Zuivelproducten creëren goede groeiomstandigheden voor een verscheidenheid aan micro-organismen omdat ze rijk zijn aan vele soorten voedingsstoffen, waaronder koolhydraten (vooral lactose), lipiden, eiwitten, essentiële aminozuren, enzymen, vitamines en mineralen. Daarom is het produceren van veilige zuivelproducten uitdagender in vergelijking met het produceren van veel andere voedingsmiddelen.
Thermische verwerking is de meest voorkomende ontsmettingsmethode om de voedselveiligheid te garanderen en de houdbaarheid te verlengen door het bederf en pathogene micro-organismen en enzymen te elimineren. In de afgelopen jaren neemt het gebruik van niet-thermische technologieën toe als alternatief voor de thermische verwerking in de voedingsmiddelenindustrie. Ultraviolet (UV) licht, een niet-thermische technologie, heeft de laatste tijd veel aandacht getrokken voor verbetering van de voedselveiligheid. In vergelijking met thermische verwerking kan deze veelbelovende technologie consumenten minimaal verwerkte, microbiologisch veilige en versachtige producten bieden met kleine effecten op de voedings- en sensorische eigenschappen van het product. Aan de andere kant mag deze technologie niet in de plaats komen van hygiëne, goede productie of landbouwpraktijken.
UV-lichttoepassing kan ook worden geïntroduceerd als alternatief voor het gebruik van chemicaliën in de voedingsmiddelenindustrie. Bovendien genereert het gebruik van UV-licht geen chemische residuen. Bovendien biedt het enkele technologische voordelen, vooral in ontwikkelingslanden in een kleinschalige productie vanwege de lage onderhoudskosten, lage installatiekosten en lage operationele kosten met minimaal energieverbruik. De bediening en reiniging van de behandeling is vrij eenvoudig. Ondanks de vele voordelen beperkt het lage penetratievermogen het gebruiksgebied in de voedingsmiddelenindustrie. Bovendien kan de inactiveringsefficiëntie worden verminderd of voorkomen vanwege fysieke kenmerken van voedsel. Bij hoge doses kan het negatieve effecten hebben op de kwaliteit en sommige vitamines. Om doeltreffende resultaten te verkrijgen, moeten aanvragen worden ingediend in het verband met deze situaties.
UV-bestraling van melk werd voor het eerst gebruikt in het midden van de jaren 1900 met het oog op vitamine D-verrijking. De werkzaamheid van UV-lichtbehandeling is de afgelopen jaren bestudeerd en er is ook steeds meer onderzoek gedaan om de mogelijke toepassingen van UV-licht als niet-thermisch alternatief voor thermische verwerking van melk te evalueren. Aan de andere kant zijn de potentiële verwerkingsalternatieven voor melk vanwege het bevestigde succes en het gemak van thermische verwerking nog steeds beperkt. Het gebruik van UV-licht moet niet alleen worden overwogen voor microbiële inactivatie, maar ook voor de ontwikkeling van nieuwe zuivelproducten. De met UV behandelde gepasteuriseerde koemelk werd door de Europese Commissie goedgekeurd als nieuw voedsel op de markt. Er wordt gemeld dat de behandeling van de gepasteuriseerde melk met UV-straling resulteert in een toename van de vitamine D3 (cholecalciferol) concentraties door omzetting van 7-dehydrocholesterol in vitamine D3.
Verontreiniging van zuivelproducten met micro-organismen kan in verschillende stadia van de productie optreden, afkomstig uit verschillende bronnen tijdens de productie. Hoewel warmtebehandeling wordt toegepast voor inactivatie van door voedsel overgedragen ziekteverwekkers, kunnen zuivelproducten, met name kaas, besmet zijn met ongewenste micro-organismen. Na pasteurisatieproces kan de behandeling van de wrongel, apparatuur, verwerkingslijnen, verpakking of opslagruimten leiden tot kruisbesmetting met een verscheidenheid aan micro-organismen. Zelfs als goede productiepraktijken worden toegepast, worden oppervlaktetoepassingen van antimicrobiële middelen vóór verpakking vaak gebruikt om bederf te voorkomen en de houdbaarheid van sommige zuivelproducten te verlengen. In plaats van chemische conserveringsmiddelen is extra oplossing nodig om de groei van micro-organismen vlak voor of na het verpakken van zuivelproducten te beheersen. Oppervlaktetoepassing van UV-licht na productie kan een aantrekkelijke alternatieve methode bieden om de groei van nabewerkingsverontreiniging te elimineren of te beheersen. Andere veelbelovende toepassingen van UV-licht zijn de desinfectie van lucht en water die in zuivelfabrieken worden gebruikt, en oppervlaktedecontaminatie van voedselcontactoppervlakken en verpakkingsmaterialen.
Veel onderzoek is vooral gericht op de toepassing van UV-licht om micro-organismen in melk te verminderen, en relatief weinig onderzoek richt zich op de ontsmetting van de oppervlakken van vaste zuivelproducten. Er is een gebrek aan informatie over de relatie tussen kwaliteit en veiligheid van zuivelproducten. Zo moet de toepassing van UV-licht voor verschillende zuivelproducten worden onderzocht in termen van zowel kwaliteit als veiligheid om het gebruik en de betrouwbaarheid van UV-licht in de industrie te vergroten. Er is ook behoefte aan onderzoek naar verschillende toepassingen van UV-licht op zuivelfabrieken.
In dit hoofdstuk wordt UV-technologie uitgelegd in termen van zijn principes, inactivatiemechanismen en worden beschikbare UV-lichtbronnen en reactoren besproken. Vervolgens worden de effecten van UV-licht op de inactivatie van micro-organismen en veranderingen in de chemische en nutritionele aspecten van verschillende zuivelproducten besproken.
