食物作為人類必須的最基本需求其本身可能成為病原體的間接攜帶者，這顯然對公眾健康構成嚴重威脅。因此，為防止食品病原體和新型冠狀肺炎病毒通過食品傳播，必須認真落實衛生防疫條例，有必要引入和測試新的有效衛生防疫措施以加強食品安全保障。其中，UVC LED作為食品領域的額外衛生和殺菌消毒控制措施，最有希望得到大規模的應用和推廣。

 

長期以來，人們一直認為，253.7nm的波長在殺菌滅活效果方面是最有效的。然而，UVC光的殺菌效果是基于微生物或病毒核酸DNA或RNA對光子的吸收。如圖1所示，基于報告出版物的數據，細菌、病毒和原生動物的最佳殺菌范圍約為260nm至270nm，其中微生物由于嘧啶二聚化和修復系統的損傷而受損。在265納米的波長下，UVC穿透細菌或病毒結構的心臟，破壞核酸（DNA和RNA）并使其失活。

圖 1.殺菌有效性的波長依賴性

 

Green等人（2019）有關食物病原體細菌的波長依賴性報道顯示，李斯特菌和沙門氏菌在268nm處和大腸桿菌259nm處1-log減少的通量為最小值。將波長增加到370nm導致消毒有效性急劇下降，并且1-log減少劑量增加超過1個數量級。相關數據表明，新型冠狀肺炎病毒的靈敏度也與波長相關，波長為267 nm~279 nm>286 nm>297 nm，其他病毒也報告了類似的趨勢（見表1）。

 

 

當大腸桿菌首先用289nm處的低有效UVB LED進行預處理，然后在259nm處用UVC LED處理時，大腸桿菌的減少量增加了兩倍，并且1-log的組合UV通量減少了（見表1）。Gerchman等人（2021）最新報告了紫外線劑量（mJ / cm2）用于冠狀病毒hCoV-OC43的3對數減少（見表2）。

表 2.紫外線劑量（mJ/cm2）用于減少冠狀病毒hCoV-OC43的3對數

UVC，UVB和UVA對細菌和病毒滅活作用的這些差異，以及食品或接觸表面的結構和光學性質的復雜性，表明波長的組合可以用作提高紫外殺菌光功效的障礙解決方案。較短的UVC LED波長成本高昂，通量率低，并且需要更高的劑量和曝光才能實現所需的減少。波長及其組合的智能優化可提高UV LED在特定生物體和應用中的微生物和病毒滅殺功效和性能。同時UVC + UVB + UVA暴露可導致添加劑或協同效應，因為食品病原體具有不同的紫外線波長敏感性，并允許催化劑在微生物滅活中的互補作用。

 

UV LED不僅可以在食物表面上獲得最佳消殺效果，還具備例如低功耗、堅固性、無毒性、能源效率、設計和操作靈活性、即時打開和關閉、無汞、無臭氧產生和環保等優勢，相信未來將在物體表面消殺、空氣凈化、水消毒凈化領域發揮更大應用價值。

 

（注：謹供業界參考，部分素材取自網絡）