紫外线能杀死细菌,还有一定的致癌能力。那么,用紫外线处理过的食品,能吃吗?

? 紫外线是什么

紫外线的定义是波长在10纳米到400纳米之间的电磁辐射。?#36824;?#22312;实际应用中,使用的波长一般在100纳米以上。波长在315到409纳米之间的UVA通常可以把皮肤晒黑,波长280到315纳米的UVB可以灼伤皮肤并增加皮肤癌风险,波长在200到280纳米的UVC可以有效地杀灭细菌和病毒,而波长在100到200纳米之间的紫外线会被空气中的氧气吸收,所以只能在真空中或者至少是完全无氧的环境里工作,也就不适合用于现实杀菌了。传统的紫外杀菌选用254纳米的波长

从左到右分别是X-射线、紫外光。可见光、红外光,光的波长依次递增。常用的杀菌波长254纳米位于紫外光中的远紫外线(UVC)波段。

? 紫外线杀菌的原理和优势

当紫外线被细菌或者病毒吸收之后,就会破坏DNA,从而使它们失去增殖能力。就杀菌结果而言,跟加热或者用化学物质处理是一样的。但是,紫外线不加热,也就不会破坏营养成分——因为DNA不是食物的营养成分,而人体需要的那些物质分子不会被破坏。此外,也不会破坏食物的自然风味。化学杀菌剂或者防腐剂毕竟引入了新的物质,有时候还会带来一些“异味?#34180;?#32780;紫外线所破坏的DNA分子,进入人体本来就要被分解,也不会产生有害物质。所以说,尽管紫外线有致癌能力,用紫外线处理过的食物,却是毫无安全问题的。

任何食品加工手?#21619;?#20250;对食品有一定程度的“破坏?#34180;?#19982;最常规的加热相比,紫外线处理的破坏要小得多。对于一些希望保持“自然状态”的食物,?#28909;?#26524;汁,它就有了很大的优势。

紫外线杀菌用于果汁处理。

? 紫外线灭菌效果如何

紫外杀菌的能力除了跟波长有关,还取决于食物被辐射到的能量。在选定的254纳米波长下,杀菌效果跟能量强度呈现一个拉伸过的S型。也就是说,在低能量下,杀菌效果很差,这是因为细菌或者病毒跟人体一样,对于DNA损伤有一定的修复能力。在照射能量低的时候,损伤的DNA被及时修复,细菌和病毒就能够继续增殖下去。当能量高到一定程度,DNA修复系统实在忙?#36824;?#26469;了,DNA损伤?#26412;?#22686;加,宏观上表现出来就是细菌或病毒被“杀死”了。超过这个能量强度,每增加一点,灭菌能力都会大大增加。但是增加到一定程度,就进入第二个平台——再继续增高能量,杀菌效果增加得也很少。这个灭菌效果上的“尾巴”可能是源于一部分微生物对于紫外线攻击很顽强,也可能源于有一部分被处理样品无法被照射到。

紫外线可造成细菌DNA损伤。

因为这个“尾巴”的存在,紫外杀菌难以实现加热或者化学杀菌剂那么彻底的杀灭。通常把降低4个对数值作为“灭菌标准?#20445;?#20063;就是还有万分之一的细菌活下来。而鲜牛奶的巴氏杀菌——在72摄氏度下处理15秒——则通常是降低5个对数值,即最多只有十万分之一的细菌存活。如果是常温奶的超高温灭菌,降低的对数值是12个以上,几乎就没有细菌能够幸存了。

? 灭菌效果的影响因素

不同的微生物对紫外线的敏感性不同,有的在?#31995;?#33021;量强度下就会被大量杀灭,而有的则需要更高能量才?#23567;?#20197;降低4个对数值为标准,研究中检测过的细菌有的只需要?#31185;?#26041;米几十焦耳的能量,有的则需要?#31185;?#26041;米300焦耳以上。我们并不知道现实的食物中存在哪些细菌,又各有多少,所以总是把最顽强的那个作为目标,顺便把其他的灭了。因此,紫外杀菌所用的能量强度需要在?#31185;?#26041;米400焦耳以上。

工厂灭菌操作。

各种灭菌技术的灭菌效果都会受到食物理化性质的影响。?#28909;?#21152;热或者高压灭菌,温度、酸碱度和压力都会有很大影响。而在紫外灭菌中,这些因素就不那么重要。紫外杀菌的关键是紫外线能够达到细菌,所以穿?#24863;?/span>是关键。诸如食品的组成、固体含量、颜色等因素都会影响紫外线的吸收,从而影响它穿透的厚度,也就对杀菌效果有很大的影响。如果食品均一、?#35813;鰨?#32043;外线的穿?#24863;?#22909;,灭菌效果就会好?#29615;?#20043;,如果食品浑浊,那么紫外线就会被散射,能量在穿透中降低,灭菌效果就会比较差。

总的?#27492;擔?#32043;外线的穿透能力比较差,通常也就能穿透两三厘米的厚度。要让固体食物均匀地以薄层去接收紫外照射,还是一件很有挑战性的事情。这一先天的?#27605;?#22823;大限制了它的应用?#27573;А?/span>

高压灭菌设备。

? 紫外灭菌在食品工业上的应用

主要有三类:

第一、 是食品加工设备的消毒。对于设备?#27492;擔?#24494;生物总是只停留在表面,而紫外线穿透能力差的弱点也就无关紧要,而不加热、不引入其他物质(包括水)的优势则得到了充分的发挥。

第二、 是食品加工用水的预处理。为了减少生产过程中可能引入的微生物,对于加工用水进行灭菌预处理是事半功倍的措施。相对于加氯或者氯化物这些“化学手段?#20445;?#19981;引入化学物质的紫外杀菌可以避免灭菌副产物带来的风险,也避免了杀菌剂带来的异味。

水的紫外杀菌示意图。

第三、 目前,直接食用的食物中采用紫外灭菌的主要是果汁。果汁的风味很容易被加热改变,所以“非热加工”在果汁生产中很有吸引力。杀菌剂光是名字就让消费者?#19981;?#19981;起来,所以不改变风味、不引入“化学成分”的紫外灭菌,也就有了很大的用武之地。

? 结论

用合?#20160;?#38271;的紫外线对食物杀菌处理并不会产生有害物质,没有安全问题。而且对于一些希望保持“自然状态”的食物?#28909;?#26524;汁,紫外线杀菌处理还更有优势。

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