UV-C LED irradiation reduces Salmonella on chicken and food contact surfaces

Abstract

Ultraviolet (UV-C) light-emitting diode (LED) light at a wavelength of 250–280 nm was used to disinfect skinless chicken breast (CB), stainless steel (SS) and high-density polyethylene (HD) inoculated with Salmonella enterica. Irradiances of 2 mW/cm2

(50%) or 4 mW/cm2 (100%) were used to treat samples at different exposure times. Chicken samples had the lowest Salmonella reduction with 1.02 and 1.78 Log CFU/cm2

(p ≤ 0.05) after 60 and 900 s, respectively at 50% irradiance. Higher reductions on CB were obtained with 100% illumination after 900 s (>3.0 Log CFU/cm2 ). Salmonella on SS was reduced by 1.97 and 3.48 Log CFU/cm2 after 60 s of treatment with 50% and 100% irradiance, respectively. HD showed a lower decrease of Salmonella, but still statistically significant (p ≤ 0.05), with 1.25 and 1.77 Log CFU/cm2 destruction for 50 and 100% irradiance after 60 s, respectively. Longer exposure times of HD to UV-C yielded up to 99.999% (5.0 Log CFU/cm2 ) reduction of Salmonella with both irradiance levels. While UV-C LED treatment was found effective to control Salmonella on chicken and food contact surfaces, we propose three mechanisms contributing to reduced efficacy of disinfection: bacterial aggregation, harboring in food and work surface pores and light absorption by fluids associated with CB.

Se utilizó luz ultravioleta (UV-C) de diodo emisor de luz (LED) a una longitud de onda de 250-280 nm para para desinfectar pechuga de pollo sin piel (CB), acero inoxidable (SS) y polietileno de alta densidad (HD) inoculados con Salmonella enterica. Se utilizaron irradiaciones de 2 mW/cm2 (50%) o 4 mW/cm2 (100%) se utilizaron para tratar las muestras con diferentes tiempos de exposición. Las muestras de pollo tuvieron la menor reducción de Salmonella con 1,02 y 1,78 Log CFU/cm2 (p ≤ 0,05) después de 60 y 900 s, respectivamente, con una irradiación del 50%. Se obtuvieron mayores reducciones en CB con una iluminación del 100% después de 900 s (>3,0 Log CFU/cm2 ). La salmonela en SS se redujo en 1,97 y 3,48 Log UFC/cm2 tras 60 s de tratamiento con una irradiación del 50% y 100% de irradiación, respectivamente. La HD mostró una disminución menor de Salmonella, pero todavía estadísticamente significativa (p ≤ 0,05), con una destrucción de 1,25 y 1,77 Log UFC/cm2 para el 50 y el 100% de irradiación tras 60 s, respectivamente. Los tiempos de exposición más largos de la HD a la UV-C produjeron hasta un 99,999% (5,0 Log CFU/cm2) de Salmonella con ambos niveles de irradiación. Mientras que el tratamiento con LEDs UV-C resultó eficaz para la Salmonella en el pollo y en las superficies que entran en contacto con los alimentos, proponemos tres mecanismos que contribuyen a reducir la eficacia de la desinfección, la agregación bacteriana, el alojamiento en los poros de los alimentos y la superficie de trabajo y la absorción de la luz por los fluidos asociados a la CB.