Ultraviolette Strahlen können Bakterien abtöten und haben eine gewisse karzinogene Fähigkeit. Können also die mit dem UV-Sterilisator behandelten Lebensmittel gegessen werden?
Ultraviolett ist elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 10 nm und 400 nm. In der Praxis wird jedoch allgemein eine Wellenlänge über 100 Nanometer verwendet. UVA mit einer Wellenlänge zwischen 315 und 409 Nanometern bräunt die Haut. UVB mit einer Wellenlänge von 280 bis 315 Nanometern kann die Haut verbrennen und das Risiko für Hautkrebs erhöhen. UVC mit einer Wellenlänge von 200 bis 280 nm kann Bakterien und Viren effektiv abtöten. Ultraviolette Strahlen mit einer Wellenlänge zwischen 100 und 200 Nanometern werden vom Sauerstoff in der Luft absorbiert. Daher verwendet die traditionelle UV-Sterilisation eine Wellenlänge von 254 Nanometern.
Wenn UV-Strahlen von Bakterien oder Viren absorbiert werden, können sie die DNA schädigen und ihre Vermehrungsfähigkeit verlieren. In Bezug auf die Sterilisationsergebnisse ist es dasselbe wie Erhitzen oder Behandlung mit Chemikalien. Die Sterilisation durch ultraviolette Strahlen zerstört jedoch keine Nährstoffkomponenten, ohne zu erhitzen. Denn DNA ist kein Nährstoff für Lebensmittel und die Moleküle, die der Körper benötigt, werden nicht zerstört. Außerdem zerstört es nicht den natürlichen Geschmack der Lebensmittel. Schließlich führen chemische Fungizide oder Konservierungsstoffe neue Substanzen ein und bringen manchmal „Gerüche“ mit sich. Die durch ultraviolette Strahlen zerstörten DNA-Moleküle werden vom menschlichen Körper abgebaut, ohne schädliche Substanzen zu erzeugen.
Daher haben Lebensmittel, die mit ultraviolettem Licht behandelt werden, trotz der karzinogenen Fähigkeit der ultravioletten Strahlen keine Sicherheitsprobleme.
Jede Lebensmittelverarbeitung hat eine gewisse „Schädigung“ der Lebensmittel. Im Vergleich zum herkömmlichen Erhitzen ist die Schädigung durch UV-Behandlung viel geringer. Für einige Lebensmittel, die „natürlich“ bleiben sollen, wie Fruchtsaft, ist dies ein großer Vorteil.
Die UV-Sterilisationsfähigkeit hängt nicht nur von der Wellenlänge ab, sondern auch von der Energie, der die Lebensmittel ausgesetzt sind. Je niedriger die Energie, desto schlechter ist die Sterilisationseffekt. Bei der gewählten Wellenlänge von 254 nm zeigen der Sterilisationseffekt und die Energiedichte eine gestreckte S-Form.
Ultraviolette Sterilisation ist schwer zu erreichen, wie vollständiges Abtöten durch Erhitzen oder chemische Sterilisationsmittel. Eine Reduktion um 4 logarithmische Werte wird üblicherweise als „Sterilisationsstandard“ verwendet, das heißt, 1 von 10.000 Bakterien überlebt. Die Pastarisierung von Frischmilch – bei 72 Grad Celsius für 15 Sekunden verarbeitet – reduziert die Bakterien in der Regel um 5 logarithmische Werte, was bedeutet, dass höchstens 1 von 100.000 Bakterien überlebt. Bei der Ultra-Hochtemperatur-Sterilisation von Milch bei Raumtemperatur beträgt der logarithmische Reduktionswert mehr als 12, und fast keine Bakterien können überleben.
Verschiedene Mikroorganismen haben unterschiedliche Empfindlichkeiten gegenüber ultraviolettem Licht, einige werden bei niedriger Energiedichte in großen Mengen abgetötet, während andere höhere Energie benötigen. Unter der Annahme einer Reduktion um 4 logarithmische Werte, benötigen einige Bakterien, die in der Studie nachgewiesen wurden, nur wenige Joule pro Quadratmeter Energie, während andere mehr als 300 Joule pro Quadratmeter benötigen. Wir wissen nicht, welche Bakterien im Lebensmittel vorhanden sind und wie viele, daher zielen wir immer auf die widerstandsfähigste ab und zerstören die anderen auf diese Weise. Daher muss die Energiedichte für die UV-Sterilisation über 400 Joule pro Quadratmeter liegen.
Derzeit gibt es drei Hauptanwendungen von UV-Sterilisation in der Lebensmittelindustrie:
Der erste ist die Desinfektion von Lebensmittelbehältern oder -produktionsanlagen. Bei Behältern oder Anlagen verbleiben Mikroorganismen immer auf der Oberfläche, und der schwache Punkt der schlechten UV-Penetration ist irrelevant. Die Vorteile des Nicht-Erhitzens und der Einführung anderer Substanzen (einschließlich Wasser) werden voll ausgenutzt.
Der zweite ist die Vorbehandlung des Wassers bei der Lebensmittelverarbeitung. Im Vergleich zu den „chemischen Mitteln“ wie Chlor- oder Chloridzusatz kann die UV-Sterilisation ohne chemische Zusätze die Risiken von Sterilisationsnebenprodukten und den Geruch durch Desinfektionsmittel vermeiden.
Drittens ist derzeit der Hauptlebensmittel, das direkt mit Ultraviolett sterilisiert wird, Fruchtsaft. Der Geschmack von Fruchtsaft kann durch Erhitzen leicht verändert werden, daher ist „nicht-thermische Verarbeitung“ in der Fruchtsaftherstellung attraktiv. Der Name des Fungizids macht Verbraucher ungern, daher hat die UV-Sterilisation, die den Geschmack nicht verändert und keine „chemischen Inhaltsstoffe“ einführt, einen großen Nutzen.