La luce ultravioletta può essere utilizzata per disinfettare gli alimenti
I raggi ultravioletti possono uccidere i batteri e avere una certa capacità cancerogena. Quindi, è possibile mangiare il cibo trattato con la luce ultravioletta?
Luce ultraviolettaè definita la radiazione elettromagnetica con lunghezze d'onda comprese tra 10 e 400 nanometri. Tuttavia, nelle applicazioni pratiche, la lunghezza d'onda utilizzata è generalmente superiore a 100 nanometri. Le lunghezze d'onda UVA comprese tra 315 e 409 nanometri tipicamente abbronzano la pelle, le lunghezze d'onda UVB comprese tra 280 e 315 nanometri possono bruciare la pelle e aumentare il rischio di cancro alla pelle, le lunghezze d'onda UVC tra 200 e 280 nanometri sono efficaci nell'uccidere batteri e virus e le lunghezze d'onda UV comprese tra 100 e 200 nanometri vengono assorbiti dall'ossigeno presente nell'aria. Pertanto può funzionare solo sotto vuoto o almeno in un ambiente completamente privo di ossigeno, che non è adatto alla sterilizzazione pratica. La tradizionale sterilizzazione a raggi ultravioletti utilizza una lunghezza d'onda di 254 nanometri. La disinfezione ultravioletta utilizza principalmente la lunghezza d'onda appropriata della luce ultravioletta per distruggere la struttura molecolare del DNA nelle cellule del corpo microbico, con conseguente morte delle cellule di crescita o delle cellule rigenerative, per ottenere l'effetto della sterilizzazione, in questo processo non apparirà dannoso sostanze, il cibo sterilizzato può essere consumato normalmente.
Da sinistra a destra ci sono i raggi X e la luce ultravioletta. Luce visibile, luce infrarossa, la lunghezza d'onda della luce aumenta a sua volta. La lunghezza d'onda di sterilizzazione comunemente utilizzata di 6254 nm si trova nella banda dell'ultravioletto lontano (UVC) della luce ultravioletta.
Quando i raggi UV vengono assorbiti da batteri o virus, danneggiano il DNA, rendendolo incapace di moltiplicarsi. In termini di risultati della sterilizzazione, è come riscaldare o trattare con prodotti chimici. Tuttavia, la luce ultravioletta non si riscalda e non distrugge i nutrienti, perché il DNA non è un componente nutritivo del cibo e le sostanze di cui il corpo ha bisogno non vengono distrutte. Inoltre, non distruggerà il sapore naturale del cibo. Dopotutto, i fungicidi o i conservanti chimici introducono nuove sostanze e talvolta apportano alcuni "odori". Le molecole di DNA distrutte dalla luce ultravioletta entrano nel corpo umano e verranno scomposte e non produrranno sostanze nocive. Pertanto, sebbene la luce ultravioletta abbia la capacità di provocare il cancro, il cibo trattato con luce ultravioletta non è sicuro.
Qualsiasi metodo di lavorazione degli alimenti avrà un certo grado di "distruzione" del cibo. Il trattamento UV è molto meno dannoso del riscaldamento più convenzionale. Per alcuni alimenti che vogliono rimanere nel loro "stato naturale", come i succhi di frutta, ciò presenta un grande vantaggio.
La capacità dei raggi UV di uccidere i batteri non è legata solo alla lunghezza d’onda, ma dipende anche dall’energia che viene irradiata al cibo. Alla lunghezza d'onda selezionata di 254 nm l'effetto battericida e l'intensità energetica mostrano una forma a S allungata. In altre parole, a bassa energia, l’effetto battericida è molto scarso, perché i batteri o i virus, come il corpo umano, hanno una certa capacità di riparare i danni al DNA. Quando l’energia di irradiazione è bassa, il DNA danneggiato viene riparato in tempo e batteri e virus possono continuare a proliferare. Quando l'energia è in una certa misura alta, il sistema di riparazione del DNA è davvero impegnato e il danno al DNA aumenta notevolmente, come mostra la macro che i batteri o i virus vengono "uccisi". Oltre questa intensità energetica, ad ogni aumento, la capacità di sterilizzazione aumenterà notevolmente. Tuttavia, quando aumenta in una certa misura, entra nella seconda piattaforma e continua ad aumentare la sua energia, e l'effetto battericida aumenta molto poco. Questa "coda" nell'effetto di sterilizzazione potrebbe essere dovuta al fatto che alcuni microrganismi sono resistenti all'attacco UV, oppure potrebbe essere dovuta al fatto che alcuni dei campioni trattati non possono essere irradiati.
A causa dell'esistenza di questa "coda", la sterilizzazione con raggi ultravioletti è difficile da ottenere un'uccisione completa quanto il riscaldamento o i fungicidi chimici. Di solito viene utilizzato per ridurre il valore di 4 coppie come "standard di sterilizzazione", ovvero sopravvive un batterio su 10,000. La pastorizzazione del latte fresco - trattato a 72 gradi Celsius per 15 secondi a lotto - viene solitamente ridotta di cinque paia, ovvero sopravvive al massimo un batterio su 100,000. Se si tratta di sterilizzazione a temperatura ultraelevata del latte a temperatura normale, il valore di coppia ridotto è superiore a 12, quasi nessun batterio può sopravvivere.
Diversi microrganismi hanno una sensibilità diversa alla luce ultravioletta e alcuni verranno uccisi in gran numero con un’intensità energetica inferiore, mentre altri richiedono un’energia maggiore. Abbassando il valore di quattro coppie, alcuni dei batteri testati nello studio richiedevano solo poche decine di joule per metro quadrato di energia, mentre altri richiedevano più di 300 joule per metro quadrato. Non sappiamo quali batteri siano presenti nel cibo vero e quanti ce ne siano, quindi prendiamo sempre di mira quello più duro e uccidiamo gli altri. Pertanto, l’intensità energetica utilizzata nella sterilizzazione a raggi ultravioletti deve essere superiore a 400 joule per metro quadrato.
L'effetto di sterilizzazione delle varie tecniche di sterilizzazione sarà influenzato dalle proprietà fisiche e chimiche degli alimenti. Ad esempio, il riscaldamento o il trattamento in autoclave, la temperatura, il pH e la pressione hanno tutti un grande impatto. Nella sterilizzazione a raggi ultravioletti questi fattori sono meno importanti. La chiave della sterilizzazione UV è che i raggi UV possono raggiungere i batteri, quindi la penetrazione è fondamentale. Fattori come la composizione del cibo, il contenuto solido, il colore e altri fattori influenzeranno l'assorbimento della luce ultravioletta, influenzando così lo spessore della sua penetrazione, che ha un grande impatto sull'effetto battericida. Se il cibo è uniforme e trasparente, la penetrazione della luce ultravioletta è buona e l'effetto di sterilizzazione sarà buono; Al contrario, se il cibo è torbido, la luce ultravioletta verrà dispersa, l'energia di penetrazione sarà ridotta e l'effetto di sterilizzazione sarà scarso.
Va notato che la penetrazione della luce ultravioletta è relativamente debole, lo spessore della carta da stampa non può penetrare e può solo uccidere batteri, microrganismi e virus sulla superficie degli alimenti per la disinfezione degli alimenti e non può sterilizzare i batteri in lo strato profondo del cibo. È ancora difficile far sì che gli alimenti solidi ricevano la radiazione UV in modo uniforme in uno strato sottile. Questo difetto congenito limita notevolmente il suo ambito di applicazione.
Il motivo per cui sono entusiasta di utilizzare la disinfezione a raggi ultravioletti è che può ottenere l'effetto di disinfezione termica e non distruggerà i nutrienti e il sapore naturale del cibo, e ora alcuni ristoranti compreranno lampade a raggi ultravioletti per disinfettare la superficie di piatti, ciotole , bacchette e così via, l'effetto è molto buono.
Attualmente esistono tre principali applicazioni della sterilizzazione a raggi ultravioletti nell’industria alimentare
Il primo è la disinfezione delle attrezzature per la lavorazione degli alimenti. Per le apparecchiature, i microrganismi rimangono sempre solo in superficie, la debolezza della scarsa penetrazione dei raggi ultravioletti non è urgente e i vantaggi di non riscaldarsi e di non introdurre altre sostanze (compresa l'acqua) sono pienamente sfruttati.
Il secondo è il pretrattamento delle acque di lavorazione degli alimenti. Per ridurre i microrganismi che possono essere introdotti nel processo produttivo, il pretrattamento di sterilizzazione dell'acqua di lavorazione è una misura che ottiene il doppio del risultato con la metà dello sforzo. Rispetto ai "mezzi chimici" che prevedono l'aggiunta di cloro o cloruro, la sterilizzazione a raggi ultravioletti senza l'introduzione di sostanze chimiche può evitare il rischio di sottoprodotti della sterilizzazione ed evitare l'odore causato dai fungicidi.
In terzo luogo, attualmente, l'uso della sterilizzazione ultravioletta negli alimenti diretti è principalmente il succo di frutta. Il sapore del succo viene facilmente modificato dal calore, quindi la "lavorazione non termica" è interessante nella produzione di succhi. Il nome del fungicida da solo non fa piacere ai consumatori, quindi la sterilizzazione a raggi ultravioletti che non altera il sapore e non introduce "composizione chimica" ha una grande utilità.
