紫外線は食品の消毒に使用できますか
紫外線は細菌を殺し、特定の発がん性を持っています。では、紫外線で処理した食品は食べられるのでしょうか？
紫外線波長が 10 ～ 400 ナノメートルの電磁放射として定義されます。ただし、実際のアプリケーションでは、一般に 100 ナノメートルを超える波長が使用されます。 315 ～ 409 ナノメートルの UVA 波長は通常皮膚を日焼けさせます。280 ～ 315 ナノメートルの UVB 波長は皮膚を火傷し、皮膚がんのリスクを高める可能性があります。200 ～ 280 ナノメートルの UVC 波長は細菌やウイルスを殺すのに効果的であり、 100 および 200 ナノメートルは空気中の酸素に吸収されます。したがって、真空または少なくとも完全に酸素のない環境でのみ機能し、実際の滅菌には適していません。従来の紫外線滅菌では、254 ナノメートルの波長が使用されます。紫外線消毒は、主に適切な波長の紫外線を使用して微生物の細胞内のDNA分子構造を破壊し、その結果、増殖細胞または再生細胞を死滅させ、滅菌効果を達成します。このプロセスでは有害には見えません。滅菌された食品は通常通り食べることができます。
左から右へX線と紫外線です。可視光線、赤外線、光の波長は順番に長くなります。一般的に使用される滅菌波長 6254 nm は、紫外光の遠紫外 (UVC) 帯域に位置します。
紫外線が細菌やウイルスに吸収されると、DNAに損傷を与え、増殖できなくなります。滅菌結果としては加熱や薬品による処理と同じです。しかし、紫外線は熱を与えず、栄養素を破壊しません。これは、DNA が食品の栄養成分ではなく、体に必要な物質が破壊されないためです。また、食品本来の風味を損ないません。結局のところ、化学的な殺菌剤や防腐剤は新しい物質を導入し、時には「臭い」をもたらすこともあります。紫外線によって破壊されたDNA分子は、人体に入ると分解され、有害物質は生成されません。したがって、紫外線には発がん性がありますが、紫外線で処理された食品は安全ではありません。
どのような食品加工方法であっても、ある程度の食品の「破壊」は起こります。紫外線治療は、最も従来の加熱よりもダメージがはるかに少ないです。フルーツジュースなど、「自然な状態」を保ちたい一部の食品にとっては、大きな利点があります。
細菌を殺す UV の能力は、波長に関係するだけでなく、食品に放射されるエネルギーにも依存します。選択された波長 254 nm では、殺菌効果とエネルギー強度が伸びた S 字型を示します。言い換えれば、細菌やウイルスは人体と同様、DNA 損傷を修復する一定の能力を持っているため、低エネルギーでは殺菌効果は非常に低くなります。照射エネルギーが低いと、損傷した DNA が時間内に修復され、細菌やウイルスが増殖し続ける可能性があります。エネルギーがある程度高くなると、DNA修復システムが非常に忙しくなり、DNA損傷が急激に増加し、細菌やウイルスが「死滅」することがマクロで示されます。このエネルギー強度を超えると、増加するたびに滅菌能力が大幅に増加します。しかし、ある程度増加すると第二プラットフォームに入り、さらにエネルギーを増加させ続けるため、殺菌効果はほとんど増加しません。滅菌効果におけるこの「尾」は、一部の微生物が UV 攻撃に耐性があるという事実によるものである可能性があります。あるいは、処理されたサンプルの一部が照射できないという事実によるものである可能性があります。
この「尾部」の存在により、紫外線殺菌は加熱殺菌剤や化学殺菌剤と同様に完全な殺菌を達成することが困難です。通常、「滅菌基準」として 4 ペアの値を減らすために使用されます。つまり、000 細菌の 10 人に 1 人が生き残るということです。生乳の低温殺菌（バッチごとに摂氏72度で15秒間処理）では、通常は5対減少します。つまり、000個の細菌が生き残るのはせいぜい100個に1個です。常温の牛乳を超高温殺菌すると還元ペア値が12以上となり、細菌はほとんど生存できません。
微生物によって紫外線に対する感受性が異なり、より低いエネルギー強度で大量に死滅する微生物もあれば、より高いエネルギーを必要とする微生物もいます。 4 ペアの値を下げることにより、研究でテストされた細菌の一部は 1 平方メートルあたり数十ジュールのエネルギーしか必要としませんでしたが、他の細菌は 1 平方メートルあたり 300 ジュール以上を必要としました。実際の食品中にどのような細菌が存在し、その数がどれくらいあるのかはわかりません。そのため、私たちは常に最も強力な細菌をターゲットにし、他の細菌を殺します。したがって、紫外線殺菌に使用されるエネルギー強度は 1 平方メートルあたり 400 ジュール以上である必要があります。
さまざまな殺菌技術の殺菌効果は、食品の物理的および化学的特性の影響を受けます。たとえば、加熱やオートクレーブ滅菌、温度、pH、圧力はすべて大きな影響を与えます。紫外線滅菌では、これらの要素はそれほど重要ではありません。紫外線殺菌のポイントは、紫外線は細菌に届くため、浸透させることが重要です。食品の組成、固形分、色などの要因が紫外線の吸収に影響を及ぼし、浸透の厚さに影響を与え、殺菌効果に大きな影響を与えます。食品が均一で透明であれば、紫外線の透過性が良く、殺菌効果も良好です。逆に食品が濁ると紫外線が散乱し、浸透エネルギーが低下し、殺菌効果が悪くなります。
紫外線の透過力は比較的弱く、印刷用紙の厚さは透過できず、食品の消毒には食品の表面の細菌、微生物、ウイルスのみを殺すことができ、内部の細菌を殺菌することはできないことに注意してください。食べ物の深層。固形食品に薄い層で均一に紫外線を照射することは依然として困難です。この先天的欠陥により、その適用範囲が大幅に制限されます。
私が紫外線消毒に熱心な理由は、加熱消毒と同等の効果が得られ、食品の栄養素や本来の風味を損なわないためです。現在、一部のレストランでは皿やボウルの表面を消毒するために紫外線ランプを購入しています。 、箸など、効果は非常に優れています。
現在、食品業界における紫外線殺菌の主な用途は 3 つあります。
1つ目は食品機械の消毒です。装置側としては、微生物は常に表面のみに留まり、紫外線透過性が悪いという弱点を緊急に必要とせず、加熱をしない、他の物質（水を含む）を混入させないという利点が十分に発揮される。
2つ目は食品加工水の前処理です。生産工程で混入する微生物を減らすため、加工水の滅菌前処理は半分の労力で2倍の効果が得られる対策です。塩素や塩化物を添加する「化学的手段」と比較して、薬品を使用しない紫外線殺菌は、殺菌副生成物のリスクを回避し、殺菌剤による臭気を回避することができます。
第三に、現在、直接食品に紫外線殺菌が使用されているのは主に果汁である。熱によりジュースの風味が変化しやすいため、ジュース製造においては「非加熱処理」が魅力です。殺菌剤の名前だけでは消費者に好まれないため、風味を変えず、「化学成分」を導入しない紫外線殺菌は大いに役立ちます。
