任何食品加工手段都會(huì)對(duì)食品有一定程度的“破壞”。與最常規(guī)的加熱相比，紫外線處理的破壞要小得多。對(duì)于一些希望保持“自然狀態(tài)”的食物，比如果汁，它就有了很大的優(yōu)勢(shì)。

認(rèn)識(shí)紫外線

紫外線的定義是波長(zhǎng)在10納米到400納米之間的電磁輻射。不過(guò)在實(shí)際應(yīng)用中，使用的波長(zhǎng)在100納米以上。波長(zhǎng)在315到409納米之間的UVA通?？梢园哑つw曬黑，波長(zhǎng)280到315納米的UVB可以灼傷皮膚并增加皮膚癌風(fēng)險(xiǎn)，波長(zhǎng)在200到280納米的UVC可以有效地殺滅細(xì)菌和病毒，而波長(zhǎng)在100到200納米之間的紫外線可以被任何物質(zhì)吸收，所以只能在真空中傳播，也就不適合用于現(xiàn)實(shí)殺菌了。

當(dāng)紫外線被細(xì)菌或者病毒吸收之后，就會(huì)破壞DNA，從而它們失去增殖能力。就殺菌結(jié)果而言，跟加熱或者用化學(xué)物質(zhì)處理是一樣的。但是，它不加熱，也就不會(huì)破壞營(yíng)養(yǎng)成分——因?yàn)镈NA不是食物的營(yíng)養(yǎng)成分，而人體需要的那些物質(zhì)分子不會(huì)被破壞。此外，也不會(huì)破壞食物的自然風(fēng)味?；瘜W(xué)殺菌劑或者防腐劑畢竟引入了新的物質(zhì)，有時(shí)候還會(huì)帶來(lái)一些“異味”。它所破壞的DNA分子，進(jìn)入人體本來(lái)就要被分解，也不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)。所以說(shuō)，盡管紫外線有致癌能力，用紫外線處理過(guò)的食物，卻是毫無(wú)安全問(wèn)題的。

任何食品加工手段都會(huì)對(duì)食品有一定程度的“破壞”。與最常規(guī)的加熱相比，紫外線處理的破壞要小得多。對(duì)于一些希望保持“自然狀態(tài)”的食物，比如果汁，它就有了很大的優(yōu)勢(shì)。

紫外殺菌的能力除了跟波長(zhǎng)有關(guān)，還取決于食物被輻射到的能量。在選定的波長(zhǎng)下（傳統(tǒng)的紫外殺菌選用254納米的波長(zhǎng)），殺菌效果跟能量強(qiáng)度呈現(xiàn)一個(gè)拉伸過(guò)的S型。也就是說(shuō)，在低能量下，殺菌效果很差，這是因?yàn)榧?xì)菌或者病毒跟人體一樣，對(duì)于DNA損傷有一定的修復(fù)能力。

在照射能量低的時(shí)候，損傷的DNA被及時(shí)修復(fù)，細(xì)菌和病毒就能夠繼續(xù)增殖下去。當(dāng)能量高到一定程度，DNA修復(fù)系統(tǒng)實(shí)在忙不過(guò)來(lái)了，DNA損傷急劇增加，宏觀上表現(xiàn)出來(lái)就是細(xì)菌或病毒被“殺死”了。超過(guò)這個(gè)能量強(qiáng)度，每增加一點(diǎn)，滅菌能力都會(huì)大大增加。但是增加到一定程度，就進(jìn)入第二個(gè)平臺(tái)——再繼續(xù)增高能量，殺菌效果增加得也很少。這個(gè)滅菌效果上的“尾巴”可能是源于一部分微生物對(duì)于紫外線攻擊很頑強(qiáng)，也可能源于有一部分被處理樣品無(wú)法被照射到。

因?yàn)檫@個(gè)“尾巴”的存在，紫外殺菌難以實(shí)現(xiàn)加熱或者化學(xué)殺菌劑那么徹底的殺滅。通常把降低4個(gè)對(duì)數(shù)值作為“滅菌標(biāo)準(zhǔn)”，也就是還有萬(wàn)分之一的細(xì)菌活下來(lái)。而鮮牛奶的巴氏殺菌——在72攝氏度下處理15秒，通常是降低5個(gè)對(duì)數(shù)值，即最多只有十萬(wàn)分之一的細(xì)菌存活。如果是常溫奶的超高溫滅菌，降低的對(duì)數(shù)值是12個(gè)以上，幾乎就沒(méi)有細(xì)菌能夠幸存了。

不同的微生物對(duì)紫外線的敏感性不同，有的在較低能量強(qiáng)度下就會(huì)被大量殺滅，而有的則需要更高能量才行。以降低4個(gè)對(duì)數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)，研究中檢測(cè)過(guò)的細(xì)菌有的只需要每平方米幾十焦耳的能量，有的則需要300焦耳以上?，F(xiàn)實(shí)的食物中我們并不知道有哪些細(xì)菌，各有多少，所以總是把最頑強(qiáng)的那個(gè)作為目標(biāo)，順便把其他的滅了。所以，紫外殺菌所用的能量強(qiáng)度需要在每平方米400焦耳以上。

各種滅菌技術(shù)效果真相

各種滅菌技術(shù)的滅菌效果都會(huì)受到食物理化性質(zhì)的影響。比如加熱或者高壓滅菌，溫度、酸堿度和壓力都會(huì)有很大影響。而在紫外滅菌中，這些因素就不那么重要。紫外殺菌的關(guān)鍵是紫外線能夠達(dá)到細(xì)菌，所以穿透性是關(guān)鍵。諸如食品的組成、固體含量、顏色等因素會(huì)影響紫外線的吸收，從而影響它穿透的厚度，也就對(duì)殺菌效果有很大的影響。如果食品均一、透明，紫外線的穿透性好，滅菌效果就會(huì)好；反之，如果食品渾濁，那么紫外線就會(huì)被散射，能量在穿透中降低，滅菌效果就會(huì)比較差。

總的來(lái)說(shuō)，紫外線的穿透能力比較差，通常也就能穿透兩三厘米的厚度。要讓固體食物均勻地以薄層去接收紫外照射，還是一件很有挑戰(zhàn)性的事情。這一先天的缺陷大大限制了它的應(yīng)用范圍。

目前，紫外線滅菌在食品工業(yè)上的應(yīng)用主要有三類：

第一，是食品加工設(shè)備的消毒。對(duì)于設(shè)備來(lái)說(shuō)，微生物總是只停留在表面，而紫外線穿透能力差的弱點(diǎn)也就無(wú)關(guān)緊要，而不加熱、不引入其他物質(zhì)（包括水）的優(yōu)勢(shì)則得到了充分的發(fā)揮。

第二，是食品加工用水的預(yù)處理。為了減少生產(chǎn)過(guò)程中可能引入的微生物，對(duì)于加工用水進(jìn)行滅菌預(yù)處理是事半功倍的措施。相對(duì)于加氯或者氯化物這些“化學(xué)手段”，不引入化學(xué)物質(zhì)的紫外殺菌可以避免滅菌副產(chǎn)物帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，也避免了殺菌劑帶來(lái)的異味。

第三，目前，直接食用的食物中采用紫外滅菌的主要是果汁。果汁的風(fēng)味很容易被加熱改變，所以“非熱加工”在果汁生產(chǎn)中很有吸引力。殺菌劑光是名字就讓消費(fèi)者喜歡不起來(lái)，所以不改變風(fēng)味、不引入“化學(xué)成分”的紫外滅菌，也就有了很大的用武之地。