(Down, english version too) Autor: Ing. Tehnolog Cristina Delia Gavriluţ Inocuitatea este un principiu de bază atunci când vorbim despre produse alimentare, indiferent de ramura de care ele aparţin ori dacă sunt de origine animală sau vegetală. Siguranţa şi sănătatea consumatorilor trebuie să fie prioritare pentru orice procesator din industria alimentară, căci apariţia oricărui fel de îmbolnăviri sau reacţii secundare din partea consumatorilor nu numai că este interzisă de legislaţia în vigoare din toate ţările lumii, dar atrage după sine şi distrugerea reputaţiei acestuia, deoarece încalcă principii etice fundamentale.   Tratarea materiei primeÎnsă, în industria alimentară noi avem de-a face cu materie primă brută, care, prin însăşi compoziţia şi structura sa chimică este perisabilă într-un interval de timp mai scurt sau mai lung, funcţie de caz. De aceea, este necesară tratarea alimentelor, respectiv a materiei prime, înainte de a fi scoase pe piaţă şi consumate.   Cea mai des întâlnită metodă de tratare a alimentelor este cea termică, mai exact pasteurizarea sau sterilizarea. Industria laptelui şi a produselor lactate este una din ramurile industriei alimentare în care tratamentele termice sunt absolut obligatorii pentru a asigura inocuitatea şi calitatea ireproşabilă a produselor finite. Însă cercetările recente au scos la iveală faptul că, în timpul tratamentelor termice, componentele chimice ale laptelui suferă anumite modificări fizico-chimice ce influenţează, în final, caracteristicile organoleptice şi tehnologice ale acestuia. Astfel, menţinerea laptelui la temperaturi de peste 50-60°C timp îndelungat determină modificarea gustului său din cauza caramelizării lactozei, principalul glucid al laptelui, precum şi denaturarea proteinelor care precipită sub formă de cazeinat. Aceste neajunsuri nu numai că fac laptele sau derivatele sale indezirabile pentru consumatori, dar pot să avarieze şi instalaţiile din fabricile de lapte, mentenanţa, recondiţionarea şi reparaţiile acestora fiind costisitoare.   Din aceste cauze, tendinţa este de a găsi noi metode de tratare a laptelui, metode mai puţin invazive şi dăunătoare, dar care să asigure acelaşi efect antimicrobian şi conservant ca şi tratamentele termice clasice de pasteurizare sau sterilizare, bineînţeles, şi cu costuri avantajoase pentru procesatori. Printre metodele noi care au fost testate în ultimii ani şi care îşi fac încet-încet loc pe piaţă, amintim tratarea laptelui cu UV, cu raze X, prin metoda IPL sau bactofugaţia. În ceea ce urmează, se vor prezenta o parte din acestea, cu accent pe tratarea laptelui cu raze UV, această metodă fiind acceptată atât de UE,cât şi de legislaţia în vigoare de S.U.A., precum şi de state din alte părţi ale mapamondului.   Tratarea cu radiații electromagneticeTratarea laptelui cu raze UV presupune utilizarea razelor utraviolete care sunt, de fapt,  radiații electromagnetice cu o lungime de undă mai mică decât radiațiile luminii percepute de ochiul omenesc. Razele UV au o lungime de undă λ de până la 380 nanometri şi o frecvenţă de 300-789 Hz, fiind astfel învecinate cu razele percepute de ochiul omenesc la o valoare a λ corespunzătoare luminii violet. În natură, principala sursă de raze UV este însuşi soarele, însă există şi metode de producere a razelor UV cu ajutorul lămpilor şi sistemelor special dezvoltate în acest sens, ca de exemplu laserele sau ledurile UV.   Iniţial, razele UV au fost folosite ca pentru tratarea apei, apoi a sucurilor, dar în ultimii ani s-a descoperit că razele cu λ cuprinsă între 240 şi 280 nm pot fi utilizate cu succes şi la tratarea laptelui. Acest spectru acţionează asupra microorganismelor la nivel molecular, determinând anumite modificări ale ADN-ului şi/sau ARN-ului microbian care nu mai permit dezvoltarea şi înmulţirea drojdiilor, bacteriilor şi viruşilor în lapte. Sterilizarea cu ajutorul razelor UV are aplicabilitate nu numai asupra laptelui în sine, ci şi asupra suprafeţelor de lucru, lămpile UV putând fi utilizate cu succes şi în acest scop, însă este recomandată utilizarea acestei metode de sterilizare a suprafeţelor de lucru în combinaţie cu cel puţin o alta pentru ca rezultatele să fie 100% satisfăcătoare.   Spre deosebire de bere sau de sucurile de fructe care pot prezenta turbiditate datorită conţinutului în pulpă sau drojdii şi sunt colorate, laptele este un lichid limpede, fără depuneri şi de culoare albă. Acestea sunt avantaje majore pe care laptele le prezintă în faţa altor produse alimentare lichide, deoarece este ştiut faptul că, dintre toate culorile spectrului vizibil, albul este culoarea care absoarbe cea mai mare cantitate de raze UV. Aşadar, în momentul în care se laptele se tratează prin această metodă, el absoarbe până la 90-96% dintre razele emise de lampă, efectul bacteriostatic şi bactericid fiind mai semnificativ crescute decât în cazul altor băuturi. Ca şi metodă de conservare a laptelui, razele UV pot fi folosite ca atare sau în combinaţie cu o pasteurizare scurtă la temperaturi joase.   Reducerea bacteriilor psihotrofeÎn 2006, o echipă de cercetători din statul american Oregon a efectuat un experiment cu privire la efectele razelor UV asupra calităţii laptelui, sub aspect calitativ şi senzorial. Rezultatele au fost mai mult decât satisfăcătoare, în sensul că tratamentul cu raze UV a redus cantitatea de bacterii psihotrofe, coliforme şi termodurice din laptele crud, cu efecte spectaculoase îndeosebi asupra E.coli. Cel mai bun rezultat s-a obţinut în cazul bacteriilor coliforme, urmate de cele psihotrofe, respectiv termodurice. În cazul formelor sporulate, rezultatele nu au fost la fel de satisfăcătoare. Perioada de valabilitate a laptelui tratat a fost de 21 zile, cu menţiunea că s-a aplicat şi o scurtă pasteurizare la temperaturi joase. Sub aspect senzorial s-au observat anumite modificări de gust şi aromă a produselor, însă degustătorii nu au considerat laptele astfel tratat ca fiind unul cu gust neplăcut ori respingător, principala modificare fiind aceea de gust uşor oxidat.   Pe baza observaţiilor făcute, cercetătorii americani au ajuns la concluzia că această metodă se recomandă atunci când dorim să tratăm la rece laptele crud (fără tratamente termice) ori să reducem numărul bacteriilor care nu sunt susceptibile la tratament termic, precum şi pentru asigurarea unei calităţi superioare a laptelui în acele părţi ale mapamondului în care fie nu este posibilă refrigerarea laptelui în fermă, fie este prea scumpă.   Pe altă lungime de undă   Datorită beneficiilor pe care această metodă le prezintă, numeroase companii specializate în fabricarea şi distribuţia de utilaje pentru industria laptelui au dezvoltat linii speciale de sterilizare a laptelui prin metoda UV, multe dintre ele aducând inovaţii în domeniu de la an la an. Un axemplu în acest sens este o companie olandeză, lider de piaţă pe segmentul sistemelor rotative de umplere pentru industria produselor alimentare lichide, care a dezvoltat un nou sistem de sterilizare UV a laptelui utilizând o lungime de undă nouă şi care se arată a fi mult mai eficient decât metodele de sterilizare UV existente până în prezent.   Principiul pe baza căruia funcţionează aparatul este aplicarea unei lungimi de undă care aproape că dublează absorbţia de raze ultraviolete de către microorganismele din laptele tratat, eliminând totodată şi probleme cauzate de expunerea prea îndelungată la acţiunea razelor UV (gustul oxidat). Metoda s-a dovedit eficientă asupra unei game largi de microorganisme, inclusiv a celor din genul Bacillus, destul de rezistente în mod obişnuit la acţiunea razelor UV. Practic, sistemul combină două tipuri de lămpi specializate, fiecare dintre ele acţionând asupra anumitor microorganisme, rezultatul final fiind un număr mult mai mare de viruşi, bacterii şi levuri inactivate decât în cazul lămpilor tradiţionale. Această metodă poate fi utilizată nu numai pentru sterilizarea laptelui în sine, ci şi a ambalajelor pentru lapte.   Razele X sunt puse la treabă O altă metodă alternativă de tratare a laptelui, dar mult mai puţin studiată şi folosită decât cea cu raze UV este metoda bazată pe utilizarea razelor X, cunoscute şi sub denumirea de raze Rőntgen. Acestea au o lungime de undă λ cuprinsă între 0,01 şi 10 nanometri (deci mai mică decât cea a razelor UV), corespunzătoare unei frecvenţe de la 30 petaherzi la 10 exaherzi. Nu există surse naturale de raze X, acestea fiind generate prin fluorescenţă cu ajutorul unor aparate specializate ce conţin reniu, molibden şi tungsten. Datorită capacităţii lor de a penetra ţesuturile moi, se utilizează în medicină pentru radiografii şi tomografii, dar în ultimele decenii s-au descoperit şi alte întrebuinţări are razelor X, printre care şi sterilizarea produselor alimentare prin iradiere, inclusiv a laptelui.   Iradierea produselor alimentare se face cu ajutorul razelor X, respectiv gamma. În cazul laptelui şi a produselor lactate se folosesc doar razele X. Metoda constă în supunerea laptelui la anumită doză de raze X pe un interval de timp determinat, rezultatul fiind încetinirea sau chiar oprirea procesului de creştere şi înmulţire a microorganismelor patogene. Acest efect se obţine ca urmare a distrugerii ADN-ului microbian sub acţiunea radiaţiilor până dincolo de capacitatea acestuia de a se reface, şi drept urmare microorganismele nu se mai pot înmulţi, fiind inhibat procesul de diviziune celulară. Practic, microorganismele vizate încetează orice activitate legată de reproducere şi/sau maturizare, ba, în unele cazuri, ele chiar mor, dacă se aplică o cantitate suficient de mare de radiaţii. Pe lângă toate acestea, metoda are aplicabilitate şi în cazul formelor sporulate, drojdiilor agresive şi viruşilor periculoşi, precum şi a insectelor şi protozoarelor ce pot exista în laptele materie primă.   Procedeul e sigur pentru aliment și consumatori   Există anumite controverse vizavi de această metodă, deoarece, fiind foarte nouă şi opinia publică nu este în cunoştinţă de cauză cu ceea ce se întâmplă pe parcursul procesului, tendinţa este de a o asocia cu industria nucleară, lucru total greşit. Această metodă nu este una periculoasă pentru consumatori, deoarece laptele sau orice alt produs alimentar tratat astfel NU devine radioactiv, particulele însele ce transmit radiaţia nefiind radioactive. Polemica legată de această metodă mai constă şi în dezbaterile pe tema modificărilor chimice şi senzoriale ce apar în urma procesului, deoarece energia este mult mai mare decât în cazul tratamentelor termice clasice.   Studiile efectuate au arătat că metoda este deosebit de eficientă în inactivarea şi eliminarea bacteriilor patogene din genurile Shigella, Salmonella, Escherichia, respectiv Lysteria. Acest fapt este surprinzător, dat fiind faptul că acestea sunt bacterii rezistente la tratamentele termice convenţionale, în special Lysteria, fiind cunoscute epidemiile de listerioză apărute chiar şi după ce laptele a fost pasteurizat. Bacteriile din genul Chronobacter au fost inactivate în urma iradierii până la un nivel nedetectabil. Aşadar, metoda este una foarte eficientă, motiv pentru care, în prezent, este acceptată în peste 50 de ţări de pe mapamond.   Principalul dezavantaj îl constituie costurile ridicate ale acestui sistem de sterilizare al laptelui, investiţia fiind undeva între 1 şi 5 milioane de dolari, funcţie de anumite condiţii.  Pe lângă acesta, şi reacţia negativă din partea publicului care asociază radiaţiile X cu industria nucleară reprezintă un impediment pentru ca această metodă de sterilizare să fie utilizată la scară industrială.   Aşadar, alternative pentru tratamentele termice există, însă totul depinde, în final, de consumatori, în sensul că, tradiţionalişti fiind şi adesea neavând acces la informaţie, aceştia vor tolera mult mai greu tratamentele alternative de sterilizare a laptelui, însă speranţa că, la un moment dat, lucrurile se vor schimba, nu  trebuie să ne părăsească.   Alternative methods of drinking milk sterilization   Harmlessness is a basic principle when it comes to food, regardless of the branch to which they belong or whether animal origin or vegetable. Consumer health and safety should be a priority for any processor in the food industry, because the appearance of any kind of illness or side effects from consumers is not only prohibited by law in all countries, but entails destroying his reputation, because violates fundamental ethical principles.   Raw material Handling   However, in the food industry we are dealing with raw material, which, by its composition and chemical structure is perishable within a shorter or longer period,  depending on the case. It is therefore necessary to treat food and raw materials, before being put on the market and consumed.   The most common method is the thermal treatment of foods, namely pasteurization or sterilization. The milk and dairy industry is one of the food industry branches where heat treatments are absolutely required to ensure harmless and high quality of finished products. But recent research has revealed that, during thermal treatments, chemical components of milk undergoes certain physical and chemical changes that influence ultimately its organoleptic and technological characteristics. Thus, keeping milk at temperatures above 50-60°C for a long time causes changes in its taste because of lactose caramelization, the principal sugar from milk, as well as the denaturation of proteins that precipitates under the form of caseinate. These shortcomings not only make the milk and its derivatives being undesirable for consumers, but can also damage the dairy factories installations, maintenance, refurbishment and repairs of which are costly.   For these reasons, the trend is to find new ways of treating milk, less invasive and harmful ways, but they must provide the same antimicrobial preservative as conventional heat treatment of pasteurization or sterilization, of course, with advantageous costs for processors . Among the new methods that have been tested in recent years which slowly make their entrance in the market place, we mention the milk treatment with UV, with X-ray, through IPL method or bacto removal. In the next paragraphs, there will present some of them, focusing on treating milk with UV rays, this method is accepted both by the EU and U.S. legislation, as well as by other states in other parts of the world.           Treatment with electromagnetic radiation Milk treatment UV rays involves the use of X-rays, which are actually electromagnetic radiations with a wavelength smaller than the radiation of light perceived by the human eye. UV rays have a wavelength λ of up to 380 nm and a frequency of 300-789 Hz, thus being close to the rays perceived by human eye at a value of λ corresponding to the   purple light. In nature, the main source of UV light is the sun itself, but there are methods of producing UV rays using lamps and systems specially developed for this purpose, such as lasers or UV lights.   Initially, the UV rays were used for water treatment, and then juices, but in recent years it was discovered that rays with λ between 240 and 280 nm can be used successfully to treat milk. This spectrum acts on microorganisms at the molecular level, resulting in some modifications of DNA and / or microbial RNA that do not allow the development and propagation of yeast, bacteria and viruses in milk. Sterilization with UV rays is applicable not only to the milk itself, but also on work surfaces, the UV lamps can be used successfully for this purpose, but it is recommended to use this method of sterilizing work surfaces in combination with at least another for that the results to be 100% satisfactory.   Unlike beer or fruit juice that may be turbid due to pulp or yeast content and because they are colored, milk is a clear liquid with no deposits and with white color. These are major advantages that milk presents to other liquid food products because it is known that, among all colors of the visible spectrum, white is the color that absorbs the largest amount of UV rays. So, when milk is treated by this method, it absorbs up to 90-96% of rays emitted by the lamp, bacteriostatic and bactericidal effect being significantly higher than other drinks. As a means of preserving milk, UV rays can be used alone or in combination with a short pasteurization at low temperature.   Reducing psychotropic bacteria   In 2006, a team of scientists from Oregon has conducted an experiment on the effects of UV rays on milk quality, under qualitative and sensory aspects. The results were more than satisfactory, in that UV treatment reduced the amount of psychotropic, coliform and thermo resistant bacteria from raw milk, with particularly dramatic effects on E. coli. The best result was obtained for coliform bacteria, followed by psychotropic ,respectively thermo resistant bacteria. In the case of sporulated forms, the results were not as satisfactory. The shelf life of the treated milk was 21 days, indicating that a short pasteurization was applied at low temperatures. Regarding sensory aspects there were observed some changes in the products taste and aroma, but tasters did not consider the treated milk as one with bad taste or repulsive, the main change being the slightly oxidized taste.   Based on observations, U.S. researchers concluded that this method is recommended when you want to treat cold raw milk (without heat treatment) or to reduce the number of bacteria that are not susceptible to heat treatment, and to ensure high quality milk in those parts of the world where refrigeration of farm milk is not possible or too expensive. On another wavelength   Because of the benefits that this method presents, many companies specializing in the manufacture and distribution of equipment for the dairy industry have developed special line of milk sterilization by UV method, many of them bringing innovations in this field from year to year. An example is a Dutch company, market leader in the segment of rotary filling systems for liquid food industry, which has developed a new UV sterilization of milk using a new wavelength that appears to be more efficient than existing UV sterilization methods as far.   The principle on which the unit operates is based on applying a wavelength that almost doubles ultraviolet absorption by the microorganisms existing in the treated milk,  removing also the problems caused by too long exposure to UV (the oxidized flavor). The method has proved effective on a wide range of microorganisms, including those of the genus Bacillus, normally quite resistant to UV light exposure. Basically, the system combines two types of specialized lamps, each of them acting on certain microorganisms, resulting a much larger number of viruses, bacteria and yeast inactivated than the traditional lamps. This method can be used not only for sterilizing the milk, but also the packaging for milk.   X-rays are made ​​to work   Another alternative method of milk treatment, but much less studied and used than the UV method is based on the use of X-rays, known as Röntgen rays. They have a wavelength λ ranging from 0.01 to 10 nanometers (which is lower than that of UV rays), corresponding to a frequency of 30 pentahertzi to 10 exahertzi. There are no natural sources of X-rays, these are generated by fluorescence using specialized equipment containing rhenium, molybdenum and tungsten. Due to their ability to penetrate soft tissue, they are used in medicine, but in last decades there have been found other uses for X-rays, including food sterilization an irradiation, including to milk.   Food irradiation is performed using X-rays, or gamma rays. In the case of milk and dairy products are used only X-rays. The method consists in subjecting milk to a given dose of X-rays on a period of time, resulting in slowing or stopping the growth process and growth of pathogenic microorganisms. This effect is achieved due to the destruction of microbial DNA under the action of radiation far beyond its ability to recover, and therefore microorganisms can not multiply, inhibiting the process of cell division. Basically, the microorganisms concerned stop any activity related to reproduction and / or maturation, and, in some cases, they even die, if there is a sufficient amount of radiation. Besides this, the method is applicable in the case of sporulated forms, aggressive yeasts and dangerous viruses, as well as insects, and protozoa that may exist in raw milk.     The procedure is safe for food and consumer   There is some controversy regarding this method, because being a new one, the public opinion is not informed of what is happening during the process, the tendency is to associate with the nuclear industry, which is totally wrong. This method is not dangerous to consumers, because milk or any other food treated in this way does not become radioactive, the particles themselves that transmit radiation are not radioactive. Controversy related to this method lies in the debate on chemical and sensory changes that occur in the process as energy is much higher than for conventional heat treatments.   Studies have shown that the method is particularly effective in inactivating and eliminating pathogenic bacteria of the genus Shigella, Salmonella, Escherichia, respectively Lysteria. This is surprising, given that these are bacteria resistant to conventional heat treatments, especially Lysteria being known outbreaks of listeriosis occurred even after the milk has been pasteurized. Bacteria of the genus Chronobacter were inactivated after irradiation up to an undetectable level. Therefore, the method is very effective, which is why it is now accepted in over 50 countries around the world.   The main disadvantage is the high cost of this system of milk sterilization, the investment is somewhere between 1 and 5 million, depending on certain conditions. Apart from this, the negative reaction from the public that associates X- rays radiation with nuclear industry is an impediment for this method of sterilization to be used on an industrial scale.   Therefore, alternative heat treatments exist, but it depends, ultimately, on consumers, meaning that traditionalists often have no access to information, and they will tolerate much harder the alternative milk sterilization treatments, but w hope that with the time, things will change.