Обработка продуктов ультрафиолетовым излучением

Ультрафиолетовое излучение, охватывающее область электромагнитных колебаний с длинами волн (136—4000) • 10~10 м, обладает большой энергией и поэтому оказывает сильное химическое и биологическое действие. В зависимости от длины волны действие различных участков ультрафиолетового спектра неодинаково. Область лучей с длиной волн от (4000—3300) • 10~10 м является химически активной. Зона в пределах (3300—2000) 10"10 м является биологически активной, способствует синтезу в организме витамина А и оказывает антирахитичное действие.

Наибольшим воздействием на бактерии, подавляющим их жизнедеятельность и приводящим живые клетки к гибели, обладают лучи с длиной волн от (2950—2000) • Ю-10 м. Данная область ультрафиолетовых лучей называется бактерицидной. Максимум бактерицидного действия оказывают лучи с длиной волны около 2600 • 10"10 м. За лучами с длиной волны 2000 • 10"10 м лежит малоизученная озонирующая область спектра.

Однако широкое использование бактерицидного эффекта ультрафиолетовых лучей для консервирования пищевых продуктов лимитируется их малой проникающей способностью, не превышающей долей миллиметра. Не пропускают УФ-лучей и стенки жестяной и стеклянной тары.

Поэтому УФ-спектр может быть использован в основном для стерилизации поверхностей, при условии, что глубинные слои материала не содержат микрофлоры.

Особенностью УФ-лучей является их способность вызывать в облучаемом теле химические изменения, то есть фотохимический эффект, достаточно ясно выраженный при длинах волны УФЛ менее 290 нм.

Возникновение фотохимического эффекта в клетках микроорганизмов и в теле вирусов при соответствующих условиях может сопровождаться их инактивацией и отмиранием. Отмирание обусловлено главным образом адсорбцией УФЛ нуклеиновыми кислотами и нуклеопротеидами, которая сопровождается разрывом водородных связей и динатурационными изменениями этих веществ.

Наиболее эффективным действием на микроорганизмы обладают лучи длиной волны 255—280 нм. Более короткие волны сильно поглощаются воздухом, и действие дает желательный эффект лишь на очень небольших расстояниях. К тому же под влиянием этих лучей образуется в больших количествах озон, который хотя и способствует уничтожению микробов, но в то же время вызывает нежелательные изменения продукта.

Чувствительность микроорганизмов к действию УФЛ уменьшается с увеличением размеров клеток. Отсюда стойкость плесеней к действию УФЛ значительно больше, чем у бактерий.

Но и различные плесени по-разному относятся к облучению. Не все клетки даже одной и той же культуры одинаково стойки к действию УФЛ: 70—80% клеток погибают при минимальной затрате лучистой энергии, а для уничтожения остальных 20—30% требуется в 3—4 раза больше.

Если бактерии или споры подвергают многократному мгновенному действию УФЛ, то для их уничтожения потребуется значительно больше энергии, чем при непрерывном облучении той же продолжительности.

Под действием УФЛ происходит не только денатурация белков (например, мяса), но и разрушение двух- и трехмерных структурных решеток белковых частиц до отдельных полипептидных цепей. Сложные белковые молекулы протеидов — мио- и гемоглобина, а также липопротеидов, нуклеопротеидов разрушаются.

В присутствии кислорода УФЛ вызывают переход оксимиоглобина в метмиоглобин.

Длительное облучение инактивирует ферменты. Описанные изменения происходят также и в пищевых продуктах на глубине до 0,1 мм.

Особенно сильно УФЛ действуют на жиры, стимулируя их окисление.

Следовательно, употреблять УФЛ для предотвращения микробиальной порчи продуктов можно лишь в тех случаях, когда продукт в глубине практически стерилен либо развитие микробов в толще предотвращено или существенно замедлено.

В связи с ограниченной проникающей способностью УФЛ на режим облучения существенным образом влияет характер поверхности продукта. Шероховатость, мельчайшие неровности и складки хорошо защищают споры и клетки от действия УФЛ.

В связи с этим продукты, обладающие гладкой поверхностью (вареные колбасы), лучше сохраняются с помощью УФЛ.

УФЛ можно использовать для стерилизации воздуха, воды и рассола в тонком слое, так как эти материалы хорошо проницаемы для УФЛ.

Ежесуточное облучение воздуха в помещении объемом 65 м3 в течение 9 ч лампами УФЛ общей мощностью 40 Вт снижает количество микробов в нем на 90%. В помещениях, где производится облучение продуктов УФЛ, количество микроорганизмов в несколько раз меньше обычного.

Следует иметь в виду, что УФЛ опасны для человека, действуя на кожу, а в особенности на глаза.