紫外线消毒是常规用于食品行业的消毒。

UV消毒

什么是紫外线消毒？

紫外（UV）光辐射是物理消毒方法，其可以应用于液体和固体表面以部分或完全降低它们的微生物载荷。1,2

紫外线消毒辐射被称为UV- c。在食品工业中，它们通常用于消毒:3.

  • 实验室和腔室等小封闭区域
  • 挤奶机，挤奶器
  • 工艺水，饮料灌装设备，带式输送机，食品容器
  • 水果和蔬菜（收获后处理）

起源

UV辐射的杀灭细菌，模具，酵母和病毒的能力在19世纪初被认可。它的实施才是在1903年授予芬兰紫杉森授予诺贝尔奖的芬森UV灯的发明之后。紫外线消毒最早的实际应用之一是在法国马赛中的消毒。

UV灯的商业化由Westinghouse公司开创，该公司生产了用于消毒医院设备的单位。不久之后，UV消毒灯被安装在药物制造和食品，乳制品和饮料生产厂。4.

UV消毒如何工作？

紫外线包括具有100-400纳米（Nm）的波长的非电离电磁辐射的无形光谱。UV消毒所谓的UV-C光线覆盖100-280nm的波长范围。它们在240-260 nm最有效。2

UV-C光源可以有效地对表面进行消毒和消毒，消除大部分细菌、病毒、霉菌和气味。

感染的表面暴露于UV-C光允许光线渗透微生物细胞膜。随后与细胞DNA / RNA的胸腺系成分产生胸腺嘧啶二聚体的光化学反应。后者抑制了致病细胞的代谢，并防止它们进一步倍增。

UV-C destruction of microorganisms is an exponential process, i.e. the higher the exposure, the more effective is the microbial destruction.5 For example, UV-C exposure necessary to kill 99% of microorganisms is twice that required for killing 90% of them.

紫外线给药是针对特定曝光时间（min）的表面的每M2的能量，以获得微生物种群的> 1对数减少。5.

杀死给定病原体所需的剂量取决于其细胞结构。例如，诸如沙门氏菌等细菌，Listeria.而大肠杆菌的细胞壁很薄，很容易被紫外线杀死。然而，厚的细胞壁霉菌孢子可以部分阻挡UV-C射线，因此需要更高的辐射剂量。

商业生产

UV-C轻型设备的选择主要取决于病原体的类型及其原始和目标计数以及经过处理区域的普遍存在的水分和温度条件。消毒食品制造操作的UV-C暴露水平范围为10至100mJ / cm2。

UV-C光线基本上由由专用灯产生的汞蒸汽产生。两种类型的UV光源可用于UV消毒过程：6.

  • 低压汞放电管:包括常规和汞合金类型。传统类型是最节能的能源。它将电子输入转换为波长为254nm的UV-C光输出，即在杀菌效果内。另一方面，汞齐管(汞加铟或镓)的光输出是传统管的三倍，而且对环境温度的敏感性较低。
  • 中等（高）压力汞放电灯：电不是非常有效，但可以产生更高的UV-C光强度。因此，它们可以在更短的照射时间内实现目标光曝光。

几个灯可以与合适的反射器一起安装。涂有反射材料的墙壁，如不锈钢，以允许大部分辐射反弹回到目标表面。

应用

UV-C射线目前用于食品制造工厂，用于肉类加工、面包店和奶酪传送带的持续净化。它也被用于消毒包装容器，管，薄膜和箔。

在面包店中，微生物污染主要发生在烘烤后。冷却，切片和包装。新鲜出炉的面包留下烤箱温暖和高水分水平，即模具和真菌污染的理想媒介。冷却空气，取决于外部条件，含有高水平的芽孢杆菌孢子孢子，模具源。

传统上，使用减少的组合实现了不含无裂面面包的生产水活动(aw)和防腐剂，如山梨酸盐和丙酸盐。然而，目前消费者对无防腐剂面包的需求，迫使面包房投资于新的保鲜技术，如真空冷却、红外、冷等离子体和紫外线。

只有少数研究研究专注于消毒面包店和用UV-C光线烘焙食品。用UV-C辐射治疗的同龄面包（32kgy）证实了其在将产品保质期提高100％的潜力，而钙钙钙的26％和山梨酸钾106％。7.

尽管在各种食品制造工艺中经过了紫外线消毒，但烘焙行业仍然落后。最近介绍了UV-C系统的新有限推出，例如通过在连续模式下运行的螺旋冷却器安装螺旋冷却器，以提供从烤箱到切片和包装阶段的烘焙食品的无缝运输。另一种方法涉及在传送带的侧面上方和周围安装UV辐射灯以适当地覆盖所有物品和食物接触表面的表面，从而降低产生不合规多样化产品的风险。

紫外线消毒的优势

  • 它是一种非热方法，因此不会对食品/烘焙产品产生物理化学变化
  • 针对所有类型的病原体（细菌，病毒，酵母，真菌，模具等）有效
  • 在食品中减少99.99％的污染的可能性是食品制造商的明显竞争优势
  • 消除了对季铵盐化合物和次氯酸钠或热处理等苛刻化学品的需要
  • HACCP合规性

紫外线消毒的局限性

  • 极低的穿透功率和外表面的完全吸收
  • 射线强度随着距离变大的距离而减小;因此降低了消毒治疗的整体杀害能力或有效性4.
  • UV-C光线在死点（由它们上方或裂缝上方覆盖）无效）4.
  • 一些细菌菌株可以产生对紫外线辐射的抗性，因此偶尔需要将紫外线处理与化学消毒方法相结合，以确保适当的清洁和卫生4.
  • 系统安装所需的资本成本
  • 潜在的健康和安全问题。UVC射线可以产生UV-A和UV-B光线的二次排放，这可能严重刺激眼睛并引起皮肤炎症。合适的屏蔽可以防止人员直接暴露和受辐射影响。2

下表将UV辐射的近似最低剂量（J / M2）报告在253.7nm处，以杀死各种微生物种群的90％（即，降低1或产生10倍的减少）：2

微生物

UV剂量（j / m2）
细菌
枯草芽孢杆菌（植物表格） 70
枯草芽孢杆菌（孢子形式） 120.
大肠杆菌 30.
结核分枝杆菌 62.
假单胞菌铜绿假单胞菌 55.
沙门氏菌肠炎 40
金黄色葡萄球菌 26.
霉菌
Aspergillus尼日尔 1320
曲霉菌曲藤 600
曲霉菌葡萄糖 440
青霉素数点 440
Penicillum expansum 130.
青霉属chrysogenum. 500.
酵母
Saccharomyces椭圆体 60.
酿酒酵母酿酒酵母 60.

FDA法规

FDA已批准使用UV-C进行处理和消毒食品和食品加工设备（21 CFR 179.39）。8.

参考文献

  1. 斯坦加，M。“消毒剂和卫生技术”卫生设施：食品工业的清洁和消毒，Wiley-VCH Verlag GmbH＆Co.KGAA，Weinheim，2010，PP。524-554。
  2. 斯坦加，M。“环境卫生”卫生：食品工业的清洁和消毒，Wiley-VCH Verlag GmbH＆Co.KGAA，Weinheim，2010，PP。459-471。
  3. Kopper, G.“初级生产中的卫生”食品安全管理:食品工业实用指南，Elsevie伟德2021年欧洲杯r Inc.学术出版社，2014,559-620页。
  4. VC技术：历史和解释。https://www.sportsturfnw.com/uvc-equpliple/uvc-technology-history-explanations/。
  5. Marriott，N.G.，Schilling，M.W.和Gravani，R.B。“Sanitizers”食品卫生原则，第6版，Springer International Publishing AG，2018，PP。175-183。
  6. Lagunas-Solar, M.C.《脉冲紫外线辐射处理》食品安全百科全书，第3卷，Elsevier, Inc.学术出版社，2014年，第225-238页伟德2021年欧洲杯。
  7. Doulia，D.，Katsinis，G.，＆Mougin，B.延长包裹部分烘烤的长方形宝石的微生物保质期。int。J. Food Prop.2000,3,3，PP。447-457。
  8. FDA。食品生产，加工和处理中的照射。21 CFR.179.31。https://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfcfr/cfrsearch.cfm?fr=179.39.。