najviše jedna od 100,000 bakterija preživi. Ako se radi o ultravisokoj temperaturnoj sterilizaciji mlijeka normalne temperature, smanjena vrijednost para je više od 12, gotovo nijedna bakterija ne može preživjeti.
Različiti mikroorganizmi imaju različitu osjetljivost na ultraljubičasto svjetlo, a neki će biti ubijeni u velikom broju pri nižem energetskom intenzitetu, dok je drugima potrebna veća energija. Smanjenjem vrijednosti četiri para, neke od bakterija testiranih u studiji zahtijevale su samo nekoliko desetina džula po kvadratnom metru energije, dok su druge zahtijevale više od 300 džula po kvadratnom metru. Ne znamo koje su bakterije prisutne u pravoj hrani i koliko ih ima, pa uvijek ciljamo na najjače, a ostale ubijamo. Stoga, energetski intenzitet koji se koristi u ultraljubičastoj sterilizaciji treba biti iznad 400 džula po kvadratnom metru.
Na učinak sterilizacije različitih tehnika sterilizacije će utjecati fizička i kemijska svojstva hrane. Na primjer, grijanje ili autoklaviranje, temperatura, pH i tlak imaju veliki utjecaj. Kod ultraljubičaste sterilizacije ovi faktori su manje važni. Ključ UV sterilizacije je da UV zraci mogu doprijeti do bakterija, pa je penetracija ključna. Faktori kao što su sastav hrane, sadržaj čvrste materije, boja i drugi faktori će uticati na apsorpciju ultraljubičastog svetla, čime će uticati na debljinu njegovog prodiranja, što ima veliki uticaj na baktericidno dejstvo. Ako je hrana ujednačena i prozirna, prodiranje ultraljubičastog svjetla je dobro, učinak sterilizacije će biti dobar; Naprotiv, ako je hrana zamućena, tada će se ultraljubičasto svjetlo raspršiti, energija će se smanjiti u prodiranju, a učinak sterilizacije će biti loš.
Treba napomenuti da je prodor ultraljubičastog svjetla relativno slab, debljina tiskarskog papira ne može prodrijeti, a može samo ubiti bakterije, mikroorganizme i viruse na površini hrane za dezinfekciju hrane, a ne može sterilizirati bakterije u dubokog sloja hrane. Još uvijek je izazov natjerati čvrstu hranu da ravnomjerno primi UV zračenje u tankom sloju. Ovaj urođeni defekt uvelike ograničava njegovu primjenu.
Razlog zašto sam oduševljen korištenjem ultraljubičaste dezinfekcije je taj što se njome može postići efekat dezinfekcije zagrijavanjem, a neće uništiti hranjive tvari i prirodni okus hrane, a sada će neki restorani kupovati ultraljubičaste lampe za dezinfekciju površina tanjura, činija , štapići za jelo i tako dalje, efekat je vrlo dobar.
Trenutno postoje tri glavne primjene ultraljubičaste sterilizacije u prehrambenoj industriji
Prvi je dezinfekcija opreme za preradu hrane. Za opremu se mikroorganizmi uvijek zadržavaju samo na površini, a slabost slabog prodora ultraljubičastog zračenja nije hitno potrebna, a prednosti nezagrijavanja i neunošenja drugih supstanci (uključujući vodu) su u potpunosti odigrane.
Drugi je predtretman vode za preradu hrane. Kako bi se smanjili mikroorganizmi koji se mogu unijeti u proizvodni proces, sterilizacijski predtretman vode za preradu je mjera kojom se uz upola manji trud postiže dvostruko veći rezultat. U poređenju sa "hemijskim sredstvima" dodavanja hlora ili klorida, ultraljubičasta sterilizacija bez uvođenja hemikalija može izbjeći rizik od nusproizvoda sterilizacije i izbjeći miris uzrokovan fungicidima.
Treće, trenutno je upotreba ultraljubičaste sterilizacije u direktnoj hrani uglavnom voćni sok. Okus soka se lako mijenja toplinom, pa je "netermalna obrada" atraktivna u proizvodnji soka. Sam naziv fungicida ne tjera potrošače da ga dopadne, pa ultraljubičasta sterilizacija koja ne mijenja okus i ne unosi "hemijski sastav" ima veliku primjenu.
