Οι υπεριώδεις ακτίνες μπορούν να σκοτώσουν βακτήρια και έχουν μια ορισμένη καρκινογόνο ικανότητα. Έτσι, μπορεί τα τρόφιμα που επεξεργάζονται με την υπεριώδη αποστείρωση να καταναλωθούν;
Ο υπεριώδης ορίζεται ως ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με μήκος κύματος μεταξύ 10 nm και 400 nm. Ωστόσο, στις πρακτικές εφαρμογές, το χρησιμοποιούμενο μήκος κύματος είναι γενικά πάνω από 100 νανόμετρα. Το UVA με μήκος κύματος μεταξύ 315 και 409 νανόμετρα συνήθως μαυρίζει το δέρμα. Το UVB με μήκος κύματος 280 έως 315 νανόμετρα μπορεί να καεί το δέρμα και να αυξήσει τον κίνδυνο καρκίνου του δέρματος. Το UVC με μήκος κύματος 200 έως 280 nm μπορεί αποτελεσματικά να σκοτώσει βακτήρια και ιούς. Οι υπεριώδεις ακτίνες με μήκος κύματος μεταξύ 100 και 200 νανόμετρα απορροφούνται από το οξυγόνο στον αέρα. Επομένως, η παραδοσιακή υπεριώδης αποστείρωση χρησιμοποιεί μήκος κύματος 254 νανόμετρα.
Όταν οι υπεριώδεις ακτίνες απορροφούνται από βακτήρια ή ιούς, μπορούν να βλάψουν το DNA και να τα κάνουν να χάσουν την ικανότητά τους να πολλαπλασιάζονται. Όσον αφορά τα αποτελέσματα της αποστείρωσης, είναι το ίδιο με το θέρμανση ή τη θεραπεία με χημικά. Ωστόσο, η μέθοδος αποστείρωσης με υπεριώδη δεν καταστρέφει τα θρεπτικά συστατικά χωρίς θέρμανση. Επειδή το DNA δεν είναι θρεπτικό συστατικό για τα τρόφιμα και τα μόρια που χρειάζεται το σώμα δεν καταστρέφονται. Επιπλέον, δεν καταστρέφει τη φυσική γεύση των τροφίμων. Μετά από όλα, τα χημικά μυκητοκτόνα ή συντηρητικά εισάγουν νέες ουσίες και μερικές φορές φέρνουν και «οσμές». Τα μόρια DNA που καταστρέφονται από τις υπεριώδεις ακτίνες θα διασπαστούν στον ανθρώπινο οργανισμό χωρίς να παράγουν επιβλαβείς ουσίες.
Επομένως, παρά την καρκινογόνο ικανότητα των υπεριωδών ακτίνων, τα τρόφιμα που υποβάλλονται σε υπεριώδη ακτινοβολία δεν έχουν ζητήματα ασφάλειας.
Οποιαδήποτε μέθοδος επεξεργασίας τροφίμων θα έχει ένα ορισμένο βαθμό «ζημιάς» στα τρόφιμα. Σε σύγκριση με την πιο συμβατική θέρμανση, η ζημιά από την υπεριώδη επεξεργασία είναι πολύ μικρότερη. Για ορισμένα τρόφιμα που θέλουν να παραμείνουν «φυσικά», όπως ο χυμός φρούτων, έχει μεγάλο πλεονέκτημα.
Η ικανότητα αποστείρωσης με υπεριώδη εξαρτάται όχι μόνο από το μήκος κύματος αλλά και από την ενέργεια στην οποία ακτινοβολούνται τα τρόφιμα. Όσο χαμηλότερη είναι η ενέργεια, τόσο χειρότερη είναι η αποτελεσματικότητα της αποστείρωσης. Στο επιλεγμένο μήκος κύματος των 254 nm, η αποτελεσματικότητα της αποστείρωσης και η ενέργεια δείχνουν ένα τεντωμένο σχήμα S.
Η υπεριώδης αποστείρωση είναι δύσκολη να επιτευχθεί, όπως η πλήρης εξόντωση με θέρμανση ή χημικούς αποστειρωτές. Η μείωση τεσσάρων λογαριθμικών τιμών χρησιμοποιείται συνήθως ως «πρότυπο αποστείρωσης», δηλαδή, ένα στα 10.000 βακτήρια επιβιώνει. Η παστερίωση φρέσκου γάλακτος-που επεξεργάζεται στους 72 βαθμούς Κελσίου για 15 δευτερόλεπτα-συνήθως μειώνει κατά 5 λογαριθμικές τιμές, που σημαίνει ότι το πολύ ένα στα 100.000 βακτήρια επιβιώνει. Στην περίπτωση υπερυψηλής θερμοκρασίας αποστείρωσης γάλακτος σε θερμοκρασία δωματίου, η μειωμένη λογαριθμική τιμή είναι πάνω από 12 και σχεδόν κανένα βακτήριο δεν μπορεί να επιβιώσει.
Διάφοροι μικροοργανισμοί έχουν διαφορετικές ευαισθησίες στα υπεριώδη ακτίνες, μερικοί από αυτούς θα σκοτωθούν σε μεγάλες ποσότητες σε χαμηλότερες εντάσεις ενέργειας, ενώ άλλοι απαιτούν υψηλότερη ενέργεια. Λαμβάνοντας ως πρότυπο τη μείωση τεσσάρων λογαριθμικών τιμών, μερικά από τα βακτήρια που ανιχνεύθηκαν στη μελέτη χρειάζονταν μόνο δεκάδες τζόλ ανά τετραγωνικό μέτρο ενέργειας, ενώ άλλα απαιτούσαν περισσότερα από 300 τζόλ ανά τετραγωνικό μέτρο. Δεν γνωρίζουμε ποια βακτήρια υπάρχουν στα τρόφιμα και πόσα από αυτά υπάρχουν, γι' αυτό πάντα στοχεύουμε το πιο ανθεκτικό και καταστρέφουμε τα άλλα κατά τη διαδικασία. Επομένως, η ενέργεια για την υπεριώδη αποστείρωση πρέπει να είναι πάνω από 400 τζόλ ανά τετραγωνικό μέτρο.
Προς το παρόν, υπάρχουν τρεις βασικοί τύποι εφαρμογών υπεριώδους αποστείρωσης στη βιομηχανία τροφίμων:
Το πρώτο είναι η απολύμανση των τροφίμων ή του εξοπλισμού παραγωγής τροφίμων. Για τα δοχεία ή τον εξοπλισμό, τα μικρόβια πάντα παραμένουν στην επιφάνειά τους, και το αδύναμο σημείο της κακής διείσδυσης υπεριώδους ακτινοβολίας είναι άσχετο. Τα πλεονεκτήματα της μη θέρμανσης και της εισαγωγής άλλων ουσιών (συμπεριλαμβανομένου του νερού) αξιοποιούνται πλήρως.
Ο δεύτερος είναι η προεπεξεργασία του νερού επεξεργασίας τροφίμων. Σε σύγκριση με τα «χημικά μέσα» της προσθήκης χλωρίου ή χλωριούχου, η αποστείρωση με υπεριώδη χωρίς την εισαγωγή χημικών μπορεί να αποφύγει τους κινδύνους των παραπροϊόντων αποστείρωσης και της οσμής που προκαλούν τα απολυμαντικά.
Τρίτον, προς το παρόν, το κύριο τρόφιμο που αποστειρώνεται άμεσα με υπεριώδη είναι ο χυμός φρούτων. Η γεύση του χυμού φρούτων μπορεί εύκολα να αλλάξει με το θέρμανση, γι' αυτό η «μη θερμική επεξεργασία» είναι ελκυστική στην παραγωγή χυμού φρούτων. Το όνομα του μυκητοκτόνου το κάνει να μην αρέσει στους καταναλωτές, έτσι η αποστείρωση με υπεριώδη που δεν αλλάζει τη γεύση και δεν εισάγει «χημικά συστατικά» έχει μεγάλη χρησιμότητα.