Светодиоды для сохранения пищевых продуктов

По данным исследований Национального университета Сингапура (National University of Singapore, NUS), синие светодиоды (LED) обладают сильным антибактериальным эффектом для патогенных микроорганизмов пищевого происхождения.

Ученые отмечают, что они наиболее эффективны при низких температурах (от 4 до 15 оC) и умеренно кислой среде со степенью pH около 4,5. Кислотные продукты, такие как свежесрезанные фрукты и готовое к употреблению мясо, можно сохранить под синими светодиодами при температурах охлаждения без дальнейшей химической обработки, которая обычно необходима для сохранения пищи. Согласно результатам исследований, они могут применяться для продовольственных холодильников и холодной цепи поставок, чтобы сохранить свежесрезанные фрукты и готовые к употреблению морепродукты, такие как суши и копченый лосось, а также охлажденные мясные продукты.

Бактериальные клетки содержат светочувствительные соединения, которые адсорбируют свет в видимой зоне электромагнитного спектра (400–430 нм), в основном являющийся светом синих LED. Воздействие освещения от синего светодиода может начать процесс в клетках, который, в конечном счете, вызывает их вымирание. Команда разместила бактерии Listeria monocytogenes, E.coli O157: H7 и Salmonella Typhimurium под освещение синих светодиодов и изменила условия pH от кислых до щелочных. Ученые обнаружили, что более высокая бактериальная инактивация была достигнута при кислых и щелочных условиях pH, чем при нейтральных. Для L. monocytogenes кислые условия оказались более вредными, чем щелочные условия, а для E. coli O157: H7 и S. Typhimurium — наиболее вредными, хотя кислые условия были также достаточно эффективными при их инактивации.

Исследование, проведенное той же командой в 2013 году, рассмотрело влияние температуры на способность синего светодиода деактивировать бактериальные клетки и обнаружило, что антибактериальный эффект был наиболее высоким при температурах охлаждения. Доцент факультета NUS Юк Хён-Гён (Yuk Hyun-Gyun), работающий по программе теории и практики производства продуктов питания, сообщил, что оба исследования указывают на потенциал сохранения кислотных продуктов при низких температурах без химической обработки. «Это может удовлетворить растущий спрос на натуральные или минимально обработанные продукты, не полагаясь на химические вещества, такие как подкислители и искусственные консерванты, используемые для сохранения продуктов питания, — рассказал он. — Нашим следующим шагом станет применение этой LED-технологии на реальных пищевых образцах (свежесрезанных фруктах, а также готовых к употреблению или сырых морепродуктах и мясопродуктах), чтобы изучить, сможет ли LED-освещение эффективно убивать патогенные бактерии без ухудшения качества продуктов питания».

С ноября 2012 года члены университетской команды сотрудничают с сингапурским Управлением по сельхозпродуктам и ветеринарии (Agri-Food & Veterinary Authority, AVA) над применением технологии к свежесрезанным овощам, чтобы выяснить, помогает ли она сохранить или улучшить питательное качество овощей во время хранения. Управление изучает влияние LED на качественные параметры овощей (например, витамин C, хлорофилл и бета-каротин).

Тем временем световые технологии стали предметом дискуссий на выставке Института пищевой технологии (Institute of Food Technologists, IFT) в Чикаго. Специалисты подчеркнули необходимость проведения дальнейших исследований. Использование ультрафиолетового, импульсного света и LED-света изучается, как способ повысить срок хранения продуктов и устранить бактерии в молоке и соке. Однако ученые предупреждают, что они должны узнать больше о том, как эти световые лучи проникают через продукты, чтобы гарантировать их безопасность.

«Световые технологии могут помочь разрушить бактериальные клетки в продуктах, и они эффективны для стерилизации поверхности, — говорит доктор из Иллинойского технологического института (Illinois Institute of Technology) Катираван Кришнамурти (Kathiravan Krishnamurthy). — Но основной вопрос с такими технологиями — это глубина проникновения. Мы должны удостовериться, что свет достигает всех частей пищевого продукта».