The effects of LED and fluorescent light on the quality of dairy products and potatoes

The literature review of this thesis deals with light, different light sources and their properties. LED (Light Emitting Diode) light was specially taken into consideration, because the use of LED lights will increase in general illumination. The literature review also deals with the quality changes of dairy products and potatoes caused by exposure to light. The aim of this study was to search for such a spectral distribution of light which would cause only minor changes in the sensory quality of milk and the surface colour of potatoes. Objective was to also find out if there is a difference between the effects of fluorescent light and LED light on the quality of milk and greening of potatoes. Reduced (1,5 %) fat milk and new potatoes were used as testing materials. The milk in commercial carton board packages was exposed to six different light sources: white fluorescent lamp, white LED and LED of four different colours. The potatoes packed in transparent LDPE (Low Density Poly Ethylene) bags were stored under five different light sources: white fluorescent lamp, white LED and LED of three different colours. The light intensity at the surface of the packages was about 1000 lx in both studies. In the milk study, the effects of light were evaluated with a sensory method using descriptive analysis. In the potato study, the light effects were analysed with colour measurements (avalue) using a spectrophotometer and with surface temperature measurements using a laser thermometer. Sensory evaluation of milk there resulted in few statistically significant differences in the intensity of the attributes between the milks stored under different light sources. Light exposure caused a rapid greening of potatoes in every illumination. According to colour change percentage, the greening order under different lights was: white LED < yellow LED < green LED < turquoise LED < fluorescent light. The potatoes which were stored in dark had no change in their surface colour. The surface temperature of potatoes increased most under white LED and turquoise LED lights. A spectral distribution of light which would have caused less changes in sensory quality of milk than commonly used fluorescent light was not found in this study. The results showed, however, that in addition to blue light which has always been considered the most harmful for milk the red light also caused remarkable quality changes. Based on the results of this study, it could be suggested that under the LED lights the quality of packed milk retained its quality characteristics at least as well as under the fluorescent light. There were differences between the effects of different lights on the greening of potatoes. White and yellow LED light caused less greening of potatoes than the other lights. The strongest greening of potatoes was observed under the fluorescent light.Tutkielman kirjallisuuskatsauksessa tarkasteltiin valoa, erilaisia valonlähteitä ja niiden ominaisuuksia. Erityisesti keskityttiin LED (Light Emitting Diode) valoon ja sen ominaisuuksiin, koska sen käyttö myös yleisessä valaistuksessa on lisääntymässä. Lisäksi kirjallisuuskatsauksessa käsiteltiin näkyvän valon aiheuttamia laatumuutoksia maitotaloustuotteissa ja perunassa. Tutkimuksen kokeellisessa osan tavoitteena oli etsiä sellainen valon spektrijakauma, jossa maidon aistinvaraisesti havaittavat laatumuutokset ja perunan värin muutokset olisivat mahdollisimman vähäisiä. Tutkimuksen tarkoituksena oli myös selvittää, minkälaisia vaikutuksia LED valolla on tutkittavien elintarvikkeiden laatuun loisteputkivaloon verrattuna. Koemateriaaleina käytettiin kevytmaitoa ja uutta perunaa. Maitoa altistettiin kaupallisessa pakkauksessaan loisteputkija erivärisille LED valoille noin 1000 luksin valaistusvoimakkuudella 12 ja 24 tunnin ajan +6 °C:ssa. Läpinäkyviin LDPEpusseihin pakattuja perunoita altistettiin loisteputkija erivärisille LED valoille noin 1000 luksin valaistusvoimakkuudella seitsemän vuorokauden ajan +18 °C:ssa. Maidossa tapahtuvia aistinvaraisia laatumuutoksia arvioitiin yleisellä kuvailemalla menetelmällä. Perunoiden vihertymistä eli värikoordinaatti aarvon muutosta mitattiin spektrofotometrillä ja perunoiden pintalämpötilaa lasersädelämpömittarilla. Maidon aistinvaraisissa arvioinneissa löytyi joitakin tilastollisesti merkitseviä eroja loisteputkija LED valojen alla 12 tai 24 tuntia säilytettyjen näytteiden välillä. Perunat vihertyivät nopeasti kaikissa valaistusolosuhteissa. Värinmuutosprosentin mukaan perunoiden vihertymisjärjestys pienimmästä suurimpaan eri valonlähteiden alla oli: valkoinen LED, keltainen LED, vihreä LED, turkoosi LED ja loisteputki. Samoissa olosuhteissa pimeässä säilytetty peruna ei vihertynyt lainkaan. Perunoiden pintalämpötilaa nostivat merkitsevästi valkoinen LEDja turkoosi LED valo. Tutkimuksessa ei löydetty sellaista valon spektrijakaumaa, jossa maidon aistinvaraisesti havaittavat laatumuutokset olisivat olleet vähäisempiä kuin nykyisin käytettävien loisteputkien aiheuttamat laatumuutokset. Aistinvaraisten arviointien tulosten perusteella voitiin kuitenkin päätellä, että kirjallisuuden mukaan haitallisimpana pidetyn sinisen valon ohella myös punainen valo aiheuttaa maitoon merkittäviä laatumuutoksia. Tulosten perusteella voitiin todeta, että LED valossa maidon laatu säilyi vähintään yhtä hyvänä kuin loisteputkivalossa. Perunoiden vihertymisessä oli havaittavissa eroja valonlähteiden välillä. Valkoinen ja keltainen LED valo aiheuttivat vähiten perunoiden vihertymistä. Pimeässä säilytetyt perunat eivät muuttaneet väriä lainkaan, ja eniten perunoiden vihertymistä aiheutti loisteputkivalo