هل يمكن تناول الطعام المطهر بالأشعة فوق البنفسجية؟

هل يمكن استخدام الأشعة فوق البنفسجية لتطهير الأطعمة؟

يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تقتل البكتيريا ولها قدرة معينة على الإصابة بالسرطان. فهل يمكن تناول الأطعمة المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية؟

ضوء الأشعة فوق البنفسجيةيتم تعريفه على أنه الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يتراوح طوله الموجي بين 10 و 400 نانومتر. ومع ذلك، في التطبيقات العملية، يكون الطول الموجي المستخدم عمومًا أكثر من 100 نانومتر. الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية (UVA) بين 315 و409 نانومتر عادة ما تسمر الجلد، والأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية (B) بين 280 و315 نانومتر يمكن أن تحرق الجلد وتزيد من خطر الإصابة بسرطان الجلد، والأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية (UVC) بين 200 و280 نانومتر فعالة في قتل البكتيريا والفيروسات، والأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية بين 200 و280 نانومتر فعالة في قتل البكتيريا والفيروسات. يمتص الأكسجين الموجود في الهواء 100 و 200 نانومتر. لذلك، لا يمكن أن تعمل إلا في الفراغ أو على الأقل في بيئة خالية تمامًا من الأكسجين، وهو أمر غير مناسب للتعقيم العملي. يستخدم التعقيم التقليدي بالأشعة فوق البنفسجية طولًا موجيًا يبلغ 254 نانومترًا. يستخدم التطهير بالأشعة فوق البنفسجية بشكل أساسي الطول الموجي المناسب للأشعة فوق البنفسجية لتدمير البنية الجزيئية للحمض النووي في خلايا الجسم الميكروبي، مما يؤدي إلى موت خلايا النمو أو الخلايا المتجددة، لتحقيق تأثير التعقيم، في هذه العملية لن يبدو ضارًا. المواد، ويمكن تناول الطعام المعقم بشكل طبيعي.

من اليسار إلى اليمين توجد الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية. الضوء المرئي، ضوء الأشعة تحت الحمراء، الطول الموجي للضوء يزداد بدوره. يقع الطول الموجي للتعقيم الشائع الاستخدام والذي يبلغ 6254 نانومتر في نطاق الأشعة فوق البنفسجية البعيدة (UVC) للضوء فوق البنفسجي.

عندما تمتص البكتيريا أو الفيروسات الأشعة فوق البنفسجية، فإنها تلحق الضرر بالحمض النووي، مما يجعلها غير قادرة على التكاثر. ومن حيث نتائج التعقيم فهو مثل التسخين أو المعالجة بالمواد الكيميائية. ومع ذلك، فإن الأشعة فوق البنفسجية لا تسخن، ولا تدمر العناصر الغذائية - لأن الحمض النووي ليس مكونًا غذائيًا من العناصر الغذائية، ولا يتم تدمير تلك المواد التي يحتاجها الجسم. وبالإضافة إلى ذلك، فإنه لن يدمر النكهة الطبيعية للطعام. بعد كل شيء، تقدم مبيدات الفطريات الكيميائية أو المواد الحافظة مواد جديدة، وفي بعض الأحيان تجلب بعض "الروائح". تدخل جزيئات الحمض النووي التي تم تدميرها بواسطة الأشعة فوق البنفسجية إلى جسم الإنسان وسيتم تكسيرها ولن تنتج مواد ضارة. لذلك، على الرغم من أن الأشعة فوق البنفسجية لديها القدرة على التسبب في السرطان، إلا أن الأطعمة المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية ليست آمنة.

أي طريقة لتجهيز الطعام سيكون لها درجة معينة من "تدمير" الطعام. العلاج بالأشعة فوق البنفسجية أقل ضررًا بكثير من طرق التدفئة التقليدية. بالنسبة لبعض الأطعمة التي ترغب في البقاء في "حالتها الطبيعية"، مثل عصير الفاكهة، فإن لها ميزة كبيرة.

إن قدرة الأشعة فوق البنفسجية على قتل البكتيريا لا تتعلق فقط بطول الموجة، ولكنها تعتمد أيضًا على الطاقة المنبعثة إلى الطعام. عند الطول الموجي المحدد وهو 254 نانومتر، يظهر تأثير مبيد الجراثيم وكثافة الطاقة على شكل حرف S ممتد. بمعنى آخر، عند الطاقة المنخفضة، يكون تأثير مبيد الجراثيم ضعيفًا جدًا، لأن البكتيريا أو الفيروسات، مثل جسم الإنسان، لديها قدرة معينة على إصلاح تلف الحمض النووي. عندما تكون طاقة الإشعاع منخفضة، يتم إصلاح الحمض النووي التالف في الوقت المناسب، ويمكن أن تستمر البكتيريا والفيروسات في التكاثر. عندما تكون الطاقة عالية إلى حد ما، يكون نظام إصلاح الحمض النووي مشغولاً حقًا، ويزداد تلف الحمض النووي بشكل حاد، وهو ما يظهر في الماكرو أن البكتيريا أو الفيروسات "تُقتل". أبعد من كثافة الطاقة هذه، مع كل زيادة، سيتم زيادة قدرة التعقيم بشكل كبير. ومع ذلك، عندما يزيد إلى حد ما، فإنه يدخل المنصة الثانية - ويستمر في زيادة الطاقة، ويزيد تأثير مبيد الجراثيم قليلا جدا. قد يرجع هذا "الذيل" في تأثير التعقيم إلى حقيقة أن بعض الكائنات الحية الدقيقة مقاومة لهجوم الأشعة فوق البنفسجية، أو قد يكون بسبب حقيقة أن بعض العينات المعالجة لا يمكن تشعيعها.

بسبب وجود هذا "الذيل"، يصعب تحقيق التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية بشكل كامل مثل التدفئة أو مبيدات الفطريات الكيميائية. يتم استخدامه عادةً لتقليل قيمة 4 أزواج باعتبارها "معيار التعقيم"، أي أن واحدًا من كل 10 000 من البكتيريا يبقى على قيد الحياة. عادة ما يتم تقليل بسترة الحليب الطازج - الذي تتم معالجته عند درجة حرارة 72 درجة مئوية لمدة 15 ثانية دفعة واحدة - بمقدار خمسة أزواج، أي أن واحدًا على الأكثر من كل 100،000 من البكتيريا يبقى على قيد الحياة. إذا تم تعقيم درجة حرارة عالية جدًا للحليب ذي درجة الحرارة العادية، فإن قيمة الزوج المخفضة تزيد عن 12، ولا يمكن لأي بكتيريا تقريبًا البقاء على قيد الحياة.

تتميز الكائنات الحية الدقيقة المختلفة بحساسية مختلفة للأشعة فوق البنفسجية، وبعضها سيُقتل بأعداد كبيرة عند كثافة طاقة أقل، بينما يحتاج البعض الآخر إلى طاقة أعلى. ومن خلال خفض قيمة أربعة أزواج، احتاجت بعض البكتيريا التي تم اختبارها في الدراسة بضع عشرات فقط من الجول لكل متر مربع من الطاقة، بينما احتاج البعض الآخر إلى أكثر من 300 جول لكل متر مربع. نحن لا نعرف ما هي البكتيريا الموجودة في الغذاء الحقيقي، وما هو عددها، لذلك نستهدف دائمًا أصعبها ونقتل الآخرين. لذلك، يجب أن تكون كثافة الطاقة المستخدمة في التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية أعلى من 400 جول لكل متر مربع.

سوف يتأثر تأثير التعقيم لتقنيات التعقيم المختلفة بالخصائص الفيزيائية والكيميائية للأغذية. على سبيل المثال، التسخين أو التعقيم ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة والضغط كلها لها تأثير كبير. وفي التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية، تكون هذه العوامل أقل أهمية. إن مفتاح التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية هو أن الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن تصل إلى البكتيريا، لذا فإن الاختراق هو المفتاح. ستؤثر عوامل مثل تركيبة الطعام والمحتوى الصلب واللون وعوامل أخرى على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية، وبالتالي تؤثر على سمك اختراقها، مما له تأثير كبير على تأثير مبيد الجراثيم. إذا كان الطعام موحدًا وشفافًا، فإن اختراق الأشعة فوق البنفسجية جيد، وسيكون تأثير التعقيم جيدًا؛ على العكس من ذلك، إذا كان الطعام غائما، فسوف ينتشر الضوء فوق البنفسجي، وستنخفض الطاقة في الاختراق، وسيكون تأثير التعقيم ضعيفا.

تجدر الإشارة إلى أن اختراق الضوء فوق البنفسجي ضعيف نسبيًا، ولا يمكن لسمك ورق الطباعة أن يخترق، ويمكنه فقط قتل البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة والفيروسات الموجودة على سطح الطعام لتطهير الطعام، ولا يمكنه تعقيم البكتيريا في الطبقة العميقة من الطعام. لا يزال من الصعب الحصول على الأطعمة الصلبة لتلقي الأشعة فوق البنفسجية بشكل موحد في طبقة رقيقة. هذا العيب الخلقي يحد بشكل كبير من نطاق تطبيقه.

سبب حرصي على استخدام التطهير بالأشعة فوق البنفسجية هو أنها يمكن أن تحقق تأثير التطهير بالتسخين، ولن تدمر العناصر الغذائية والنكهة الطبيعية للطعام، والآن ستشتري بعض المطاعم مصابيح الأشعة فوق البنفسجية لتطهير سطح الأطباق والأوعية. وعيدان تناول الطعام وما إلى ذلك، التأثير جيد جدًا.

في الوقت الحاضر، هناك ثلاثة تطبيقات رئيسية للتعقيم بالأشعة فوق البنفسجية في صناعة المواد الغذائية

الأول هو تطهير معدات تجهيز الأغذية. بالنسبة للمعدات، تبقى الكائنات الحية الدقيقة دائمًا على السطح فقط، ولا تكون هناك حاجة ماسة إلى ضعف اختراق الأشعة فوق البنفسجية الضعيفة، ويتم لعب مزايا عدم التسخين وعدم إدخال مواد أخرى (بما في ذلك الماء) بشكل كامل.

والثاني هو المعالجة المسبقة لمياه تجهيز الأغذية. من أجل تقليل الكائنات الحية الدقيقة التي قد يتم إدخالها في عملية الإنتاج، فإن المعالجة المسبقة للتعقيم للمياه المعالجة هي إجراء يؤدي إلى ضعف النتيجة بنصف الجهد. بالمقارنة مع "الوسائل الكيميائية" لإضافة الكلور أو الكلوريد، فإن التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية دون إدخال مواد كيميائية يمكن أن يتجنب خطر منتجات التعقيم الثانوية ويتجنب الرائحة التي تسببها مبيدات الفطريات.

ثالثا، في الوقت الحاضر، يتم استخدام التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية في الأغذية المباشرة بشكل رئيسي في عصير الفاكهة. يمكن تغيير نكهة العصير بسهولة عن طريق الحرارة، لذلك تعتبر "المعالجة غير الحرارية" جذابة في إنتاج العصير. اسم مبيد الفطريات وحده لا يجعل المستهلكين يحبونه، لذا فإن التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية الذي لا يغير النكهة ولا يقدم "تركيبة كيميائية" له فائدة كبيرة.