紫外线照射（太阳辐射的部分之一）

简介

紫外线是电磁波谱中波长从0.01-0.40微米（可见光紫端到X射线间）辐射的总称，不能引起人们的视觉。

1801年德国物理学家里特发现在日光光谱的紫端外侧一段能够使含有溴化银的照相底片感光，因而发现了紫外线的存在。

研究进展

紫外线(Ultraviolet，UV)是电磁波谱中波长从10～400nm辐射的总称。依据紫外线自身波长的不同，可将紫外线分为长波紫外线(315～400nm，UV－A)、中波紫外线(280～315nm，UV－B)、短波紫外线(200～280nm，UV－C)和真空紫外线(100～200nm)。短波紫外线属于可杀菌波段范围，能杀死细菌和病毒。UV－C(尤其是波长254nm)能穿透微生物的细胞膜，引起同一DNA链中相邻的胸腺嘧啶和胞嘧啶之间发生交联，导致DNA翻译和复制受阻，危害细胞的功能，最终导致细胞死亡。它能通过杀灭表面微生物、刺激产生非生物胁迫效应等作用改善食品的保鲜品质。UV－C处理能够诱导新鲜农产品提高抗病性，产生功能成分，延缓成熟衰老，抑制病原微生物的生长繁殖。如用254nm的UV－C处理马铃薯，能减少贮藏过程中镰刀菌(Fusarium solani)引起的干腐病，而且不影响马铃薯中淀粉的含量和成分。美国已研制出适用于果蔬采后处理与加工的UV－C处理设备，经在苹果采后处理中应用，效果很好。

在我国，该项技术虽然还没有开发用于商业，但其应用于果蔬商品化处理的前景非常好。而且UV－C处理具有操作简单，投资小，无化学试剂残留等优点，因而成为近年来保鲜领域的研究热点。

紫外线在果蔬采后保鲜方面的研究

果蔬是人们生活中必不可少的一部分。但因为地域和时间的阻碍，有很多都腐烂在运输途中和贮藏期间，每年因此造成的损失也不可想象。美国等发达国家约30%的采后果蔬因腐烂而损失，我国由于采后处理能力及冷藏设施不足，采后腐烂更加严重，所以一种合适高效的果蔬保鲜技术对我们来说很重要。目前传统而普遍的保鲜技术有气调和冷藏，但其成本比较高，效果也有一定的限制。这几年，紫外线照射作为一种新型保鲜技术出现在人们的视野，一些学者和研究人员也进行了相关实验并取得了相应的研究成果。经过紫外线处理后的水果可以降低水果的发病率同时可以提高果蔬的品质。如汪开治用UV－C照射成熟芒果10min，增加了芒果皮组织中多胺含量，起到了防止芒果腐烂的效果。

吴芳芳等报道，低剂量UV－C照射能在一定程度上降低苹果炭疽病发病率，抑制苹果采后炭疽病的发生。杨震峰等的研究结果显示草莓果实在10℃，12d贮藏期间，3kJ/mUV－C处理能显著抑制草莓果实采后腐烂的发生和MDA的积累，延缓果实失重、硬度和可溶性固形物含量的降低。同时还能延缓草莓果实中抗氧化组分含量的下降，维持果实较高的营养品质。除此以外，王中元等研究结果表明：短波紫外线处理能够显著推迟木薯硬度的下降和色泽的转变，保持果实的贮藏品质，推迟果实的成熟软化过程。

蒋紫洮等报道：紫外处理能够减慢龙眼失重率和相对电导率的上升，保持龙眼的贮藏品质，推迟龙眼的成熟软化过程。紫外线对蔬菜以及菌类的保鲜具有一定的效果。陆健东等的研究表明UV－C3kJ/m处理剂量的辐照能够显著抑制杏鲍菇的失重，抑制杏鲍菇的脂质过氧化，降低MDA在贮藏期间的积累，并能使杏鲍菇抗氧化物活性维持在相对较高的水平。

UV－C处理对水果和蔬菜会有一定的保鲜作用，当然同时对于不同品种的果蔬，UV－C处理的效果也不尽相同，故在对不同种类的果蔬应有相对应的UV－C处理工艺，也是需要进一步研究的领域。

紫外线在鲜切果蔬保鲜方面的研究

鲜切果蔬又称微加工果蔬、轻(浅)度加工果蔬、切割果蔬、半加工果蔬、调理果蔬等，因其新鲜、健康、卫生、方便等特点使其在果蔬加工业中占据了越来越重要的地位，特别在大多数发达国家，鲜切果蔬产品的需求量日益增加，已成为销售增长最快的零售食品之一。但由于果蔬经切割后极易发生组织褐变、营养成分损失、微生物侵染等不良现象，造成很大的损失和浪费。因此，保持品质、延长保鲜期是鲜切果蔬加工工艺的关键。

目前我国常用的保鲜技术主要有气调、可食膜的应用、冷藏和防腐剂的使用等。这些传统的保鲜技术通常一次性投资大、耗时长，而且有一些保鲜手段还会使果蔬表面存在化学残留物，危害人类健康。相比于传统保鲜技术，紫外辐照保鲜是一种物理保鲜方法，不添加任何化学试剂，无任何残留物。紫外辐照只能穿透果蔬的表面组织，破坏果蔬中残留的细菌、病毒等微生物的DNA，从而达到延长果蔬保鲜时间的作用。紫外线照射处理能抑制微生物的生长，提高鲜切果蔬的货架期。

Allende等研究结果表明4.74和8.14kJ/m剂量的UV－C能够大量减少切分生菜的微生物数量(总菌落数、乳酸菌、酵母)，而且不影响品质。Lamikanra等研究表明UV－C处理切分甜瓜能诱导过敏保卫反应，导致抗坏血酸、过氧化物酶的积累，降低酯酶活性，减少呼吸，延缓硬度下降，提高货架期。Francisco等的研究表明，UV－C处理可抑制鲜切西瓜上微生物的生长，并显著增强其抗氧化能力。耿亚娟等的研究表明，用不同剂量的紫外照射处理，对于鲜切苹果的贮藏期营养品质影响不同。20W的紫外灯照射15min，有利于保持鲜切苹果贮藏期内良好的营养品质。

紫外联合传统保鲜技术

保鲜一直是人们生活中比较热门的话题，也一直与我们息息相关。随着科学与技术的发展，保鲜技术也越来越先进，但还是阻挡不了活体腐烂衰老的脚步，所以我们也一直在这条道路上不断前进。目前人们已经广泛使用的技术主要有：机械制冷贮藏保鲜技术，气调贮藏保鲜技术，传统窖藏保鲜技术以及保鲜剂、涂膜保鲜技术等。

柯范生等将气调包装(MAP)保鲜与紫外相结合延长了施氏鲟鱼片的保鲜期。除此以外，王娟等的研究结果表明: 涂膜及紫外线处理可较好地保持鲜切木瓜的色泽，抑制褐变，保持较高的可溶性固形物含量，减少贮藏过程中的水分损失，抑制霉菌、酵母菌和细菌的增长。复合涂膜配方与紫外线处理可使货架期至少达到6天，为鲜切木瓜保鲜提供技术参考。传统与紫外线相结合的保鲜技术为保鲜提供了参考，至于能不能广泛应用需要进一步的探究与验证。

安全与展望

目前紫外线处理过的食品被普遍认为是安全的。美国食品和药物管理局(FDA) 和美国农业部(USDA) 认定UV是安全的。2000年，FDA批准UV－C可以用于果汁的巴氏杀菌，2002年批准UV－C可用于食品表面消毒。FDA颁布了21CFR179.41法规，批准脉冲UV－C在食品生产、加工及处理过程中的使用。加拿大进行了UV－C处理苹果汁的安全性评估。认为处理过的果汁不存在人类安全性问题。

欧洲已经将UV－C用于食品工业中的水和空气消毒中。紫外线保鲜技术作为一种物理保鲜技术没有化学保鲜的弊端，无污染，无残留，深受人们的喜爱。而且其成本相对于其他保鲜技术来说有很大的优势，所以紫外线保鲜将逐渐扩大其覆盖范围，成为一种主流。日后还要针对与不同果蔬的需求研究不同的照射条件，或者将紫外线保鲜应用到更多的领域，又或者与其他保鲜技术相结合，创造出更多操作简便又实用高效的保鲜方法，为保鲜领域开辟一条新的道路。

最新发现

2022年11月消息，来自德国哥廷根大学的古生物学家克劳斯·沃尔肯斯坦将紫外线照射到可追溯到2.4亿年前中生代的贝壳上。照射出来的米色和灰色扇贝化石呈现出橙色、黄色和红色的光，沃尔肯斯坦在古生物学杂志上发表了这项研究。^[1]

紫外线的危害

为什么紫外线照射细胞核会使细胞失去活性？

人们知道，紫外线直接照射皮肤，除有杀菌作用外，还具有调整和改善神经、内分泌、消化、循环、呼吸、血液、免疫系统以及促进维生素D生成的功能。但是，近年来人们逐渐认识到，过量的紫外线引起光化学反应，可使人体机能发生一系列变化，尤其是对人体的皮肤、眼睛以及免疫系统等造成危害。近年来，在美国、加拿大、澳大利亚等国及我国一些城市，已开始发布紫外线指数预报，以提醒公众采取相应的防护措施。日前，世界卫生组织的专家们呼吁从事户外活动的人们要避免长时间在日光下曝晒，到海滨和区度假的尤其要注意保护皮肤。

紫外线对人体的皮肤和眼睛的影响最为明显。皮肤对紫外线的吸收与其波长有关。波长越短，透入皮

肤的深度越小，照射后黑色素沉着较弱；波长越长，透入皮肤的深度越大，照射后黑色素沉着较强。由于受光化学反应的作用，能级较高的光子流能引起细胞内的核蛋白和一些酶的变性。因此，被紫外线照射后，需经过6—8小时的潜伏期后才发生细胞的改变并出现症状，包括皮肤干痛、表皮皱缩，甚至起泡脱落。因紫外线对组织的穿透力很弱，皮肤下的深层组织较少受伤。但严重的紫外线，可引起人体疲乏、低热、嗜睡等全身反应。有些人的皮肤由于对紫外线过敏，光照后发生日光性皮炎（又称晒伤），暴露区皮肤瘙痒、刺痛、皮肤脱屑，还可能溃破结痂。实际观测表明，在海拔3500米的高原地区（紫外线通常为平原地区的3—4倍），裸露皮肤在中午前后紫外线照射下，持续20—40分钟，皮肤有灼痛感且脱皮；持续40—80分钟，皮肤会起丘疹状水泡并导致各种病变。

长期、多次的曝晒，可造成皮肤和粘膜的日光性角化症（光照性角化症），表现在暴露部位（如额部、颊部、鼻尖、唇、眼睑、结膜）出现单个和多个平顶形角化层增厚。据医学分析，这是一种癌前期变化。研究表明，紫外线能引起细胞核内脱氧核糖核酸（DNA）的损伤，由于机体内在的缺陷，使细胞不能对损伤的DNA进行修复，从而发生对变异DNA的复制，若机体的免疫系统不能及时排斥，清除这种变异的细胞，即机体免疫监视功能有缺陷，这种变异DNA的细胞将发生增殖，最终导致肿瘤的形成。因此，紫外线是皮肤的一个重要致癌因素。

防止紫外线照射给人体造成的皮肤伤害，主要是防止紫外线UVB的照射；而防止UVA紫外线，则是为了避免皮肤晒黑。在欧美，人们认为皮肤黝黑是健美的象征，所以反而在化妆品中要添加晒黑剂，而不考虑对长波紫外线的防护。近年来这种观点已有改变，由于认识到长波紫外线对人体可能产生的长期的严重损害，所以人们开始加强对长波紫外线的防护。