Universidad Austral de Chile1
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Universidad Austral de Chile Facultad de Ciencias Agrarias Escuela de Ingeniería en Alimentos Evaluación de un Sistema Automático de Muestreo para Leche Cruda Determinación de Materia Grasa y Proteína Memoria presentada como parte de los requisitos para optar al título de Ingeniero en Alimentos Pedro Andrés Fierro Ascencio Valdivia- Chile 2009
Transcript of Universidad Austral de Chile1
Universidad Austral de Chile Facultad de Ciencias Agrarias
Escuela de Ingeniería en Alimentos
Evaluación de un Sistema Automático de
Muestreo para Leche Cruda Determinación de Materia Grasa y Proteína
Memoria presentada como parte de los requisitos para optar al título de Ingeniero en Alimentos
Pedro Andrés Fierro Ascencio Valdivia- Chile
2009
PROFESOR PATROCINANTE:
_________________________________
Sr. Bernardo Carrillo López Ingeniero Agrónomo Master en Ciencias e Ingeniería de los Alimentos Instituto de Ciencias y Tecnología de los Alimentos
PROFESORES INFORMANTES:
_________________________________
Sr. Víctor Figueroa Arcila Profesor de Estado de Matemáticas Master en Estadística Matemática Doctor Economía Aplicada Instituto de Estadística
________________________________
Sr. Victor Moreira López Ingeniero Agrónomo M. Sc. y Ph. D. Instituto de Economía Agraria
AGRADECIMIENTOS
En primer lugar a mis padres y hermana, ya que gracias a su apoyo y estimulo durante
todos mis años de estudio fue posible realizar exitosamente el trabajo de mi tesis.
A don Bernardo Carrillo por su constante orientación y disposición, además de
brindarme su amistad, confianza y la oportunidad de poder trabajar y aprender de él,
que sin duda me servirá para el desarrollo como profesional.
A don Víctor Figueroa por su paciencia y ayuda en mi trabajo y a don Víctor Moreira
por su colaboración.
A Carolina, por su constante ayuda, preocupación y por ser mi pilar para llevar acabo
con éxito mi trabajo de tesis, además de su cariño y paciencia.
También agradezco a mis amigos, quienes me ayudaron y acompañaron durante toda
mi etapa universitaria, donde la amistad y cariño espero que se mantenga en un futuro.
A Carlos y su familia, por abrirme las puertas de su hogar, ofreciéndome su confianza,
amistad y cariño.
A todos los profesores, y funcionarios de la Escuela e Instituto de Ciencia y Tecnología
de los Alimentos, por todo lo entregado.
Por último, a todos los que de una u otra forma permitieron que sea posible terminar mi
etapa universitaria.
i
ÍNDICE DE MATERIAS
Capítulo Página
RESUMEN 1
SUMMARY 2
1 INTRODUCCIÓN 3
2 REVISIÓN BIBLIOGRAFÍCA 5
2.1 Definición de leche de vaca 5
2.2 Calidad de leche 5
2.2.1 Calidad composicional o nutricional de la leche 6
2.2.2 Calidad higiénica de la leche 8
2.3 Muestra para análisis de calidad 9
2.3.1 Muestra manual 10
2.3.2 Muestra automática 11
2.4 Factores que afectan el muestreo para el análisis de materia grasa y proteína 17
2.4.1 Encargado de tomar la muestra 17
2.4.2 Agitación de la leche 18
2.4.2.1 Agitadores 19
2.4.2.2 Volumen del tanque 19
3 MATERIAL Y MÉTODO 22
3.1 Procedencia de las muestras 22
3.2 Recolección de muestras manuales y automáticas para el análisis de materia grasa y proteína 22
3.3 Extracción de la muestra manual 23
3.4 Extracción de muestras automática 24
3.5 Análisis composicional de la leche 29
ii
3.6 Elaboración y aplicación de la pauta de evaluación 29
3.7 Análisis estadístico 29
4 PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 31
4.1 Resultados para la variable materia grasa 31
4.1.1 Análisis exploratorio para la variable materia grasa 31
4.1.2 Análisis de varianza para materia grasa. 39
4.2 Resultados para la variable proteína 40
4.2.1 Análisis exploratorio para la variable proteína 40
4.2.2 Análisis de varianza para proteína 46
5 CONCLUSIONES 48
6 BIBLIOGRAFÍA 50
7 ANEXOS 54
iii
INDICE DE CUADROS
Cuadro Página
1 Número de muestras tomadas a través del método manual y del método automático 23
2 Estadígrafos resumen para la variable de materia grasa, para las muestras de leche tomadas por el método automático, método manual y para la variable diferencia de los valores muéstrales, obtenidos por ambos métodos 32
3 Comparación del coeficiente de correlación del presente estudio con resultados de investigaciones similares 34
4 Distribución de frecuencia, en porcentaje, para las diferencias de materia grasa obtenida por el muestreo manual y el sistema automático, comparadas con los datos obtenidos por ANTILA y KYLÄ-SIUROLA (1976) 35
5 Comparación de resultados obtenidos por distintos estudios, en los que se evaluaron los sistemas de muestreos manual y automático, para materia grasa 37
6 Tabla ANOVA para el análisis del tipo de muestreo, para materia grasa, sistema automático y manual 39
7 Estadígrafos resumen para la variable de proteína para las muestras tomadas por el método automático, método manual y para la variable diferencia de los valores muéstrales, obtenidos por ambos métodos 41
8 Comparación del coeficiente de correlación del presente estudio con resultados de investigaciones similares 43
9 Distribución de frecuencia, en porcentaje, para las diferencias de proteína obtenida por el muestreo manual y el sistema automático, comparadas con los datos obtenidos por ANTILA y KYLÄ-SIUROLA (1976) 44
10 Comparación de resultados obtenidos por distintos estudios, en los que se evaluaron los sistemas de muestreos manual y automático, para proteína 45
11 Tabla ANOVA para el análisis del tipo de muestreo, para proteína, sistema automático y manual 46
iv
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura Página
1 Dispositivos automáticos de muestreo 13
2 Recolección muestras de leche diarias 24
3 Ubicación del sistema automático de muestreo en el camión cisterna 25
4 Pantalla digital del sistema automático, indicando la operación “ingresa el volumen”, para registrar el volumen y realizar el barrido inicial 26
5 Etapa del protocolo de muestreo del sistema automático para leche cruda a nivel predial, correspondiente al “encendido de la bomba” 28
6
Diagrama de dispersión para muestras de materia grasa obtenidas por el sistema manual y para las obtenidas con sistema automático. 33
7 Distribución de las diferencias en porcentaje de materia grasa: manual- automático 36
8 Diagrama de dispersión para proteína obtenida por el sistema manual y el sistema automático 42
9 Distribución de las diferencias en porcentaje de proteína: manual- automático 43
v
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo Página
1 Pauta de evaluación para la extracción de muestra de leche cruda 54
2 Resumen de p valores análisis de varianza (ANOVA), para materia
grasa y proteína 64
1
RESUMEN
Un moderno sistema automático de muestreo para leche (BARTEC®), instalado en los
camiones cisternas de una industria lechera de la Décimo Cuarta Región de Chile, fue
evaluado mediante la comparación de muestras de leche cruda almacenadas en
tanques prediales para los análisis de materia grasa y proteína, tomadas a través de
éste y de muestras tomadas por el tradicional sistema de muestreo manual. El proceso
de toma de muestras se realizó por un periodo 4 semanas entre los meses de
diciembre del 2008 y enero del 2009. Se visitaron 150 predios, ubicados en la Décima
Región de Los Lagos y Décimo Cuarta Región de Los Ríos, donde fueron tomadas las
muestras de leche, transportadas a la industria y enviadas posteriormente a un
laboratorio certificado para su análisis. Los datos para los análisis de materia grasa y
proteínas, generados a través del proceso de muestreo, fueron sometidos inicialmente
a un análisis exploratorio y a un análisis estadístico ANOVA. Los primeros resultados
indicaron que los valores obtenidos para materia grasa y proteína a través de ambos
sistemas de muestreo fueron similares (ejemplo: una diferencia promedio 0,027 y 0,001
% para materia grasa y proteína, respectivamente). De acuerdo al ANOVA no
existieron diferencias estadísticas significativas (p>0,05), entre ambas metodología de
muestreo; por lo cual el sistema automático de muestreo para leche cruda, es una
metodología alternativa validada frente al método de muestreo manual.
2
SUMMARY
An automatic moderm system of milk sampling (BARTEC®), installed in trucks milk of
a dairy industry from the 14 TH region of Chile, was evaluated through a comparison of
raw milk samples stored in milk tanks for its protein and milk fat analysis, taken from it
and from samples of a traditional system of a manual sampling. The sampling process
was carried out during 4 weeks from December 2008 to January 2009. The milk
samples were taken from 150 farms located in the Los Lagos region from and Los Ríos
region carried at the industry and next send to a certified laboratory for its analysis. The
data for the analysis of fat and protein obtained from the sampling were at first
submitted to an exploring analysis as well as an ANOVA statistical analysis. The first
results obtained showed that for both fat and protein, the values were similar in both
sampling systems (ex. an average difference of 0,027 and 0,001 % in fat and protein
was obtained in the samples by the manual and automatic sampling process).
According to ANOVA there were no statistical significant differences (p>0,05), between
both sampling methods, so the automatic sampling of raw milk is an alternative as valid
as the traditional method of manual sampling.
3
1 INTRODUCCIÓN
El sector lácteo nacional sin lugar a dudas es importante para la economía del país,
debido a que representa alrededor del 31% del Producto Interno Bruto (PIB) pecuario,
un 9 % con respecto al PIB silvoagropecuario, y en el PIB nacional alcanza el 0,7%.
Además, proporciona una gran cantidad de empleos directos e indirectos, como
transporte y servicios. Las regiones Novena, Décima y Décimo Cuarta están
íntimamente ligadas a este sector, alcanzado más del 80 % de la producción nacional.
La industria láctea ha cimentado su desarrollo, en la calidad de la materia prima, así
como en la de sus productos elaborados, además de contribuir a minimizar los riesgos
para la salud de los consumidores.
Como una forma de controlar la calidad de la materia prima, la industria realiza en
forma frecuente una serie de análisis a la leche proveniente de los estanques
prediales, con el fin de determinar su calidad, desde el punto de vista higiénico y de
composición, para lo cual se torna esencial el proceso de toma de muestra, el que
debe asegurar que ésta se obtiene de forma transparente y representativa, permitiendo
establecer el punto de partida para la determinación de los parámetros de calidad de la
leche.
En Chile el procedimiento de toma de muestra está normado por el Instituto Nacional
de Normalización, INN, a través de la Norma Chilena Oficial 1011 del 2008, que
establece los procedimientos de muestreo de leche cruda de vaca, que se lleva a cabo
a nivel predial, justo antes de traspasar la leche a los estanques de los camiones
recolectores enviados por las plantas procesadoras a los predios. Este proceso de
muestreo es realizado de forma manual por la persona designada por la industria
lechera.
4
La industria demuestra estar interesada en innovar sobre este tema, al automatizar la
toma de muestras de leche, de manera de simplificar el trabajo del transportista
(encargado), facilitando este proceso y haciéndolo más expedito. Estudios realizados
en otros países indican que es posible implementar una tecnología automática para la
toma de muestras de leche cruda y utilizarla como alternativa a la toma de muestra
manual. La toma de muestra de leche desde estanques prediales, automática,
reduciría errores, ahorraría tiempo y sería igualmente representativa. Concientes de las
ventajas y utilidad de esta tecnología, una empresa del sur de Chile, que recibe el 20 %
de la producción de leche del país, decidió implementar esta tecnología automática de
muestreo, previo estudio, para poder validarla frente al muestreo manual.
Debido a que en Chile no existen antecedentes para esta metodología automática, fue
necesario evaluar su implementación, comparándola con el sistema manual, con el fin
de garantizar que el sistema automático de muestreo de leche cruda no comprometa la
correcta evaluación de las variables de materia grasa y proteína. Por lo tanto la
presente investigación se plantean los siguientes objetivos:
Objetivo general Evaluar un sistema automático de muestreo, para leche cruda almacenada en
tanques prediales, para establecerlo como una alternativa de muestreo validada,
para materia grasa y proteína, frente al muestreo manual.
Objetivos específicos
Comparar los resultados de los datos de materia grasa y proteína de muestras de
leche obtenidas a través del sistema automático y a través del sistema manual, y
determinar si existe diferencia estadística entre ambas metodologías.
Describir las variables que puedan afectar ambos sistemas, luego de la aplicación
de una pauta de evaluación durante los muestreos.
Elaborar un protocolo para el sistema automático de muestreo de leche cruda
almacenada en tanques prediales, para los análisis de materia grasa y proteína.
5
2 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 2.1 Definición de leche de vaca Según el Reglamento Sanitario de los Alimentos y la Norma Chilena Oficial de
Trazabilidad de Alimentos, y de la cadena alimentaria para leche cruda, la leche es el
producto de la ordeña completa e interrumpida de vacas sanas, bien alimentadas y en
reposo, exenta de calostro. (CHILE, MINISTERIO DE SALUD, 2008, y CHILE,
INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, INN, 2007).
Así mismo, leche cruda de vaca es aquella que sólo ha sido sometida a refrigeración
después de la ordeña, y que se encuentra en condiciones de almacenamiento en el
predio o centro de acopio predial, o se encuentra en proceso de traslado a una planta
procesadora, o almacenada en la misma antes de estandarizarse (CHILE, INN, 2007).
2.2 Calidad de leche
Por calidad de leche cruda, según SOKOLOW et al. (1980), se entiende el conjunto de
características que determinan su grado de idoneidad para los fines previstos de
tratamiento y empleo. Considera de un heterogéneo complejo de factores con
influencia sobre sus propiedades nutritivas, tecnológicas e higiénicas.
Calidad de leche, también, puede ser la aptitud para ser utilizada en la elaboración de
los diferentes productos lácteos. Por lo tanto, es el usuario quien finalmente define lo
que es calidad (HEIMLICH y CARRILLO, 1995).
El concepto de calidad de leche incluye aspectos de composición, higiene, valor
nutritivo, propiedades físicas y organolépticas del producto (CARRILLO, 1997).
Por su parte, ALAIS (1985), señala que en la leche y en los productos lácteos la
calidad puede concebirse desde varios puntos de vista, que son independientes unos
6
de otros; entre ellos: la calidad química, relacionada con aspectos cualitativos y
cuantitativos de sus componentes, y la calidad higiénica, relacionada con la inocuidad y
protección de la salud humana.
Así mismo, KRUZE (1999), menciona que al analizar y evaluar la composición química
normal de la leche (ej. contenido de materia grasa, proteína, lactosa, minerales, etc.),
se habla de “calidad composicional o nutricional”; en cambio, cuando el análisis o
evaluación de calidad se refiere al contenido de componentes no deseables (ej.,
bacterias, células somáticas, residuos de antibióticos, pesticidas, hormonas, etc.), se
habla de “calidad higiénica”.
2.2.1 Calidad composicional o nutricional de la leche. La leche producida por una
vaca puede tener diversas variaciones en cuanto a volumen y composición, lo cual se
debe a diferentes factores. Estos pueden enmarcarse dentro de tres grupos, que a su
vez tienen distintos componentes: factores genéticos, fisiológicos y ambientales.
En lo que respecta a factores genéticos, hay que tener en cuenta que dentro de una
misma especie las diferentes razas producen leches cuya composición varía, aunque
en límites reducidos, conservándose constantes ciertos caracteres. En términos
generales, la cantidad de leche producida y su riqueza global son las que varían de
una raza a otra, y de una manera inversamente proporcional: las leches más ricas
provienen de razas cuyo nivel de producción es relativamente bajo (ALAIS, 1985).
Desde el punto de vista fisiológico, una vaca lechera a través de su vida, se va a
encontrar en distintos estados que condicionarán su estado general. Por tanto sus
resultados productivos serán diferentes. Estos "estados fisiológicos de la vaca" son
etapas de lactancia, número de partos y gestación.
Durante la etapa de lactancia existe una curva bien conocida que describe el nivel de
obtención de leche, donde posterior al parto hay un incremento paulatino del nivel de
producción para llegar al "peak" (o cota máxima) alrededor de la sexta a octava
semana de lactancia. Posteriormente, la producción cae de una manera sostenida
7
hasta el quinto mes de preñez, luego se produce un descenso acelerado de la
producción hasta el punto de secado (WHEELOCK, 1980 y ALAIS, 1985).
Por otro lado, la cantidad de lactancias que ha tenido una vaca lechera, influye más
sobre el nivel productivo que sobre la composición láctea; así, la producción aumenta
desde la primera lactancia hasta alcanzar un máximo entre la tercera y quinta
(CASADO y GARCÍA, 1985).
La alimentación sin duda es considerada el factor más importante de la producción de
leche, y a su vez reviste mucha importancia para la composición láctea, ya que
constituye la fuente de la mayoría de los componentes que serán utilizados en la
síntesis de la leche (CASADO y GARCÍA ,1985).
El clima es considerado como factor importante por su incidencia en la temperatura,
humedad y época de parto. Así, en verano la grasa y la proteína en la leche son más
bajas, y más altas en invierno. A la inversa de lo que ocurre con la producción diaria de
leche (CASADO y GARCÍA, 1982). El porcentaje de sólidos no grasos también es
menor en verano y se hace máximo en invierno (ALAIS, 1985).
CASADO y GARCÍA (1985), mencionan que las temperaturas más adecuadas para
obtener mejores producciones y composición de leche son de alrededor de los 18 °C,
con una humedad relativa de 70-80%.
En tanto, el ordeño es otro punto importante a considerar, debido a que tiene efecto
sobre la producción del momento o del día. Según CASADO y GARCÍA (1985), durante
el ordeño la composición de la leche varía de la siguiente manera: al comienzo es más
rica en proteína, lactosa y sales minerales, pero más pobres en materia grasa, que la
que se obtiene al final del ordeño. Por su parte, VEISSEYRE (1980), señala que
cuando se ordeña dos veces al día, la producción de leche en la mañana es mayor,
aunque más pobre en grasa, que la de la tarde.
Por último, el estado de salud que presenta el bovino influye en la composición de la
leche (ALAIS, 1985). De todas las enfermedades que afectan al bovino lechero, la que
8
tiene más impacto para la industria láctea es la mastitis. La presencia de solamente
una pequeña proporción de mastitis en un rebaño puede conducir a cambios
composicionales en la leche, los cuales son perjudiciales para el rendimiento industrial
(GRANDISON, 1986 y CARRILLO, 1997).
2.2.2 Calidad higiénica de la leche. Las variables que tradicionalmente se utilizan
para evaluar la calidad higiénica de la leche cruda son el recuento de células somáticas
y el recuento bacteriano (KRUZE 1999).
Las células somáticas son producto de la mastítis, definida como una inflamación de la
glándula mamaria; en la medida que aumenta la intensidad de la enfermedad se
produce también un aumento de las células somáticas. Esta enfermedad puede
aparecer en su forma subclínica, sin síntomas visibles o bien como clínica, con los
signos evidentes de la enfermedad (KLEINSCHROTH et al., 1991 y BLOOD, 1996).
Las bacterias son las causantes de la descomposición de la leche y de importantes
enfermedades que afectan al ser humano. Debido a su alto valor biológico y su
composición, la leche es un medio óptimo para el desarrollo de microorganismos,
convirtiéndose en un producto altamente perecible e inestable, al igual que otros
alimentos de origen animal o vegetal. Por tanto, la calidad microbiológica es, sin lugar a
dudas el parámetro de calidad más importante, el cual se expresa como recuento
bacteriano, es decir, el número de bacterias por mL de leche (HEIMLICH y CARRILLO,
1995).
La Federación Internacional de Lechería (IDF/FIL), señala que una leche de buena
calidad higiénica debe caracterizarse por estar libre de microorganismos patógenos, no
contener toxinas elaboradas por microorganismos, no contener residuos químicos e
inhibidores, tener un mínimo de microorganismos saprófitos, tener un mínimo de
células somáticas, tener adecuadas características organolépticas (IDF/FIL, 50C,
1995).
Con respecto a las características que debe poseer la leche, el Reglamento Sanitario
de los Alimentos de Chile (CHILE, MINISTERIO DE SALUD, 2008), menciona lo
9
siguiente: características organolépticas normales, exenta de materias extrañas, peso
específico de 1,028 a 1,034 g/mL a 20°C, índice crioscópico de 0,53 - 0,57 "Horvet" ó -
0,512 - 0,550 ºC, pH de 6,6 a 6,8, acidez entre 12 a 21 mL de hidróxido de sódio 0,1
N/100 mL de leche, sólidos no grasos de 82,5 g/L, como mínimo, exenta de sangre y
pus, exenta de antisépticos, antibióticos y neutralizantes, cuyos residuos de plaguicidas
y otras sustancias nocivas para la salud no deberán exceder los límites establecidos
por el Ministerio de Salud; sus requisitos microbiológicos y su contenido de materia
grasa, serán los que determina este reglamento en cada caso.
2.3 Muestra para análisis de calidad
El análisis de la calidad de la leche cruda es una práctica cotidiana y muy utilizada en
el sector lácteo. Para el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria e Instituto
Nacional de Tecnología Industrial (INTA e INTI)1 de Argentina, éste se realiza con
diferentes objetivos, principalmente comerciales, debido a que la muestra de leche
tomada durante la recolección se utiliza para determinar el precio al productor. Debido
a ello es muy importante que la muestra represente las características que tiene la
leche antes de ser trasvasijada al camión recolector. A su vez, el análisis de calidad de
leche cruda se aplica para el control de la materia prima que ingresa a la industria y
para el direccionamiento de la leche a distintos productos según su calidad. La
obtención de resultados válidos surge de una secuencia de pasos que se inicia con la
toma de la muestra de leche y finaliza con la comunicación de los resultados en tiempo
y forma al usuario final. Consecuentemente, el muestreo de la leche constituye el
primer eslabón que condiciona el logro de resultados que representan las
características reales de la muestra en el predio.
El muestreo de leche cruda de vaca en la etapa de transferencia desde los productores
lecheros a los recolectores que transportan a las plantas procesadoras, constituyen
una coyuntura fundamental en la línea de la comercialización del producto, que es
clave, tanto para el abastecimiento posterior a la población de leche tratada
térmicamente, como para la provisión de materia prima a los distintos procesos de
fabricación de productos lácteos (CHILE, INN, 2008a).
1 Disponible : http://www.pymeslacteas.com.ar/textocomp.asp?id=1226
10
La Norma Chilena Oficial de muestreo de leche cruda establece los protocolos de
muestreo que se realizan a nivel predial en la recepción del producto por parte de los
recolectores de las plantas procesadoras. En ésta se establecen las funciones del
encargado, requisito que deben tener los equipos y elementos para la extracción y
conservación de la muestra.
El protocolo consta de tres partes fundamentales: los criterios de aceptación,
extracción de la muestra y la conservación, transporte y almacenaje de muestra.
Para los criterios de aceptación esta norma indica que se debe comenzar con la
identificación de la leche que se va a muestrear, se continúa con la medición del
volumen de leche, posteriormente se verifica que la temperatura del estanque sea de
4,4 °C. Se debe agitar el contenido del estanque un mínimo de 5 minutos para que la
muestra sea representativa. Luego, mediante una inspección visual y olfativa el
encargado debe verificar que la leche cruda tenga un aspecto, olor y textura normal, y
que carezca de signos de contenido de sangre, pus, calostro, coagulaciones u otras
materias extrañas. Culmina el criterio de aceptación con el ensayo de termoestabilidad
o prueba de alcohol (CHILE, INN, 2008a).
La extracción de la muestra se realiza inmediatamente terminada la agitación, el
volumen debe ser de 40 mL como mínimo, y la muestra puede ser extraída en forma
manual o automática.
La conservación, transporte y almacenaje de la muestra se debe realizar en una caja
térmica y permanecer en el contenedor sólo hasta el momento de la entrega al
laboratorio, donde se continuará con la conservación hasta el análisis de la muestra.
2.3.1 Muestra manual. La persona encargada o autorizada será el responsable de la
toma de muestras para la realización de los análisis, cuya acción será ante la
presencia del dueño o responsable del predio. La toma de muestras debe ser realizada
de acuerdo a lo que indica la Norma Chilena Oficial de muestreo de leche cruda, la
11
cual debe ser llevada a cabo por un operario calificado, que haya recibido una
formación adecuada antes de proceder al muestreo de la leche (CHILE, INN, 2008a ).
El material de muestreo está construido de acero inoxidable, el cucharón usado para
extraer la muestra de leche consta de un mango resistente y una longitud suficiente
para poder obtener muestras desde cualquier punto del recipiente de leche. La
capacidad del cucharón no puede ser inferior a 50 mL.
El cucharón debe ser esterilizado por el método de ignición con etanol a 96 % (v/v),
sumergiendo hasta aproximadamente la mitad de la altura de leche cruda contenida en
el estanque; se vacía el contenido en un envase con preservante y luego se cierra,
identifica y almacena en un recipiente térmico (CHILE, INN, 2008a y IIDF/FIL, 50C,
1995).
2.3.2 Muestra automática. La Norma Chilena Oficial de muestreo de leche cruda
indica que el dispositivo para la toma de muestra puede ser automático; sin embargo,
si se utilizan aparatos automáticos deben ser homologados para tal finalidad. La toma
de muestra automática se realiza mediante un dispositivo instalado en los camiones
cisternas que se utilizan para la recolección de leche desde los predios a la planta,
cuyo moderno sistema es capaz de retirar pequeñas alícuotas de leche, desde el
estanque predial, obteniendo una muestra representativa de todo el volumen de leche
que se bombea a través del sistema. Esta operación se realiza durante el tiempo que
tarda en descargar toda la leche del tanque predial hacia el tanque del camión.
Existen antecedentes sobre el uso de sistemas automáticos. Así por ejemplo,
FLEMING (1988), menciona 4 diferentes dispositivos automáticos para la toma de
muestras de leche cruda, los cuales fueron evaluados mediante la comparación de las
muestras tomadas por éstos, con muestras tomadas manualmente desde el mismo
tanque de leche. Los diferentes auto-muestreadores se ubican en un lugar próximo a la
bomba de leche, lugar desde donde se toman directamente pequeñas alícuotas de
leche al envase receptor. En este estudio se obtuvo que las diferencias promedios
fueron mínimas para las muestras de materia grasa (manual – automática), oscilaron
12
entre 0,003 a 0,018%, mientras que la desviación estándar de las diferencias fue de
0,043 a 0,088%.
En la FIGURA 1 se pueden observar 4 diferentes tipos de muestreadores, descritos por
FLEMING (1988). El muestreador A está controlado eléctricamente por una bomba
peristáltica de velocidad variable, en donde se conecta un pequeño agujero en la línea
de leche, a cual se le enlaza con un tubo de silicona que se acopla directamente con el
envase de muestra. En este sistema se ajusta el volumen de muestra deseado, el
volumen de leche a extraer y la velocidad de la bomba, de acuerdo al predio que se
este muestreando. El inicio y la parada de muestreo esta controlado automáticamente
mediante un sensor de conductividad en el tubo de leche, el cual depende de la línea
de leche; además, el inicio para la toma de la muestra puede ser aplazado unos
segundos, para evitar que caigan al envase los residuos de leche de predios
muestreados con anterioridad. La bomba funciona con una batería de 12 a 24v, de
suministro del camión recolector (FLEMING, 1988; AEGIDIUS, 1983 y PACKARD et al., 1993).
En esta misma figura se puede observar el muestreador B, que consiste en un pistón
conectado en la cañería de la línea de leche, que se instala antes o después de la
bomba del camión. La operación funciona con aire comprimido controlado por los
suministros eléctricos del camión. El inicio y la parada del muestreo son realizados en
forma manual. Fleming ajustó el equipo para tomar alícuotas de 0,5 mL regulados por
el pistón (FLEMING, 1988 y RINER et al., 2007).
En la FIGURA 1, además, puede observar el muestreador C. Éste consiste en una
válvula instalada después de la bomba de leche en la línea de leche. La apertura de la
válvula está controlada por pulsos electromagnéticos. Cuando se activa el electroimán
se abre la válvula, momento en el que se toma una pequeña alícuota de leche producto
de la presión en la línea de leche; el tamaño de la alícuota dependerá de la presión en
la línea y de la duración del pulso. La frecuencia de los pulsos se debe ajustar de
acuerdo al volumen de leche que se desea muestrear, para obtener un volumen de
muestras fijo (FLEMING, 1988 y BIGGS, 1983).
13
FIGURA 1 Dispositivos automáticos de muestreo. FUENTE: FLEMING (1988). El muestreador D, que también aparece en la FIGURA 1, utiliza un sistema de agujas
para la toma de muestras, desde la línea de leche a un envase estéril, herméticamente
cerrado para la recolección de las muestras. Consta de dos partes: una unidad de
control, montados en la cabina y la otra en la parte trasera del camión, en donde
funcionan las agujas y unidad neumática la cual se instala en línea de leche justo antes
de la bomba de leche. El funcionamiento del sistema de muestreo depende de una
sonda de detección de líquidos en la línea de leche. Una vez activado, y luego de un
tiempo de retraso preestablecido de 2 segundos, las agujas penetran la tapa de goma
Muestreador A Muestreador B
Muestreador C Muestreador D
14
de silicona de la botella para introducir una alícuota de muestras de leche al envase.
(FLEMING, 1988).
Por su parte, RINER et al. (2007), realizaron un estudio para la evaluación de muestras
tomadas en forma automática para leche cruda; para ello equiparon camiones
recolectores con un sistema automático de muestreo ISOLOK2 de pistón (FIGURA 1,
muestreador B), el cual fue diseñado para reunir 0,5 mL/impulso. Las muestras
automáticas fueron comparadas con muestras tomadas en forma manual luego de 15
minutos de agitación. En sus resultados obtuvieron un promedio de 3,610% de materia
grasa tanto para las muestras automáticas como para las manuales, indicando que no
hubo diferencias significativas (p>0,05) en los niveles de grasa láctea tomados por el
sistema automático ISOLOK y las muestras tomadas en forma manual.
Por otro lado, en un estudio realizado por BIGGS (1983), se investigó si existía
diferencia entre muestras tomadas manualmente, y otras tomadas en forma
automática. Para ello se agitó durante 10 minutos la leche en el tanque e
inmediatamente se recogió 3 muestras en forma manual de diferentes puntos, por la
mañana. Luego por la tarde, un camión recolector equipado con un auto-muestreador
Diessel3 (FIGURA 1, muestreador C), recogió la leche y tomó la muestra en forma
automática, previa agitación de 30 segundos del tanque predial.
En sus resultados obtuvo para proteínas un promedio de 3,192 y 3,198%, para
muestras tomas por el método manual y automático, respectivamente, y para materia
grasa un promedio de 3,712 y 3,711%, para muestras tomadas en forma manual y
automáticas, respectivamente; para un total de 307 productores. Al calcular la
diferencia de los datos obtenidos para materia grasa, entre las tres muestras que se
obtuvieron con 10 minutos de agitación, con la muestras automática cogida por el auto-
muestreador, se observó una desviación estándar de 0,04% en p/p. La distribución de
la frecuencia fue ligeramente anormal, agrupando una gran cantidad de datos entorno
al cero y en ningún caso con una diferencia mayor a 0,24 % p/p.
2 Isolok Sanitaria Sampler, Modelo MSA-SA-1 3 Hieldesheim, (Alemania del Oeste)
15
PACKARD et al. (1988), realizaron un estudio para muestrear materia grasa mediante
un dispositivo automático de muestreo4 del tipo de bomba peristáltica (FIGURA 1,
muestreador A). Para ello recolectaron muestras de 91 productores, de los cuales se
tomaron 3 muestras manuales de diferentes puntos del tanque predial, luego de una
agitación de 5 minutos para estanque con capacidad inferior a 3.800 litros y 10 minutos
para aquellos que superaron este volumen. Las 3 muestras manuales se promediaron
y se compararon con una muestra realizada con el dispositivo automático. En sus
resultados obtuvo un promedio de 3,756 % para las muestras manuales y de 3,744%
para las muestras automáticas; la diferencia promedio entre las muestras manuales y
automáticas fue de 0,012%
Asimismo, ANTILA y KYLÄ-SIUROLA (1976), realizaron un estudio con 219 predios, en
los cuales tomaron muestras con un dispositivo automático y las compararon con una
muestra tomada en forma manual, para las variables de materia grasa y proteína.
En sus resultados obtuvieron un contenido promedio para proteínas de 3,490% y
3,480%, con el muestreo manual y automático, respectivamente. El coeficiente de
correlación (r) fue 0,99 y las diferencias en las muestras tomadas por el sistema
manual y automático fueron ≤ 0,03% de proteínas para 86,3% de todas las diferencias.
El contenido de materia grasa promedio fue 4,29%, para ambos tipos de muestreo, el
coeficiente de correlación fue de 0,98, y las diferencias entre los dos métodos de
muestreo para materia grasa indicaron que 79,5% de las diferencias eran ≤ 0,05% y
en ningún caso superior a 0,30% de grasa.
SANDVIK-NYBERG (1986), describe un dispositivo automático de muestreo tipo
válvula ASP-855 (FIGURA 1, muestreador C), desarrollado por una empresa finlandesa
para el muestreo de leche cruda. El autor describe el funcionamiento del equipo y
compara los resultados obtenidos entre el dispositivo automático con la metodología
tradicional de muestreo manual. Para este estudio programó el equipo para 25
impulsos, cuya frecuencia depende del volumen de leche a muestrear. En sus 4A/S N. Foss Electric, 69 stangerupgade, Hillerod (Dinamarca) 5HT-Automaatio (Finlandia)
16
resultados para materia grasa obtuvo un promedio de 4,50% para las muestras
automáticas y un valor promedio de 4,51% para las muestras manuales. Las
diferencias entre ambas metodologías indicaron que en 94% de las muestras fueron
menores a 0,05%. Para el caso de las proteínas obtuvo un valor promedio de 3,30%
para ambos métodos. El coeficiente de correlación para materia grasa fue de 0,971 y
para proteína de 0,996.
Por su parte, PACKARD et al. (1993), realizaron un estudio para determinar si existían
diferencias entre el método manual y otro automático para la toma de muestra para
leche cruda en estanques prediales. Para ello implementaron camiones cisternas con
un dispositivo auto-muestreador 205006 (FIGURA 1, muestreador A), para tomar
muestras de leche cruda para el análisis composicional. Los resultados del ANOVA
indicaron que no existían diferencias estadísticas (p<0,05) entre los sistema de
muestreo manual y automático.
En tanto, GODDEN et al. (2002), realizaron un estudio similar, que comparó una
muestra tomada en línea con el estanque mientras éste se llenaba, con una muestra
manual de todo el volumen de leche contenido en el tanque. En sus resultados
obtuvieron un promedio de 3,73% para las muestras manuales y de 3,75% para las
muestras tomadas en forma automática; la diferencia promedio entre las muestras
manuales y automáticas fue de 0,02%; además, todas las diferencias fueron menores o
iguales a 0,15%. La desviación estándar para las diferencias fue de 0,053%.
Para la proteína se obtuvieron valores promedio de 3,050% para muestras tomadas en
forma manual y de 3,030% para aquellas tomadas en forma automática, con una
diferencia promedio de 0,018%. Las diferencias no fueron superiores a 0,1%. La
desviación estándar para las diferencias fue de 0,026. El ANOVA indicó que no
existieron diferencias significativas (p>0,05) entre ambos métodos de muestreo, tanto
para la variable de materia grasa, como para la proteína.
6 A/S N. Foss Electric, Hillerod, (Dinamarca), manufacture; Foss Food technology Corp, Eden Prairie, MN 55344, U.S. agent (E.E.U.U.)
17
Por otro lado, MARSHALL y SHELLEY (1981), realizaron un estudio similar para un
total de 102 predios. Se tomaron muestras manuales con una agitación de 5 minutos
de la leche en el estanque, posteriormente y luego de un tiempo de reposo de 3 horas,
se realizó la recolección de leche con un camión equipado con un auto-muestreador
modelo ISOLOK M-4KSO7 (FIGURA 1, muestreador B), para la toma de muestras
automáticas. Sus resultados indicaron que el promedio para las muestras tomadas en
forma automática fue de 3,752% y para las muestras tomadas manualmente luego de 5
minutos de agitación, fue de 3,781%. Incrementado la agitación de 5 a 8 minutos causó
una ligera, pero significativa disminución de porcentaje de grasa (p < 0,05).
Las explicaciones probables que indican estos autores para los promedios ligeramente
superiores de porcentaje de materia grasa (0,02%), en muestras recogidas por el
método manual, pueden deberse a una agitación inadecuada y a la lentitud de algunos
tanques al vaciarse (un fallo de diseño). Ambos factores pueden favorecer la retención
de grasa en las superficies de los tanques (MARSHALL y SHELLEY, 1981).
2.4 Factores que afectan el muestreo para el análisis de materia grasa y proteína. Existen prácticas y variables que podrían dar resultados inexactos al momento de
tomar muestras para grasa y proteína. Al revisar las normas y algunos estudios dejan
entrever que estos factores podrían ser los que se describen a continuación.
2.4.1 Encargado de tomar la muestra. Los sistemas de recolección de leche cruda
hacen necesario contar con personal capacitado para evaluar en terreno las
características que presenta la leche cruda obtenida de la ordeña a nivel de predio,
tomar decisiones de aceptación de la muestra, extraer las muestras sobre las cuales se
determina el nivel de calidad; y por consiguiente, el precio a pagar por el producto, y
también las eventuales contramuestras. (CHILE, INN, 2008a)
La Federación Internacional de Lechería (IDF/FIL) recomienda que el muestreo debe
ser realizado por una persona autorizada, debidamente capacitada en las técnicas de 7 Bristol Engineering Company, Yorville, IL 60560 (Illinois, E.E.U.U)
18
extracción de muestra para leche cruda, principalmente al momento de tomar las
muestras para el análisis microbiológico. La persona deberá estar libre de cualquier
enfermedad infecciosa (IDF/FIL, 50C, 1995).
Por lo tanto, el encargado debe efectuar correctamente su trabajo. Así, en el acto
propiamente tal del muestreo el encargado actúa como factor al momento que debe
ingresar el instrumento de muestreo manual (cucharón) al tanque predial, para realizar
la toma de muestra. Por consiguiente, debe sumergir el cucharón hasta
aproximadamente la mitad de la altura de leche cruda del estanque, de modo de
asegurar que la muestra sea “representativa” (CHILE, INN, 2008a).
2.4.2 Agitación de la leche. Es conocido para la mayoría de los productores que es
necesario realizar un agitado de la leche en el tanque antes de tomar la muestra. Sin
embargo, el desconocimiento de la repercusión económica que puede llegar a tener
esta simple acción, y la no realización de una práctica adecuada, ya sea por
comodidad, prisa del camionero o del mismo productor, determinan que no se siga una
rutina adecuada.
Una agitación inadecuada, o falta de ésta, puede ocasionar una fuente significativa de
variabilidad, ya sea en su composición físico-química como microbiológica, en las
muestras tomadas a nivel predial (MARSHALL y SHELLEY, 1981).
La variación en la toma de muestras se debe en gran parte a la grasa, debido a que
esta tiende a separarse en la superficie formando una capa de crema. Esta
“desemulsión” se debe a una globulina del suero que está en pequeña cantidad y que
forma enlaces cruzados entre las proteínas de cubierta de los glóbulos, produciendo la
floculación y separación (PRIMO, 1997). En este proceso pueden ser arrastradas
bacterias hacia la superficie, concentrándolas por este mismo efecto (BELKNAP, 1978;
ALAIS, 1985 y JACKSON, 1981). Existen estudios que indican que las células
somáticas también se acumulan en la superficie por una mala agitación de la leche
(BELKNAP, 1978).
19
Según ALAIS (1985), la agitación tiene como propósitos colocar la leche en movimiento
de manera tal que la transferencia calórica con el evaporador sea la adecuada, para
prevenir el congelado de la leche, para asegurar que la materia grasa de la leche
permanezca proporcionalmente distribuída en todo el volumen, de tal forma que no
haya formación de una capa de crema en la superficie.
En este aspecto hoy existen otros requerimientos como el que la agitación no deberá
ser muy rápida a modo de no permitir que el aire sea atrapado en la leche, con el
riesgo de batido o separación de la grasa. La acción de la agitación deberá ser efectiva
cuando el tanque este completamente lleno y cuando haya solo una pequeña cantidad
de leche en el estanque y deberá ser posible limpiar bien la paleta del agitador (Portal
Lechero en Uruguay8).
2.4.2.1 Agitadores. El o los agitadores deben trabajar en forma eficaz al momento del
intercambio de calor y homogenización de la leche, específicamente en el momento de
la toma de la muestra (ALAIS, 1985).
En el proceso de agitación las corrientes de flujo parten del agitador y se mueven a
través del líquido en una dirección determinada hasta que son desviadas por el fondo o
las paredes del tanque.
La operación del agitador no debe causar rebalse de la leche, cuando el tanque
contiene cualquier volumen de leche por sobre 100% de su volumen nominal. El
agitador debe ser capaz de producir una distribución uniforme de la grasa en toda la
leche, de modo que el contenido de grasa de las muestras seleccionadas al azar del
tanque, no difieran en más de 0,1 g de grasa por 100 g de leche. Estos requisitos se
deben lograr sin formación de espuma o mantequilla (CHILE, INN, 2008b e
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARIZATION, ISO, 1983).
2.4.2.2 Volumen del tanque. El volumen del tanque de leche está directamente
relacionado con el tiempo de agitación. La Norma Chilena Oficial de muestreo para
8 Disponible en http://www.portalechero.com/ver_items_descrip.asp?wVarItem=1796
20
leche cruda, establece que se debe agitar el contenido del estaque por un tiempo
proporcional al volumen del estanque, a razón de 1 minuto por 2.000 L de capacidad,
con un mínimo de 3 minutos o lo recomendado por el fabricante (CHILE, INN, 2008a).
En tanto, GOODRIDGE et al. (2004), realizaron una revisión de las normas
internacionales donde menciona que en países como Estados Unidos surgen dos
directrices para la agitación de la leche. El primer planteamiento está basado en los
consejos del Dairy Practices Council (DPC), en el documento llamado “Farm Bulk Tank
Collection Procedures”, en el cual se postula que la leche debe ser agitada por un
periodo de 5 minutos, para estanques con capacidad menor a 3.800 L y para aquellos
con capacidad superior a los 3.800 L, 10 minutos. El DPC lo constituyen
representantes de varios organismos nacionales, tales como el Departamento de
Estados de Salud y Agricultura, el Departamento Federal de Salud, entre otros (DPC,
1991, citado por GOODRIDGE et al., 2004).
Sin embargo, el segundo planteamiento está basado en un documento de American
Public Health Association (APHA), llamado “Standard Methods for the Examination of
Dairy Products" en el que se establece que la leche se debe agitar mínimo 5 minutos
antes de realizar la toma de la muestra, y a diferencia de lo señalado anteriormente,
para estanques de almacenamientos con capacidad superior a 5.700 L se debe agitar
por 10 minutos o lo recomendado por el fabricante (APHA, 1992, citado por
GOODRIDGE et al., 2004).
En Canadá, existen tres normas principales pero no una oficial que regulen a todas las
provincias; estas son: Ontario Ministry of Agriculture and Food (OMAF), Manitoba Milk
Producers (MMP) y Fédération des Producteurs de Lait du Québec (FPLQ). Sin
embargo, hay un acuerdo común: que la leche debe ser agitada por 5 minutos antes de
tomar la muestra (OMAF, 1983; MMP, 1999 y FPLQ, 1999, citados por GOODRIDGE
et al., 2004).
En Nueva Zelanda, parece haber un sólo postulado para la agitación de la leche en
estaque antes de realizar la toma de la muestra, el que indica que la leche se debe
mantener en agitación continuamente (GOODRIDGE et al., 2004).
21
Coincidiendo con varios de los documentos e investigaciones señaladas anteriormente,
la Federación Internacional de Leche (IDF/FIL) establece que se debe agitar
mecánicamente la leche durante 5 minutos como mínimo, para obtener una suficiente
homogeneidad. Además, esta misma norma establece que para estanques que
cuentan con un sistema de agitación intermitente, es decir, que la leche se agite por un
cierto periodo durante cada hora, requiere ser agitada de 1 a 2 minutos antes de tomar
la muestra (IDF/FIL, 50C, 1995).
22
3 MATERIAL Y MÉTODO Para efectos de este estudio se trabajó con 9 camiones cisternas que contaban el
sistema automático para extraer muestras de leche, de un total de 150 predios, de una
industria lechera de la Décimo Cuarta Región de Los Ríos. Durante el proceso que
implicó la toma de muestra se acompañó al encargado, quien era el responsable del
muestreo. Paralelo a la toma de muestra con el sistema automático, en forma
simultánea se tomaron las muestras manuales, conforme a lo que establece la Norma
Chilena Oficial de muestreo para leche cruda, por cada predio.
Ambas muestras fueron transportadas en una caja térmica, para posteriormente ser
entregada en la planta y desde ahí enviadas a un laboratorio certificado, para los
análisis correspondientes.
Junto con la toma de muestra, en cada uno de los predios se aplicó una “pauta de
evaluación” para obtener información sobre el comportamiento de algunas variables
que pudiesen afectar este proceso.
3.1 Procedencia de las muestras
El área de muestreo correspondió a 150 predios con estanques de enfriamiento-
almacenamiento de leche, ubicados en Décima Región de Los Lagos y Décimo Cuarta
Región de Los Ríos, desde donde fueron tomadas las muestras de leche y
transportadas a la industria. Las muestras fueron extraídas y depositadas en envases,
previamente higienizados y esterilizados, con un volumen de 40 mL de leche, tanto
para las obtenidas con el sistema automático, como con el método manual.
3.2 Recolección de muestras manuales y automáticas para el análisis de materia grasa y proteína
El diseño para la toma de las muestras fue elaborado, considerando todos los
camiones que al inicio del estudio contaban con el sistema automático instalado (9). El
23
periodo fue de 4 semanas, durante las que se tomaron 150 muestras de acuerdo al
detalle que se observa en el CUADRO 1, donde aparece el número de camiones
contemplado/semana y total de muestras/semana. En la FIGURA 2 se detalla el
proceso de recolección de leche diaria y toma de muestra realizado por los camiones
cisternas que tenían instalado el sistema automático. Los camiones realizaron dos
vueltas al día, es decir, retiraban la leche de los predios de la mañana y de la tarde,
extrayendo las muestras manuales y automáticas para los análisis de materia grasa y
proteína.
3.3 Extracción de la muestra manual La toma de muestras para los 150 predios se realizó conforme a la Norma Chilena
Oficial de muestreo para leche cruda (CHILE, INN, 2008a). Una vez que la leche
superó las pruebas de aceptación indicadas en esta norma y después de 5 minutos de
agitación del contenido de leche en los estanque, se procedió a la extracción de la
muestras para los análisis de grasa y proteína.
El muestreo se realizó con un cucharón de acero inoxidable, el que fue previamente
esterilizado por el método de ignición con etanol a 96 % (v/v). Para la extracción de la
CUADRO 1 Número de muestras tomadas a través del método manual y del método automático.
Año Semana Camión
Total muestras/semana
Muestras/Predios
Materia Grasa
Manual y
Automática
Muestras/Predios
Proteínas
Manual y
Automática
2008
Diciembre
4° A,B,C,D,E,F 47 47
5° B,D,G 21 21
2009
Enero
1° C,F,I,H 36 36
2° A,E,F,G(2),I 46 46
Total 150 150
24
muestra desde el estanque, se sumergió el cucharón hasta aproximadamente la mitad
de la altura de la leche cruda contenida en el interior de éste; luego se vació su
contenido en un envase con preservante, luego se cerró, identificó y almacenó en una
caja térmica.
: Muestra sistema manual : Muestra sistema automática
FIGURA 2 Recolección muestras de leche diarias. 3.4 Extracción de muestra automática
Las muestras fueron obtenidas de los 150 predios a través del equipo de muestreo
automático BARTEC9 (FIGURA 1, muestreador A), instalado en los 9 camiones
cisternas, el cual está ubicado justo antes de la bomba de succión de la línea de leche,
como se observa en la FIGURA 3. Las muestras tomadas con el sistema automático
fueron extraídas cumpliendo previamente con los criterios de aceptación de acuerdo a
9 Sampler-Controller Type 6771-12/-22; BARTEC (Alemania)
Camión n
Mañana
Muestra
Muestra
… Predio 1 Predio 2 Predio n
Muestra
Muestra
Muestra
Muestra
Tarde
Muestra
Muestra
… Predio 4 Predio 5 Predio n
Muestra
Muestra
Muestra
Muestra
25
la Norma Chilena Oficial de muestreo para leche. El procedimiento para tomar la
muestra automática fue estudiado, elaborado e implementado como parte del presente
estudio, estableciendo un protocolo para la toma de muestra como se indica a
continuación:
FIGURA 3 Ubicación del sistema automático de muestreo en el camión cisterna.
• Accionar el botón de encendido. Está ubicado en la cabina del camión y se debe
accionar una vez que se llega al predio.
• Verificar inicio en la pantalla digital del sistema automático. Observar que en la
pantalla aparezca el mensaje: “Preset quantity”.
• Digitar el volumen de leche. Se debe ingresar los litros medidos inicialmente en el
tanque predial, digitando el valor en el panel numérico bajo la pantalla.
SISTEMA AUTOMÁTICO
LÍNEA DELECHE
BOMBA LECHE
26
• Ingresar volumen. Presionar el botón aceptar (ENTER), para registrar el volumen
y realizar el barrido inicial (FIGURA 4).
FIGURA 4 Pantalla digital del sistema automático, indicando la operación
“ingresa el volumen”, para registrar el volumen y realizar el barrido inicial.
FUENTE: CARRILLO et al. (2009).
• Retirar tapas de los envases. Idealmente deben ser depositadas de inmediato en
un recipiente herméticamente cerrado, en el que deben permanecer durante el
tiempo que dura el muestreo, antes de volver a tapar los envases. También se
pueden dejar “boca arriba” sobre el mesón, debidamente higienizado, o en el
interior de la caja térmica.
• Ubicación de los envases en el sistema. El orden de instalación de los envases,
según color de la tapa es: envase de mayor volumen para la muestra acumulada –
envase tapa color blanco para la muestra destinada al análisis de inhibidores –
envase tapa color azul para la muestra destinada a los análisis de materia grasa,
Preset quantity 4672 l BOTÓN ENTER
27
proteína y recuento de células somáticas – envase tapa color rojo para la muestra
destinada al análisis de recuento microbiológico.
• Adición de preservante:
o Envase tapa roja. Corresponde al envase donde se depositará la muestra para
recuento microbiológico. Antes del inicio de la toma de muestras se agregan 4
gotas de azidiol (preservante de color violeta), indicadas en la norma. Una vez
tapado el envase se debe agitar.
o Envase tapa azul. Corresponde al envase donde se depositará la muestra para
contenido de materia grasa, contenido de proteína y recuento de células
somáticas. Antes de iniciar la toma de la muestra, se debe verificar que
contenga en su interior bronopol (preservante color azul).
• Encendido de la bomba. Accionar el interruptor de corriente de la bomba del
camión cisterna para iniciar bombeo de la leche desde el tanque del predio al
estanque del camión cisterna de la planta (FIGURA 5).
• Verificar flujo leche. Comprobar que la bomba de leche del camión cisterna esté
funcionando normalmente, es decir, que esté fluyendo leche desde el tanque
predial al del camión, en forma normal.
• Verificar llenado de los envases. Verificar el llenado proporcional con leche en los
envases para la muestra acumulada y en los envases para las muestras
individuales, respecto del volumen del tanque.
• Verificar registro del volumen de la muestra en la pantalla del equipo. Observar en la pantalla digital del equipo el registro del volumen final de leche
contenido en los envases individuales, cuyo valor debe ser aproximadamente de 40
± 5 mL; observar además el volumen contenido en cada envase.
28
FIGURA 5 Etapa del protocolo de muestreo del sistema automático para leche cruda a nivel predial, correspondiente al “encendido de la bomba”.
FUENTE: CARRILLO et al. (2009).
• Desconectar la bomba. Apagar el motor de la bomba del camión, una vez que se
ha vaciado por completo el tanque del predio.
• Finalizar el muestreo. Para finalizar la toma de las muestras se debe presionar el
botón aceptar (ENTER), y verificar que el equipo realice el “barrido final”.
• Retirar los envases del sistema. Los envases deben ser cerrado con sus
respectivas tapas, agitados y depositados inmediatamente en la caja térmica.
• Entrega de la caja térmica y de las muestras en el laboratorio. La caja térmica
junto con las muestras, debe ser entregada al encargado del laboratorio de la
planta, y ser enviadas posteriormente al laboratorio certificado para su análisis.
29
3.5 Análisis composicional de la leche
El análisis para determinar grasa y proteína, se realizó en los laboratorios de
COOPRINSEM10.
3.6 Elaboración y aplicación de la pauta de evaluación Para el diseño y elaboración de la pauta de evaluación, se consideró lo establecido por
el Reglamento Sanitario de los Alimentos de Chile (CHILE, MINISTERIO DE SALUD,
2008), la Norma Chilena Oficial de Muestreo para leche Cruda (CHILE, INN, 2008a), la
Norma Chilena Oficial de Trazabilidad de Alimentos, y de la cadena alimentaria para
leche cruda (CHILE, INN, 2008b), la norma ISO de Refrigeración de leche en tanque a
granel (ISO, 1983) y el manual de instalación del equipo automático BARTEC®.
(BARTEC, 2008)
Posteriormente y siguiendo la metodología indicada por HERNÁNDEZ et al. (1998),
este instrumento fue aplicado en una fase de puesta en marcha, durante dos días de
muestreo, en algunos predios, con el objeto de analizar las preguntas sobre cada
variable. Luego en base a esta prueba se modificó, ajustó y mejoró algunas variables
que pudieron haber quedado sin evaluar o se descartaron aquellas que tuvieran menor
relevancia para el estudio. Finalmente, el instrumento de evaluación fue aplicado
durante las visitas a los predios involucrados en este estudio durante cada uno de los
muestreos (ANEXO 1).
3.7 Análisis estadístico Los resultados de los análisis de materia grasa y proteínas, generados a través del
proceso de muestreo, fueron sometidos inicialmente a un análisis exploratorio de datos
y posteriormente a un análisis estadístico ANOVA basados en WALPOLE y MYERS
(1987).
El análisis de varianza (ANOVA) se aplicó a fin de determinar si existen diferencias en
los porcentajes promedio de materia grasa y proteína obtenidos por los sistemas de
muestreo manual y automático, respectivamente. Adicionalmente se aplicó el mismo 9 COOPRINSEM: Cooperativa de Inseminación Artificial. Laboratorio de calidad de leche, acreditado y certificado por el Instituto Nacional de Normalización de Chile (INN).
30
análisis para efecto de verificar si tenían alguna incidencia sobre los resultados de los
análisis de grasa y proteína los factores como el tiempo de agitación, la cantidad de
agitadores y volumen del estanque, en el hecho de que el muestreo sea manual o
automático.
Modelo estadístico:
(3.1)
Donde:
α i : es el efecto tipo de muestreo; i:1= manual y 2= automático
ε ij : es el error
La hipótesis a ser probada es la siguiente:
31
4 PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
El proceso de toma de muestras se realizó por un periodo 4 semanas entre, los meses
de diciembre del 2008 y enero del 2009. Los resultados obtenidos luego de los análisis
realizados por el laboratorio de COOPRINSEM para materia grasa y proteínas fueron
sometidos inicialmente a un análisis exploratorio de datos y posteriormente a un
análisis de varianza.
4.1 Resultados para la variable materia grasa A través del proceso de muestreo que implicó la visita a 150 predios, se obtuvieron
exitosamente 14911 muestras para los análisis de materia grasa. Para la toma de
muestras manual se utilizó la metodología tradicional de acuerdo a los que indica la
Norma Chilena Oficial 1011, de muestreo para leche cruda del 2008, luego de una
agitación previa de la leche en el tanque por 5 minutos; paralelamente fueron tomadas
las muestras con el sistema automático instalado en el camión cisterna, siguiendo el
protocolo descrito en el punto 3.3.
4.1.1 Análisis exploratorio para la variable materia grasa. Los resultados obtenidos
para la media, desviación estándar, máximos y mínimos se muestran en el CUADRO 2.
De éste se desprende que, en general todos estos estadígrafos arrojan valores
similares tanto para el muestreo manual y automático, alcanzando por ejemplo un valor
promedio de 3,517% de materia grasa para aquellas muestras tomadas en forma
automáticas, valor levemente inferior al que presentaron las muestras tomadas en
forma manual, las que arrojaron un promedio 3,544%.
Los valores para los análisis de materia grasa de los sistemas manual y automático
oscilaron entre un mínimo de 2,21% y un máximo de aproximadamente 4,58%, rango
11 Una muestra manual fue eliminada, debido a que se tomó volumen inferior a 40 mL
32
que refleja las diferencias que existen en la composición de la leche entre productores,
frecuencia de recogida de leche y leche de primer y segundo recorrido (vuelta).
Con el objetivo de comparar los resultados obtenidos, se calculó la diferencia
muéstrales obtenidos por ambos métodos de muestreo, es decir manual-automático.
En estos resultados se obtuvo un promedio para las diferencias de 0,027%, con un
mínimo de -0,15% y un máximo de 0,26%. La desviación estándar de la variable
diferencia arrojo un valor de 0,069% (CUADRO 2). El obtener valores cercanos a cero,
indica que con ambos tipos de muestreos se obtienen una medición o valor similar o
igual, para materia grasa.
CUADRO 2 Estadígrafos resumen para la variable de materia grasa, para las muestras de leche tomadas por el método automático, método manual y para la variable diferencia de los valores muéstrales, obtenidos por ambos métodos.
M Grasa
Automático M Grasa Manual
Diferencia (Manual- Automático)
Frecuencia 149 149 149
Media 3,517 3,544 0,027
Varianza 0,091 0,096 0,005
Desviación
típica 0,301 0,311 0,069
Mínimo 2,21 2,37 -0,15
Máximo 4,49 4,58 0,26
(Valores de media, varianza, desviación típica, mínimo y máximo expresados en porcentajes de
materia grasa)
Mediante un diagrama de dispersión (FIGURA 6) se compararon los valores obtenidos
a través del muestreo manual (x) y el muestreo automático (y), con el objetivo de
comparar su comportamiento con respecto a la recta diagonal x=y. Dicho diagrama
33
muestra que los valores de materia grasa obtenidos a través de ambos sistemas de
muestreo se ubican próximo a la línea diagonal, lo que indica que para cada valor del
sistema automático (y), el correspondiente en el sistema manual (x) es muy similar.
Básicamente los valores entre ambos métodos resultaron ser muy parecidos.
FIGURA 6 Diagrama de dispersión para muestras de materia grasa obtenidas por
el sistema manual y para las obtenidas con sistema automático.
Complementariamente el coeficiente de correlación corrobora dicha similitud o igualdad
entre ambos métodos de muestreos, ya que arrojó un valor de 0,975. Este valor es
similar al registrado en otros estudios como en el de ANTILA y KYLÄ-SIUROLA (1976)
(0,980) y FLEMING (1988) (0,980) y en el SANDVIK-NYBERG (1987) (0,971) (ver
CUADRO 3), en donde se evaluaron sistemas automáticos de muestreo para leche
cruda, incluyendo la variable de materia grasa, de similar forma a lo realizado en el
presente estudio.
En todos estos estudios se concluyó que existía una relación fuerte entre los valores de
las muestras que fueron tomadas en forma manual y los obtenidos de forma
automática.
(x=y)
34
CUADRO 3 Comparación del coeficiente de correlación del presente estudio con resultados de investigaciones similares.
Autor Número de muestras
Coeficiente de correlación (r)
ANTILA y KYLÄ-SIUROLA (1976) 219 0,980
FLEMING (1988) 65 0,980
SANDVIK-NYBERG (1987) --- 0,971
PRESENTE ESTUDIO (2009) 149 0,975
FUENTE: Elaboración propia a partir de los datos del presente estudio y otros estudios similares.
En el CUADRO 4 se presenta la distribución de frecuencia para las diferencias, en
valor absoluto, entre los resultados obtenidos con la metodología manual con respecto
a la metodología automática. Para tal efecto se consideraron 4 intervalos para las
diferencias: entre 0,00-0,05%, 0,06-0,10 %, 0,11-0,15% y diferencias mayores 0,15%.
De este cuadro se deduce que en la mayoría y en un alto porcentaje de los datos
(85,3%), las diferencias fueron menores al 0,1 % de materia grasa, lo que coincidió un
tanto con lo obtenido en el trabajo de ANTILA y KYLÄ-SIUROLA (1976) (91,8%).
Por otra parte, la Federación Internacional de Leche, la Organización Internacional
para la Estandarización y el Instituto Nacional de Normalización de Chile, establecen
que si se comparan dos muestras seleccionadas al azar del tanque luego de una
agitación, y se someten a un análisis para materia grasa, éstas no pueden diferir más
de 0,1 g de grasa por 100 g de leche (IDF/FIL, 50C, 1995; ISO; 1983 y CHILE, INN,
2008b).
Sin embargo, del CUADRO 4 se puede apreciar también que existen un 14,8% de
muestras que quedó fuera del requerimiento del 0,1 %. Teniendo presente tal situación
y con el objetivo de profundizar el análisis de las diferencias se construyó un gráfico de
frecuencias relativa para las diferencias (FIGURA 7). De esta figura se puede deducir
35
que un 65% de los datos se ubican a la derecha del cero, con lo que se desprende que
con el muestreo manual se obtuvieron valores un tanto superiores a los obtenidos por
el sistema automático. En un estudio similar realizado por MARSHALL y SHELLEY
(1981), en donde compararon muestras tomadas con el sistema tradicional de
muestreo manual con una metodología automática, obtuvieron en sus resultados que el
61% de las diferencias también se ubicaban a la derecha del cero, situación similar a lo
registrado en el presente estudio, lo que indicaría que existe una tendencia a que los
valores de materia grasa sean ligeramente superiores con la metodología manual de
muestreo respecto de la automática.
FUENTE: Elaboración propia a partir de los resultados del presente estudio y del estudio de ANTILA y KYLÄ-SIUROLA (1976).
Las diferencias mayores, asociadas al muestreo manual se pueden deber en gran
parte a que la materia grasa es el componente que más varía en la leche. Esto se
puede deber, principalmente, a su estructura física ya que, la materia grasa tiene una
densidad inferior a la del líquido en el que se encuentra emulsionada, con lo que tiende
a elevarse hacia la superficie, formando una capa llamada comúnmente nata (ALAIS,
1985 y PRIMO, 1997). Por ello es fundamental realizar correctamente el protocolo de
muestreo. La aplicación de la pauta de evaluación indicó que aquellas diferencias que
CUADRO 4 Distribución de frecuencia, en porcentaje, para las diferencias de materia grasa obtenida por el muestreo manual y el sistema automático, comparadas con los datos obtenidos por ANTILA y KYLÄ-SIUROLA (1976).
Rango de las diferencias para
materia grasa (%)
F Relativa del estudio
(%) F Relativa ANTILA y KYLÄ-
SIUROLA (1976) (%)
0,00 — 0,05 59,1 79,5
0,06 — 0,10 26,1 12,3
0,11 — 0,15 10,1 3,7
>0,15 4,7 4,5
36
superaron el 0,1%, corresponde a muestreos en donde no hubo una agitación
adecuada o el tiempo transcurrido entre el término de la agitación y la toma de la
muestra fue demasiado prolongado.
FIGURA 7 Distribución de las diferencias en porcentaje de materia grasa:
manual- automático. Un aspecto interesante es la comparación de las metodologías empleadas y de los
resultados obtenidos en el presente estudio con los registrados en estudios anteriores
de similares características. Para tales efectos se consideraron los promedios de los
valores obtenidos tanto por el muestreo manual como para el automático, así como
también las diferencias promedio.
Así se tiene que, por ejemplo, en el CUADRO 5 se observa que ANTILA y KYLÄ-
SIUROLA (1976), obtuvieron un valor promedio de materia grasa igual para las
muestras de leche obtenidas a través de ambos métodos (4,290%). De la misma forma
RINER et al. (2007), también obtuvieron un valor promedio igual (3,610%), al analizar
el contenido de materia grasa para las muestras de leche obtenidas a través del
sistema automático y para las muestras obtenidas a través de una metodología
manual. En este último estudio para efectos de comparar las muestras obtenidas de
forma automática con la metodología manual, se agitó el contenido de leche en los
estanques prediales por 15 minutos, para asegurar una óptima homogenización. En el
-0,2 -0,1 0 0,1 0,2 0,30
10
20
30
40
50
Obs
erva
cion
es (%
)
Diferencias material grasa (manual - automático) (%)
37
resto de los estudios pese a que los valores no fueron exactamente iguales, las
diferencias fueron mínimas.
FUENTE: Elaboración propia a partir de los datos del presente estudio y otros estudios similares.
Por otro lado, SANDVIK-NYBERG (1986), obtuvo una diferencia promedio entre las
muestras manuales y automáticas de 0,010%, valor similar a lo informado por BIGGS
(1983), quien en su estudio también obtuvo la misma diferencia promedio, luego de
CUADRO 5 Comparación de resultados obtenidos por distintos estudios, en los que se evaluaron los sistemas de muestreos manual y automático, para materia grasa.
Autor
Número de muestras
Muestreo manual
Muestreo automático
Diferencia
ANTILA y KYLÄ-
SIUROLA (1976) 219 4,290 4,290 0,000
RINER et al. (2007) --- 3,610 3,610 0,000
BIGGS (1983) 307 3,712 3,711 0,010
SANDVIK-NYBERG
(1986) --- 4,510 4,500 0,010
FLEMING (1988) 65 3,766 3,754 0,012
PACKARD et al. (1988)
91 3,756 3,744 0,012
GODDEN et al. (2002)
43 3,730 3,750 -0,020
MARSHALL y
SHELLEY (1981) 102 3,781 3,752 0,029
PRESENTE
ESTUDIO (2009) 149 3,544 3,517 0,027
38
agitar la leche por un tiempo de 10 minutos para el caso de las muestras manuales, y
de solo 30 segundos para el caso de las muestras automáticas.
En tanto PACKARD et al. (1988), obtuvieron en sus resultados una diferencia
promedio entre las muestras tomadas en forma manual y aquellas tomadas en forma
automática de 0,012%. En este estudio se menciona que previo a la toma de las
muestras en forma manual hubo una agitación de 5 minutos para estanque con
capacidad inferior a 3800 litros y de 10 minutos para aquellos que superaron este
volumen. Por su parte, FLEMING (1988), obtuvo la misma diferencia para las muestras
tomadas en forma manual y en forma automática de 0,012%.
Por su parte GODDEN et al. (2002), realizaron un estudio similar en el que compararon
muestras tomadas en la línea de llenado del estanque en forma automática, con las
muestras tomadas por metodología manual del estanque lleno. En sus resultados
obtuvieron una diferencia de 0,02% para el promedio entre estas muestras.
Por último, MARSHALL y SHELLEY (1981), realizaron un estudio en el cual también
compararon muestras tomadas por un sistema automático con muestras tomadas por
la metodología tradicional de muestreo manual, luego de agitar por 5 minutos el
contenido de leche en los estanques. En su estudio obtuvieron una diferencia promedio
de 0,029%, resultado muy similar a lo obtenido en el presente estudio (0,027%). Sin
embargo, los autores encontraron que incrementado la agitación de 5 a 8 minutos
causa una ligera pero significativa (p<0,05), disminución del porcentaje de grasa para
las muestras manuales.
Adicionalmente, de los datos observados en el CUADRO 5, se puede señalar que las
diferencias entre las muestras obtenidas por el método manual comparado con las
muestras tomadas por el sistema automático se podrían reducir aún más al
incrementar la agitación al momento de realizar la toma de muestras manuales.
Complementariamente con el análisis exploratorio de datos a que se ha hecho
referencias en este apartado, en el siguiente punto se presenta un análisis de varianza
(ANOVA), para verificar si existen diferencias estadísticas entre ambas metodología de
39
muestreo, con el objetivo de validar los resultados obtenidos en este análisis
preliminar.
4.1.2 Análisis de varianza para materia grasa. La hipótesis nula en consideración
establece que no hay diferencias en los porcentajes promedio de materia grasa
obtenidos por los sistemas de muestreo manual y automático, respectivamente. Los
resultados de este análisis de varianza se presentan en el CUADRO 6. En éste se
observa que el valor p fue de 0,4512, valor muy superior al nivel de significación del 5%,
que habitualmente se toma como referencia, lo que indica que no existen diferencias
estadísticas significativas para el contenido de materia grasa obtenidas a partir de las
muestras tomadas en forma manual y en forma automática.
Adicionalmente se complementó dicho análisis incorporando otros factores que podrían
tener alguna incidencia en los resultados de los distintos tipos de muestreos, como el
tiempo de agitación, la cantidad de agitadores y el volumen de estanque. Los
resultados para dicho análisis se presentan en ANEXO 2, en el cual se puede
observar, que ninguno de los factores tiene un efecto significativo (p>0,05).
Los resultados anteriores son concordantes con los obtenidos por PACKARD et al. (1993) y GODDEN et al. (2002), en el sentido que tampoco encontraron diferencias
estadísticamente significativas al aplicar un ANOVA, en los resultados obtenidos para
12 Los resultados obtenidos por software Statgraphic 5.1
CUADRO 6 Tabla ANOVA para el análisis del tipo de muestreo, para materia grasa, sistema automático y manual.
Fuente Sumas de cuadrado
Grados libertad
Cuadrado medio
Cociente-F p-valor
Entre grupos 0,0528889 1 0,0528889 0,56 0,4530
Intra grupos 27,7227 296 0,0936579
Total (Corr.) 27,7756 297
40
materia grasa en muestras tomadas por los sistemas de muestreos manual y
automático.
Por lo tanto, para la variable materia grasa, el sistema automático implementado para
el muestreo de leche cruda a través del presente estudio estaría validado, ya que,
arroja resultados similares a los obtenidos por el sistema manual de muestreo.
4.2 Resultados para la variable proteína Del proceso que implicó la toma de muestras se visitaron un total de 150 predios, de
los cuales se obtuvieron exitosamente 14613 muestras por el sistema tradicional y el
automático, para los análisis de proteínas.
Para la toma de muestras manual se utilizó la metodología tradicional de acuerdo a lo
que indica la Norma Chilena Oficial 1011 del 2008, para el muestreo de leche cruda,
luego de una agitación previa de la leche en el tanque por 5 minutos; paralelamente
fueron tomadas las muestras con el sistema automático instalado en el camión
cisterna, siguiendo el protocolo indicado en el punto 3.3.
4.2.1 Análisis exploratorio para la variable proteína. Los resultados obtenidos para
la media, desviación estándar, máximos y mínimos se muestran en el CUADRO 7. Allí
se observa por ejemplo un valor promedio de 3,214% de proteínas para las muestras
tomadas por el sistema automático, valor muy similar al promedio de las muestras
tomadas en forma manual (3,212%). Los valores para los análisis de proteína de los
sistemas manual y automático oscilaron entre un mínimo de 2,91% y un máximo de
aproximadamente 3,55%, rango que refleja las diferencias que existen en la
composición de la leche entre productores, frecuencia de recogida de leche y leche de
primer y segundo recorrido (vuelta).
Con el objetivo de comparar los resultados obtenidos, se calculó la diferencia entre los
valores muéstrenles obtenidos por el sistema manual y las muestras obtenidas por el
sistema automático. En estos resultados se obtuvo un promedio para las diferencias
13 Fueron eliminadas 4 muestras manuales debido que el volumen fue inferior a 40 mL
41
de -0,001%, con un mínimo de -0,06% y un máximo de 0,19%. La desviación estándar
fue de 0,026% para todas las diferencias de proteína obtenidas por el método manual y
el método automático (CUADRO 7). Los valores encontrados son muy cercanos al
cero, lo que indica que con ambos tipos de muestreos se obtienen valores similares
para proteína en las muestras de leche tomadas a nivel predial desde los estanques.
(Valores de media, varianza, desviación típica, mínimo y máximo expresados en porcentajes de proteína)
Mediante un diagrama de dispersión (FIGURA 8) fueron comparados los valores para
proteínas de las muestras obtenidas por el método automático (y) y por el método
manual (x), con el objetivo de comparar su comportamiento con respecto a la recta
diagonal x=y. Dicho diagrama muestra que los valores de proteína obtenidos a través
de ambos sistemas de muestreo se ubican próximo a la línea diagonal, lo que indica
que para cada valor del sistema automático (y), el correspondiente en el sistema
manual (x) es muy similar. Básicamente los valores entre ambos métodos resultaron
ser muy parecidos.
Complementariamente, el coeficiente de correlación confirma esta observación, con un
valor de 0,975. Éste es similar al registrado en otros estudios como en el de ANTILA y
CUADRO 7 Estadígrafos resumen para la variable de proteína para las muestras tomadas por el método automático, método manual y para la variable diferencia de los valores muéstrales, obtenidos por ambos métodos.
Proteína Automático
Proteína Manual Diferencia (Manual - Automático)
Frecuencia 145 145 145
Media 3,214 3,212 -0,0014
Varianza 0,013 0,013 0,0007
Desviación típica 0,1134 0,1127 0,026
Mínimo 2,91 2,95 -0,06
Máximo 3,55 3,51 0,19
42
KYLÄ-SIUROLA (1976) (0,990) y en el de SANDVIK-NYBERG (1987) (0,996) (ver
CUADRO 8), en donde se evaluaron sistemas automáticos de muestreo para leche
cruda, incluyendo la variable de proteína, de similar forma a lo realizado en el presente
estudio. En todos estos estudios se concluyó que existía una relación fuerte entre los
valores de las muestras que fueron tomadas en forma manual y las que fueron
obtenidas en forma automática.
FIGURA 8 Diagrama de dispersión para proteína obtenida por el sistema manual
y el sistema automático.
En el CUADRO 9 se presenta la distribución de frecuencia para las diferencias, en
valor absoluto, entre los resultados obtenidos con la metodología manual con respecto
a la metodología automática. Para tal efecto se consideraron 4 intervalos: diferencias
iguales a 0,00%, entre 0,01-0,03 %, 0,04-0,05% y diferencias mayores 0,05%. De este
cuadro se infiere que la mayoría las muestras (97,2%), las diferencias para proteínas
fueron menores a 0,05%, lo que concuerda con lo encontrado por ANTILA y KYLÄ-
SIUROLA (1976) (99,2%), en muestras obtenidas por un sistema automático y
muestras obtenidas por el sistema manual.
(x=y)
43
CUADRO 8 Comparación del coeficiente de correlación del presente estudio con resultados de investigaciones similares.
Autor N° de muestras Coeficiente de correlación
ANTILA y KYLÄ-SIUROLA(1976) 219 0,990
SANDVIK-NYBERG (1986) --- 0,996
PRESENTE ESTUDIO (2009) 149 0,975
FUENTE: Elaboración propia a partir de los resultados del presente estudio y de los estudios de los autores mencionados en este cuadro.
Adicionalmente y con el objetivo de profundizar el análisis de las diferencias, se graficó
el comportamiento de los valores en un diagrama de frecuencias relativas (FIGURA 9).
De esta figura se puede apreciar que la mayoría de los valores (>75%) están muy
cercanos al cero, lo que corrobora que la mayoría de las muestras, tanto las obtenidas
por el sistema manual como las obtenías por el sistema automático, arrojaron valores
iguales para proteína.
FIGURA 9 Distribución de las diferencias en porcentaje de proteína: manual-
automático. Otro punto interesante del análisis es la comparación de los resultados del presente
estudio con los resultados obtenidos por estudios similares. Para tal efecto se
Diferencias proteína (manual - automático) (%)
Obs
erva
cion
es (%
)
-0,2 -0,15 -0,1 -0,05 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0
20
40
60
80
44
consideraron los promedios de los valores obtenidos tanto por el muestreo manual
como para el automático, así como también las diferencias promedio entre ambos
métodos.
FUENTE: Elaboración propia a partir de los resultados del presente estudio y de del estudio de ANTILA y KYLÄ-SIUROLA (1976).
Así se tiene que, por ejemplo en el CUADRO 10 se observa que en el estudio
realizados por GODDEN et al. (2002), se obtuvieron valores promedios de 3,050 %
para muestras tomadas en forma manual y de 3,030% para aquellas tomadas en forma
automática. De la misma forma ANTILA y KYLÄ-SIUROLA (1976), también obtuvieron
valores muy parecidos al comparar el contenido de proteína para las muestras
tomadas por el sistema manual (3,490%), y para aquellas tomadas en forma
automática (3,480%). Por su parte, BIGGS (1983), también obtuvo valores promedios
muy parecidos entre las muestras manuales (3,192%) y las muestras automáticas
(3,198%), registrando una diferencia promedio de solo un -0,006%.
Por su parte, SANDVIK-NYBERG (1986), obtuvo un valor promedio igual a 3,300%
para proteínas en muestras de leche obtenidas a través de ambos métodos.
CUADRO 9 Distribución de frecuencia, en porcentaje, para las diferencias de proteína obtenida por el muestreo manual y el sistema automático, comparadas con los datos obtenidos por ANTILA y KYLÄ-SIUROLA (1976).
Rango de diferencia para proteína (%)
F Relativa del estudio (%)
F Relativa ANTILA y KYLÄ-SIUROLA (1976) (%)
0,00 32,4 17,4
0,01 – 0,03 54,5 68,8
0,04 – 0,05 10,3 12,9
≥ 0,06 2,8 0,8
45
CUADRO 10 Comparación de resultados obtenidos por distintos estudios, en los que se evaluaron los sistemas de muestreos manual y automático, para proteína.
Autor Número de muestras
Muestreo manual
Muestreo automático
Diferencia
GODDEN et al. (2002)
42 3,050 3,030 0,018
ANTILA y KYLÄ-
SIUROLA (1976)
219 3,490 3,480 0,010
BIGGS (1983) 307 3,192 3,198 -0,006
SANDVIK-
NYBERG (1986)
--- 3,300 3,300 0,000
PRESENTE
ESTUDIO (2009)
146 3,212 3,214 -0,001
FUENTE: Elaboración propia a partir de los resultados del presente estudio y de los estudios de los autores mencionados en este cuadro.
Adicionalmente, de los datos que aparecen en el CUADRO 10, se podría señalar que
los valores registrados para esta variable, tanto en el presente estudio como en los
otros, al comparar ambos sistemas de muestreos fueron mucho más parecidos que en
caso de la materia grasa. Esto se podría deber en gran parte a que las proteínas,
tienen una gran solubilidad, ya que, contienen grupos polares que poseen una gran
atracción por las moléculas de agua, cuya afinidad depende de las condiciones
fisicoquímicas (pH, acidez, etc.), en las que se encuentra y en las cuales en
condiciones normales de la leche fresca no se alteran. Además, se encuentra dispersa
como un gran número de partículas pequeñas que no sedimentan, y permanecen en
suspensión en la leche (ALAIS, 1985 y PRIMO, 1997). Esto permite que las muestras
no difieran holgadamente entre ambos métodos de muestreos para la variable
proteína.
46
Complementariamente con el análisis exploratorio de datos al que se ha hecho
referencia en éste apartado, en el siguiente punto se presenta un análisis de varianza
(ANOVA), para corroborar si existen diferencias estadísticas entre ambas metodología
de muestreo, con el objetivo de validar los resultados obtenidos en este análisis
preliminar.
4.2.2 Análisis de varianza para proteína. La hipótesis nula en consideración
establece que no hay diferencias en los porcentajes promedio de proteína obtenidos
por los sistemas de muestreo manual y automático, respectivamente. Los resultados
de este análisis de varianza se presentan en el CUADRO 11. En dicho cuadro se
observa que el valor p arroja un valor de 0,8914, cifra muy superior al nivel de
significación de 5% que habitualmente se toma como referencia, lo que indica que no
existen diferencias estadísticas significativas en los valores obtenidos a través del
sistema de muestreo manual y a través del sistema automático.
CUADRO 11 Tabla ANOVA para el análisis del tipo de muestreo, para proteína, sistema automático y manual.
Fuente Sumas de cuadrado
Grados libertad
Cuadrado Medio
Cociente-F
P-Valor
Entre grupos 0,000249658 1 0,000249658 0,02 0,8889
Intra grupos 3,70498 290 0,0127758
Total (Corr.) 3,70523 291
Adicionalmente, se complementó dicho análisis incorporando otros factores que
podrían tener alguna incidencia en los resultados de los distintos tipos de muestreos,
como el tiempo de agitación, la cantidad de agitadores y el volumen del estanque. Los
resultados para dichos análisis se presentan en ANEXO 2, en el cual se puede
observar, que ninguno de los factores tuvo un efecto significativo (p>0,05).
14 Resultados obtenidos por software Statgraphic 5.1
47
Los resultados anteriores son concordantes con los obtenidos por PACKARD et al. (1993) y GODDEN et al. (2002), ya que en sus estudios no encontraron diferencias
estadísticamente significativas al aplicar un ANOVA, entre los resultados obtenidos por
el sistema de muestreos manual y por el sistema automático.
Por lo tanto, para la variable proteína el sistema automático implementado para el
muestreo de leche cruda a través del presente estudio estaría validado, ya que, arroja
resultados similares a los obtenidos por el sistema manual de muestreo.
.
48
5 CONCLUSIONES
Los valores obtenidos en el análisis exploratorio preliminar, para materia grasa y
proteína, generado a través de ambos sistemas de muestreo fueron similares,
encontrando por ejemplo una diferencia promedio en las muestras obtenidas a través
sistema manual y sistema automático de 0,027 y 0,001 % para materia grasa y
proteína, respectivamente.
El análisis de varianza (ANOVA), indicó que no existen diferencias estadísticas
significativas al comparar los valores obtenidos por los sistemas de muestreo manual y
automático, tanto para los análisis de materia grasa y como para los análisis proteína.
La tendencia a que los porcentajes de materia grasa en las muestras tomadas por el
sistema manual sean un tanto superiores a las tomadas por el sistema automático,
podría estar asociada a una agitación insuficientes o excesivo tiempo transcurrido entre
éste y la toma de la muestras. Sin embargo, el análisis de varianza indicó que estas
diferencias no tienen un efecto significativo (p>0,05), al igual que factores como el
número de agitadores y el volumen de leche contenido en el estanque.
El procedimiento para tomar la muestra de leche cruda desde tanques prediales a
través de un sistema automático, fue estudiado, elaborado e implementado como parte
del presente estudio, estableciéndose un protocolo para estos efectos.
Se determinó que a través del sistema automático de muestreo se pueden obtener
muestras de leche para los análisis de materia grasa y proteína, con resultados muy
49
similares a la toma de muestra manual; por lo que el sistema automático de muestreo
para leche cruda, es una metodología alternativa frente al método de muestreo manual.
50
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53
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54
7 ANEXOS
ANEXO 1
Pauta de evaluación para la extracción de muestra de leche cruda.
Fecha.…………………..
Camión………………….
1 Identificación del predio
1.1 Nombre de productor:
1.2 N° productor (RUP):
1.3 Ubicación geográfica
1.3.1 Comuna:
1.3.2 Sector:
1.3.3 Coordenadas (GPS):
1.4 Distancia desde el predio hasta la planta (Km):
1.5 Distancia al próximo predio (Km):
2 Condiciones de almacenamiento de la leche en el predio
2.1 Dispone de pre-enfriador
a) Si
b) No
2.2 Origen del agua de pre-enfriador
a) Noria o pozo superficial:
55
b) Pozo profundo:
c) Otras, especificar (ríos, esteros, etc.):
2.3 Tipo de estanque
a) Expansión directa
b) Banco de agua helada
c) Sistema combinado (estanque + preenfriador)
2.4 Años de uso del estanque (s):
2.5 Marca (s):
2.6 Número de agitadores por estanque (puede haber más de un estanque)
Estanque 1: Estanque 2: Estanque 3:
2.7 Se encuentran en buen estado de funcionamiento (Si es no, fundamentar en observaciones).
1 Si:…….. No:…… 2 Si:…..No:……..3 Si:…….No:…….
2.8 Una vez que está toda la leche en el estanque, en un tiempo igual o menor a las 2 hrs. alcanza los 4º C. (Si es no, fundamentar en observaciones).
a) Si
b) No
2.9 Volumen de leche contenida en el estanque se mide a través de:
a) Regla
b) Automático
c) Otro
2.10 Número de ordeñas por estanque al momento de la toma de muestra.
a) 1
b) 2
c) 3 o mas
56
2.11 Horas que ha permanecido la leche en el estanque antes de la toma de muestra.
3.0 Camión. Área donde está instalado sistema automático.
3.1 Condiciones de instalación del sistema automático (SA)
3.1.1 Ubicación de sistema automático en el camión:
a) Trasera
b) Al costado
3.1.2 Presencia de polvo u otra suciedad en el área del sistema automático.
a) Si
b) No
3.1.3 Estado visual de los capilares (tubos silicona) del sistema conductores de leche. (estado de los 4 capilares).
a) Limpios
b) Sucios
3.1.3 Se realiza “barrido” a los capilares antes de comenzar la toma de muestra en el predio:
a) Si
b) No
3.1.4 Se realiza “barrido” a los capilares después de finalizada la toma de muestra en el predio:
a) Si
b) No
3.1.5 Se lava e higieniza el sistema automático del camión antes de iniciar la recolección
a) Si
b) No
57
3.1.6 Cuanto tiempo antes se lava e higieniza el sistema automático del camión antes de iniciar la recolección:
3.1.7 Se digita en el sistema automático del camión el volumen del estanque del camión antes del inicio del vaciado de la leche y de la toma de muestra
a) Si
b) No
3.1.8 Se digita en el sistema automático del camión el volumen del estanque del predio antes del inicio del vaciado de la leche y de la toma de muestra
a) Si
b) No
3.1.9 Se calibra el sistema automático para obtener los ml de muestra correspondientes antes de la toma de la muestra (para ufc y para mg, p y ……y para la muestra total)
a) Si
b) No
3.1.10 Transcurren los 3 - 4 seg. desde que se inicia el vaciado de la leche al camión estanque antes que el sistema automático comience a tomar la muestra
a) Si
b) No
4.0 Equipos para la extracción y conservación de las muestras.
4.1 Envases para contener la muestra.
4.1.1 Material
a) Vidrio
b) Plástico
4.1.2 Cierre hermético.
a) Si
b) No
58
4.1.3 Identificación o etiquetado de la muestra fácil.
a) Si
b) No
4.1.4 Capacidad de 50 ml
a) Si
b) Superior
4.1.5 Tipo de lavado e higienización (indicar):
4.1.6 Preservante es agregado:
a) Antes ( viene incorporado)
b) Después ( explicar):
4.2 Caja para trasporte de la muestra.
4.2.1 Material
a) Madera
b) PVC
c) Otra:
4.2.2 Temperatura en el interior de la caja:
4.2.3 Estado de limpieza e higiene de la caja
a) Limpia
b) Regular (indicar)
c) Sucia (indicar)
4.2.4 Permanece herméticamente cerrada
a) Si
b) No
59
4.2.5 Solo contiene implementos de muestreo
a) Si
b) No
4.2.6 Posee un compartimiento especial en el camión, debidamente protegido para ser transportada:
a) Si
b) No
4.3 Aparatos para la extracción de la muestra ( ej: cucharón de muestreo)
4.3.1 Posee el suficiente alcance para tomar la muestra.
a) Si
b) No
4.3.2 Tipo de esterilización previo a la toma de la muestra
a) Ignición con etanol de 96 % (v/v)
b) Inmersión en solución clorada (min. 100 ppm.)
c) Otra:
4.4 Sección del camión donde se transporta los utensilios de muestreo. (Cucharón, agitador, etc.):
a) Adecuada
b) Inadecuada (indicar)
4.5 Capilares
4.5.1 Material de fabricación:
4.5.2 Formato de fabricación de los capilares:
a) Individual
b) Rollos
c) Otros
60
4.5.3 Vida útil de los capilares. ( recomendado por el fabricante):
4.5.4 Cada cuanto tiempo se cambian los capilares:
4.5.5 Se cambian todos
a) Si
b) No
4.5.6 Se cambian solo los que presentan algún desperfecto o deterioro
a) Si
b) No
4.6 Los implementos para la extracción, conservación y transporte de la muestra es proporcionada por la empresa.
a) Si
b) No
5.0 Encargado
a) titular
b) Reemplazante
5.1 Ha sido capacitado
a) Si
b) No
5.1.2 Hace cuanto tiempo recibió la última capacitación:
5.1.3 ¿Quién lo capacitó?:
5.1.4 Capacitación teórica
a) Si
b) No
5.1.5 Capacitación práctica:
a) Si
61
b) No
5.1.6 Capacitación con examen práctico
a) Si
b) No
5.1.7 ¿Se realiza supervisión periódica a los encargados?
a) Si
b) No
5.1.8 ¿Quien realiza la supervisión?:
5.1.9 Frecuencia de la supervisión:
5.2 Higiene y presentación personal
5.2.1 Lavado e higienización de manos antes de iniciar la toma de la muestra.
a) Si
b) No
5.2.2 Botas
a) Si
b) No
5.2.3 Delantal limpio
a) Si
b) No
5.2.4 Estados de las manos
a) Normales
b) Cuarteadas y/o con suciedad (otros: uñas largas y sucias)
5.2.5 Se realiza control de manipuladores (muestra mano)
a) Si
62
b) No
5.2.6 Nivel de escolaridad.
a) Básica incompleta
b) Básica completa
c) Media incompleta
d) Media completa
c) Técnico superior u otros.
6.0 Identificación de la muestra
6.1 Código del predio:
6.2. Resultados de aceptación de extracción de leche desde el predio.
6.2.1 Cumple con la temperatura de retiro ( 4º C)
a) Si
b) No
6.2.2. Se realiza la agitación según la norma
a) Si
b) No (indicar)
6.2.3. Análisis organoléptico
a) Leche normal
b) Leche anormal (indicar)
6.2.4. Ensayos termoestabilidad ( prueba de alcohol)
a) Negativo
b) Positivo
6.3. Hora desde que se:
6.3.1. Toma de muestra :
63
6.3.2 Entrega en planta:
6.4 Existe variación de la temperatura del estanque predial respecto a la indicada por el sensor del sistema automático(SA)
a) Si
b) No (indicar la diferencia)
6.5 Temperatura de la leche en el estanque:
6.6 Temperatura de la leche en el camión:
6.7 Temperatura de la caja isotérmica:
6.8 Temperatura ambiente al momento de la toma de la muestra:
6.9 Condiciones climáticas al momento de la toma de muestra:
a) Lluvia
b) Sol
c) Nublado
Observaciones:……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
64
ANEXO 2
Resumen de p valores análisis de varianza (ANOVA), para materia grasa y proteína
Volumen p-valor GRASA p-valor PROTEINA
1 (<2000L) 0,8031 0,9604
2 (2000>X<4000L) 0,5727 0,9630
3 (4000>X<6000L) 0,8482 0,7043
4 (>6000L) 0,6338 0,9030
El p-valor mayor al 0,05 indica que no existen diferencias estadísticas significativas,
con un nivel de significancia del 5%.
Volumen de leche
123
Auto
1234 4
65
Tipo de agitación p-valor GRASA p-valor PROTEINA
1 SE AGITA BIEN 0,5235 0,7883
2 NO SE AGITA BIEN 0,7877 0,9890
3 TANQUE CON AGITACION POR T°
0,7558 0,8255
El p-valor mayor al 0,05 indica que no existen diferencias estadísticas significativas,
con un nivel de significancias del 5%.
Tipo Agitación
1
2
3
1
2
3
66
N° AGITADORES p-valor GRASA p-valor PROTEINA
1 0,5305 0,9118
2 0,7543 0,7803
3 0,6941 0,4309
El p-valor mayor al 0,05 indica que no existen diferencias estadísticas significativas,
con un nivel de significancias del 5%.
N° de agitadores
1
2
3
1
2
3
67
Camión p-valor GRASA p-valor PROTEINA
211 0,9600 0,5941
223 0,7593 0,7893
225 0,9017 0,8955
232 0,5579 0,9343
254 0,5714 0,6768
255 0,7725 0,9290
260 0,7151 0,7333
263 0,9502 0,8729
273 0,7046 0,9729
El p-valor mayor al 0,05 indica que no existen diferencias estadísticas significativas,
con un nivel de significancias del 5%.
Camiones
211
223
225
232
254
255
260
263
273
211
223
225
232
254
255
260
263
273
