LED se uplatňují při dezinfekci vzduchu, úpravě vody, dekontaminaci povrchů a vytvrzování . Světlo o vlnových délkách v rozsahu 200-280 nm (UV-C), 280-320 nm (UV-B), 320-400 nm (UV-A a blízké UV-viditelné, NUV-Vis) a 400-470 nm (modré světlo) bylo studováno za účelem pochopení jejich antimikrobiální účinnosti. Delší vlnové délky, tj. infračervené a červené (630-1000 nm), se používají pro aplikace, jako je fototerapie, barvení a vytvrzování nátěrů a vytvrzování inkoustů . Antimikrobiální účinnost světelné energie vyzařované lampami, zejména v rozsahu UV-C, byla dobře zdokumentována . Většina studií o LED diodách se zaměřila na použití UV-C diod pro dezinfekci vody . V oblasti zpracování potravin a úpravy vody se však objevuje použití LED, které vyzařují světlo o vlnových délkách 365 nm, 395 nm a 455 nm.

Úprava pevných potravin pomocí LED

Účinnost úpravy pevných potravin pomocí LED závisí na typu a povaze potravinářských výrobků a složek, aktivitě vody (aw) a morfologii povrchu potravin. Důležité jsou také parametry, jako je vlnová délka světla, doba ošetření, dávka, teplota osvětlení, relativní vlhkost a mikrobiologické parametry. Čerstvé krájené ovoce připravené ke konzumaci má na trhu vysokou poptávku. Tyto produkty se skladují v chladničkách, ale jsou náchylné k rezistentním mikroorganismům, ačkoli růst těchto organismů je při nízkých teplotách omezen. LED diody prokázaly u těchto výrobků slibnou antibakteriální účinnost, ačkoli jejich antibakteriální účinnost je ovlivněna mnoha parametry výrobku a procesu, včetně typu výrobku, složení, teploty ošetření a podmínek prostředí. LED diody vyzařující světlo o vlnové délce 405 nm vyvolaly snížení počtu 1-1,2 log CFU/cm2 (jednotek tvořících kolonie na cm2) u čerstvě řezané papáji inokulované bakterií Salmonella. Papája byla ošetřena celkovou dávkou 1,7 kJ/cm2 při nastavené teplotě 4 °C po dobu 48 h . Antibakteriální účinnost 405 nm LED podpořila další studie Kim et al. na čerstvě nakrájeném mangu, kde se počet buněk v koktejlu tří kmenů E. coli O157:H7, tří sérotypů L. monocytogenes a pěti sérotypů Salmonella spp. snížil na méně než 1 .6 log CFU/cm2 s celkovou dávkou 2,6-3,5 kJ/cm2 po dobu 36-48 h. E. coli O157:H7 a Salmonella v koktejlové kultuře byly sníženy pod detekční limit po 36 h ošetření při 4 °C a při 10 °C, což naznačuje, že antibakteriální účinnost LED závisí na typu bakterií. Studovány byly také sterilizační účinky ošetření viditelným světlem LED na čerstvě nakrájené ovoce. Ghate a kol. testovali antibakteriální účinky LED o vlnové délce 460 nm při různých teplotách osvětlení a intenzitě záření na čerstvě nakrájených ananasech infikovaných koktejlem S. enterica. Maximální redukce 1,72 log CFU/g bylo dosaženo při ozáření 92 mW/cm2 při teplotě osvětlení 16 °C. Různá intenzita záření měla na inaktivaci nevýznamný vliv. Vysoké dávky energie používané po dlouhou dobu s malým snížením cílových patogenů mohou omezit praktické aplikace LED ošetření, pokud nedojde ke zlepšení antimikrobiální účinnosti.

Plodiny mořských živočichů, jako jsou měkkýši a krabi, jsou bohatým zdrojem bílkovin a dalších nutričních složek a jsou náchylné k mikrobiální kontaminaci z mnoha zdrojů, ať už v důsledku znečištění nebo ze zdrojů před nebo po zpracování. Na kontaminovaných mořských plodech byly testovány LED diody, což je nová netepelná antibakteriální technologie. Ve studii Josewina a kol. byla zkoumána účinnost modré LED (460 nm) s fotosenzibilizátorem riboflavinem na uzeném lososu inokulovaném koktejlem 4 kmenů L. monocytogenes. Synergické účinky LED (15 mW/cm2) a riboflavinu (100 μM) vedly k redukci o 1,2 a 1,1 log CFU/cm2 při okolních teplotách 4 °C, resp. 12 °C. Ošetření mořských plodů LED diodami může způsobit jejich náchylnost k následnému okyselení. To bylo zaznamenáno ve studii lososa připraveného k jídlu inokulovaného koktejlem L. monocytogenes a Salmonella spp. Ošetření LED diodou o vlnové délce 405 nm po dobu 8 hodin s celkovou dávkou 460,8 J/cm2 vedlo ke snížení počtu buněk L. monocytogenes o 0,4 a 0,3 log CFU/cm2 a Salmonella spp. o 0,5 log při 4 °C a při 12 °C. Přestože inaktivace byla nízká, obě bakterie měly ve srovnání s neošetřenými vzorky nižší hodnoty D (doba potřebná k redukci 90 % populace v simulované žaludeční tekutině) a ošetřené vzorky byly citlivější na simulovanou žaludeční tekutinu. Tento účinek se však u obou kmenů lišil, neboť Salmonella spp. (gramnegativní) vykazovala větší citlivost než L. monocytogenes (grampozitivní), což naznačuje, že ošetření inaktivovalo grampozitivní a gramnegativní bakterie rozdílně .

Vzhledem k vysokému obsahu vody jsou masné výrobky určené k přímé spotřebě velmi náchylné ke kontaminaci potravinovými patogeny. Vzhledem k tomu, že vařením masa dochází k usmrcení patogenů, ale také ke snížení nutriční hodnoty masa, je problémem zvolit optimální dobu vaření a optimální teplotu vaření. Kim a kol. měřili účinek na S. Enteritidis naočkovanou na vařeném mase pomocí pulzní LED vyzařující světlo o vlnové délce 405 nm. Celková dávka 3,8 kJ/cm2 při 4 °C vedla k redukci o 0,8-0,9 log CFU/cm2. Podobný experiment při pokojové teplotě vedl k menší redukci S. Enteritidis. Systémy LED mohou být navrženy tak, aby vytvářely buď kontinuální, nebo pulzní ošetření podle cílových požadavků, ale účinnost ošetření se může lišit v závislosti na návrhu. Tento aspekt byl zaznamenán v nedávném výzkumu prováděném na bílých houbách a komerčních hotových salámech. Pulzní ošetření UV-C LED s frekvencí 20 Hz a pracovním poměrem 50 % vykazovalo lepší antibakteriální účinnost než kontinuální ošetření UV-C LED proti koktejlům tří kmenů obsahujících E. coli O157:H7, S. Typhimurium a L. monocytogenes. Kontinuální ošetření vedlo k redukci o 2, 1,5 a 2 log, zatímco pulzní LED při dávce 5 J/cm2 vedlo k redukci o 3, 4 a 4 log u E. coli, Salmonella a Listeria v salámu připraveném ke konzumaci. U bílých žampionů došlo při kontinuálním ozařování k redukci o 2, 1 a 1 log a při pulzním ozařování LED k redukci o 2, 1,5 a 1,8 log u E. coli, Salmonella a Listeria. LED diody vyzařující světlo ve viditelném spektru vyžadují další hodnocení.

V Severní Americe bylo zaznamenáno mnoho případů onemocnění způsobených bakteriální kontaminací sýrů. Přítomnost vysoké vlhkosti v sýrových výrobcích podporuje růst a přežívání potravinových patogenů. Ošetření pulzní LED diodou má potenciál tyto výrobky dekontaminovat. V nedávné studii provedené na plátcích sýra camembert došlo při použití UVC LED vyzařující světlo o vlnové délce 266 nm k redukci 4,88, 4,72 a 3,52 log u sýra camembert obsahujícího koktejly E. coli O157:H7, S. Typhimurium a L. monocytogenes. Také při ošetření UVC LED s vyšší vlnovou délkou (266-279 nm) došlo k redukci 4-5 log u E. coli O157:H7 a Salmonella spp, zatímco při ošetření 3 mJ/cm2 bylo dosaženo redukce 3-4 log u Listeria spp. v plátkovém sýru camembert .

Kontaminace potravin s nízkou aktivitou vody (aw), jako jsou suché ořechy, obiloviny a krmiva pro domácí zvířata (aw < 0,85), je celosvětovým problémem, protože prosperující mikroorganismy si nakonec vyvinou rezistenci vůči dekontaminačním snahám. Potravinové patogeny mohou dlouho přežívat v klidovém stavu a aktivovat se při vystavení příznivému prostředí. Studie antibakteriální účinnosti LED ošetření potravin s nízkým obsahem aw jsou omezené, ale provedené studie ukázaly slibné výsledky. Lacombe a kol. ošetřili loupané mandle LED diodou o vlnové délce 405 nm a dosáhli maximálního snížení o 2,44, 0,96, 1,86 a 0,7 log CFU/g u E. coli O157:H7, S. Typhimurium, E. coli K12 a S. Enteritidis. Ke zlepšení antimikrobiální účinnosti LED ošetření potravin s nízkou aktivitou vody při použití různých vlnových délek (275, 365, 395 a 455 nm) světelné energie je zapotřebí další výzkum. Výsledky LED ošetření pevných potravin jsou uvedeny v tabulce 2.

Povrchové vlastnosti potravin ovlivňují inaktivační účinnost LED ošetření. Rozdílné účinky UV-C LED na bílé houby a klobásy byly pravděpodobně způsobeny omezeným průnikem světla do matrice potraviny . Není však jasné, proč likvidace grampozitivních bakterií vyžadovala vyšší dávku LED než likvidace gramnegativních bakterií. Inaktivace bakterií se zlepšovala také se zvyšováním pracovního poměru . Ve viditelném rozsahu nasadila LED s vlnovou délkou 461 nm lepší účinnost inaktivace bakterií než LED s vlnovou délkou 521 nm a 642 nm . Teplota osvětlení při ošetření ovlivňovala účinnost LED na základě a vlnové délky LED použité při ošetření .

Ošetření tekutých potravin pomocí LED

Tekuté potraviny, jako jsou nápoje, jsou kvůli svému vysokému aw a sacharidovému složení zranitelným cílem pro patogenní kontaminaci. Běžně se do tekutých potravin přidávají chemické konzervační látky, aby se prodloužila jejich trvanlivost a omezil růst mikroorganismů. Vzhledem k rostoucí poptávce po potravinách bez přídatných látek a rostoucím obavám spotřebitelů o bezpečné složky potravin se však u tekutých potravin intenzivně studuje ošetření, jako je ultrafialové světlo jako fyzikální prostředek ke snížení výskytu patogenů. Byly studovány dezinfekční účinky ošetření UV zářením s použitím široké škály vlnových délek produkovaných z různých zdrojů (např. rtuťové lampy, excimerové lampy, mikrovlnné lampy) na tekuté potraviny, jako je jablečný mošt, džusy, pivo a mléko. Studie se týkaly běžných potravinových patogenů, jako jsou E. coli, oocysty C. parvum, S. cerevisiae, L. innocua, kvasinky a plísně. LED diody mohou vyzařovat světlo v širokém rozsahu vlnových délek včetně viditelného světla, UVA, UVB a UVC, proto byla jejich antimikrobiální aktivita aplikována na několik tekutých potravin.

Studie antimikrobiálních účinků ošetření LED diodami v tekutých potravinách se zaměřily především na jablečný džus, pomerančový džus a mléko. Ve srovnání s vodou jsou tekuté potraviny komplexní systémy obsahující pigmenty, vlákna a nerozpustné částice a zákal a barva tekutých potravin mohou ovlivnit antimikrobiální účinnost LED ošetření. Lian a kol. použili UVA-LED k hodnocení její dezinfekční aktivity v barevných roztocích i pomerančové šťávě inokulované E. coli DH5α. Různá potravinářská barviva, karotenoidy, flavonoid carthamus yellow a smíšená potravinářská barviva melounové barvy-L a hroznové barvy RCG byla připravena v různých koncentracích od 0,001 do 0,1 % s E. coli DH5α a k ošetření roztoků bylo použito světlo UVA-LED o intenzitě 126 J/cm2 . Toto množství použité energie bylo obrovské, nicméně technicky možné, zejména s LED o vlnových délkách 365, 395 a 455 nm. Autoři použili UV-A LED s intenzitou 70 mW/cm2 po dobu 30 min. Je uvedena řada studií, které ukazují obrovskou energetickou dávku pulzů UV-A a modrého světla vyzařovaného LED diodami, které se používají k inaktivaci mikroorganismů v různých pevných/kapalných matricích potravin . Uváděné energetické dávky UV-C LED diod však byly ve srovnání s ostatními vlnovými délkami výrazně nižší, jak je uvedeno v tomto a předchozích oddílech. Nižší antimikrobiální aktivity po ošetření LED bylo dosaženo při vyšších koncentracích barevných roztoků a logaritmické snížení počtu buněk v různých barevných roztocích bylo různorodé. Maximální log redukce 1,75 log CFU/ml bylo dosaženo v 0,001% barevném roztoku β-karotenu, což bylo stále mnohem méně než 2,5 log redukce v kontrolním roztoku fosfátového pufru (PBS). Podobných výsledků bylo dosaženo i v pomerančové šťávě, ve které byla po ošetření redukce log mnohem nižší než v kontrolním průhledném roztoku. Pigmenty a jiné suspendované částice v tekutých potravinách mohou odrážet a rozptylovat světlo, což snižuje účinnost LED při eliminaci bakterií. Vzhledem k tomu, že reaktivní formy kyslíku (ROS) vyvolané ultrafialovým světlem A (UVA, 320-400 nm) mají zásadní význam pro baktericidní účinek, může dojít ke snížení antioxidační aktivity potravinářských barviv, jako jsou karotenoidy v tekutých potravinách, což vede k oxidaci a změně kvality.

LED vyzařující modré světlo (400 nm-480 nm) byly testovány na jejich schopnost ničit patogeny v pomerančové šťávě a mléce . V pasterizované pomerančové šťávě inokulované koktejlem salmonel a ošetřené LED diodou o vlnové délce 460 nm při různých kombinacích záření a teploty bylo pozorováno snížení počtu salmonel o 2 až 5 log . Podmínky, které vedly k nejvyšší inaktivaci salmonel, byly 92 mW/cm2 s velmi dlouhou dobou ošetření 13,6 h při obrovské dávce energie 4500 J/cm2 při 12 °C. Autoři udržovali intenzitu záření 92, 147,7 a 254,7 mW/cm2 úpravou vzdálenosti vzorku od 460 nm LED diody a pro ošetření použili celkovou dávku 4500 J/cm2 regulací doby ošetření odpovídající 13,6, 8,46 a 4,91 hod. Dlouhá doba ošetření a obrovské množství energie spotřebované na výrobky při ošetření LED diodami musí být odůvodněny, pokud by se tato technologie využívající pulzy UV-A a modrého světla měla vyvinout pro komerční dezinfekci potravinářských výrobků. Jedním z přístupů by bylo prozkoumat využití této technologie pro jiné aplikace (např. ohřev nebo sušení, protože obrovská použitá energie ohřeje a odstraní vodu z výrobků) současně s mikrobiální inaktivací.

Srimagal a kol. porovnávali inaktivaci E. coli v mléce pomocí modrých LED diod o vlnové délce 405, 433 a 460 nm při teplotách 5, 10 a 15 °C a době ošetření 0 až 90 min. Inaktivace mikroorganismů byla nejvyšší při vyšších teplotách a nižších vlnových délkách, s maximem 5,27 log CFU/ml redukce E. coli O157:H7 po 60 min ozařování při 405 nm. LED dioda s vlnovou délkou 460 nm vedla k redukci o 2 až 5 log, přičemž silnější vliv na inaktivaci bakterií měla při vyšších teplotách, podobně jako zjištění uvedená v práci Ghate et al. . V obou těchto studiích byly zaznamenány významné změny v barvách potravinářských výrobků (pomerančový džus a mléko) po vystavení modré LED diodě, což naznačuje, že modrá LED dioda změnila kvalitu tekutých potravin. LED světla v modrém rozsahu snižují aktivitu bakterií především prostřednictvím fotodynamické inaktivace (PDI) mikroorganismů. Fotony produkované světlem LED mohou být absorbovány endogenními fotosenzitizéry (např. porfyriny, cytochromy, flaviny) a NADH v bakteriích, které jsou po osvětlení senzibilizovány, jak je popsáno v části „Základy LED“. Srimagal a kol. uvedli optimální podmínky (405 nm, 13,8 °C, po dobu 37,83 min), za kterých bylo ošetřené mléko pasterováno beze změny fyzikálně-chemických vlastností ve srovnání s neošetřeným mlékem. Také při chlazení se trvanlivost ošetřeného mléka výrazně prodloužila, a to téměř na dvojnásobek trvanlivosti neošetřeného mléka.

V nedávné studii publikované Akgünem a Ünlütürkem byla zkoumána inaktivace E. coli K12 pomocí UVC-LED o vlnové délce 254 (0,3 mW/cm2) a 280 nm (0,3 mW/cm2) a UVC-LED v kombinaci s vlnovou délkou 365 (0,8 mW/cm2) a 405 nm (0,4 mW/cm2) (UVA-LED) v zakalené i čisté jablečné šťávě. Kombinace emisních vlnových délek zahrnovaly 280 nm/365 nm, 280 nm/405 nm, 254 nm/365 nm, 254 nm/405 nm a 254 nm/280 nm/365 nm/405 nm. Nejvyšší antimikrobiální aktivity bylo dosaženo při ošetření zakalené jablečné šťávy samotnou vlnovou délkou 280 nm a kombinací 280 nm/365 nm s logaritmickou redukcí 2,0 ± 0,1 a 2,0 ± 0,4 log CFU/ml při LED ošetření trvajícím 40 min. Výrazně větší inaktivace byla pozorována u čiré jablečné šťávy než u zakalené jablečné šťávy. Nejvyššího snížení log bylo dosaženo při 4,4 log CFU/ml v čiré jablečné šťávě ošetřené výhradně vlnovou délkou 280 nm (771,6 mJ/cm2 , 40 min). V hybridním systému ošetřeném UV-LED s vlnovou délkou 280 a 365 nm bylo dosaženo logaritmické redukce 3,9 ± 0,2 log CFU/ml, podobně jako při ošetření zakalené jablečné šťávy 280 nm za stejnou dobu ošetření (40 min). Bylo také prokázáno, že tato hybridní LED ošetření vykazovala lepší inaktivační účinky na polyfenoloxidázu. Přestože kombinací UVA a UVC LED diod nebylo možné u jablečné šťávy dosáhnout plně pasterizovaného stavu (snížení o ~ 5 log), tato studie naznačuje, že UVA a UVC LED diody mají synergický potenciál pro dezinfekci s potenciálem pro zachování barev potravin. Dalšího dezinfekčního účinku by mohlo být dosaženo zvýšením dávky UVA a UVC LED. Díky vyšší účinnosti kombinace UV LED a jejich nízké spotřebě energie jsou pro inaktivaci polyfenoloxidázy výhodnější než tradiční rtuťové lampy. Studie o inaktivačním účinku LED diod na kapalné systémy jsou uvedeny v tabulce 3.

Modré světlo a UVC v kombinaci s UVA-LED diodami prokázaly synergické účinky z hlediska inaktivace bakterií a zachování kvality potravin. Při provádění dekontaminace tekutých potravin pomocí LED je třeba optimalizovat povahu tekutých potravin (velikost částic, zákal a barva), dávkování, dobu ozařování a teplotu. Pro zlepšení účinnosti dekontaminace by měly být prozkoumány možnosti kombinace LED diod s jinými netepelnými technologiemi nebo s mírnými tepelnými úpravami.

LED úprava vody

Bezpečná pitná voda má celosvětový význam, zejména v zemích s omezenými zdroji. Přibližně 1,2 miliardy lidí nemá přístup k nekontaminované pitné vodě . Miliony lidí každoročně umírají na nemoci přenášené vodou . Mikroorganismy přenášené vodou způsobují střevní infekce, jako jsou průjmy, tyfus, cholera, úplavice, amebiáza, salmonelóza, shigelóza a hepatitida A . Konvenční přístupy k čištění odpadních vod zahrnují použití chemických látek a značné množství energie, což je pro mnoho společností drahé a nedostupné. Pokročilé úpravy vody ve vyspělých zemích jsou rovněž nákladné a zahrnují tepelné úpravy, chemické dezinfekce (chlorace, ozón, oxid chloričitý, chloraminace) a ionty kovů (Ag a Cu) ke snížení obsahu mikrobů . Kromě toho, že jsou konvenční metody dezinfekce vody nákladné, jsou často neúčinné a neudržitelné. Proto se nadále zkoumají účinné, ekonomické a robustní technologie, které mají minimální škodlivé účinky na životní prostředí, pro jejich použití k dezinfekci a dekontaminaci vody .

Ve světě bylo instalováno více než 7000 městských UV dezinfekčních systémů , a pro domácí použití jsou k dispozici malé dezinfekční systémy . Dezinfekce vody pomocí UV záření má oproti běžným dezinfekčním přístupům několik výhod. UV světlo má antimikrobiální účinnost, produkuje minimum reziduí a vedlejších produktů, má nízký dopad na životní prostředí a je kompatibilní se současnými průmyslovými procesy . Na rozdíl od chemické úpravy vody se při úpravě vody UV zářením nevytvářejí bakterie odolné vůči lékům . Mezi nevýhody konvenčních zdrojů UV záření patří snadné rozbití a nutnost pečlivé likvidace, protože rtuťová lampa může znečišťovat životní prostředí.

Song a kol. uvedli inaktivaci mikroorganismů, jako jsou E. coli a kolifág MS2 v laboratorní vodě a E. coli a celkové koliformní bakterie v odpadní vodě, pomocí kontinuálního a pulzního ošetření LED diodami o vlnové délce 265 nm. Úroveň inaktivace všech mikroorganismů byla podobná u kontinuálního i pulzního ošetření LED při různých vzorcích pulzů při ekvivalentní dávce UV energie. Pulzní LED ošetření inaktivovala mikroorganismy stejně účinně jako pulzy produkované konvenčními xenonovými výbojkami, což zajišťuje vysoký výkon tepelného řízení pro dezinfekci vody. Byla zaznamenána inaktivace patogenních bakterií (Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa) a náhradních druhů (spory Bacillus subtilis, bakteriofág Qβ, E. coli) pomocí UV-LED vyzařujících světlo o různých vlnových délkách (265, 280 a 300 nm) a porovnána s inaktivací bakterií pomocí konvenční nízkotlaké UV lampy (LPUV) vyzařující světlo o vlnové délce 254 nm. Kinetika inaktivace mikroorganismů byla stanovena matematicky pomocí křivek energetické odezvy LED při různých vlnových délkách s využitím vícecílového modelu. Inaktivační profil každého druhu vykazoval buď lineární, nebo sigmoidální křivku přežití. Ošetření LED bylo pro inaktivaci P. aeruginosa, L. pneumophila a náhradních mikroorganismů ve vodě účinnější než ošetření LPUV. LED s vlnovou délkou 265 nm vykazovala nejúčinnější energetickou účinnost na základě konstanty rychlosti inaktivace všech testovaných mikroorganismů s výjimkou E. coli. Ošetření LED s vlnovou délkou 280 nm spotřebovalo nejméně elektrické energie k dosažení redukce testovaných mikroorganismů o 3 log (0,15-1,11 kWh/m3) ve srovnání s LED s vlnovou délkou 265 a 300 nm (0,24-17,4 kWh/m3) .

Li et al. hodnotili inaktivaci E. coli pomocí LED s vlnovou délkou 265 a 280 nm, samostatně a v kombinacích 265, 280 (50 %) nm a 265, 280 (75 %) nm. Srovnávací studie fotoreaktivace E. coli a opravy ve tmě byla rovněž kvantitativně provedena s LED a LPUV. Výsledky ukázaly, že kombinace LED 265, 280 nm neměla žádný synergický účinek na inaktivaci E. coli. Reaktivace bakterií ošetřených 265 nm LED byla srovnatelná s bakteriemi ošetřenými LPUV. E. coli ošetřená 280 nm LED při 6,9 mJ/cm2 vykazovala nejnižší procento fotoreaktivace a opravy ve tmě. Tato studie dospěla k závěru, že ve vodě LED s vlnovou délkou 280 nm inaktivovala E. coli účinněji než LED s vlnovou délkou 265 nm v důsledku dodatečného výstupního výkonu první z nich a její lepší inhibice reaktivace bakterií. Synergická antimikrobiální účinnost LED o vlnové délce 260 nm a 280 nm byla hodnocena proti E. coli, sporám B. pumilus, kolifágu MS2 a lidskému adenoviru typu 2 (HAdV2) a její účinnost byla porovnána se rtuťovými výbojkami při nízkém a středním tlaku. LED s vlnovou délkou 260 nm byla nejvhodnější pro inaktivaci kolifága MS2, zatímco UV lampa se středním tlakem inaktivovala HAdV2 a B. pumilus účinněji než ostatní zdroje UV záření . Podobná pozorování byla provedena ve studii Sholtesa a kol , kde byly inaktivovány E. coli B, B. atrophaeus a MS2 pomocí 260 nm LED a nízkotlaké UV lampy. Kinetika inaktivace E. coli B a MS-2 byla při ošetření LED a LPUV podobná. U všech zdrojů UV záření byly dávky potřebné k redukci mikroorganismů o 4 log vyšší pro B. atrophaeus a MS2 než pro E. coli B. Chatterley a Linden ošetřili E. coli ve vodě pomocí LED o vlnové délce 265 nm a konvenční LPUV. LED dioda poskytovala vyšší antimikrobiální účinnost než lampy LPUV, ale vedla k vyšším nákladům na dezinfekci. Gross a kol. uvedli dezinfekci vody pomocí LED o vlnové délce 280 nm k inaktivaci E. coli a B. subtilis s použitím dvou různých skleněných (sodnovápenatých a křemenných) světel vedených ke zvýšení dezinfekční účinnosti. Téměř veškeré vyzařované světlo bylo vedeno ke vzorkům díky úplnému odrazu. Rychlost a účinnost dezinfekce B. subtilis a E. coli se touto metodou vedeného světla zlepšila.

Inaktivace E. coli byla testována s ohledem na dobu expozice a fluenci LED mezi vsádkovými a průtokovými reaktory při špičkových emisích 265, 280 a 310 nm. Kombinace vlnových délek světla (265/310, 265/280/310, 280/310 a 265/280 nm) byly testovány z hlediska jejich inaktivační účinnosti . Účinnost inaktivace v závislosti na čase byla maximální u LED s vlnovou délkou 280 nm, zatímco LED s vlnovou délkou 265 nm vykazovaly nejvyšší účinnost v závislosti na fluenci. Ve vsádkovém systému vyžadovaly diody LED s vlnovou délkou 265 a 280 nm dávku 10,8 a 13,8 mJ/cm2 pro dosažení redukce 4 log u E. coli. LED s vlnovou délkou 310 nm vyžadovala dávku 56,9 mJ/cm2 pro inaktivaci pouhých 0,6 log. Nižší inaktivační účinnost a nižší výstupní výkon byly pozorovány u kombinovaných emisí při vlnových délkách 265/280, 265/310, 280/310 a 265/280/310 nm v průtočném reaktoru. Účinnost ošetření LED diodami s vlnovou délkou 265 nm při dezinfekci vody byla rovněž závislá na čase . Výsledky ukázaly, že zákal vzorku má vliv na inaktivaci bakterií a lepší účinnosti bylo dosaženo u méně zakalených vzorků vody. Tyto výsledky naznačují, že akumulace částic v kapalinách může chránit mikroorganismy před působením UV záření.

Hamamoto a kol. dezinfikovali vodu pomocí LED diody UV-A (365 nm) a nízkotlaké UV-C lampy (254 nm). Inaktivace Staphylococcus aureus, Vibrio parahaemolyticus, enteropatogenních E. coli a E. coli DH5α byla větší než 3 log CFU/ml po 80 minutách ošetření vysokoenergetickými LED UV-A. Toto pozorování bylo podpořeno ve studii Mori et al. , ve které LED dioda o vlnové délce 365 nm (UV-A) vykazovala antimikrobiální účinky proti E. coli DH5α, enteropatogenní E. coli, Vibrio parahaemolyticus, Staphylococcus aureus a Salmonella Enteritidis. Vilhunen a kol. sledovali účinek vlnových délek 269 a 276 nm na inaktivaci E. coli ve dvou fotolytických vsádkových reaktorech lišících se vyzařovanou vlnovou délkou s různými testovacími médii, včetně ultračisté vody, živné půdy a vody a živné půdy a vody s huminovými kyselinami. LED diody byly účinné při destrukci E. coli i při nízkém optickém výkonu. Studie ukázala, že vlnové délky LED byly účinné pro inaktivaci E. coli, ale testovací médium nemělo na inaktivaci velký vliv.

Několik studií ukázalo, že UV LED může nahradit konvenční metody dezinfekce vody a že poskytuje výhody, které u konvenčních úprav chybí. Nejvíce studovaná oblast UV spektra pro dezinfekci vody je mezi 200 a 300 nm, přičemž nejčastěji používanou vlnovou délkou je 265 nm a nejčastěji studovaným mikroorganismem je E. coli. Dezinfekce vody pomocí jedné vlnové délky byla porovnávána s dezinfekcí vody pomocí kombinace dvou vlnových délek. Údaje však nebyly konzistentní, takže nebyl učiněn žádný závěr. Skutečnost, že různé mikroorganismy reagují různě na světelnou energii stejné vlnové délky, lze přičíst zdroji UV záření, intenzitě toku, dávce UV záření a době expozice. Je třeba vyvinout standardní pracovní metodu pro stanovení dávky potřebné pro inaktivaci mikrobů ve vodě , a určit mechanismus inaktivace mikrobů pomocí LED.

.