Effects of Microwave Electromagnetic Radiation on Milk Microbiology and Physicochemical Properties

• Erikc Mauricio López-Diaz ^[1] ; Isaac Dodino Duarte ^[1] ; Belkis Xiomara Díaz-Basto ^[1] ; Jacqueline Chavez-Galvis ^[1] ; María Camila Amaya-Badillo ^[1]
  1. [1] Universidad Popular del Cesar

     Universidad Popular del Cesar

     Colombia

     
• Localización: Revista EIA, ISSN-e 1794-1237, Vol. 22, Nº. 44, 2025
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Efectos de la radiación electromagnética de microondas en la microbiología y las propiedades fisicoquímicas de la leche
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• Resumen
  • español

    Los tratamientos térmicos convencionales para el procesamiento de leche en pequeñas y medianas empresas (PYMEs) a menudo no cumplen completamente con las normativas colombianas de calidad e inocuidad alimentaria, especialmente en la inactivación microbiana y la preservación de nutrientes. En respuesta, los tratamientos térmicos no convencionales, como la calefacción por microondas, ofrecen una alternativa prometedora debido a su capacidad de generar un calentamiento volumétrico eficiente y reducir los tiempos de procesamiento en comparación con los métodos tradicionales. Este estudio evaluó los efectos de la radiación electromagnética de microondas en la microbiología y las propiedades fisicoquímicas de la leche bajo diferentes tiempos de exposición y niveles de potencia. En la fase 1, se aplicó un diseño experimental aleatorizado utilizando un microondas de 1500 W a 2450 MHz para tratar alícuotas de leche de 100 ml durante distintos tiempos de exposición (0 a 50 segundos). En la fase 2, se desarrolló un sistema de flujo continuo a escala piloto con una capacidad de 18 litros, operando a 700 W y 1000 W con tiempos de exposición de 10, 15 y 20 segundos. Los análisis microbiológicos y fisicoquímicos demostraron que el tratamiento a 1000 W durante 20 segundos cumplió con los estándares del Decreto 616 de 2006 y la Ordenanza de Leche Pasteurizada (PMO), logrando una reducción microbiana significativa sin alterar propiedades fisicoquímicas como el contenido de grasa, proteínas y sólidos totales. En contraste, los tratamientos a 700 W fueron ineficaces para la inactivación microbiana, evidenciando la importancia de utilizar mayores niveles de potencia. Además, el sistema de flujo continuo mejoró la distribución del calor, haciendo el proceso más homogéneo y eficiente. Estos hallazgos sugieren que el uso de microondas en sistemas de flujo continuo es una alternativa viable para mejorar la calidad microbiológica de la leche, optimizando su procesamiento en PYMEs mediante un método eficiente, con mínimo impacto en la composición del producto final y garantizando el cumplimiento normativo.

  • English

    Conventional thermal treatments for milk processing in small and medium-sized enterprises (SMEs) often fail to fully meet Colombian food quality and safety regulations, particularly in microbial inactivation and nutrient preservation. In response, non-conventional thermal treatments, such as microwave heating, offer a promising alternative due to their ability to generate efficient volumetric heating and reduce processing times compared to traditional methods. This study evaluated the effects of microwave electromagnetic radiation on the microbiology and physicochemical properties of milk under different exposure times and power levels. In phase 1, a randomized experimental design was applied using a 1500 W microwave at 2450 MHz to treat 100 ml milk aliquots for different exposure times (0 to 50 seconds). In phase 2, a pilot-scale continuous flow system with an 18-liter capacity was developed, operating at 700 W and 1000 W with exposure times of 10, 15, and 20 seconds. Microbiological and physicochemical analyses demonstrated that treatment at 1000 W for 20 seconds met the standards of Decree 616 of 2006 and the Pasteurized Milk Ordinance (PMO), achieving significant microbial reduction without altering physicochemical properties such as fat, protein, and total solids content. In contrast, treatments at 700 W were ineffective for microbial inactivation, indicating the importance of using higher power levels. Additionally, the continuous flow system improved heat distribution, making the process more homogeneous and efficient. These findings suggest that the use of microwaves in continuous flow systems is a viable alternative for improving the microbiological quality of milk, optimizing its processing in SMEs through an efficient method with minimal impact on the final product composition while maintaining regulatory compliance.