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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
CARRERA QUÍMICA DE ALIMENTOS
COMPARACIÓN DE LOS MÈTODOS KJELDAHL Y DUMAS PARA ANÁLISIS DE
PROTEÍNA CRUDA EN MATERIAS PRIMAS Y PRODUCTOS TERMINADOS EN
UNA PLANTA DE ALIMENTOS BALANCEADOS
AUTORA: Liliana Alejandra Mera Ramírez
e-mail:[email protected]
Tesis de Grado para optar por el Título Profesional de:
QUÍMICA DE ALIMENTOS
TUTOR: Dr. Iván Luis Tapia Calvopiña
e-mail:[email protected]
Quito, Diciembre del 2015
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i
Mera Ramírez, Liliana Alejandra (2015).
Comparación de los métodos Kjeldahl y Dumas para
análisis de proteína cruda en materias primas y
productos terminados en una planta de alimentos
balanceados. Trabajo de investigación para optar por
el grado de Química de Alimentos. Carrera de
Química de Alimentos. Quito: UCE. 142 p.
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ii
DEDICATORIA
En primer lugar a Dios por darme la vida, la fuerza, el camino, por ser quien soy, todo es gracias
a él.
A quienes me han regalado el mejor legado “el amor y la educación”, sin ustedes jamás habría
llegado a cumplir esta meta, gracias Mami Teresita y papi Miguel, por su apoyo, su amor, mil
gracias por todo y por tanto.
A ti mi motor, mi fuerza, esa personita que llego a mi vida a iluminarme, quien se ha desvelado
conmigo, quien me regala tanta paciencia, no te he podido dar todo el tiempo necesario pero sé
que algún día entenderás que cada esfuerzo que hago es por nosotras tu mi pequeña hija
Doménica Valentina, lo logramos junta Te amo……
A mis hermanas Sandry, Vivi, Adry gracias por ese ejemplo de amor y perseverancia gracias por
sus palabras y el apoyo constante.
Mi querida familia sobrinos, cuñados, abuelitos, tíos, que siempre me dieron ánimos para
cumplir esta meta tan importante en mi vida.
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AGRADECIMIENTOS
A la Universidad Central del Ecuador, a la Facultad de Ciencias Químicas por haberme brindado la
oportunidad de formarme en sus aulas, por darme las herramientas necesarias para formarme como
profesional y salir adelante.
Amis queridos profesores por cada conocimiento impartido, por sus consejos y ejemplo a seguir.
Ami director de tesis, Dr.Iván Tapia mil gracias por su apoyo, su guía, paciencia, su tiempo y los
conocimientos impartidos durante mi carrera universitaria y la realización de este trabajo de
investigación.
A los miembros del tribunal: Ing. Milene Díaz y Dr., Wilson Parra gracias infinitas por su gran
apoyo, comprensión, conocimientos, su tiempo, y por sus valiosas sugerencias.
Un agradecimiento especial a la Dra., Guadalupe Jibaja, por su apoyo en la culminación de esta etapa
en mi vida universitaria.
Al Área de aseguramiento de calidad, y mi equipo de trabajo Ing. Oscar Andino, Irmita, Marianita,
Saskia, Andrea gracias por confiar en mí, por su apoyo y permitirme realizar este trabajo de
investigación.
Como no agradecer a valiosas personas con las que compartí esta etapa importante de mi vida, con
quienes viví momentos inolvidables en las aulas, mil gracias por su amistad y su apoyo incondicional
de siempre Eddy Guaño, Cris López, Yoly López, Dary Martínez, los llevo en mi corazón.
Gracias Pauly Noboa por tu apoyo y tu tiempo, defininitivamente eres la mejor prima, te quiero.
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CONTENIDO
CONTENIDO vii
CAPITULO I 1
INTRODUCCIÓN 1
1.1 Planteamiento del problema 1
1.2 Formulación del problema o hipótesis de trabajo 1
1.3 Objetivos de la investigación 1
1.3.1 Objetivo general 1
1.3.2 Objetivos específicos 2
1.4 Importancia y justificación de la investigación 2
CAPÍTULO II 3
2. MARCO TEÓRICO 3
2.1 Antecedentes 3
2.2 Fundamento Teórico 4
2.2.1 Proteínas 4
2.2.2 Composición elemental de las proteínas 5
2.2.3 Clasificación de las proteínas 6
2.2.4 Aminoácidos 6
2.2.5 Proteínas en animales 8
2.2.6 Las proteínas y su metabolismo 8
2.2.7 Digestión y absorción de proteínas 9
2.2.8 Metabolismo proteico en monogástricos 11
2.2.9 Metabolismo proteico en rumiantes 12
2.2.10 Proteínas en heces 13
2.2.11 Metabolismo en el hígado y reciclaje de urea 13
2.2.12 Métodos para determinación de proteinas 14
2.2.13 Determinación de nitrógeno en proteínas 14
2.2.14 Nitrógeno total 14
2.2.15 Alimentos balanceados 22
2.2.16 Materias primas 23
2.2.17 Ingredientes proteicos de origen vegetal 24
2.2.18 Ingredientes proteicos de origen animal: 26
2.2.19 Productos terminados: 26
2.2.20 Muestreo 29
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2.2.21 AAFCO (ASOCIACION AMERICANA DE FUNCIONARIOS DE CONTROL DE
ALIMENTACION) 30
2.2.22 Pruebas de aseguramiento de la calidad en materias primas 31
2.2.23 Pruebas de aseguramiento de la calidad en producto terminado 31
2.2.24 Análisis Estadístico 31
2.2.25 Evaluación de los datos analíticos 31
2.2.26 Pruebas de significación 32
2.2.27 Poblaciones y muestras 34
2.2.28 Contrastes de Significación 34
2.2.29 Comparación de una media experimental con un valor conocido 34
2.2.30 El contraste F para la comparación de desviaciones estándar 36
2.2.31 Grados de libertad para la prueba “t”:Al comparar promedios de dos grupos: 37
2.2.32 Diseños Experimentales 37
2.2.33 Diseños factoriales con dos factores 37
2.2.34 Diseño Anidado o Jerárquico: 39
2.3 Fundamento Legal 39
2.3.1 FEDNA 39
2.3.2 Ley Orgánica de Sanidad Animal y vegetal e inocuidad alimentaria 41
CAPITULO III 42
3 MARCO METODOLOGÍCO 42
3.1 Tipo de investigación 42
3.2 Población y Muestra 42
3.2.1 Población 42
3.2.2 Muestra 42
3.3 Diseño experimental 45
3.3.1 Diseño metodológico 45
3.3.2 Diseño estadístico 54
CAPÍTULO IV 60
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 60
4.1 ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 60
a.1) MATERIAS PRIMAS (MP) 60
CAPITULO V 108
1. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 108
5.1 Conclusiones 108
BIBLIOGRAFIA 110
ANEXOS 112
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ix
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Fórmula general de un aminoácido ..................................................................................... 7
Figura 2.Esquema proteína vegetal a proteína animal ...................................................................... 9
Figura 3.Activación de enzima ......................................................................................................... 10
Figura 4. Acción de enzimas activas en el organismo ..................................................................... 10
Figura 5. Aminoácidos en monogástricos ........................................................................................ 11
Figura 6. Amoníaco en rumiantes .................................................................................................... 13
Figura 7. Equipo determinación Nitrógeno por método Kjeldahl (Destilador , Digestor) ............... 16
Figura 8. Equipo determinación Nitrógeno Método DUMAS ......................................................... 18
Figura 9. Equipo determinación Nitrógeno Método DUMAS ......................................................... 18
Figura 10. Proceso de Combustión DUMAS ................................................................................... 20
Figura 11. Procesamiento de un Alimento Balanceado ................................................................... 23
Figura 12. Proceso de elaboración de alimento balanceado ............................................................. 28
Figura 13. Portada revista anual AAFCO ........................................................................................ 30
Figura 14. Exactitud y Precisión ...................................................................................................... 32
Figura 15. Materias primas en sacos y a granel ............................................................................... 44
Figura 16. Muestras molidas ............................................................................................................ 47
Figura 17. Adición de tableta Kjeldahl y digestión .......................................................................... 47
Figura 18. Muestras digestadas ....................................................................................................... 48
Figura 19. Muestras añadidas indicador mixto y ácido bórico ........................................................ 48
Figura 20. Destilación de las muestras ............................................................................................. 49
Figura 21. Viraje de color luego de la titulación .............................................................................. 49
Figura 22 Preparación y pesado de muestras ................................................................................... 51
Figura 23. Sellado de muestras ........................................................................................................ 52
Figura 24. Disco porta muestras ....................................................................................................... 52
Figura 25. Trampas de Oxidación y Reducción ............................................................................... 53
Figura 26. Equipo Dumas................................................................................................................. 53
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LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Composición elemental de las Proteínas .............................................................................. 5
Tabla 2. Aminoácidos esenciales y no esenciales ............................................................................. 8
Tabla 3 Comparación Kjeldahl vs AOAC ........................................................................................ 17
Tabla 4. Continuación ...................................................................................................................... 18
Tabla 5. Comparación Dumas vs AOAC ......................................................................................... 20
Tabla 6. Muestreo de acuerdo al número de lotes AOAC 988.5 AOAC 988.5 ............................... 29
Tabla 7. ANOVA para el diseño factorial axb ................................................................................. 38
Tabla 8. Norma FEDNA para la formulación de piensos compuestos. ........................................... 40
Tabla 9. Especificaciones de porcentaje de proteínas en materias primas ...................................... 42
Tabla 10 Especificaciones de porcentaje de proteína en productos terminados............................... 43
Tabla 11. Condiciones de funcionamiento equipo thermocombustion Flash 2000 .......................... 51
Tabla 12. Resultados análisis de comparación entre laboratorios .................................................... 55
Tabla 13 ANOVA Diseño Anidado ................................................................................................. 56
Tabla 14. Esquema resultados para prueba T con un valor conocido .............................................. 57
Tabla 15. Esquema resultados obtenidos Método Kjeldahl y Dumas .............................................. 58
Tabla 16. Esquema Resultados para comparación de métodos ....................................................... 58
Tabla 17. Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para maíz .................................................. 60
Tabla 18.Comparación de los métodos Kjeldahl y Dumas para palmiste ....................................... 62
Tabla 19.Comparación de los métodos Kjeldahl y Dumas para afrechillo de trigo ........................ 63
Tabla 20. Comparación de los métodos Kjeldahl y Dumas para polvillo de cono.......................... 64
Tabla 21. Comparación de los métodos Kjeldahl y Dumas para afrecho de cerveza....................... 65
Tabla 22.Comparación para los métodos Kjeldahl y Dumas para pasta de soya ............................. 66
Tabla 23.Comparación Kjeldahl y Dumas para harina de pescado .................................................. 67
Tabla 24.Comparación Laboratorio 3 OSP vs Laboratorio 1 Puembo ............................................ 70
Tabla 25.Resultados obtenidos Método Kjeldahl y Dumas para muestra ........................................ 72
Tabla 26.Resultados obtenidos Método Kjeldahl y Dumas muestra ................................................ 73
Tabla 27. Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para maíz nacional .................................... 74
Tabla 28.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para arrocillo molido ................................ 76
Tabla 29.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para trigo suave ......................................... 77
Tabla 30. Promedio de Materias Primas < 10% de Proteìna ............................................................ 78
Tabla 31. Resultados de Materias primas < 10% de proteína .......................................................... 78
Tabla 32. ANOVA Materias primas < 10% de Proteína .................................................................. 79
Tabla 33.Comparación Kjeldahl y Dumas para afrechillo de trigo .................................................. 81
Tabla 34.Comparación métodos Kjeldahl y Dumas para polvillo de cono ...................................... 82
Tabla 35.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para palmiste .............................................. 84
Tabla 36.Promedio de Materias Primas 10 a 20% de proteína......................................................... 85
Tabla 37.Resultados de Materias primas 10 a 20 % de proteína ..................................................... 85
Tabla 38.ANOVA Materias primas 10 - 20% de Proteína .............................................................. 86
Tabla 39.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para afrecho de cerveza ............................. 89
Tabla 40.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para pasta de Soya ..................................... 90
Tabla 41.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para harina de pescado............................... 90
Tabla 42.Promedio de Materias Primas > 20% de Proteína ............................................................. 92
Tabla 43. Resultados de Materias primas > 20 % de Proteína ........................................................ 92
Tabla 44.ANOVA Materias primas >20% de Proteína ................................................................... 93
Tabla 45.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para alimento 1 .......................................... 95
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xi
Tabla 46.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para alimento 2 .......................................... 96
Tabla 47.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para alimento 3 .......................................... 97
Tabla 48.Promedio de Productos Terminados 10 - 20% de Proteína .............................................. 98
Tabla 49. Resultados de Productos Terminados 10 - 20 % de Proteína ........................................... 98
Tabla 50. ANOVA Productos terminados 10 - 20% de Proteína .................................................... 99
Tabla 51.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para alimento 4 ........................................ 101
Tabla 52.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para alimento 5 ........................................ 102
Tabla 53.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para alimento 6 ........................................ 103
Tabla 54. Promedio de Productos Terminados > 20% de Proteína ................................................ 104
Tabla 55. Resultados de Productos Terminados >20 % de Proteína .............................................. 104
Tabla 56.ANOVA Productos terminados > 20% de Proteína ........................................................ 105
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LISTA DE ECUACIONES
Ecuación 1.Cálculo proteína cruda ................................................................................................... 14
Ecuación 2. Cálculo de media de la muestra .................................................................................... 33
Ecuación 3. Media de la población .................................................................................................. 33
Ecuación 4. Desviación estándar de la población (σ): ..................................................................... 33
Ecuación 5.Varianza de la población (σ2) ........................................................................................ 33
Ecuación 6. Calculo t ....................................................................................................................... 35
Ecuación 7. Prueba t para dos muestras emparejadas ...................................................................... 35
Ecuación 8. Prueba t para dos muestras suponiendo varianzas iguales ........................................... 35
Ecuación 9. Prueba t para dos muestras suponiendo varianzas desiguales ...................................... 36
Ecuación 10. Prueba F ...................................................................................................................... 36
Ecuación 11.. Cálculo de los grados de libertad (gl) ........................................................................ 37
Ecuación 12.Suma de cuadrados totales........................................................................................... 38
Ecuación 13. Grados de libertad ...................................................................................................... 38
Ecuación 14. Ecuación correlación MP>10% proteína .................................................................... 81
Ecuación 15.Ecuación correlación MP 10 - 20 % proteína .............................................................. 88
Ecuación 16. Ecuación correlación MP 10 - 20 % proteína ............................................................. 94
Ecuación 17. Ecuación correlación MP 10 - 20 % proteína ........................................................... 100
Ecuación 18. Ecuación correlación MP 10 - 20 % proteína ........................................................... 106
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xiii
LISTA DE DIAGRAMAS
Diagrama de proceso. 1 Proceso de investigación .............................................................. 45
Diagrama de proceso. 2 Diseño Anidado ............................................................................ 56
Diagrama de proceso. 3 Diseño Anidado para Muestra AAFCO 60% y AAFCO 16% ..... 56
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xiv
LISTA DE GRÁFICAS
Grafica 1. Grafica de dispersión de la correlación Dumas Vs Kjeldahl para MP con contenido de
proteína < 10% ................................................................................................................................. 80
Grafica 2. Gráfica de Dispersión Dumas vs Kjeldahl MP 10 - 20 % Proteína ................................ 87
Grafica 3.Gráfica de Dispersión DUMAS vs Kjeldahl MP > 20 % Proteína .................................. 93
Grafica 4. Gráfica de Dispersión DUMAS vs Kjeldahl PT 10 - 20 % Proteína ............................ 100
Grafica 5. Gráfica de Dispersión DUMAS vs Kjeldahl PT > 20 % Proteína ............................... 106
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xv
LISTA DE ANEXOS
Anexo 1. Instrucciones Planes de Muestreo ........................................................................ 29
Anexo 2. Resultados AAFCO ............................................................................................ 30
Anexo 3. Procedimiento Kjeldahl ...................................................................................... 46
Anexo 4. Procedimiento Dumas .......................................................................................... 50
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xvi
LOCALIZACIÓN Y REALIZACIÓN
El presente tema COMPARACIÓN DE LOS MÉTODOS KJELDAHL Y DUMAS PARA
ANÁLISIS DE PROTEÍNA CRUDA EN MATERIAS PRIMAS Y PRODUCTOS
TERMINADOS EN UNA PLANTA DE ALIMENTOS BALANCEADOS, se realizó en las
provincias de Pichincha y Guayas, en las plantas de Producción de Alimentos Balanceados ubicadas
en las ciudades de Quito y Guayaquil, el muestreo y los análisis se realizaron en las instalaciones y
laboratorios de Aseguramiento de la Calidad de las plantas de Producción antes mencionadas.
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xvii
RESUMEN DOCUMENTAL
El propósito de esta investigación fue la comparación de dos métodos para determinar proteína cruda
en materias primas y productos terminados en una industria ecuatoriana dedicada al procesamiento
de alimentos balanceadospara aves, ganado, porcino, cuyes-conejos y equinos, ubicadas en la ciudad
de Quito y Durán. El porcentaje de proteína fue analizado mediante el método Kjeldahl
(AOAC988.05 modificado) y el método Dumas (AOAC 992.15, AOAC 990.03) que se emplean en
el laboratorio de Aseguramiento de calidad de dicha planta.
En Enero de 2014 se conoció que los resultados de ese año y los resultados de años anteriores tenían
una notable variación en los datos que se obtuvieron por los dos métodos, Por esta razón se busca
las causas a las que se atribuyen estas variaciones.
Se determinó que los resultados de los métodos a utilizar para este estudio son precisos y exactos
mediante pruebas de comparación aplicando diseños estadísticos como son diseño anidado, prueba f
(comparación de varianzas) y prueba t (comparación de medias) para asegurar la confiabilidad de los
resultados.
El estudio experimental se realiza con 9 materias primas clasificadas en tres grupos, menores a 10%
de proteína, entre 10-20% de proteína y mayores a 20% de proteína y 6 productos terminados de la
misma manera clasificadas en dos grupos, menores a 10% de proteína y mayores a 20% de proteína.
Al realizar la determinación de proteína en las materias primas y productos terminados con 10
repeticiones cada una por los dos métodos, se estableció que existen variaciones en los resultados
obtenidos y esto se atribuye al tipo de muestra la misma que influye significativamente en la
presencia de errores sistemáticos en uno o ambos métodos, al determinar los modelos de
correlación para cada rango de porcentaje de proteína se concluye que si existe correlación, sin
embargo no se pudo llegar a un modelo de correlación lineal ideal, porque los métodos presentan
una variación proporcional entre ellos, y no se ajustan al tipo de muestra.
PALABRAS CLAVES:
PROTEÍNA CRUDA, PROTEÍNA KJELDAHL, DUMAS, BALANCEADOS,
DETERMINACIÓN DE NITRÓGENO, COMPARACIÓN
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xviii
SUMMARY
The purpose of this researchwas compare two methods to determinate crude protein in raw
materials and finished products in a Ecuadorian industry dedicated to balanced food
processing for poultry, cattle, pigs, guinea pigs, rabbits and horses, located in Quito and
Duran cities. The protein percentage was analyzed by the Kjeldahl method (modified
AOAC988.05)andthe Dumas method (AOAC 992.15, AOAC 990.03) used in Quality
assurance laboratory of the industry.
In 2014 the January monthit was known thatthe results of thisyear and the resultsofprevious
yearshada significantvariation indata obtainedby the two methods, For this reason arises the
doubt that ifbothmethods determinenitrogen, whythis changeoccur?
Before starting theexperimentalstudy foundthat the results fromthe methods usedfor this
study areaccurate and preciseas itisalldone withan accredited laboratoryto ensurereliability
of results. The experimental study begins by analyzing nine raw materials classified in three
groups, minor 10% protein, 10-20% protein and greater than 20% protein and six finished
products in the same manner classified in two groups, less than 10% protein and greater than
20%protein.
In making the determination of protein in raw materials and finished products with 10
repetitions each for the two methods, it was established that there are variations in the results
and this is attributed to the same type of sample that significantly influences the errors
systematic in one or both methods to determine the correlation models for each protein
percentage range is concluded that there is a correlation , but failed to reach an ideal linear
correlation model , because the methods have a proportional variation between them and do
not fit the sample type.
KEYWORDS
CRUDE PROTEIN, PROTEIN, KJELDAHL, DUMAS, BALANCED FOOD, NITROGEN
DETERMINATION, COMPARISON
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1
CAPITULO I
INTRODUCCIÓN
1.1 Planteamiento del problema
Las plantas de producción de alimentos balanceados en las que se realizó el presente estudio se
encuentran ubicadas en las provincias de Pichincha y Guayas; éstas se dedican al procesamiento de
alimentos balanceados para aves, ganado, porcinos, cuyes-conejos y equinos.
Estos alimentos balanceados son formulados en base a los requerimientos nutricionales de cada
especie, en la planta procesadora de alimentos balanceados se analiza tanto materias primas como
productos terminados para asegurar que se cumpla con la formulación establecida y las normas de
calidad respectivas.
En la planta 1(laboratorio 1)1 se emplea para el análisis de proteínas el método de Kjeldahl y en la
planta 2 (laboratorio 2)2 el método Dumas, los resultados obtenidos en los análisis presentan una
variación al ser comparados.
Consecuentemente surgió la necesidad de determinar la precisión y exactitud en ambos métodos y
compararlos entre sí para establecer si existe diferencia significativa en los resultados obtenidos,
asegurando de esta manera equivalencia en todo el rango de aplicabilidad.
1.2 Formulación del problema o hipótesis de trabajo
¿Existe diferencia significativa en los resultados obtenidos con los métodos Kjeldahl modificado y
Dumas, para determinación de proteína cruda en materias primas y productos terminados en una
planta de alimentos balanceados?
1.3 Objetivos de la investigación
2.1.1 Objetivo general
Comparar los métodos Kjeldahl y Dumas para determinación de proteína cruda en materias
primas y en productos terminados en una planta de alimentos balanceados.
1 Planta1(Laboratorio 1), Planta de Producción ubicada en Quito
2 Planta2 (Laboratorio 2), Planta de Producción ubicada en Durán
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2
2.1.2 Objetivos específicos
Analizar los resultados del porcentaje (%) de proteína en materias primas correspondiente
al mes de enero 2014, obtenidos mediante los métodos Dumas y Kjeldahl modificado.
Establecer si existe variación en los resultados de los análisis de la base de datos.
Determinar la precisión y exactitud en los resultados alcanzados con los métodos utilizados.
Determinar el porcentaje de proteína en materias primas de contenido bajo (< 10%), medio
(10 a 20%) y alto (> 20%) y en productos terminados de contenido medio (10 a 20%) y
alto (> 20%).
Establecer ecuaciones de correlación para Kjeldahl y Dumas a diferentes concentraciones
de proteína.
1.4 Importancia y justificación de la investigación
La determinación de proteína es una de las fases esenciales del análisis proximal en alimentos debido
a su importancia fisiológica y su composición.
El presente estudio va enfocado a la comparación de los dos métodos más empleados para
determinación de proteína, Kjeldahl que es un método por vía húmeda o digestión, y Dumas método
de combustión basado en la conversión de los gases de combustión, este estudio permitirá
establecer la precisión, y exactitud en los métodos.
Estos métodos presentan una serie de ventajas y desventajas en cuanto a tiempo, costos, riesgos y
resultados; de acuerdo a estos parámetros se emplean en los laboratorios para sus análisis.
En función de los resultados obtenidos, se puede definir si los datos obtenidos son fiables y si la
metodología está siendo empleada correctamente.
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3
CAPÍTULO II
2. MARCO TEÓRICO
2.2 Antecedentes
En el año de 1982 las plantas procesadoras de alimentos balanceados ubicadas en las provincias de
Pichincha y Guayas, iniciaron su producción abasteciendo únicamente a granjas propias del grupo
con alimento balanceado para aves, luego con alimentos para equinos, cerdos, bovinos, pavos,
mascotas, cuyes-conejos; a partir de año 2001 inicia la producción de alimento para ganado;
actualmente la producción mensual es de aproximadamente 27.000 ton. en la planta Guayas y 11.000
ton. en la planta de Pichincha.
Las materias primas tienen un rol importante en la producción de alimentos balanceados, representan
alrededor del 85 % de su costo, lo que hace que el control de calidad sea minucioso y apegado a cada
una de las diferentes especificaciones de calidad.
Un alimento balanceado contiene un 70% de maíz y pasta de soya, combinados con otras materias
primas para de esta manera cumplir con los requerimientos nutricionales de cada especie.
Las materias primas inmediatamente de ser recibidas son sometidas a análisis físicos y químicos para
determinar el cumplimiento con las especificaciones requeridas, para luego ser aceptadas para la
producción, de la misma manera el producto terminado es sometido a análisis de calidad para
determinar si cumple con la formulación respectiva.
Entre los análisis que aseguran la calidad de materias primas y productos terminados se encuentra la
determinación de proteína cruda mediante el método Kjeldahl (AOAC 988.05 - modificado) y
mediante el método Dumas (AOAC 992.15, AOAC 990.03) observándose una variación en los
resultados de porcentaje de proteína en materias primas y productos terminados, sobre todo en
aquellos con porcentaje de proteína superior al 40%. (AOAC, 2000)
Se han realizado varias investigaciones sobre comparación de los métodos Kjeldahl y Dumas; en el
año 2007 Lugo realizó un estudio para determinación de la correlación entre el método Kjeldahl
tradicional y el método Dumas automatizado para determinación de proteína en granos; se obtuvo
una medida de proteína altamente correlacionada al ser analizada por los dos métodos(Lugo, 2007)
Luego en el año 2008 Calvo llevó a cabo un estudio para conocer la relación nitrógeno (N), azufre
(S) para diagnosticar deficiencias de S en trigo y determinar este índice, se comparó la precisión del
método de combustión seca de Dumas para la determinación de N y S total, respecto a los métodos
tradicionales de digestión húmeda. La determinación de N y S se realizó en muestras de trigo
provenientes de cuatro experimentos obteniendo una correlación significativa entre los resultados
alcanzados.
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4
La cantidad de nitrógeno recuperada por el método de Dumas no difirió respecto del método de
Kjeldahl, sin embargo, la precisión del primero fue superior (menores coeficientes de variación, cv).
2.3 Fundamento Teórico
Según Martínez 2006 las proteínas constituyen el principal componente estructural y funcional de
las células, presentan importantes funciones dentro del organismo que van desde su papel catalítico
(enzimas) hasta su función en la motilidad corporal (actina, miosina), pasando por su papel mecánico
(elastina, colágeno), de transporte y almacén (hemoglobina, mioglobina, citocromos), protección
(anticuerpos), reguladora (hormonas), energética(1 g de proteína proporciona 4,1 Kcal al
organismo), etc.
La característica sobresaliente es que contienen nitrógeno, siendo el contenido medio de este
elemento de un 16%. Estas macromoléculas están formadas por cadenas de unidades estructurales,
llamados aminoácidos. Los aminoácidos se unen por medio de enlaces peptídicos entre los grupos
carboxilo y el grupo a-amino (imino), con pérdida de agua. Las secuencias de aminoácidos dan lugar
a la formación de proteínas con estructuras primarias, secundarias, terciarias, siendo la proteína de
estructura primaria de vital importancia nutricionalmente.
Se las clasifican tomando en cuenta: solubilidad, composición, forma, propiedades físicas, función,
estructura tridimensional, etc. Las proteínas suponen aproximadamente el 17% de la masa corporal,
un 25% es proteína estructural y hemoglobina. (Martìnez, 2006)
2.3.1 Proteínas
Burton define las proteínas como entidades quimicas de estructura definida, de quimicamàs compleja
que los carbohidratos y lìpidos, de composicion constante y por tanto susceptibles de estudio químico
convencional.(Burton, 2001)
La gran parte de los procesos biológicos se realizan por acción de la proteinas, su calidad depende
de su contenido de aminoácidos esenciales, la misma que esta medida por un índice llamado valor
biológico(mayor aprovechamiento fisiológico de una proteína por parte del organismo)(Bassi, 2014)
Según estudios de Ureña 2014, la cantidad de aminoácidos esenciales es demasiado limitada, el
conjunto del rendimiento de las reacciones de síntesis dependerá del aminoácido que esté presente
en menor cantidad (aminoácido limitante). Los aminoácidos limitantes más importantes son la lisina
(cereales y patatas) y la metionina (carne y leche).(Ureña, 2014)
Con respecto al alimento balanceado, la base lo constituyen dos cereales, la soya y el maíz, que
debido a su contenido de aminoácidos esenciales presentan un moderado valor biológico, por
consiguiente realizan un aporte importante de aminoácidos esenciales para el buen desarrollo del
animal.(Agritec Pecuario, 2014)
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2.3.2 Composición elemental de las proteínas
Al igual que los lípidos y carbohidratos, las proteínas contienen en su composición carbono,
hidrógeno y oxígeno, además de un porcentaje constante y considerable de nitrógeno en términos
prácticos, la cifra más común usada es 16%.La mayoría de las proteínas contienen también azufre y
algunas tienen fósforo y hierro. Son sustancias complejas de naturaleza coloidal y de alto peso
molecular. La categoría de composición elemental de las proteínas típicas se describe en la Tabla 1
Tabla 1. Composición elemental de las Proteínas
Fuente:(Maynard L. , Nutricion Animal, 1993)
Ureña 2014, explica que las proteínas constituyen la fracción más importante de la ración alimenticia
de la especie animal, son componentes fundamentales en los tejidos animales y requeridas para el
mantenimiento de las funciones vitales como renovación de tejidos, reproducción, crecimiento y
lactación. En los tejidos vegetales se encuentran en cantidades discretas a excepción de las semillas
de leguminosas que tienen una cantidad aproximada del 20%. Los granos de cereal contienen
aproximadamente un 10% de proteína.
Las especies monogástricos necesitan aminoácidos pre-formados en su dieta con los cuales fabrican
sus proteínas corporales, los rumiantes utilizan otras fuentes de nitrógeno ya que tienen la capacidad
de sintetizar aminoácidos y de formar proteína a partir de nitrógeno no proteico, poseen un
mecanismo para ahorrar nitrógeno. Cuando el contenido de nitrógeno en la dieta es bajo, la urea, un
producto final del metabolismo proteico puede ser reciclada al rumen en grandes cantidades,
mientras que en los monogástricos, la urea siempre se pierde en la orina.
Al considerar estas adaptaciones del metabolismo de nitrógeno, es posible alimentar rumiantes con
fuentes de nitrógeno no proteico y obtener una proteína de alta calidad.(Ureña, 2014)
Elemento %
Carbono 51.0 – 55.0
Hidrógeno 6.5 – 7.3
Nitrógeno 15.5 – 18.0
Oxígeno 21.5 – 23.5
Azufre 0.5 – 2.0
Fósforo 0.0 – 1.5
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2.3.3 Clasificación de las proteínas
Las proteínas son muy diversas, por lo que su clasificación se basa en su forma, propiedades físicas,
configuración química, su relación con nutrición y metabolismo animal.
a) Proteínas Simples
Este grupo incluye a las que al hidrolizarse producen aminoácidos o sus derivados.
b) Proteínas Conjugadas
Aquí se incluyen aquellas proteínas simples que están combinadas con radicales no proteicos (grupo
prostético) como por ejemplo las nucleoproteínas (ribosomas; RNA), fosfoproteínas (caseína de la
leche; fosfato), metaloproteínas (citocromo oxidasa; hierro y cobre), lipoproteínas (VLDL;
fosfolípidos grasa, colesterol), flavoproteínas (deshidrogenasa succínica; FAD), glicoproteínas (γ
globulinas; galactosa, manosa, hexosamina).
Las proteínas también se pueden distinguir por su conformación estructural:
c) Proteínas fibrosas
Son cadenas largas de polipéptidos, que se encuentran en los animales en forma de colágeno, elastina
y queratina.
d) Proteínas globulares
Incluyen las enzimas, hormonas proteicas y proteínas portadoras de oxígeno (Maynard L. , Nutricion
Animal, 1993)
2.3.4 Aminoácidos
Los aminoácidos son moléculas orgánicas pequeñas con un grupo amino (NH2) y un grupo carboxilo
(COOH). Las proteínas son polímeros de aminoácidos, los que varían en cuanto a cantidad y tipo
entre proteína y proteína. (Maynard L. , Nutricion Animal, 1993).
La gran cantidad de proteínas que se conocen están formadas únicamente por 20 aminoácidos
diferentes. Se conocen otros 150 que no forman parte de las proteínas.
Generalmente, el número de aminoácidos que forman una proteína oscila entre 100 y 300. Los
enlaces que participan en la estructura primaria de una proteína son los enlaces peptídicos.(Ureña,
2014)
a) Enlace peptídico
Es un enlace amida que se forma entre el grupo carboxilo de una aminoácido con el grupo amino de
otro y la eliminación de una molécula de agua. Independientemente de la longitud de la cadena
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polipeptídica, siempre hay un extremo amino terminal y un extremo carboxilo terminal que
permanecen intactos. (Raisman, 2007)
El orden de los aminoácidos varia para cada proteína, la secuencia, en que van ordenados los
aminoácidos, es diferente. Existe un sinnúmero de proteínas diferentes debido al número de
secuencias posibles de aminoácidos. Al tener un átomo de carbono asimétrico pueden presentar
isomería. Los de la serie L son los que utilizan los animales. Los sintéticos se encuentran en las dos
formas mezcladas (series L y D), por lo que adicionados a la ración no son tan eficaces como los
naturales.
Cada especie animal puede sintetizar sólo algunos de los aminoácidos que necesita para formar
proteínas y, por lo tanto, depende de la dieta para incorporar aquellos que no puede sintetizar. Esos
aminoácidos se los considera esenciales y no porque sean los únicos necesarios para la vida de la
especie, sino porque deben estar incluidos en la dieta. Cada especie, tiene su grupo de aminoácidos
esenciales propios. Los organismos heterótrofos pueden sintetizar la mayoría de los aminoácidos
esenciales.
Todos los aminoácidos tiene la misma fórmula general que se indica en la figura 1:
2.3.4.1 Clasificación de los aminoácidos
Desde el punto de vista fisiológico - alimentario es importante saber si determinados aminoácidos
son esenciales o no para el hombre y los animales.
Los 22 aminoácidos más comúnmente encontrados en los alimentos son clasificados en dos grupos
los aminoácidos esenciales y los no esenciales; Ver tabla 2.
Fuente:(Plumer, 1981)
Figura 1. Fórmula general de un aminoácido
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Tabla 2. Aminoácidos esenciales y no esenciales
AMINOACIDOS ESENCIALES
No son elaborados por el organismo
y se los debe incorporar a través de
la dieta.
AMINOACIDOS NO
ESENCIALES
Son sintetizados por el
metabolismo.
Treonina Serina
Metionina Alanina
Leucina Glicina
Valina Ácidoglutámico
Lisina Ácidoaspártico
Arginina Prolina
Fenilalanina Cisteína
Histidina Cistina
Isoleucina Tirosina
Triptófano Taurina
Fuente:(Plumer, 1981)
2.3.5 Proteínas en animales
Macy 2005, explica que las células de los animales están constituidos de tres tipos de compuestos
grasa, hidratos de carbono y proteínas, siendo de gran importancia desde un punto de vista fisiológico
y químico las proteínas, las especies animales pueden vivir sin grasas e hidratos de carbono por
largos periodos en su dieta, pero no sin las proteínas que son de importancia fundamental para la
estructura de las células vivientes.(Macy, 2005)
2.3.6 Las proteínas y su metabolismo
Las proteínas son el principal constituyente de los órganos y estructuras blandas del cuerpo animal,
se requiere de una provisión abundante y continua de ellas en el alimento durante toda la vida para
crecimiento y reposición. La transformación de la proteína alimenticia en proteína corporal es una
parte muy importante del proceso nutricional. (Maynard L. , Nutricion Animal, 1993)
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La palabra “proteína” es un término selectivo que abarca un grupo de productos afines pero con
diferencias fisiológicas. Las proteínas vegetales difieren unas de otras, de las proteínas animales;
cada especie animal tiene sus proteínas específicas, que también varían en los diferentes órganos,
fluidos, y otros tejidos. No hay dos proteínas que sean exactamente iguales en cuanto a su
comportamiento fisiológico. Desde el punto de vista nutricional, la característica que distingue las
diversas proteínas son los aminoácidos que las componen. (Maynard L. , Nutricion Animal, 1993)
2.3.7 Digestión y absorción de proteínas
Ureña 2014, en su estudio explica que partir de fuentes inorgánicas, los animales sintetizan
limitadamente proteínas, para obtener proteína dietética dependiendo de plantas y de otros animales;
La mayoría de los aminoácidos se ingieren en forma de proteínas, y sólo ellos pueden incorporarse
a las diferentes rutas metabólicas. Para ello, las proteínas y péptidos ingeridos sufren un proceso de
degradación hidrolítica por medio de enzimas proteolíticas (secretadas por el estómago, páncreas e
intestino delgado) en el tracto gastrointestinal.
Después de la acción de las enzimas los aminoácidos quedan libres y son absorbidos y transportados
a la corriente sanguínea hasta llegar al hígado donde se metabolizan y luego se distribuyen.(Ureña,
2014)
Las proteínas endógenas al degradarse adquieren unas señales que van a indicar a las enzimas de
degradación cuando deben comenzar su proceso.
Los aminoácidos libres que provienen de este proceso de digestión de las proteínas son absorbidos
por las paredes del intestino y conducidos por medio del sistema porta-hepático. Una vez que llegan
al hígado, a través de la corriente sanguínea, son distribuidos por las células para su posterior
utilización; enlafigura.2se observa la transformación de la proteína vegetal en proteína animal
Figura 2.Esquema proteína vegetal a proteína animal
Fuente: (Ureña, 2014)
PROTEINAS VEGETALES
Aminoacidos Mucosa Sangre TejidosPROTEINAS ANIMALES
ENZIMA
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Las enzimas que intervienen en la digestión proteica están presentes en los respectivos órganos en
forma de precursores inactivos conocidos como zimógenos que pierden parte de su molécula
activándose así su acción enzimática por acción del ácido clorhídrico estomacal, por ejemplo el
pepsinógeno un péptido de peso molecular aproximado 42000 por la acción del HCl se transforma
en pepsina que tiene un peso molecular de 34000 convirtiéndose en un importante precursor de la
pepsina
Figura 3.Activación de enzima
Fuente:(Ureña, 2014)
La pepsina a nivel estomacal, actúa en un medio muy ácido (pH 1,8-2), es eficaz en la liberación de
triptófano, fenilalanina, tirosina, metionina y leucina.
Figura 4. Acción de enzimas activas en el organismo
Fuente:(Ureña, 2014)
Ya en el intestino delgado a pH alcalino (7-8-9) actúan las enzimas pancreáticas: Tripsina con
actividad sobre arginina y lisina, quimiotripsina con acción sobre metionina y aminoácidos
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aromáticos, elastasa que libera preferentemente aminoácidos alifáticos y las carboxipeptidasas A y
B que actúan a nivel de aminoácidos aromáticos y arginina y lisina respectivamente. También en el
intestino actúan las aminopeptidasas sobre los aminoácidos que tienen un grupo NH2 libre.
La peptidasas al absorber péptidos y liberar aminoácidos en la mucosa intestinal permiten la
absorción, además de colaborar activamente en el transporte a través de las membranas de iones
sodio y vitamina B6 (piridoxina). Únicamente los aminoácidos libres de la mucosa intestinal pasan a
la sangre hasta ser absorbida en el hígado.
La cantidad de proteínas contenidas en un alimento estimulan a las proteasas; estos procesos se ven
favorecidos por el tratamiento térmico y por la cantidad de proteína que contiene el alimento que
estimula a las proteasas. Si bien un tratamiento térmico excesivo reduce el valor de las proteínas de
la ración por la reacción de Maillard por la cual los grupos aldehídicos de los azúcares se unen a los
grupos amino de los aminoácidos formando complejos inutilizables. También existen inhibidores de
las proteasas que están presentes en las proteínas de determinadas semillas crudas como en el caso
de la soya, las más importantes inhiben la actividad de la tripsina y quimotripsina. Suele tratarse de
proteínas termolábiles por lo que un tratamiento térmico moderado hace que desaparezcan. (Ureña,
2014)
2.3.8 Metabolismo proteico en monogástricos
Los procesos de síntesis y degradación de proteína en el organismo animal son simultáneos. En el
organismo existe un pool de aminoácidos en constante renovación, se lo representa en la Figura 5
Figura 5. Aminoácidos en monogástricos
Fuente:(Ureña, 2014)
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2.3.9 Metabolismo proteico en rumiantes
En los monogástricos son de mucha importancia los aminoácidos, en los rumiantes el amoníaco.
La proteínas de los alimento son degradadas por microorganismos que se encuentran en el rumen
formando amoniaco y ácidos orgánicos, el amoniaco se origina de las fuentes de nitrógeno no
proteico contenidas en los alimentos y de la urea proveniente de la saliva a través de la pared del
rumen. Al existir bajos niveles de amoniaco existen escases de nitrógeno para las bacterias,
disminuyendo la digestibilidad de los alimentos, y si existe demasiado amoniaco en el rumen
produce la pérdida de peso, toxicidad por el amoniaco hasta la muerte del animal. (Ureña, 2014)
La disponibilidad de energía generada en la fermentación de carbohidratos indica el nivel de
utilización de amoniaco en la síntesis de proteína microbiana En promedio, 20 g de proteína
bacteriana es sintetizada a partir de 100 g materia orgánica fermentada en el rumen. La síntesis de
proteína bacteriana puede variar de 400 g/día a 1500 g/día según la digestibilidad de la dieta. El
porcentaje de proteína en las bacterias varía entre el 38 y 55%. Cuando los animales consumen más
alimentos las bacterias contienen más proteína pasando rápidamente del rumen al abomaso.
La composición de los aminoácidos en la proteína bacteriana es relativamente constante, respecto de
la composición de la proteína en la dieta. Todos los aminoácidos, incluyendo los esenciales, están
presentes en la proteína bacteriana en una proporción que se aproxima a las proporciones de
aminoácidos requeridos por la glándula mamaria para la síntesis de leche. Así la conversión de
proteína de los alimentos a proteína bacteriana es usualmente un proceso beneficioso.
La excepción es cuando se alimenta con proteína de alta calidad y el amoniaco producido en el rumen
no puede ser utilizado debido a una falta de energía para producir su fermentación(Ureña, 2014)
El nivel de utilización de amoniaco para sintetizar proteína microbiana depende principalmente de
la disponibilidad de energía generada por la fermentación de carbohidratos. En promedio, 20 g de
proteína bacteriana es sintetizada a partir de 100 g materia orgánica fermentada en el rumen. La
síntesis de proteína bacteriana puede variar de 400 g/día a 1500 g/día según la digestibilidad de la
dieta. El porcentaje de proteína en las bacterias varía entre el 38 y 55%. En general, las bacterias
contienen más proteína cuando los animales consumen más alimentos y las bacterias pasan más
rápidamente del rumen al abomaso pegadas a las partículas de alimento. Ver Figura 6.
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La composición de los aminoácidos en la proteína bacteriana es relativamente constante, respecto de
la composición de la proteína en la dieta. Todos los aminoácidos, incluyendo los esenciales, están
presentes en la proteína bacteriana en una proporción que se aproxima a las proporciones de
aminoácidos requeridos por la glándula mamaria para la síntesis de leche. Así la conversión de
proteína de los alimentos a proteína bacteriana es usualmente un proceso beneficioso. La excepción
es cuando se alimenta con proteína de alta calidad y el amoniaco producido en el rumen no puede
ser utilizado debido a una falta de energía para producir su fermentación.(Ureña, 2014)
2.3.10 Proteínas en heces
Una importante fuente de nitrógeno en las heces son las enzimas digestivas que son secretadas en el
intestino, por cada incremento de1 Kg. de materia seca ingerida, hay un aumento de 33g de proteína
corporal eliminado en las heces. (Ureña, 2014)
2.3.11 Metabolismo en el hígado y reciclaje de urea
El amoniaco se produce por el rumen y este es convertido a proteína microbiana este proceso se da
cuando hay falta de energía para la fermentación o hay un exceso de proteína en la dieta, elevados
niveles de amoniaco son convertidos en urea que se libera en la sangre siguiendo dos vías la primera
es volver al rumen por la saliva a través de la pared del rumen sirviendo como fuente de nitrógeno
para el crecimiento bacteriano y la segunda excreción en la orina por los riñones en donde se pierde,
Figura 6. Amoníaco en rumiantes
Fuente:(Ureña, 2014)
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sin embargo al incrementar el contenido de proteína se recicla menos urea y se excreta más cantidad
por la orina(Ureña, 2014)
2.3.12 Métodos para determinación de proteinas
Según la FAO, desde la introducción del sistema proximal de análisis, los valores de las «proteínas
brutas» se han calculado multiplicando el nitrógeno total (N) por un determinado factor. Este factor
era al principio 6,25, tomando como base la hipótesis de que las proteínas contenían un 16% de
N2.(FAO.org, 2015).
Entre los métodos mas para deterrminación de proteina estan el Método Kjeldahl, Mètodo Dumas.
Metodo NIR, metodo Hach, siendo Kjeldahl el mètodo tradicional màs empleado.
2.3.13 Determinación de nitrógeno en proteínas
El elemento químico nitrógeno permite diferenciar proteínas de diversos compuestos como son
grasas y carbohidratos.
Las fuentes de nitrógeno no son únicamente las proteínas del sistema biológico, de estas pueden
derivarse también péptidos, aminoácidos libres y compuestos nitrogenados de naturaleza no proteica,
determinando así nitrógeno total y así calcular el porcentaje de proteína calificándolo como “cruda”
He aquí la importancia de la determinación de nitrógeno en cuantificación de la fracción de proteínas
sin interferencias como los lípidos y carbohidratos.(FAO.org, 2015)
2.3.14 Nitrógeno total
El sistema proximal, en el que se determinan las «proteínas» como el nitrógeno total multiplicado
por un factor específico, es el predominante en los estudios sobre la composición de alimentos; la
mayoría de las proteínas tienen una cantidad aproximada de 16% de nitrógeno.
100 g proteína
------------------------ = factor = 6.25
16g de nitrógeno
% proteína cruda = % N x factor
Ecuación 1.Cálculo proteína cruda
El nitrógeno total se mide utilizando el método Kjeldahl (1883), el cual mide el nitrógeno orgánico
total; El método de Dumas mide el nitrógeno total como gas nitrógeno
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15
a) Método Kjeldahl
En 1883 el investigador danés Johann Kjeldahl desarrolló el método más usado en la actualidad para
el análisis de proteínas (método Kjeldahl) mediante la determinación del nitrógeno orgánico. En esta
técnica la muestra se disuelve en ácido sulfúrico concentrado y se calienta con la finalidad de que la
materia carbonosa se libere en forma de CO2, los minerales se sulfaten y el nitrógeno se transforme
en sulfato de amonio.
Como catalizador se utiliza CuSO4, puede usarse sales de Hg, Zr, Se, pero éstos dos últimos tienen
costos elevados y el Hg es tóxico. El K2SO4 sirve como elevador de la temperatura de ebullición (no
es catalizador), por cada 10° C de elevación de la temperatura, la velocidad de la reacción se duplica.
(Ver equipo Figura 7)
El ataque finaliza cuando la solución se torna de un color verde-esmeralda, en este proceso de
digestión o ataque de la muestra, se libera en la digestión la grasa, fibra, carbohidratos presentes en
la muestra en forma de CO2; la parte oxigenada de la proteína también se libera, sólo queda la parte
nitrogenada de la proteína. (Ver equipo Figura 7); Al final del ataque, se tiene en la solución H2SO4
sobrante, sales sulfatadas de los minerales disueltos, y el sulfato de amonio.(Gerardo, 2001)
El resultado del análisis es una buena aproximación del contenido de proteína cruda del alimento ya
que el nitrógeno también proviene de componentes no proteicos.
El método Kjeldahl ha tenido varias modificaciones. Originalmente se utilizó permanganato de
potasio para llevar a cabo el proceso de oxidación (digestión), sin embargo, los resultados no fueron
satisfactorios, de manera que este reactivo se descartó. En 1885 Wilforth encontró que se podía
acelerar la digestión utilizando ácido sulfúrico y añadiendo un catalizador. Gunning en 1889 propuso
añadir sulfato de potasio que eleva el punto de ebullición del ácido sulfúrico utilizado en la digestión
para disminuir el tiempo de la reacción.
En la actualidad se utiliza principalmente Sulfato de Cobre penta - hidratado CuSO4.5H2O como
catalizador.(Santiago, 2014)
Etapas:
a.1) Digestión
(1) n - C -NH2 + mH2SO4 catalizadores CO2 + (NH4)2 SO4 + SO2
Proteína calor
b.2) Neutralización y Destilación
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16
(2) (NH2)SO4 + 2 NaOH 2NH3 + Na2SO4+ 2H2O
(3) NH3 + H3BO3 (ácido bórico) NH4 + H2BO3- (ión borato)
b.3) Titulación
El anión borato (proporcional a la cantidad de nitrógeno) es titulado con HCl estandarizado:
(4) H2BO3- + H+ H3BO3
Para el cálculo de la proteína total o “proteína bruta” de un alimento, se determina en principio el
contenido de nitrógeno tras eliminar la materia orgánica con ácido sulfúrico, calculándose finalmente
el contenido de proteína con ayuda de un factor (en general 6,25). (Ureña, 2014)
Figura 7. Equipo determinación Nitrógeno por método Kjeldahl (Destilador , Digestor)
(Gerdhart, 2015)
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17
Comparación entre la metodología NA-AC15-M12 determinación de proteína cruda Kjeldahl
y AOAC 988.5 (Proteine crude in animal feed)
Tabla 3 Comparación Kjeldahl vs AOAC
AOAC. 988.5 NA-AC15-M02 (Metodología empleada)
MA
TE
RIA
LE
S Y
EQ
UIP
OS
Equipo de digestión Kjeldhal
Destilador
No especifica detalladamente
Tubos de Digestión de 350 ml
Erlenmeyer de 250 ml
Bureta digital de 50 ml
Probetas Graduadas de 25
Balanza Analítica con precisión 0,1mg
Digestor Gerhardt
Destilador Kjeldhal
RO
CE
DIM
IEN
TO
Peso de 0,25 -1 g. Peso de 0,5 g. con precisión de 0,1 mg.
No especifica detalladamente. Muestra finamente molida y homogenizada.
Preparación de catalizador y 20 ml de
H2SO4 en cada Tubo.
Colocar la tableta de digestión Kjeldhal y 20 ml de
H2SO4.
Tiempo de digestión 1 Hora
Colocar el tubo de digestión con la muestra en el
digestor, prender el extractor de gases y calentar la
muestra hasta ebullición del ácido (regular la temperatura
de calentamiento aproximadamente a 400°C para
mantener una ebullición fuerte y constante)
No define ajuste de Temperatura.
Mantener el calentamiento hasta 15 min. después de que
el digestado esté completamente claro
(aproximadamente 1:45 min. tiempo total de digestión).
Enfriar, cuidadosamente añadir alrededor
de 250 ml de agua destilada libre de
nitrógeno.
Enfriar, cuidadosamente añadir alrededor de 100 ml de
agua destilada libre de nitrógeno.
Añadir suficiente cantidad de hidróxido Se añade 25 ml de NaOH en STEP 1
No utiliza H3BO3 sino HCl. Añadir 50 ml de H3BO3en erlenmeyer de 250 ml.
Añadir 3 a 4 gotas de solución de
indicador Mixto en el erlenmeyer con la
solución de HCl.
Añadir 2 gotas de Solución de indicador Mixto en el
erlenmeyer con la solución de H3BO3.
Operar el Equipo adaptándolo y
destilando aproximadamente por 7,5 min.
Acoplar el tubo digestado en el equipo para destilar cuya
programación es: STEP 1: 8s; STEP 2: 3s; STEP 3: 100%
al igual que el erlenmeyer que contiene la solución de
H3BO3e indicador mixto
Obtener un vol. ≥150 ml de destilado Destilar hasta obtener 100 ml de condensado.
No detalla Retirar el erlenmeyer y lavar con agua destilada la punta
del tubo recolector dentro el recipiente.
Titular con NaOH a 0,1 M y no menciona
los cambios de color
Titular con HCl 0.1 N hasta cambio de color de verde a
violeta.
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18
Calcular el porcentaje de proteína. Calcular el porcentaje de proteína.
No detalla. Al finalizar cada jornada lavar el equipo corriendo 2
programa completo en el destilado.
Tabla 4. Continuación
RE
AC
TIV
OS
H2SO4 sin detalle de concentración H2SO4(c) 96-98% libre de Nitrógeno
Mezcla catalizadora.16,7 g. de K2SO4, 0,01
gramos de CuSO4, 0,6 g. de TiO2, 0,3 g. de
piedra pómez.
Tabletas Kjeldhal
Solución de NaOH al 45 %. Solución de NaOH al 30 %.
Solución de Rojo de Metilo Solución indicador mixto
Solución de HCl0,5M Solución acuosa de H3BO3al 2.5 %.
Solución de NaOH0,1M HCl 0.1 N valorado
Fuente:(AOAC, 2000)(Kjeldahl, 2014)
NOTA: El método NA-AC15-M12, hace referencia al Método Kjeldhal mencionado por el autor
Ayres, Análisis químico cuantitativo que indica: “la modificación del ácido bórico, método Kjeldhal
presenta la ventaja sobre el método clásico de que solo se necesita una disolución patrón de ácido.
El amoníaco es absorbido en una disolución de ácido bórico al 4 % en exceso, cuya concentración
no es crítica, pues lo que se valora es el ion borato formado en la reacción.”
b) Método Dumas
Figura 8. Equipo determinación Nitrógeno Método DUMAS
Figura 9. Equipo determinación Nitrógeno Método DUMAS
Fuente: (Scientific, 2015)
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19
Método de combustión desarrollado a principios del siglo XIX por Jean Baptiste Dumas.
El método consiste en la combustión de una muestra de masa conocida en una cámara de alta
temperatura en presencia de oxígeno. Esto conduce a la liberación de dióxido de carbono, agua y
nitrógeno. Los gases se pasan sobre columnas especiales que absorben el dióxido de carbono y agua.
Una columna que contiene un detector de conductividad térmica a la final se utiliza entonces para
separar el nitrógeno a partir de cualquier dióxido de carbono residual y el agua y el contenido de
nitrógeno restante se mide.
a) Principio de análisis
La muestra de masa conocida se ingresa en una cámara a altas temperaturas con presencia de oxígeno
y de un catalizador, la muestra sea ésta solida o líquida se combustiona para formar óxidos, esto
conduce a la liberación de dióxido de carbono CO2, agua y nitrógeno. Los óxidos de nitrógeno (NOx)
resultantes se reducen a nitrógeno elemental con la ayuda de cobre, mientras que los subproductos
(H2O y CO2) se separan completamente. El nitrógeno restante se analiza con un detector de
conductividad térmica
a.1) Combustión
𝐶𝑛𝐻𝑚𝑁𝑥 + 𝑎𝑂2990 oCnCO2 + 0.5 m H2O+ x N-Oxide
𝑐𝑎𝑡𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
b.2) Reducción
N-Oxide 650oC N2
Cobre
El instrumento debe ser calibrado analizando un material que es puro y tiene una concentración de
nitrógeno conocido, el detector de conductividad emite una señal térmica para la muestra
desconocida, se puede convertir en un contenido de nitrógeno.
El nitrógeno puede ser medido con manómetro después de absorber el dióxido de carbono en una
solución alcalina o por conductividad térmica en métodos automatizados.(Dumatherm, 2009).
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20
Figura 10. Proceso de Combustión DUMAS
Fuente:(Dumatherm, 2009)
Comparación entre la metodologíaNA-AC15-M determinación de proteína cruda Dumas y
AOAC 990.03 -992.15 (Proteíne crude in animal feed)
Tabla 5. Comparación Dumas vs AOAC
AOAC. 990.03 -992.15 NA-AC15-M (Metodología empleada)
MA
TE
RIA
LE
S Y
EQ
UIP
OS
Instrumento de combustión
Analizador de nitrógeno y accesorios
( Thermocombustion flash 2000)
Lana de vidrio
Balanza analítica con precisión de 0.01 mg
Capsulas de estaño de 30mm
PR
OC
ED
IMIE
NT
O Permitir que el horno y el instrumento
alcance la temperatura de funcionamiento y
se estabilice.
El tiempo de calentamiento puede ser de 6 h
desde el arranque en frío.
Se calibra con estándar primario EDTA
como patrón de
Calibrar el equipo usando como estándar el ácido aspártico.
Antes de cada muestra colocar el siguiente orden de las
muestras
50 mg Acido aspártico (bypass)
un blanco (Cápsula de aluminio sin muestra)
3 Estándares de ácido aspártico ( 50 mg c/u)
continuación
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21
Pesar con precisión 50-150 mg EDTA a 0,1
mg.
Correr una muestra de ácido aspártico como acido de
verificación, constatar que la curva de calibración es exacta
y está dentro de los rangos que indica el certificado del
estándar o visualizando gráficamente la curva en el software.
Pesar con precisión 50-150 mg de muestra
en la copa de papel aluminio.
Pesar 150-200 mg de muestra finamente molida y
homogenizada en malla tamiz de 0.1 mm (Se debe manejar
cuidadosamente las muestras con pinzas durante el sellado de
las muestras).
Colocar en el puerto de carga del
instrumento y comenzar el análisis.
Colocar las muestras en el disco portador de muestra (cabezal
de carga).
Cuando el análisis se ha completado (3-5
min) leer los resultados de nitrógeno
directamente del instrumento
Operar el equipo según las indicaciones del fabricante.
Temperatura mínima de funcionamiento
850 0C.
Calentar por un tiempo mínimo de 2 horas el equipo a 950 °C
para incinerar la muestra para ayudar a la combustión es
necesaria la presencia de oxígeno, la muestra sufre un proceso
de óxido reducción en donde el nitrógeno de la muestra en
forma de NO2 se reduce a Nitrógeno molecular (N2) la ayuda
de filtros retiene la presencia de CO2 y H2O presentes.
No especifica detalladamente
El N2 es arrastrado por gas helio hacia una celda de
conductividad Térmica (TC) en donde se mide la
concentración de N2 presente en la muestra
RE
AC
TIV
OS
Gas comprimido oxígeno pureza 99.99% gas Comprimido oxígeno pureza 5.0 %
Gas comprimido helio pureza 99.99 % Gas Comprimido helio pureza grado 5.0
CO2 comprimido pureza 99.99%
Óxido de cobre de alta pureza
Gas inerte comprimido; Nitrógeno
equivalente a aceite y agua libre
Óxido catalizador
Estándar nitrógeno EDTA, 9,59%
Nitrógeno
Estándar nitrógeno-ácido aspártico 10.52%
lana de cuarzo Nitrógeno de alta pureza
Lana de vidrio Tamices moleculares absorbentes
Pellet óxido de alúmina
Perclorato de magnesio anhidro (MgCl4)
Óxido de Cobre
Cápsulas de combustión de estaño
Vanadato de plata
Hidróxido de sodio con portador de silicato
Palos de cobre
Láminas de combustión de aluminio
virutas de metal de cobre
Fuente:(AOAC, 2000) , (DUMAS, 2014)
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22
2.3.15 Alimentos balanceados
(Martìnez, 2006) los considera como parte de la estructura productiva de una cadena agroindustrial,
los alimentos balanceados son productos intermedios que sirven de puente entre varios sectores
agrícolas: semillas oleaginosas, cereales, cárnicos.
Es por esto que en los países con alto nivel de desarrollo hay una fuerte integración entre la
producción de cereales forrajeros y la producción de alimentos balanceados para animales.(Martinez
Agustin, 2006)
“Los alimentos balanceados son alimentos elaborados para animales, enfocados hacia el
cumplimiento de los requerimientos nutricionales en animales domésticos monogástricos (aves y
cerdos), rumiantes (bovinos, ovinos y caprinos) y los herbívoros no rumiantes (equinos) varían de
acuerdo a la edad y a la fase productiva de cada especie, de ahí la importancia de tener un producto
diferente para cada tipo de animal y etapa de desarrollo.”; La materia prima utilizada en la fórmula
de la dieta alimenticia es transformada en alimento, lo que a su vez contribuye a uno de los factores
más importantes para la producción de animales aproximadamente el 70% de los costos de
producción corresponden a alimentación.
Históricamente el producto de mayor importancia ha sido el destinado al sector agrícola seguidos de
alimento balanceado para cerdos, vacas, tilapia, trucha, salmón.(Martinez Agustin, 2006)
a) Proceso productivo de un alimento balanceado
Se inicia con la selección de ingredientes, garantizando así que el producto final cumpla con los
requerimientos nutricionales, razón por la que las empresas implementan programas de compra de
materias primas con estándares y parámetros de calidad medibles asegurando así uniformidad de
ingredientes, cumplimiento en la formulación final, control del proceso productivo por lo tanto se
asegura la “calidad”.
Dos componentes de suma importancia en la elaboración de alimento balanceado son: la
macromezcla y la micromezcla. La primera está formada por productos de la agricultura y la
agroindustria, los cuales se encuentran clasificados en fuentes de energía (cereales forrajeros) y de
proteína (oleaginosas). A la mezcla básica obtenida se le adiciona la micromezcla constituida por
medicinas, vitaminas, minerales y colorantes. Después de mezclar y conseguir un producto lo
suficientemente homogéneo y uniforme se realizan pruebas de calidad y se envía a los tanques de
empaque para posteriormente empacarlo en sacos de polipropileno o papel kraft y cerrar con costura
de hilo.(Martinez Agustin, 2006)
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23
Según datos obtenidos por Ecuador Exporta, existen en el país 107 plantas de producción de
balanceados, de las cuales 15 tienen tecnología adecuada y 4 de éstas con tecnología de punta. Dentro
de los principales proveedores se encuentran: Pronaca, AFABA, Unicol, Grupo Anhazel y
Champion. De éstos, AFABA y Pronaca cubren el 85% de la producción nacional.(Ecuador Exporta,
2013).
Figura 11. Procesamiento de un Alimento Balanceado
Fuente: Rocha, F (2014). Diagrama ingenieril del procesamiento de alimento balanceado
2.3.16 Materias primas
El análisis de la materia prima es indispensable para el estudio de la rentabilidad del producto en
estudio, ya que ésta representa del 85 al 90 % del costo del balanceado. Las proteínas forman parte
de la composición química de casi todas las materias primas, aunque en la mayoría de ellas se
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24
encuentran en proporciones reducidas. De acuerdo con la fuente alimentaria de procedencia, se
consideran dos grandes grupos de proteínas convencionales:
2.3.17 Ingredientes proteicos de origen vegetal
Existe una amplia gama de alimentos de origen vegetal que contienen proteínas, las proteínas
vegetales presentan notables ventajas frente a las de origen animal, sin embargo estas proteínas
presentan un valor más bajo que las de origen animal.
Entre los ingredientes de origen vegetal están:
Harinas de soya
Harinas de trigo
Harinas de algodón
Harinas de otras oleaginosas, etc.
Las proteínas vegetales contribuyen en gran medida al total de la proteína de la ración. Las proteínas
vegetales se caracterizan por:
Su alta solubilidad en el agua
Deficiencia de algunos aminoácidos (metionina y cisteína). En este caso las deficiencias de
un ingrediente se pueden complementar con otras fuentes proteicas de origen vegetal o
animal con diferente perfil de aminoácidos.
El bajo costo de la proteína- relación volumen de proteína por unidad de costo.
Buena fuente de proteína y energía cuando se utiliza en su estado natural como el caso de la
soya en grano. (Iciar Astiasarán, 2014)
a) Ingredientes farináceos:
Las harinas de cereales pueden conformar un 15 - 70% del total de la fórmula. Los productos de este
tipo más utilizados en la fabricación de alimentos balanceados están: trigo entero, subproductos de
maíz, subproductos de la industria molinera de trigo (harinillas de trigo bajas en gluten), afrechillo
de trigo, germen de trigo, harina de arroz, sorgo, etc.
Las materias primas que constituyen el 80% del producto balanceado en el Ecuador son:
Maíz
El Maíz es el principal insumo para la elaboración de alimentos balanceados en el país, ya que todas
las formulaciones para el sector avícola el 80% del total de la producción nacional de alimentos
balanceados, contienen como un mínimo el 60% de este producto. Además se utiliza en
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25
formulaciones de alimentos de otras especies animales. El requerimiento anual de este producto en
el Ecuador asciende a 900 mil TM y se calcula una demanda mensual de 70.000 TM. (Ecuador
Exporta, 2013)
El maíz ecuatoriano es de muy buena calidad, ya que el clima y el suelo son adecuados para su
producción; su limitación está dada por el tiempo de producción, ya que en la temporada invernal de
la costa ecuatoriana, se debe importar de mercados como el argentino y el americano.
En la actualidad este producto tiene gran demanda, especialmente en el mercado americano por las
políticas norteamericanas de nuevas alternativas energéticas con lo que está siendo destinado a la
producción de etanol.
Pasta de soya
La pasta de soya es otro de los insumos de mayor demanda para la fabricación de alimento
balanceado, ya que en la formulación de toda dieta para el sector avícola se incluye un mínimo del
15% hasta un máximo del 20%. Además de ser un insumo utilizado para la formulación de alimentos
balanceados para otras especies de animales, la demanda de pasta de soya en el Ecuador es de
aproximadamente 300.000 TM al año, alrededor del 80 % de la demanda nacional es abastecida por
las importaciones. (Ecuador Exporta, 2013)
Pero existen otras materias primas tambien empleadas en la produccion de alimentos balanceados
Afrechillo de trigo nacional
Es un subproducto obtenido en la fabricación de harina de trigo, contiene partículas finas
provenientes del tegumento del grano, pedazos pequeños de trigo entero, germen de trigo, escasa
porción de harina y residuos varios del proceso de molienda.
Polvillo de cono de arroz
Es un subproducto obtenido al pulir el grano de arroz, el cual ha sido previamente descascarillado.
Está compuesto esencialmente por el pericarpio o salvado y el germen de arroz (no extraído); con la
cantidad de cascarilla, granillo de arroz que son inevitables en el proceso de pulido del arroz
comestible.
Arrocillo molido
Son los granos partidos de arroz, conocidos en el mercado como “arrocillo” permiten la obtención
de la harina de arroz. Esta harina de arroz ha sido estudiada en muchos países como insumo sustituto
de la harina de trigo en la elaboración de pan.
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26
2.3.18 Ingredientes proteicos de origen animal:
Son alimentos proteicos con un alto valor biológico, este tipo de ingredientes solo contribuyen a la
calidad de la proteína (perfil de aminoácidos) y no a las propiedades funcionales del producto que
está sometiendo al proceso. Esto se debe a que las proteínas de origen animal no se expanden o se
combinan con otros ingredientes en la mezcla de la misma manera que las proteínas de origen
vegetal.
Algunos ingredientes de origen animal son:
Harinas de pescado
Harinas de hueso
Harinas de carne (Iciar Astiasarán, 2014)
Harina de pescado
Es el producto que se obtiene por reducción del contenido de humedad y grasa del pescado entero
no destinado para consumo humano, o de los residuos de su procesamiento o mezcla de los
anteriores, mediante cocido, prensado, secado, molido y homogenizado, dependiendo del tipo de
secado: al vapor o “spray dry”.
Posee una elevada digestibilidad y un alto valor biológico; es rica en metionina, triptófano y vitamina
B12 principalmente, por lo que su uso es amplio en raciones alimenticias de especies acuícolas.
Harina de carne, harina de carne y hueso
Son productos obtenidos por calentamiento, desecación y molienda de animales terrestres de sangre
caliente enteros o de parte de estos, de los que la grasa podrá haber sido parcialmente extraída por
medios físicos.
Debido a sus ingredientes este producto presenta una alta variabilidad en cuanto a su composición
nutricional.(Sala, 1992)
2.3.19 Productos terminados:
Son productos que se originan como resultado de la transformación de materias primas en un proceso
productivo.
a) Alimentos balanceados para aves
Una de las fases importante dentro del proceso de desarrollo delas aves es la alimentación, ya que
constituye mínimo el 70 % del costo de producción y siendo un factor de importancia a considerar.
Existen cuatro tipos de balanceado, el denominado pre inicial, inicial, final y comercial, que varían
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27
principalmente en su cantidad de proteínas y presentación de pellets; Conforme avanza la edad del
pollo, va disminuyendo la necesidad de proteínas y aumenta la energía, siempre guardando una
relación adecuada de densidad del alimento.(Avipunta, 2015)
b) Alimentos balanceados para cerdos
En la alimentación de los cerdos existe una gran variedad de ingredientes que pueden utilizarse en
la formulación de una dieta. EI nivel de uso de estos ingredientes en la ración, estará determinado
por la composición nutricional del producto, de las restricciones nutricionales que tenga para las
diferentes etapas productivas y del requerimiento de nutrimentos a satisfacer. Los ingredientes para
la elaboración de alimentos balanceados se dividen en cuatro categorías que son: fuentes de energía,
de proteína, de vitaminas y de minerales y los aditivos no nutricionales(Campabadal, 2009)
c) Alimentos balanceados para mascotas:
Son alimentos que cuentan con el balance correcto de nutrientes acorde a edad, actividad, raza y
talla.
La nutrición es parte esencial de todo perro y gato ya que gracias a una buena alimentación puede
desarrollarse plenamente, lo cual se refleja en su salud, pelo, piel, huesos y músculos.
Estos alimentos balanceados suelen cumplir con todos los requisitos indicados por normas
establecidas de salud animal. Actualmente existen en el mercado diversas marcas y opciones para
todos los gustos caninos y presupuestos de sus dueños.(Case, 2001)
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28
Figura 12. Proceso de elaboración de alimento balanceado
Recepción de
MP
Almacenamiento
Formulación
Dosificación Macro
ingredientes
Dosificación Micro
ingredientes
Mezclado
Análisis del Producto
Terminado
Despacho de
Producto
Terminado
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29
2.3.20 Muestreo
El muestreo de materias primas, productos en proceso y productos terminados, material de empaque
e identificación, productos para fumigación tanto envasados como a granel, se realiza tomando las
unidades muéstrales al azar, (ver tabla 5)
a) Material de muestreo
Para materia prima sólida y producto terminado envasado se usa una pluma de muestreo.
Para muestreo de líquidos se usa el muestreador de líquidos (PNA, 2013)
b) Materias primas solidas a granel
Todo vehículo que ingresa con materias primas a granel tales como: maíz, soya en grano, sorgo,
afrecho de cerveza, pasta de soya y otros será muestreado de acuerdo al plan detallado en la tabla5.
(Ver Anexo 1. Instrucciones Planes de Muestreo)
Tabla 6. Muestreo de acuerdo al número de lotes AOAC 988.5AOAC 988.5
Tamaño de lote
(toneladas)
# de unidades
muéstrales
Peso por
unidad
muestral (g)
Peso total de
muestra (kg)
Nivel de
Inspección
Menor a 9 6 480 Apróx. 2,8
1 a 22 8 480 Apróx. 3,8 II Normal
23 a 35 12 480 Apróx. 5,7 II Normal
Fuente:NORMA INEN, 1994
Para el caso de Productos terminados se sigue el procedimiento establecido en la instrucción Planes
de muestreo, literal 5.10 (Ver Anexo 1 Planes de Muestreo literal 5.10).
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30
2.3.21 AAFCO (ASOCIACION AMERICANA DE FUNCIONARIOS DE CONTROL DE
ALIMENTACION)
Figura 13. Portada revista anual AAFCO
Fuente: (AAFCO, 2015)
AAFCO es una asociación voluntaria de agencias locales, estatales y federales encargadas por la ley
para regular la venta y distribución de alimentos para el ganado y medicamentos para animales.
a) Finalidad y Función de AAFCO
Aunque AAFCO no tiene autoridad reguladora, la Asociación ofrece un foro para la representación
de miembros de la industria para lograr tres objetivos principales:
Protección de la salud de los animales y los seres humanos
Garantizar la protección de los consumidores
Proporcionar la igualdad de condiciones de comercio ordenado para la industria de la alimentación
animal.
Estos objetivos se logran a través del desarrollo e implementación de leyes uniformes y equitativos,
reglamentos, normas, definiciones y políticas de aplicación para regular la fabricación, etiquetado,
distribución y venta de alimentos para animales - resultando en alimentos seguros, eficaces y útiles
mediante la promoción de la uniformidad entre los organismos miembros.
El AAFCO evalua mensualmente a cada uno de sus miembros, enviando muestras que seràn
evaluadas, se envian resultados de analisis los cuales son evaluados y comparados entre todos los
laboratorios que son miembros de AAFCO, cada miembro recibe los resultados de la comparacion
y asi son evaluados para verificar si los metodos empleados para sus analisis estan arrojando datos
fiables.
(VerAnexo 2. Resultados AAFCO)
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31
El AAFCO publica los resultados en su pàgina oficial, para que sus miembros puedan acceder a
ellos. (AAFCO, 2015)
2.3.22 Pruebas de aseguramiento de la calidad en materias primas
Estas pruebas consisten en evaluar tanto el aspecto físico como la composición química de los
ingredientes que se reciben; La evaluación física comprende determinación de la densidad,
temperatura, tamaño, textura y humedad del producto para la realización de estas pruebas no se
requiere de equipo muy sofisticado y son relativamente baratas.
La determinación de la composición química incluye la humedad, cantidad de proteína cruda,
extracto etéreo, fibra cruda, cenizas (análisis químico proximal), para realizar estos estudios se
requiere de equipos especializados, personal capacitado, y estas determinaciones requieren por lo
general de un periodo de tiempo largo.
2.3.23 Pruebas de aseguramiento de la calidad en producto terminado
Una vez que el alimento ha sido elaborado es necesario asegurarse que la calidad de este es la
esperada, para ello es necesario realizar una inspección física para determinar si el producto final
tiene el tamaño, forma, consistencia, textura y humedad deseada.
Es recomendable realizar un análisis químico (proximal) para verificar si la cantidad de nutrientes
del producto final es el adecuado de acuerdo a la formulación previa.
Los análisis microbiológicos y toxicológicos ayudan a identificar algún área dentro de la cadena de
producción en donde el alimento puede sufrir una contaminación.
2.3.24 Análisis Estadístico
Es el análisis que emplea técnicas estadísticas para interpretar datos, ya sea para ayudar en la toma
de decisiones o para explicar los condicionantes que determinan la ocurrencia de algún fenómeno.
2.3.25 Evaluación de los datos analíticos
Existen dos términos que se utilizan en las discusiones sobre la fiabilidad de los datos:
a) Precisión y exactitud
(Skoog, 2001), describe la “precisión” como la reproducibilidad de los resultados, es decir la
concordancia entre los valores numéricos de dos o más medidas replicadas o medidas que se han
realizado exactamente de la misma forma, se obtiene fácilmente mediante la simple repetición de la
medida, y a la “exactitud” como un término relativo en el sentido de que un método es exacto o
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32
inexacto dependiendo en gran medida de las necesidades del científico y las dificultades del
problema analítico, se la expresa en términos de errores absolutos y relativos.
Figura 14. Exactitud y Precisión
Fuente:(Tortosa, 2015)
2.3.26 Pruebas de significación
Una propiedad importante en un método analítico es que se encuentre libre de errores sistemáticos,
esta propiedad se comprueba al comparar el valor experimental con el valor verdadero, y esto se
realiza aplicando pruebas estadísticas que se denominan pruebas de significación.(Miller, 1993)
a) Clasificación de los errores
Suelen distinguirse dos tipos de errores: errores aleatorios o indeterminados y errores sistemáticos
o determinados.
Errores aleatorios
Es aquel error que varía de forma imprevisible en valor absoluto y signo, cuando se efectúa un gran
número de mediciones del mismo valor de una magnitud en condiciones prácticamente idénticas.
Errores sistemáticos
Estos errores no son debidos al azar o a causas no controlables, pueden surgir de emplear un método
inadecuado, un instrumento defectuoso o bien por usarlo en condiciones para las que no estaba
previsto su uso.
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33
Los errores sistemáticos no son objeto de la teoría de errores, las causas probables pueden ser las
siguientes:
Errores instrumentales (de aparatos)
Se atribuyen a imperfecciones de las herramientas de trabajo del experimentador como por ejemplo,
los materiales volumétricos (buretas, pipetas, matraces aforados) pueden contener o proporcionar
volúmenes que difieren del indicado.
Error personal
Este es, en general, difícil de determinar y es debido a limitaciones de carácter personal.
Error de la elección del método
Corresponde a una elección inadecuada del método de medida de la magnitud. Este tipo de
error puede ponerse de manifiesto cambiando el aparato de medida, el observador, o el
método de medida.
a) Tratamiento estadístico de los errores aleatorios
Media de la muestra (�̅� ): Promedio de un conjunto finito de datos.
�̅� = 𝐥𝐢𝐦𝒏→∞
∑ 𝒙𝒊
𝑵.
Ecuación 2.Cálculo de media de la muestra
Desviación estándar (σn-1) de la muestra (s): raíz cuadrática media de las desviaciones
individuales respecto de la media.
Varianza de la muestra (s2): Es el cuadrado de la desviación estándar
Media de la población (μ): Valor verdadero de una medida.
𝝁 = 𝐥𝐢𝐦𝒏→∞
∑ 𝒙𝒊
𝑵Ecuación 3. Media de la población
Desviación estándar de la población (σ): raíz cuadrática media de las desviaciones individuales
respecto de la media
𝝈 = √𝐥𝐢𝐦𝒏→∞
∑(𝒙𝒊−𝒖)𝟐
𝑵Ecuación 4.Desviación estándar de la población (σ):
Varianza de la población (σ2): Es el cuadrado de la desviación estándar, porque las varianzas son
aditivas.
𝒔 = √∑(𝒙𝒊 − �̅�)𝟐
𝑵 − 𝟏
Ecuación 5.Varianza de la población (σ2)
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34
2.3.27 Poblaciones y muestras
a) Población
Se la define como un conjunto de elementos que tienen ciertas características o propiedades que son
las que se desean estudiar. Cuando se conoce el número de individuos que la componen se habla de
la población finita y cuando no se conoce su número, se habla de población infinita.
b) Muestra
Se la define como un subconjunto de la población infinita o universo(Skoog, 2001)
2.3.28 Contrastes de Significación
Una de las propiedades más importantes de un método analítico es que debería estar libre de errores
sistemáticos, esto quiere decir que el valor dado para la cantidad de analito debería ser el valor
verdadero, sin embargo si no existieran los errores sistemáticos, los errores aleatorios hacen poco
probable que la cantidad medida sea exactamente igual que la cantidad de patrón conocida
Para decidir si la diferencia entre una cantidad medida y una cantidad conocida esta atribuida a
errores aleatorios se puede aplicar una prueba estadística de aproximación que contrasta si son
significativas las diferencias entre los dos resultados, o si se pueden justificar solo por variaciones
aleatorias.
Los contrastes de significación se emplean en evaluación de resultados experimentales.
2.3.29 Comparación de una media experimental con un valor conocido
Al hacer una prueba de significación se está probando la veracidad de una hipótesis, que se conoce
como una hipótesis nulaH0. El término nula se usa para dar a entender que no hay diferencia entre
los valores observados y conocidos aparte de aquélla debido a la variación aleatoria, no está sujeta a
un error sistemático Asumiéndose que esta hipótesis nula es verdadera, se puede usar la teoría
estadística para calcular la probabilidad de que la diferencia observada (o una más grande) entre la
media muestral, y el valor verdadero, μ, surja solamente como un resultado de errores aleatorios.
Conforme disminuya la probabilidad de que la diferencia observada ocurra por casualidad, se hace
menos probable que la hipótesis nula sea verdadera. Usualmente la hipótesis nula se rechaza si la
probabilidad de tal diferencia, que ocurre por casualidad, es menor que 1 en 20 (es decir 0,05 ó 5%).
En tal caso, se dice que la diferencia es significativa al nivel de P=0,05 (ó 5%). Usándose este nivel
de significación hay, en promedio, una posibilidad de 1 en 20 de que se rechace la hipótesis nula
cuando es, en realidad, verdadero, se puede usar un nivel de significación más alto, usualmente 0,01
ó 0,001 (1% ó 0,1%). El nivel de significación se indica escribiendo, P(es decir, probabilidad)=0,05,
dando, este número, la probabilidad de rechazar una hipótesis nula verdadera. Es importante apreciar
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35
que si la hipótesis nula se retiene, no hemos probado que sea verdadera, solamente que no se ha
demostrado que sea falsa.
Para decidir si la diferencia entre yx es significativa, es decir para contrastar Hola media de la
población es = se calcula el estadístico t.
Ecuación 6. Calculo t
Donde:
x = media muestral
s= desviación estándar muestral
n= tamaño muestral
Si t es mayor que cierto valor crítico entonces se rechaza la Ho, el valor crítico de t para un nivel de
significación concreto se puede encontrar en tablas (Anexo 1)
a) Prueba “t” de Student se utiliza cuando el tamaño de muestra es pequeño, < 30.
Esta prueba en el programa EXCEL, tiene tres opciones.
Prueba “t” para medias de dos muestras emparejadas:Es la prueba “t” para dos grupos de datos
relacionados entre sí; con esta opción no se comparan los promedios, sino las diferencias entre
pares de valores.
Prueba “t” para dos muestras suponiendo varianzas iguales: Es la prueba “t” donde se compara
los promedios de dos grupos independientes, cuyas varianzas sean iguales u homocedásticas.
Ecuación 7. Prueba t para dos muestras emparejadas
Ecuación 8. Prueba t para dos muestras suponiendo varianzas iguales
Prueba “t” para dos muestras suponiendo varianzas desiguales: Es la prueba “t” donde se
compara los promedios de dos grupos independientes, cuyas varianzas sean desiguales
s
Nxt
)(
ds
Ndt
21
21
11
NNs
xxt
p
2
11
21
2
22
2
112
NN
sNsNs p
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36
Ecuación 9. Prueba t para dos muestras suponiendo varianzas desiguales
Fuente:(Miller, 2002)
2.3.30 El contraste F para la comparación de desviaciones estándar
Es de mucha importancia comparar las desviaciones estándar, es decir los errores aleatorios de dos
conjuntos de datos.
Esta comparación puede tomar dos formas: se puede pretender probar si el método A es más preciso
que el método B (contraste de una cola), o si los métodos A y B difieren en su precisión (contraste
de dos colas).
El contraste F considera la razón de las dos varianzas muestréales, es decir, la razón de los cuadrados
de las desviaciones estándar, 2
2
2
1
S
S
Para probar si es significativa la diferencia entre dos varianzas muestrales, esto es para probar:
𝐻𝑜: 𝑠2 1 = 𝑠2
2 se calcula el estadístico F
2
2
2
1
S
SF
Ecuación 10. Prueba F
F será siempre ≥ 1
El contraste supone que las poblaciones de donde se extraen las muestras son normales
Prueba de hipótesis para la razón de dos varianzas de población
1
)(
1
)(
2
2
1
2
2
2
2
1
2
1
N
xx
N
xx
S
SF
i
i
2
2
2
1
2
1
21
N
s
N
s
xxt
)1()1( 2
2
2
4
2
1
2
1
4
1
2
2
2
2
1
2
1
NN
s
NN
s
N
s
N
s
t
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37
𝐻𝑜: 𝑠2 1 = 𝑠2
2
𝐻1: 𝑠2 1 ≠ 𝑠2
2
Si la hipótesis nula es verdadera entonces la relación de varianzas debería ser próxima a 1.
(Miller, 2002)
La prueba “F” y la“t”, son dos pruebas independientes, pero debe hacerse primero la prueba F para
saber que opción de “t” se debe aplicar.
Una vez obtenido el valor de t, el modo de interpretarlo es igual al de la prueba de F. Se busca en
una tabla o en el computador cual es el valor de la probabilidad que corresponde a ese valor de t con
los grados de libertad, sumados.
2.3.31 Grados de libertad para la prueba “t”:Al comparar promedios de dos grupos:
g.l.= n1+n2-2
Ecuación 11.. Cálculo de los grados de libertad (gl)
En la prueba t pareada el número de pares de datos es – 1(Skoog, 2001)
2.3.32 Diseños Experimentales
En los inicios de los años 30, Sir Ronald A. Fisher da a conocer una nueva ciencia conocida como
diseño experimental.
Esta ciencia se enfoca principalmente en la investigación, al estudio y manipulación de variables
2.3.33 Diseños factoriales con dos factores
(Pulido, 2008) considera que los factores A y B con a y b (a, b ≥ 2) niveles de prueba, respectivamente
se puede construir el arreglo o diseño factorial a × b, el cual consiste en a × b tratamientos.
En diseños factoriales que involucran menos de cuatro factores por lo regularse corren replicados
para tener la potencia necesaria en las pruebas estadísticas sobre los efectos de interés. Si se hacen n
réplicas, el número total de corridas experimentales es n(a × b).
En el modelo factorial con dos factores se establecen hipótesis tomando en cuenta los dos efectos
que se está evaluando A y B y el efecto de interacción en la combinación que es el error aleatorio
que se supone sigue una distribución para los tres efectos.
H0 : Efecto A = 0
HA :Efecto A≠ 0
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38
H0 : Efecto B = 0
HA : Efecto B ≠0
H0 : A× B = 0
HA : A × B ≠ 0
Estas hipótesis se prueban mediante la técnica de análisis de varianza, que para un diseño factorial a
× b con n réplicas resulta de descomponer la variación total como
𝑺𝑪𝑻 = 𝑆𝐶𝐴 + 𝑆𝐶𝐵 + 𝑆𝐶𝐴𝑥𝐵 + 𝑆𝐶𝐸 Ecuación 12.Suma de cuadrados totales
Donde los respectivos grados de libertad de cada una de ellas son:
nab - 1 = (a- 1) + (b- 1) + (a - 1)(b - 1) + ab(n- 1)
Ecuación 13. Grados de libertad
El factor (n – 1) en los grados de libertad de la suma de cuadrados del error (SCe) señala que se
necesitan al menos dos réplicas del experimento para calcular este componente y para construir una
tabla de ANOVA. Las sumas de cuadrados divididas entre sus correspondientes grados de libertad
se llaman cuadrados medios (CM). Al dividir éstos entre el cuadrado medio del error
(CME) se obtienen estadísticos de prueba con distribución F (Ver Tabla 7)
Si el valor-p es menor al nivel de significancia a prefijado, se rechaza la hipótesis nula y se concluye
que el correspondiente efecto está activo o influye en la variable de respuesta
Tabla 7. ANOVA para el diseño factorial axb
Fuente:(Pulido, 2008)
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39
2.3.34 Diseño Anidado o Jerárquico:
Según (Pulido, 2008) al tener un diseño factorial con dos factores cruzados A y B, se corren
aleatoriamente todas las posibles combinaciones de niveles de los dos factores. Los niveles de cada
factor se pueden combinar en cualquier momento con los niveles del otro factor, y en este caso los
niveles de un factor son exactamente los mismos que en cada nivel del otro factor. Cuando l factor
B está anidado en el factor A significa que los niveles del factor B no son los mismos en cada nivel
del factor A. Esto quiere decir que hay relación entre los niveles del factor A y los niveles del factor
B.
Los diseños anidados también se conocen como diseños jerárquicos.
2.4 Fundamento Legal
La Fundación Española para el Desarrollo de la Nutrición Animal (FEDNA) presenta una serie de
publicaciones cuyo objetivo es proporcionar información básica que permita al nutricionista mejorar
la eficiencia productiva de sus explotaciones. Para la elaboración de estas normas se ha revisado la
información disponible en diversos países. Para ello se han utilizado datos proporcionados por
empresas y técnicos del sector que han colaborado en la elaboración de estas normas. Para facilitar
el trabajo del nutricionista, cada documento incluye información básica que permite recalcular,
mediante extrapolación, las necesidades bajo distintas circunstancias productivas.
Los datos que se aportan en las tablas no se corresponden con necesidades mínimas obtenidas en
estaciones experimentales o laboratorios universitarios sino con recomendaciones prácticas en
condiciones de campo. Es misión de cada nutricionista modificar estos estándares para ajustar mejor
las necesidades de cada especie al tipo de animal, las condiciones de manejo y medio ambiente y los
objetivos de su explotación particular.
2.4.1 FEDNA
“Fundación Española para el desarrollo de la nutrición animal” proporciona Normas para Control de
Calidad de ingredientes para piensos, y normas para la formulación de piensos, para la estimación
del valor nutritivo de cada ingrediente y tomando en cuenta las especificidades de cada sistema de
producción FEDNA ha recurrido en lo posible a datos obtenidos en Centros de Investigación
españoles . (FEDNA, 2009)
En la tabla 8 se detalla el porcentaje de proteína requerida en materias primas para formulación de
un alimento balanceado.
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40
Tabla 8. Norma FEDNA para la formulación de piensos compuestos.
MATERIA PRIMA Proteína
(%)
MAIZ NACIONAL 7,5
MAIZ FRANCES 7,7
MAIZ USA 7,9
TRIGO BLANDO 11.2 PB 11,2
TRIGO BLANDO 10.2 PB 10,2
TRIGO INGLES BLANDO 10,2
TRIGO DURO 13,8
HARINA DE PALMISTE 16,3
HARINA DE PESCADO NAC. 60,1
HNA.SOJA 44 44,0
HNA.SOJA 45,5 45,5
HNA.SOJA 47 47,0
HNA.SOJA 48.5 48,5
SALVADO ARROZ 14 EE 13,8
SALVADO ARROZ 17 EE 13,6
CARNE 44/15/28 43,7
CARNE 50/14/26 49,3
CARNE 52/14/25 52,3
Fuente:(FEDNA, 2009)
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41
2.4.2 Ley Orgánica de Sanidad Animal y vegetal e inocuidad alimentaria
En nuestro país según la LEY ORGÁNICA DE SANIDAD ANIMAL Y VEGETAL E
INOCUIDAD ALIMENTARIA, en su Artículo 73.- Producción y comercialización de
alimentos para animales. Los alimentos procesados, aditivos y complementos alimenticios
para animales deberán cumplir con las normas sanitarias establecidas en la presente Ley y
su Reglamento General. No podrán comercializarse alimentos para animales que se
encuentren contaminados, que contengan productos transgénicos, o residuos de carne, hueso
o sangre de animales. Tampoco podrán comercializarse alimentos procesados para animales
que no se encuentren registrados y autorizados por la Agencia Ecuatoriana de
Aseguramiento de la Calidad del Agro AGROCALIDAD. (Ecuador, 2015)
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42
CAPITULO III
3 MARCO METODOLÓGICO
3.1 Tipo de investigación
El presente estudio es de tipo experimental, ya que el planteamiento a investigar es delimitado y
específico, se llevó a cabo en los Laboratorios de Aseguramiento de la Calidad de las Plantas de
Alimento Balanceado 1 y 2 se analizó el porcentaje de proteína cruda en materias primas y productos
terminados por dos métodos Kjeldahl y Dumas.
3.2 Población y Muestra
3.2.1 Población
Lotes con materias primas y producto terminado a granel y ensacado, correspondientes al
6 de Julio de 2015.
3.2.2 Muestra
Se muestreó 9 materias primas y 6 productos terminados, identificados con nombre, fecha , número
de lote, las cuales fueron analizadas por los dos métodos Kjeldahl y Dumas 10 muestras por cada
materia prima y producto terminado (ver tabla 9-10 )
Matriz:
Materias primas (MP)
Productos terminados (PT)
Tabla 9. Especificaciones de porcentaje de proteínas en materias primas
MATERIAS PRIMAS
% Proteína (especificaciones)
<10 10 a 20 > 20
MP Especificación
%
MP Especificación
%
MP Especificación
%
Maíz 9,0 ± 0,8 Afrechillo de trigo 14 ± 2 Harina de pescado 65 ± 4.0
Trigo 10,5 ± 1,5 Palmiste 13,0 ± 3,0 Pasta de Soya
Importada
46 ± 1
Arrocillo
Molido
8 ± 2 Polvillo de cono de
arroz
13 ± 1,5 Afrecho de Cerveza 27.5 ± 3,5
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43
Tabla 10 Especificaciones de porcentaje de proteína en productos terminados.
Elaborado por Liliana Mera.
Se eligió las materias primas (MP) tomando en cuenta los siguientes aspectos:
MP de uso común en las plantas de Alimento Balanceado
MP que constituyen aproximadamente el 80% en la formulación como es el caso del maíz,
pasta de soya importada, trigo.
En el caso de productos terminados PT se tomó en cuenta los siguientes aspectos (Ver Tabla 9)
PT que constituyen el mayor porcentaje de producción en las plantas de Alimento
Balanceado
- En la Planta 1: Producción aproximada 10,000 ton/mes
Los alimentos 2 y 3 constituyen el 10% de la producción siendo los dos productos de mayor
producción, tomando en cuenta que el 90% restante corresponde a un aproximado de
113(formulaciones) (PT)
- En la Planta 2: Producción aproximada 23,000 ton/mes
Los alimentos 1 y 6 constituyen 21,7% y 8.7% respectivamente de la producción total
PT que contienen alto porcentaje de Proteína
Alimentos 4 y 5
(PRONACA, 2014)
PRODUCTOS TERMINADOS
% Proteína (Formulación)
10 a 20 > 20
CÓDIGO PT % CÓDIGO PT %
T114R1I0 Alimento 1 18 T115M2GB Alimento 4 41
T321R2GB Alimento 2 18 T324M2GB Alimento 5 34
T431R2GB Alimento 3 14 T628Z2A1 Alimento 6
21
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44
Figura 15. Materias primas en sacos y
a granel
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45
3.3 Diseño experimental
3.2.1 Diseño metodológico
Diagrama de proceso. 1Proceso de investigación
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46
a) Descripción del Procedimiento Método Kjeldahl modificado
(VerAnexo 3. Procedimiento Kjeldahl)
Materiales y equipos
Tubos de digestión Kjeldahl de 350 ml
Erlenmeyer de 500 ml
Bureta digital de 50 ml
Dispensadores de 50 ml para ácido bórico
Dispensadores de 50 ml para agua destilada
Bureta digital de 50 ml para ácido clorhídrico
Balanza Analítica con precisión 0,0001mg
Digestor Gerhardt
Dispositivo extractor de humos (Sorbona)
Destilador Kjeldahl
Piceta
Gotero
Material de pesaje
Reactivos
Ácido sulfúrico concentrado 96-98% libre de Nitrógeno
Mezcla catalizadora. 95.4 % de sulfato de sodio anhidro, 1.8 % de sulfato de cobre
pentahidratado y 2.8 % de óxido de titanio ó tableta Kjeldahl
Solución de hidróxido de sodio al 30 %.
Solución indicador mixto
Solución acuosa de ácido bórico al 2.5 %.
Ácido clorhídrico 0.1 N valorado 3 veces en cada cambio
Agua destilada conductividad Máx.: 2
Procedimiento
1. Se pesó 0,5 gramos con precisión de 0,1 mg de la muestra finamente molida y
homogenizada.
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47
Figura 16. Muestras molidas
2. Se colocó en un tubo Kjeldahl
3. Se añadió una tableta de digestión Kjeldahl y 20 ml de H2SO4
Figura 17. Adición de tableta Kjeldahl y digestión
4. Se colocó el tubo de digestión con la muestra en el digestor, encendiendo el extractor de
gases, la muestra alcanza una temperatura de calentamiento aproximadamente a 400°C,
hasta ebullición del ácido
5. Se mantuvo el calentamiento hasta 15 minutos después de que el digestado estuvo
completamente claro (aproximadamente 1:30 minutos, tiempo total de digestión).
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48
Figura 18. Muestras digestadas
Figura 19. Muestras añadidas indicador mixto y ácido bórico
6. Se enfría, cuidadosamente añadiendo alrededor de 100 ml de agua destilada libre de
nitrógeno.
7. Se añadió 50 ml de ácido bórico en un erlenmeyer de 500 ml
8. Se añadió 4 gotas de solución de indicador mixto en el erlenmeyer con la solución de ácido
bórico
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49
Figura 21. Viraje de color luego de la titulación
9. Al iniciar la operación por primera vez en el equipo destilador se corrió un lavado completo
(programa en el destilado)
10. Se acopló el tubo digestado en el equipo para destilar cuya programación es: STEP 1: 8s;
STEP 2: 3s; STEP 3: 100% al igual que el erlenmeyer que contiene la solución de ácido
bórico e indicador mixto
11. Se retiró el erlenmeyer y se lavó con agua destilada la punta del tubo recolector dentro el
recipiente.
Figura 20. Destilación de las muestras
12. Se tituló con ácido clorhídrico 0,1 N hasta cambio de color de verde a violeta.
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50
13. Se calculó el porcentaje de proteína.
14. Al finalizar cada jornada se lava el equipo corriendo un programa completo en el destilado
Cálculos
Proteína cruda (%) = % nitrógeno x 6.25 o 5,83
b) Determinación de proteína método Dumas
(Ver Anexo 4. Procedimiento Dumas)
Materiales y equipos
Lana de vidrio (quartz wool)
Balanza analítica con precisión de 0,01 mg
Capsulas de aluminio de 30mm
Analizador de nitrógeno y accesorios ( thermocombustión Flash 2000)
Reactivos
Gas comprimido oxígeno Pureza 5,0
Gas comprimido helio pureza grado 5,0
Standard nitrógeno-ácido aspártico 10,52% nitrógeno de alta pureza
Oxido de cobre de alta pureza
Oxido catalizador
Sílica gel
Soda lime
Molecular sieves
Procedimiento
1. Se encendió el equipo 2 horas antes del análisis, se verificó que cumpla con los siguientes
parámetros, lo que nos garantiza su correcto funcionamiento.
2. Antes de cada corrida fue necesario verificar que el instrumento se encuentra en óptimo
funcionamiento.
Temperatura de tubo de la izquierda 950oC
Temperatura de tubo de la derecha 840oC
Temperatura horno 50oC
Flujo de carrier 140 ml/min
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51
Flujo de oxígeno 300ml/min
Flujo de referencia 200ml/min
Estándar
50 mg de ácido
aspártico
Tiempo de recorrido de la muestra 460 seg.
Tabla 11. Condiciones de funcionamiento equipo thermocombustión Flash 2000
3. Se encendió el software xperience eager en el PC
4. Previo al análisis de muestras se realizó una estandarización que consistió en
a) Añadir un blanco (cápsula vacía) en el automuestreador, seguido de una cápsula que
contiene la sustancia estándar (ácido aspártico) bypass,se analizó tres muestras de la
sustancia patrón, de esta manera se acondiciona al equipo.
5. Se pesó 150-200 mg de muestra finamente molida y homogenizada en malla tamiz de 0,1
mm.
Figura 22Preparación y pesado de muestras
6. Se cierra la cápsula de aluminio (manejando cuidadosamente las muestras con pinzas
durante el sellado).
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52
Figura 24. Disco porta muestras
Figura 23. Sellado de muestras
7. Se colocó las muestras en el reactor de combustión a través del inyector automático
automuestreador junto con la cantidad adecuada de oxígeno. Ver tabla 10
8. Después de la combustión, los gases resultantes se llevan por un flujo de helio, a un segundo
reactor lleno con cobre, se retiene H2O y CO2, con ayuda de trampas pasa a una columna
cromatográfica (GC), el N2 finalmente se determina por un detector de conductividad
térmica (TCD)
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53
Figura 26. Equipo Dumas
Figura 25. Trampas de Oxidación y
Reducción
9. El Informe de resultados se generó automáticamente al software (xperience eage)
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54
Cálculos
Proteína cruda (%) =% nitrógeno x 6.25 o 5,83
3.2.2 Diseño estadístico
a) Variables independientes
Método Kjeldahl y Método Dumas
Tipo de matriz
b) Variable dependiente
Porcentaje de Proteína
a) Investigación preliminar
Se realizó un estudio preliminar utilizando la base de datos de porcentaje de proteína en materias
primasde Laboratorio 1 (Método Kjeldahl) y laboratorio 23(Método Dumas) correspondiente al mes
de enero 2014
Se empleó una prueba F de comparación de varianzas y una prueba t de comparación de medias para
determinar si existe diferencia significativa entre los métodos Kjeldahl y Dumas
Método 1: Kjeldahl
Método 2: Dumas
Ho: No hay diferencia significativa entre los dos métodos
H1: Sí hay diferencia significativa entre los dos métodos
Se aplicó estadísticamente las pruebas de comparación de medias y varianzas de los datos
obtenidos
Prueba t para varianzas iguales (comparación de medias)
3 Laboratorio 1: Laboratorio correspondiente a la planta de alimento balanceado 1 ubicada en Pichincha
Laboratorio 2: Laboratorio correspondiente a la planta de alimento balanceado 2 ubicada en Guayas
21
21
11
NNs
xxt
p
2
11
21
2
22
2
112
NN
sNsNsp
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55
Prueba t para varianzas desiguales (comparación de medias)
Prueba F
Comparación de varianzas de los dos métodos Kjeldahl y Dumas.
b) Determinación de exactitud de los métodos.
Prueba de exactitud
Por intercomparación de los resultados con laboratorios acreditados
Para la determinación de exactitud de los métodos, se analizaron muestras certificadas con
porcentaje de proteína medio y alto, que se tomaron como referencia tanto para MP como para PT
(muestras AAFCO, con porcentaje de proteína 16% y 60%) , por el método Kjeldahl en dos
laboratorios acreditados y en el laboratorio de la Planta 1.
Se realizó tres repeticiones de cada muestra en los tres laboratorios participantes.
Se comparó los resultados obtenidos aplicando el tratamiento estadístico de diseños anidados
Muestra AAFCO 16% y muestra AAFCO 60%
Tabla 12. Resultados análisis de comparación entre laboratorios
Lab. 3: Laboratorio acreditado método Kjeldahl OSP alimentos UCE
Lab. 3 Lab. 4 Lab. 1
NÚMERO DE
REPETICIONES
1 1 1
2 2 2
3 3 3
2
2
2
1
2
1
21
N
s
N
s
xxt
)1()1( 2
2
2
4
2
1
2
1
4
1
2
2
2
2
1
2
1
NN
s
NN
s
N
s
N
s
1
)(
1
)(
2
2
1
2
2
2
2
1
2
1
N
xx
N
xx
S
SF
i
i
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56
Lab. 4: Laboratorio acreditado método Kjeldahl Multianalítica
Lab.1: Laboratorio Puembo método Kjeldahl
Hipótesis
H0: No existe diferencia significativa entre laboratorios
H1: Existe diferencia significativa entre laboratorios
Diseño estadístico aplicado Diseño de Factores anidados
Diagrama de proceso. 2 Diseño Anidado
Diagrama de proceso. 3 Diseño Anidado para Muestra AAFCO 60% y AAFCO 16%
Tabla 13 ANOVA Diseño Anidado
Fuente de Variación Suma de
Cuadrados
Grados de
libertad
Cuadrado Simple F
Entre grupos Sb p - 1 Mb= Sb (p-1 ) Mb/Mw
Dentro de los grupos Sw p(n-1) Mw= Sw p (n-1 )
Total Stot= Sb - Sw pn -1
MUESTRA
MUESTRA
LABORATORIO
Analista
REPETICIONESn
DETERMINACION DE PROTEINA KJELDAHL
MUESTRA AAFCO
60% - 16%
LABORATORIO 3 (ANALISTA)
OSP UCE
R1 R2 R3
LABORATORIO 4
(ANALISTA)
MULTIANALITICA
R1 R2 R3
LABORATORIO 2
(ANALISTA)
PUEMBO
R1 R2 R3
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57
Prueba t con un valor conocido
Se realizó la comparación del valor obtenido en los análisis en el laboratorio acreditado que este
caso se toma como valor real y el valor obtenido experimentalmente en el laboratorio 3 (valor
experimental), y a continuación se aplicó una
tratamiento estadístico Prueba “t”
Tabla 14.Esquema resultado para prueba T con un valor conocido
Muestra Lab 3 Lab 1
NÚMERO DE
REPETICIONES
1 1
2 2
3 3
Media
𝒖𝟎
�̅�
valor
verdadero
Desviación Estándar S S
Lab3: Laboratorio Acreditado OSP UCE
Lab1: Laboratorio Puembo
Prueba t:
Ho: No existe diferencia significativa entre la media y el valor aceptado como verdadero
H1: Existe diferencia significativa entre la media y el valor aceptado como verdadero
Con una muestra de valor conocido
AFFCO 60% y 16%
Ho:
El método 1-2 es exacto
H1: El método 1-2 no es exacto
Método 1: Kjeldahl
Método 2:Dumas
s
Nxt
)( 0
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58
Tabla 15. Esquema resultados obtenidos Método Kjeldahl y Dumas
µ = valor verdadero (del certificado)
S=
t =
t 0,05 =
z =
c) Comparación de métodos empleando matrices definidas MP y PT
Contenido bajo de proteína (<10%), contenido medio de proteína (10-20%), contenido alto de
proteína (> 20 %)
Igual para cada matriz
Ho: No existe diferencia significativa entre el método Kjeldahl y el método Dumas utilizando como
matriz (materia prima: % proteína < 10, de 10 a 20 y > 20) y (producto terminado: % proteína de
10 a 20 y > 20)
H1: Existe diferencia significativa entre el método Kjeldahl y el método Dumas utilizando como
matriz (materia prima: % proteína < 10, de 10 a 20 y > 20) y (producto terminado: % proteína de
10 a 20 y > 20)
Método 1: Kjeldahl
Método 2: Dumas
Tabla 16. Esquema Resultados para comparación de métodos
Repeticiones
%
proteína
Kjeldahl
%
proteína
Dumas
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
promedio
desvest
MUESTRA %
PROTEINA
%
PROTEINA
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote Método 1 Método 2
1
2
3
4
s
Nxt
)(
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59
Prueba F comparación de varianzas
Prueba t comparación de medias para datos emparejados
Gráfica de correlación comparación de métodos
Eje "x": Método Kjeldahl
Eje "y”: Método Dumas
5
6
7
8
9
10
Promedio
DesvEst
Varianza
Gradliber
F
F 0,05
F 0,01
ds
Ndt
1
)(
1
)(
2
2
1
2
2
2
2
1
2
1
N
xx
N
xx
S
SF
i
i
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60
CAPÍTULO IV
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1 ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
A) INVESTIGACIÓN PRELIMINAR
Se realizó la investigación preliminar utilizando la base de datos de porcentaje de proteína en
materias primasde Laboratorio 1 (Método Kjeldahl) y laboratorio 2(Método Dumas) correspondiente
al mes de enero 2014
a.1) Materias primas (MP)
Los resultados que se presentan en las tablas 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 muestran la comparación de
los dos métodos en muestras correspondientes al mismo proveedor, se han planteado las siguientes
hipótesis.
H0: No existe diferencia significativa entre varianzas (varianzas iguales) 𝑆12 = 𝑆2
2
H1: Existe diferencia significativa entre varianzas (varianzas desiguales) 𝑆12 > 𝑆2
2
El contraste de hipótesis se ha realizado mediante la prueba F (homogeneidad de varianzas)
Adicionalmente para saber si existe diferencia entre medias se ha realizado la prueba t
H0: La medias son iguales �̅�𝟏 = �̅�𝟐
H1: La medias no son iguales�̅�𝟏 ≠ �̅�𝟐
MATERIAS PRIMAS CON PORCENTAJE DE PROTEÍNA MENORES AL 10%
Maíz
Tabla 17. Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para maíz
Laboratorio 2 Laboratorio 1
N° %PROTEINA %PROTEINA
Método Dumas
AOAC 992.15, AOAC
990.03
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
1 8,12 8,40
2 7,81 8,17
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61
Laboratorio 2 Laboratorio 1
N° %PROTEINA %PROTEINA
Método Dumas
AOAC 992.15, AOAC
990.03
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
3 7,75 8,02
4 7,92 8,67
5 7,87 8,60
6 8,10 8,50
7 8,01 8,98
8 8,17 8,85
9 8,10
10 7,87 8,31
11 8,16 8,15
12 8,12 8,20
13 7,54 8,44
14 7,51
15 8,09
16 8,10
17 8,04
19 8,16
20 7,96
x 7,97 8,44
S 0,20 0,29
S2 0,04 0,09
GL 18 11
PRUEBA F
F= 2,16 NS( varianzas iguales)
F0.05= 2,37
F0.01= 3,43
PRUEBA t
Estadístico t -5,38 **
Valor crítico de t (dos
colas) 0,05 2,04
Valor crítico de t (dos
colas) 0,01 2,75
Como lo muestra la tabla 17 no existe diferencia significativa entre varianzas, se acepta la hipótesis
Ho, sin embargo la prueba t demuestra que hay una diferencia significativa entre medias aceptándose
la hipótesis Hi
Los datos obtenidos para la muestra de maíz son precisos pero no exactos.
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62
MATERIA PRIMA CON PORCENTAJE DE PROTEÍNA DE 10 – 20 %
Palmiste
Tabla 18.Comparación de los métodos Kjeldahl y Dumas para palmiste
N°
Laboratorio 2 Laboratorio 1
% PROTEINA % PROTEINA
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
1 12,24 15,09
2 12,22 13,98
3 13,43 14,76
4 11,15
14,30
5 13,55 14,67
6 12,05 15,73
7 13,57
8 15,07
9 13,08
10 13,13
11 15,36
12 15,14
13 13,61
14 14,56
15 15,04
X 12,44 14,47
S 0,91 0,83
S2 0,82 0,68
GL 5 14
PRUEBA F
F = 0,83 NS ( varianzas iguales)
F 0,05 = 4,64
F 0,01 = 9,77
PRUEBA t
Estadístico t -4,96 **
Valor crítico de t
(dos colas) 0,05 2,09
Valor crítico de t
(dos colas) 0,01 2,86
Como lo muestra la tabla 18 no existe diferencia significativa entre varianzas, se acepta la hipótesis
Ho, la prueba t demuestra que hay una diferencia significativa entre medias aceptándose la hipótesis
Hi
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63
Los datos obtenidos para la muestra de palmiste son precisos pero no exactos.
Afrechillo de trigo
Tabla 19.Comparación de los métodos Kjeldahl y Dumas para afrechillo de trigo
N°
Laboratorio 2 Laboratorio 1
%PROTEINA %PROTEINA
Método Dumas
AOAC 992.15, AOAC
990.03
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
1 16,88 15,37
2 16,96 14,03
3 16,20 15,65
4 16,98 14,71
5 16,46 14,52
6 16,78
7 15,61
8 15,57
9 16,03
10 15,47
11 15,43
12 15,73
13 15,37
14 15,25
15 14,647
16 13,75
X 15,82 14,86
S 0,89 0,65
S2 0,79 0,43
GL 15 4
PRUEBA F
F= 0,54
NS (varianzas
iguales)
F0.05= 3,06
F0.01= 4,90
PRUEBA t
Estadístico t 2,23 *
Valor crítico de t
(dos colas) 0,05 2,09
Valor crítico de t
(dos colas) 0,01 2,86
Como lo muestra la tabla 19 no existe diferencia significativa entre varianzas, se acepta la hipótesis
Ho, la prueba t demuestra que hay una diferencia significativa entre medias aceptándose la hipótesis
Hi
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64
Los datos obtenidos para la muestra de afrechillo son precisos pero no exactos.
Polvillo de Cono
Tabla 20. Comparación de los métodos Kjeldahl y Dumas para polvillo de cono
N°
Laboratorio 2 Laboratorio 1
%PROTEINA %PROTEINA
Método Dumas
AOAC 992.15, AOAC
990.03
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
1 13,73 13,05
2 13,39 14,73
3 13,22 14,41
4 13,86 13,48
5 11,30 14,21
6 12,12 15,23
7 13,46 13,91
8 13,44 13,15
9 12,84 13,49
10 12,72 13,85
X 13,01 13,95
S 0,79 0,74
S2 0,89 0,49
GL 9 9
PRUEBA F
F = 0,55
NS (varianzas
iguales)
F 0,05 = 3,18
F 0,01 = 5,35
PRUEBA t
Estadístico t -2,82 *
Valor crítico de t
(dos colas) 0,05 2,10
Valor crítico de t
(dos colas) 0,01 2,88
Como lo muestra la tabla 20 no existe diferencia significativa entre varianzas, se acepta la hipótesis
Ho, sin embargo la prueba t demuestra que hay una diferencia significativa entre medias aceptándose
la hipótesis Hi
Los datos obtenidos para la muestra de polvillo son precisos pero no exactos.
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65
MATERIA PRIMA CON PORCENTAJE DE PROTEÍNA DE >20 %
Afrecho de cerveza
Tabla 21.Comparación de los métodos Kjeldahl y Dumas para afrecho de cerveza
N°
Laboratorio 2 Laboratorio 1
%PROTEINA %PROTEINA
Método Dumas
AOAC 992.15, AOAC
990.03
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
1 22,96 21,15
2 23,79 25,04
3 25,63 23,39
4 22,74
5 20,22
6 21,46
7 19,59
8 22,20
X 22,32 23,19
S 1,94 1,95
S2 3,76 3,81
GL 7 2
PRUEBA F
F = 1,01 NS (Varianzas iguales)
F 0,05 = 4,74
F 0,01 = 9,55
PRUEBA t
Estadístico t -0,66 NS
Valor crítico de t
(dos colas) 0,05 2,26
Valor crítico de t
(dos colas) 0,01 3,25
Como lo muestra la tabla 21, no existe diferencia significativa entre varianzas, se acepta la hipótesis
Ho, la prueba t demuestra que no existe una diferencia significativa entre medias aceptándose la
hipótesis HO
Los datos obtenidos para la muestra de polvillo son precisos y exactos.
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66
Pasta de Soya
Tabla 22.Comparación para los métodos Kjeldahl y Dumas para pasta de soya
N°
Laboratorio 2 Laboratorio 1
%PROTEINA %PROTEINA
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
1 47,32 47,13
2 47,20 47,72
3 47,42 47,02
4 47,55 47,78
5 47,39 48,01
6 47,46 48,02
7 47,19 47,29
8 47,24 47,89
9 47,65
10 48,15
x 47,35 47,67
S 0,13 0,42
S2 0,02 0,15
GL 7 9
PRUEBA F
F = 9,04 **(varianzas desiguales)
F 0,05 = 3,68
F 0,01 = 6,72
PRUEBA t
Estadístico t -2,41 *
Valor crítico de t
(dos colas) 0,05 2,20
Valor crítico de t
(dos colas) 0,01 3,11
Como lo muestra la tabla 22, existe diferencia significativa entre varianzas, se acepta la hipótesis H1,
la prueba t demuestra que existe diferencia significativa entre medias aceptándose la hipótesis H1
Los datos obtenidos para la muestra de pasta de soya no son precisos ni exactos.
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67
Harina de pescado
Tabla 23.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para harina de pescado
N°
Laboratorio 2 Laboratorio 1
%PROTEINA %PROTEINA
Método Dumas Método Kjeldahl
AOAC 992.15, AOAC
990.03
AOAC 988,05
modificado
1 65,77 63,84
2 64,1 66,26
3 62,34 64,5
4 65,62
5 64,33
6 64,49
x 64,44 64,87
S 1,24 1,25
S2 1,54 1,56
GL 5 2
PRUEBA F
F = 1,02 NS (varianzas iguales)
F 0,05 = 5,79
F 0,01 = 13,27
PRUEBA t
Estadístico t -1,20 NS
Valor crítico de t
(dos colas) 0,05 2,57
Valor crítico de t
(dos colas) 0,01 4,03
Como lo muestra la tabla 23, no existe diferencia significativa entre varianzas, se acepta la hipótesis
Ho, la prueba t demuestra que no existe diferencia significativa entre medias aceptándose la hipótesis
Ho
Los datos obtenidos para la muestra de harina de pescado son precisos y exactos.
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68
b) Determinación de exactitud de los métodos
Se aplicó un diseño estadístico anidado comparando los resultados obtenidos por el método Kjeldahl
en el laboratorio 1Puembo y en dos laboratorios acreditados por el OAE; OSP y Multianalítica.
Se utilizó dos muestras certificadas AAFCO con un valor conocido de proteína
AAFCO min 16% SWINE GROWER 201328
AAFCO min 60% CORN GLUTEN MEAL 201327
Realizando 3 repeticiones de cada muestra y se obtuvo los siguientes resultados
MUESTRA
Swine grower 16%
LOTE: 201328
SWINE GROWER
REPETICIONES
LABORATORIO 3 LABORATORIO 4 LABORATORIO 1
LABORATORIO
OSP
LABORATORIO
MULTIANALITICA
LABORATORIO
PUEMBO
1 18,15 17,96 18,2
2 18,11 17,67 17,96
3 18,25 17,86 17,92
Con ayuda de un programa estadístico Minitab 17 se aplica el diseño anidado que compara 2
variables que son laboratorio (resultados), analista (una analista por laboratorio) obteniendo los
siguientes resultados
ANOVA anidada: RESULTADOS vs. ANALISTAS
Análisis de varianza de RESULTADOS
Fuente GL SC MC F P
ANALISTAS 2 0,1747 0,0874 5,316 0,047
Error 6 0,0986 0,0164
Total 8 0,2733
Componentes de la varianza
% del
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69
Fuente Comp. Var. Total Desv.Est.
ANALISTAS 0,024 58,99 0,154
Error 0,016 41,01 0,128
Total 0,040 0,200
Media de cuadrados esperada
1 ANALISTAS 1,00(2) + 3,00(1)
2 Error 1,00(2)
El resultado obtenido al aplicar el diseño anidado para la muestra de AAFCO SWINE GROWER
201328 demuestra que no existe una diferencia significativa entre los valores obtenidos ya que el
valor p 0,047 es menor que el valor F al 0,05%, porlo tanto los resultados obtenidos por el método
Kjeldahl en el laboratorio 1 no difieren de los resultados obtenidos en los laboratorios acreditados
OSP Y Multianalítica.
MUESTRA
AAFCO 60%
Corn gluten meal
LOTE: 201327
CORN GLUTEN MEAL 201327
REPETICIONES
LABORATORIO 3 LABORATORIO 4 LABORATORIO 1
LABORATORIO
OSP
LABORATORIO
MULTIANALITICA
LABORATORIO
PUEMBO
1 58,58 58,59 58,49
2 58,96 59,25 57,35
3 58,89 59,57 58,31
ANOVA anidada: RESULTADO vs. ANALISTA
Análisis de varianza de RESULTADO
Fuente GL SC MC F P
ANALISTA 2 1,9594 0,9797 4,677 0,060
Error 6 1,2569 0,2095
Total 8 3,2162
Componentes de la varianza
% del
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70
Fuente Comp. Var. total Desv. Est.
ANALISTA 0,257 55,07 0,507
Error 0,209 44,93 0,458
Total 0,466 0,683
Media de cuadrados esperada
1 ANALISTA 1,00(2) + 3,00(1)
2 Error 1,00(2)
El resultado obtenido al aplicar el diseño anidado para la muestra de AAFCO CORN GLUTEN
MEAL 201327 demuestra que no existe una diferencia significativa entre los valores obtenidos ya
que el valor p 0,060 es menor que el valor F al 0,05%, por lo tanto con los resultados obtenidos en
las 2 muestras AAFCO CORN GLUTEN MEAL Y AAFCO SWINE GROWER por el método
Kjeldahl en el laboratorio 1 no difieren de los resultados obtenidos en los laboratorios acreditados
OSP Y Multianalítica, demostrando así exactitud y precisión en el método Kjeldahl Laboratorio
1Puembo
Prueba t con un valor conocido
Se realizó la comparación de la muestra de AAFCO CORN GLUTEN MEAL que tiene un porcentaje
de proteína aproximado de 60%,y se tomó como valor verdadero la media de los resultados obtenidos
en el laboratorio OSP, aplicando una prueba t de comparación de medias
Se han planteado las siguientes hipótesis:
Ho: No existe diferencia significativa entre la media y el valor aceptado como verdadero
H1: Existe diferencia significativa entre la media y el valor aceptado como verdadero
Laboratorio 3 OSP: la media se toma como valor verdadero
Laboratorio 1Puembo: la media se toma como valor experimental
Tabla 24.Comparación Laboratorio 3 OSP vs Laboratorio 1Puembo
Fecha MUESTRA Proveedor Lote
LABORATORIO
3 LABORATORIO 1
LABORATORIO
OSP
LABORATORIO
PUEMBO
10/08/2014 AFFCO
CORN
GLUTEN
MEAL 201327 58,58 58,49
10/08/2014 AFFCO
CORN
GLUTEN
MEAL 201327 58,96 57,35
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71
Fecha MUESTRA Proveedor Lote
LABORATORIO
3 LABORATORIO 1
LABORATORIO
OSP
LABORATORIO
PUEMBO
10/08/2014 AFFCO
CORN
GLUTEN
MEAL 201327 58,89 58,31
x 58,81 58,05
S 0,20 0,62
S2 0,04 0,38
G.L 2 2
PRUEBA F
F = 9,28
NS (varianzas
iguales)
F 0,05 = 19
F 0,01 = 99
PRUEBA t
Estadístico t 2,03 NS
Valor crítico de t (dos colas) 0,05 2,78
Valor crítico de t (dos colas) 0,01 4,60
Como lo muestra la tabla 24, no existe diferencia significativa entre varianzas, al aplicar la prueba t
para comparación de medias se acepta la hipótesis Ho, demostrando que no existe diferencia
significativa entre medias, por lo tanto el método Kjeldahl el preciso y exacto
• Con una muestra de valor conocido
Se analizó las muestras de valor conocido de proteína AFFCO 60% y 16% por los dos métodos
Método 1: Kjeldahl y Método 2:Dumas, y se aplicó una prueba t de comparación de medias para
determinar si existe exactitud y precisión en el método Dumas.
Se planteó las siguientes hipótesis:
H0: No existe diferencia significativa entre varianzas (varianzas iguales) 𝑆12 = 𝑆2
2
H1: Existe diferencia significativa entre varianzas (varianzas desiguales)𝑆12 > 𝑆2
2
H0: La medias son iguales �̅�1 = �̅�2
H1: La medias no son iguales�̅�1 ≠ �̅�2
Muestra AAFCO CORN GLUTEN MEAL Min. 60% proteína
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72
Tabla 25.Resultados obtenidos Método Kjeldahl y Dumas para muestra
AAFCO Corn Gluten Meal
CORN GLUTEN MEAL
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote
%
PROTEÍNA
%
PROTEÍNA
Método
Kjeldahl
AOAC
988,05
modificado
Método
Dumas
AOAC
992.15,
AOAC
990.03
04/07/2014 1 AAFCO 201327 58,49 58,98
04/07/2014 2 AAFCO 201327 57,35 57,67
04/07/2014 3 AAFCO 201327 58,31 57,12
04/07/2014 4 AAFCO 201327 57,45 58,11
04/07/2014 5 AAFCO 201327 57,71 57,45
04/07/2014 6 AAFCO 201327 57,53 57,12
04/07/2014 7 AAFCO 201327 57,80 58,13
04/07/2014 8 AAFCO 201327 57,57 57,45
04/07/2014 9 AAFCO 201328 57,75 58,23
04/07/2014 10 AAFCO 201328 58,48 57,42
x 57,84 57,77
S 0,43 0,59
S2 0,18 0,34
G.L 9,00 9,00
PRUEBA F
F = 1,88
NS (varianzas
iguales)
F 0,05 = 3,18
F 0,01 = 5,35
PRUEBA t
Estadístico t 0,33
NS
Valor crítico de t (dos colas) 0,05 2,10
Valor crítico de t (dos colas) 0,01 2,88
Se acepta la hipótesis Ho no existe diferencia significativa entre varianzas y medias, por lo tanto el
método Dumas es preciso y exacto
Para la muestra AAFCO Corn Gluten Meal los métodos Dumas y Kjeldahl presentan datos exactos
y precisos
Muestra AAFCO SWINE GROWER Min 16% proteína
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73
Tabla 26.Resultados obtenidos Método Kjeldahl y Dumas muestra
AAFCO Swine Grower
SWINE GROWER
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote
%
PROTEÍNA
%
PROTEÍNA
Método
Kjeldahl
AOAC
988,05
modificado
Método
Dumas
AOAC
992.15,
AOAC
990.03
04/07/2014 1 AAFCO 201327 18,20 18,23
04/07/2014 2 AAFCO 201327 17,96 18,01
04/07/2014 3 AAFCO 201327 17,92 18,30
04/07/2014 4 AAFCO 201327 18,19 17,99
04/07/2014 5 AAFCO 201327 18,39 17,89
04/07/2014 6 AAFCO 201327 18,24 18,10
04/07/2014 7 AAFCO 201327 18,70 17,90
04/07/2014 8 AAFCO 201327 18,16 18,34
04/07/2014 9 AAFCO 201328 19,16 17,99
04/07/2014 10 AAFCO 201328 18,24 18,65
x 18,32 18,14
S 0,37 0,24
S2 0,14 0,06
G.L 9,00 9,00
PRUEBA F
F = 0,42
NS (varianzas
iguales)
F 0,05 = 3,18
F 0,01 = 5,35
PRUEBA t
Estadístico t 1,27 NS
Valor crítico de t (dos colas) 0,05 2,10
Valor crítico de t (dos colas) 0,01 2,88
Se acepta la hipótesis Ho no existe diferencia significativa entre varianzas y medias, por lo tanto el
método Dumas es preciso y exacto
Para la muestra AAFCO Swine Grower los métodos Dumas y Kjeldahl presentan datos exactos y
precisos.
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74
c) Comparación de métodos empleando matrices definidas MP(Materias Primas ) y PT
(Producto Terminado)
Resultados obtenidos por método de digestión Kjeldahl y de combustión Dumas
Se realizó 10 repeticiones de cada muestra por los dos métodos, planteando las siguientes
hipótesis:
Prueba F de homogeneidad de varianzas
H0: No existe diferencia significativa entre varianzas (varianzas iguales) 𝑆12 = 𝑆2
2
H1: Existe diferencia significativa entre varianzas (varianzas desiguales) 𝑆12 > 𝑆2
2
Prueba de Comparación de medias
H0: Las medias son iguales �̅�𝟏 = �̅�𝟐
H1: Las medias no son iguales �̅�𝟏 ≠ �̅�𝟐
c.1) Materias primas
MATERIAS PRIMAS CON CONTENIDO BAJO DE PROTEÍNA (< 10%)
Maíz
Especificación: 9,0 ± 0,8 % Proteína
Tabla 27.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para maíz nacional
MAÍZ
M40006KE
%
PROTEINA
%
PROTEINA
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote
Método
Kjeldahl
AOAC
988,05
modificado
Método
Dumas
AOAC
992.15,
AOAC
990.03
06/07/2015 1 Buque Virgo Colossus s/l 8,90 9,07
06/07/2015 2 Buque Virgo Colossus s/l 8,68 9,16
06/07/2015 3 Buque Virgo Colossus s/l 9,25 8,94
06/07/2015 4 Buque Virgo Colossus s/l 8,38 8,90
06/07/2015 5 Buque Virgo Colossus s/l 9,08 8,06
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75
MAÍZ
M40006KE
%
PROTEINA
%
PROTEINA
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote
Método
Kjeldahl
AOAC
988,05
modificado
Método
Dumas
AOAC
992.15,
AOAC
990.03
06/07/2015 6 Buque Virgo Colossus s/l 8,38 8,13
06/07/2015 7 Buque Virgo Colossus s/l 8,62 8,22
06/07/2015 8 Buque Virgo Colossus s/l 8,45 7,82
06/07/2015 9 Buque Virgo Colossus s/l 8,47 8,10
06/07/2015 10 Buque Virgo Colossus s/l 8,74 8,20
X 8,70 8,46
S 0,30 0,50
S2 0,09 0,25
GL 9 9
PRUEBA F
F 2,74
NS
(varianzas
iguales)
F 0,05 3,18
F 0,01 5,35
PRUEBA t
Estadístico t 1,28 NS
Valor crítico de t (dos colas) 0,05 2,10
Valor crítico de t (dos colas) 0,01 2,88
Como se muestra en la tabla 27 no existe diferencia significativa entre varianzas y medias, se acepta
la hipótesis Ho.
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76
Arrocillo molido
Especificación:8 ± 2 % proteína
Tabla 28.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para arrocillo molido
ARROCILLO MOLIDO
M50006MC
%
PROTEÍNA
%
PROTEÍNA
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote
Método
Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método
Dumas
AOAC
992.15,
AOAC 990.03
06/07/2015 1
PILADORA
DURAN 17173 8,87
8,21
06/07/2015 2
PILADORA
DURAN 17173 8,83
8,15
06/07/2015 3
PILADORA
DURAN 17173 9,05
8,84
06/07/2015 4
PILADORA
DURAN 17173 8,28
8,93
06/07/2015 5
PILADORA
DURAN 17173 9,13 9,38
06/07/2015 6
PILADORA
DURAN 17173 8,87 8,12
06/07/2015 7
PILADORA
DURAN 17173 8,77
8,84
06/07/2015 8
PILADORA
DURAN 17173 8,56
9,38
06/07/2015 9
PILADORA
DURAN 17173 8,87
8,18
06/07/2015 10
PILADORA
DURAN 17173 8,92
8,26
x 8,82 8,63
S 0,24 0,51
S2 0,06 0,26
GL 9 9
PRUEBA F
F 4,35
*
(varianzas
desiguales)
F 0,05 3,18
F 0,01 5,35
PRUEBA t
Estadístico t 1,05 NS
Valor crítico de t (dos colas) 0,05 2,16
Valor crítico de t (dos colas) 0,01 3,01
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77
Como se muestra en la tabla 28 para la prueba F(comparación de varianzas)se acepta la hipótesis
H1existe diferencia significativa entre varianzas, para la prueba t ( comparación de medias ) se acepta
la Ho no existe diferencia significativa
Trigo
Especificación: 10,5 ± 1,5 % proteína
Tabla 29.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para trigo suave
TRIGO SUAVE
M40016LD % PROTEINA % PROTEINA
Fecha N° Muestra Proveedor Lote
Método
Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
06/07/2015 1 T PRIME 6418
9,62 10,18
06/07/2015 2 T PRIME 6418
9,67 10,68
06/07/2015 3 T PRIME 6418
9,42 10,85
06/07/2015 4 T PRIME 6418
9,78 10,20
06/07/2015 5 T PRIME 6418
9,45 10,10
06/07/2015 6 T PRIME 6418
9,98 10,08
06/07/2015 7 T PRIME 6418
9,26 10,35
06/07/2015 8 T PRIME 6418
9,80 9,88
06/07/2015 9 T PRIME 6418
9,49 9,42
06/07/2015 10 T PRIME 6418
9,43 9,75
x 9,59 10,15
S 0,22 0,42
S2 0,05 0,18
GL 12,00 12,00
PRUEBA F
F 3,66
*
(varianzas
diferentes)
F 0,05 2,69
F 0,01 4,15
PRUEBA t
Estadístico t -3,73 *
Valor crítico de t (dos colas) 0,05 2,14
Valor crítico de t (dos colas) 0,01 2,98
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78
Como se muestra en la tabla 29 para la prueba F (comparación de varianzas) se acepta la hipótesis
H1 existe diferencia significativa entre varianzas, para la prueba t (comparación de medias se acepta
la Hi existe diferencia significativa entre medias.
Interpretación de Resultados:
Se realizó la comparación en materias primas con porcentaje bajo de proteína < 10 %, las materias
primas analizadas dentro de este rango fueron: maíz, arrocillo molido y trigo, en la muestra de maíz
se aplicó una prueba F (contraste de dos colas) para comparar varianzas como resultado se obtuvo
varianzas iguales entre los métodos por lo tanto existe precisión en los resultados obtenidos, con la
prueba t ( contraste de dos colas) que compara medias experimentales de los dos métodos ,se obtuvo
que los dos métodos son iguales por lo tanto existe exactitud en los resultados obtenidos ; En las
muestras de arrocillo molido y trigo la prueba F (contraste de dos colas ) al 95% las varianzas
difieren, al 99% no existe diferencia , no existe precisión en los resultados obtenidos, en arrocillo
molido con la prueba t ( contraste de dos colas) se obtuvo que los métodos son iguales existe
exactitud en los resultados obtenidos ; en la muestra de trigo con la prueba t ( contraste de dos colas)
se obtuvo que los métodos no son iguales no existe exactitud en los resultados obtenidos.
Tabla 30. Promedio de Materias Primas < 10% de Proteìna
MP
% Proteína
(especificaciones)
Promedio % Proteína
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
Maíz 9,0 ± 0,8 8,70 8,46
Trigo 10,5 ± 1,5 9,59 10,15
Arrocillo Molido 8 ± 2 8,82 8,63
Tabla 31. Resultados de Materias primas < 10% de proteína
MP
Promedio % Proteína
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15, AOAC
990.03
MAIZ 8,90 9,07
MAIZ 8,68 9,16
MAIZ 9,25 8,94
MAIZ 8,38 8,90
MAIZ 9,08 8,06
MAIZ 8,38 8,13
MAIZ 8,62 8,22
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79
MP
Promedio % Proteína
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15, AOAC
990.03
MAIZ 8,45 7,82
MAIZ 8,47 8,10
MAIZ 8,74 8,20
ARROCILLO 8,87 8,21
ARROCILLO 8,83 8,15
ARROCILLO 9,05 8,84
ARROCILLO 8,28 8,93
ARROCILLO 9,13 9,38
ARROCILLO 8,87 8,12
ARROCILLO 8,77 8,84
ARROCILLO 8,56 9,38
ARROCILLO 8,87 8,18
ARROCILLO 8,92 8,26
TRIGO 9,62 10,18
TRIGO 9,67 10,68
TRIGO 9,42 10,85
TRIGO 9,78 10,20
TRIGO 9,45 10,10
TRIGO 9,98 10,08
TRIGO 9,26 10,35
TRIGO 9,80 9,88
TRIGO 9,49 9,42
TRIGO ,43 9,75
Se aplicó un análisis de dos factores con varias muestras por grupos, para determinar cuál es la
variable que influye en el resultado
Tabla 32. ANOVA Materias primas < 10% de Proteína
ANÁLISIS DE VARIANZA
Origen de
las
variaciones
Suma de
cuadrados
Grados
de
libertad
Promedio
de los
cuadrados F Probabilidad
Valor
crítico
para
F0,05
Valor
crítico
para
F0,01
Muestra(A) 20,04 2 10,02
68,50*
* 0,00 3,17 5,02
Método(B) 0,03 1 0,03 0,21 0,64 4,02 7,13
Interacción
A xB 1,98 2 0,99 6,76* 0,00 3,17 5,02
Dentro del
grupo 7,9 54 0,15
Total 29,96 59
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80
Se plantearon las siguientes hipótesis
H0A : Efecto de muestra (A)= 0
HiA: Efecto de muestra (A) ≠0
H0B : Efecto de método (B) = 0
Hi B: Efecto de método(B) ≠0
H0AB : muestra × método (AB) = 0
HiAB: muestra × método (AB) ≠0
Se acepta la hipótesis HOA y HiAB existe una influencia altamente significativa del tipo de muestra en
los resultados obtenidos, el método es influenciado por este tipo de muestra existe una interacción
entre el método y la muestra, siendo los dos o al menos uno de los métodos diferente en este rango
de % de proteína
Grafica 1. Grafica de dispersión de la correlación Dumas Vs Kjeldahl para MP con
contenido de proteína < 10%
Ecuación para materias primas < 10% proteína
y = 0,6815x2 - 10,985x + 52,551
y = 0,6815x2 - 10,985x + 52,551
R² = 0,5829
7,00
7,50
8,00
8,50
9,00
9,50
10,00
10,50
11,00
11,50
7,00 7,50 8,00 8,50 9,00 9,50 10,00 10,50 11,00
MÉT
OD
O D
UM
AS
MÉTODO KJELDAHL
GRÁFICA DE DISPERSIÓN DE LA CORRELACIÓNDUMAS VS KJELDAHL
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81
Ecuación 14. Ecuación correlación MP>10% proteína
R² = 0,5829
r=0,7635**
r.95 = 0,306
r.99 = 0,423 (valor teórico ver Anexo 6)
Para materias primas con un porcentaje de proteína menor a 10% existe una correlación de tipo
polinomial altamente significativa se acepta la H1
H0: No existe correlación entre métodos ∄
H1: Existe correlación entre métodos ∃
MATERIAS PRIMAS CON CONTENIDO MEDIO DE PROTEÍNA (10 - 20%)
Afrechillo trigo
Especificación: 14 ± 2 % proteína
Tabla 33.Comparación Kjeldahl y Dumas para afrechillo de trigo
AFRECHILLO DE TRIGO
M40111MA
%
PROTEINA
%
PROTEINA
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote
Método
Kjeldahl
AOAC
988,05
modificado
Método
Dumas
AOAC
992.15,
AOAC
990.03
06/07/2015 1 G.Superior 26476 13,55 13,67
06/07/2015 2 G.Superior 26475 13,87 14,35
06/07/2015 3 G.Superior 26536 13,59 14,09
06/07/2015 4 G.Superior 26533 14,05 14,43
06/07/2015 5 G.Superior 26585 13,37 14,18
06/07/2015 6 G.Superior 26627 13,74 14,21
06/07/2015 7 G.Superior 26646 13,50 14,81
06/07/2015 8 G.Superior 26652 13,88 13,52
06/07/2015 9 G.Superior 26627 13,28 13,74
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82
AFRECHILLO DE TRIGO
M40111MA
%
PROTEINA
%
PROTEINA
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote
Método
Kjeldahl
AOAC
988,05
modificado
Método
Dumas
AOAC
992.15,
AOAC
990.03
06/07/2015 10 G.Superior 26681 13,79 13,86
x 13,66 14,09
S 0,24 0,40
S2 0,06 0,16
GL 9,00 9,00
PRUEBA F
F 2,62
NS(varianzas
iguales)
F 0,05 3,18
F 0,01 5,35
PRUEBA t
Estadístico t -2,89 *
Valor crítico de t (dos colas) 0,05 2,10
Valor crítico de t (dos colas) 0,01 2,88
Como se muestra en la tabla 33 para la prueba F (comparación de varianzas) se acepta la hipótesis
H0 no existe diferencia significativa entre varianzas, para la prueba t (comparación de medias se
acepta la Hi existe diferencia significativa entre medias.
Polvillo de cono
Especificación: 13 ± 1,5 % proteína
Tabla 34.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para polvillo de cono
POLVILLO DE CONO
M40142MA
%
PROTEINA % PROTEINA
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote
Método
Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
06/07/2015 1
ZAVALA
JANETH 36204 13,05 13,51
06/07/2015 2
ZAVALA
JANETH 36204 14,73 13,67
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83
POLVILLO DE CONO
M40142MA
%
PROTEINA % PROTEINA
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote
Método
Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
06/07/2015 3
ZAVALA
JANETH 36204 14,41 14,01
06/07/2015 4
ZAVALA
JANETH 36204 13,48 13,43
06/07/2015 5
ZAVALA
JANETH 36204 14,21 14,13
06/07/2015 6
ZAVALA
JANETH 36204 15,23 14,42
06/07/2015 7
ZAVALA
JANETH 36204 13,91 13,56
06/07/2015 8
ZAVALA
JANETH 36204 13,15 13,16
06/07/2015 9
ZAVALA
JANETH 36204 13,49 13,53
06/07/2015 10
ZAVALA
JANETH 36204 13,85 14,01
x 13,95 13,74
S 0,70 0,38
S2 0,49 0,15
GL 9 9
PRUEBA F
F = 0,30
NS(varianzas
iguales)
F 0,05 = 3,18
F 0,01 = 5,35
PRUEBA t
Estadístico t 0,82 NS
Valor crítico de t (dos colas) 0,05 2,10
Valor crítico de t (dos colas) 0,01 2,88
Como se muestra en la tabla 34 para la prueba F (comparación de varianzas) y para la prueba t
(comparación de medias) se acepta la hipótesis H0 no existe diferencia significativa entre
varianzas y entre medias.
Palmiste
Especificación: 13 ± 3,0 % proteína
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84
Tabla 35.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para palmiste
PALMISTE
M10211MQ
%
PROTEINA
%
PROTEINA
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote
Método
Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método
Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
06/07/2015 1 RIO MANSO 36226 14,74 13,64
06/07/2015 2 RIO MANSO 36226 15,96 13,87
06/07/2015 3 RIO MANSO 36226 14,65 14,34
06/07/2015 4 RIO MANSO 36226 15,02 13,83
06/07/2015 5 RIO MANSO 36226 15,24 14,34
06/07/2015 6 RIO MANSO 36226 14,35 14,39
06/07/2015 7 RIO MANSO 36226 13,86 14,02
06/07/2015 8 RIO MANSO 36226 14,67 13,87
06/07/2015 9 RIO MANSO 36226 13,95 13,93
06/07/2015 10 RIO MANSO 36226 13,89 14,09
X 14,63 14,03
S 0,67 0,25
S2 0,44 0,06
GL 9 9
PRUEBA F
F 0,15
NS (varianzas
iguales)
F 0,05 3,18
F 0,01 5,35
PRUEBA t
Estadístico t 2,66 *
Valor crítico de t (dos colas)0,05 2,10
Valor crítico de t (dos colas)0,01 2,88
Como se muestra en la tabla 35 para la prueba F (comparación de varianzas) se acepta la hipótesis
H0 no existe diferencia significativa entre varianzas, para la prueba t (comparación de medias se
acepta la Hi existe diferencia significativa entre medias.
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85
Interpretación de resultados:
Se realizó la comparación en materias primas con una valor medio de proteína de 10 - 20 % las
materias primas analizadas dentro de este rango fueron : Afrechillo de trigo, polvillo de cono y
palmiste, en las 3 muestras se aplicó una prueba F (contraste de dos colas ) que permitió comparar
varianzas resultando tener varianzas iguales entre los métodos para las tres muestras, por lo tanto
existe precisión en los resultados por los dos métodos, en la muestra de Afrechillo de trigo con la
prueba t (contraste de dos colas) que se realizó para comparar medias experimentales de los métodos
,se obtuvo que los dos métodos no son iguales ; por lo tanto los resultados obtenidos no son exactos,
en la muestra polvillo de cono en la prueba t (contraste de dos colas ) se obtuvo que los dos métodos
son iguales, por lo tanto existe exactitud en los resultados obtenidos, para la muestra de palmiste
con la prueba t (contraste de dos colas) las medias difieren, no existe exactitud en los resultados
obtenidos.
Tabla 36.Promedio de Materias Primas 10 a 20% de proteína
MP
% Proteína
(especificaciones)
Promedio % Proteína
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
Afrechillo de trigo 14 ± 2 13,66 14,09
Palmiste 13,0 ± 3,0 14,63 14,03
Polvillo de cono de arroz 13 ± 1,5 13,95 13,74
Tabla 37.Resultados de Materias primas 10 a 20 % de proteína
MP
Promedio % Proteína
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
Afrechillo de trigo 13,55 13,67
Afrechillo de trigo 13,87 14,35
Afrechillo de trigo 13,59 14,09
Afrechillo de trigo 14,05 14,43
Afrechillo de trigo 13,37 14,18
Afrechillo de trigo 13,74 14,21
Afrechillo de trigo 13,50 14,81
Afrechillo de trigo 13,88 13,52
Afrechillo de trigo 13,28 13,74
Afrechillo de trigo 13,79 13,86
Polvillo de cono de arroz 13,05 13,51
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86
MP
Promedio % Proteína
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
Polvillo de cono de arroz 14,73 13,67
Polvillo de cono de arroz 14,41 14,01
Polvillo de cono de arroz 13,48 13,43
Polvillo de cono de arroz 14,21 14,13
Polvillo de cono de arroz 15,23 14,42
Polvillo de cono de arroz 13,91 13,56
Polvillo de cono de arroz 13,15 13,16
Polvillo de cono de arroz 13,49 13,53
Polvillo de cono de arroz 13,85 14,01
Palmiste 14,74 13,64
Palmiste 15,96 13,87
Palmiste 14,65 14,34
Palmiste 15,02 13,83
Palmiste 15,24 14,34
Palmiste 14,35 14,39
Palmiste 13,86 14,02
Palmiste 14,67 13,87
Palmiste 13,95 13,93
Palmiste 13,89 14,09
Se aplicó un análisis de dos factores con varias muestras por grupos, para determinar cuál es la
variable que influye en el resultado
A: muestras (Afrechillo de trigo, polvillo de cono, palmiste)
B: métodos (Dumas, Kjeldahl)
Tabla 38.ANOVA Materias primas 10 - 20% de Proteína
ANÁLISIS DE VARIANZA
Origen de las
variaciones
Suma de
cuadrados
Grados de
libertad
Promedio
de los
cuadrados F Probabilidad
Valor
crítico
para
F0,05
Valor
crítico
para
F0,01
Muestra (A) 2,98 2 1,49 6,57* 0,00 3,17 5,02
Método (B) 0,25 1 0,25 1,09 0,30 4,02 7,13
Interacción
(AxB) 2,67 2 1,34 5,89* 0,00 3,17 5,02
Dentro del
grupo 12,25 54 0,23
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87
Total 18,16 59
Se plantearon las siguientes hipótesis
H0A : Efecto de muestra (A)= 0
HiA: Efecto de muestra (A) ≠0
H0B : Efecto de método (B) = 0
Hi B: Efecto de método(B) ≠0
H0AB : muestra × método (AB) = 0
HiAB: muestra × método (AB) ≠0
Se acepta la hipótesis HOA y HiAB existe una influencia altamente significativa del tipo de muestra
en los resultados obtenidos, el método es influenciado por este tipo de muestra existe una
interacción entre el método y la muestra, siendo los dos o al menos uno de los métodos diferente en
este rango de % de proteína
Grafica 2. Gráfica de Dispersión Dumas vs Kjeldahl MP 10 - 20 % Proteína
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88
Ecuación para materias primas 10-20 % proteína
y = -0,2367x4 + 13,8x3 - 301,42x2 + 2922,9x - 10604
Ecuación 15.Ecuación correlación MP 10 - 20 % proteína
R² = 0,2132
r = 0,4617*
r.95 = 0,306
r.99 = 0,423 (valor teórico ver Anexo 6 )
Para materias primas con un porcentaje de proteína entre 10 a 20 % existe una correlación de tipo
polinomial significativa se acepta la H1
H0: No existe correlación entre métodos ∄
H1: Existe correlación entre métodos ∃
y = -0,2367x4 + 13,8x3 - 301,42x2 + 2922,9x - 10604
R² = 0,2132
10,00
11,00
12,00
13,00
14,00
15,00
16,00
10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00
ME
TO
DO
DU
MA
S
METODO KJELDAHL
GRÁFICA DE LA DISPERSIÓN DE LA CORRELACIÓN
DUMAS VS KJELDAHL
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89
MATERIAS PRIMAS CON CONTENIDO ALTO DE PROTEÍNA > 20%
Afrecho de cerveza
Especificación: 27,5 ± 3,5 % proteína
Tabla 39.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para afrecho de cerveza
AFRECHO DE CERVEZA
M50101MU
%
PROTEINA % PROTEINA
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote
Método
Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
07/07/2015 1 PRODAL 36312 26,37 27,34
07/07/2015 2 PRODAL 36312 26,81 25,49
07/07/2015 3 PRODAL 36312 26,66 25,49
07/07/2015 4 PRODAL 36312 27,19 27,04
07/07/2015 5 PRODAL 36312 26,40 25,37
07/07/2015 6 PRODAL 36312 25,79 25,89
07/07/2015 7 PRODAL 36312 27,39 25,92
07/07/2015 8 PRODAL 36312 25,96 26,60
07/07/2015 9 PRODAL 36312 26,94 26,97
07/07/2015 10 PRODAL 36312 26,42 26,98
x 26,59 26,31
S 0,51 0,75
S2 0,26 0,57
GL 9,00 9,00
PRUEBA F
F 2,20
NS(varianzas
iguales)
F 0,05 3,18
F 0,01 5,35
PRUEBA t
Estadístico t 0,99 NS
Valor crítico de t (dos colas) 0,05 2,10
Valor crítico de t (dos colas) 0,01 2,88
Como se muestra en la tabla 39 para la prueba F (comparación de varianzas) y para la prueba t
(comparación de medias) se acepta la hipótesis H0 no existe diferencia significativa entre
varianzas y entre medias.
Pasta de Soya
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90
Especificación: 46 ± 1 % proteína
Tabla 40.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para pasta de Soya
PASTA DE SOYA BOLIVIANA
M50006MC
%
PROTEINA
%
PROTEINA
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote
Método
Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método
Dumas
AOAC
992.15,
AOAC 990.03
07/07/2015 1 OSLO BULK 2 s/l 46,52 46,35
07/07/2015 2 OSLO BULK 2 s/l 46,54 46,93
07/07/2015 3 OSLO BULK 2 s/l 46,76 46,35
07/07/2015 4 OSLO BULK 2 s/l 46,32 48,06
07/07/2015 5 OSLO BULK 2 s/l 46,92 48,27
07/07/2015 6 OSLO BULK 2 s/l 46,57 46,45
07/07/2015 7 OSLO BULK 2 s/l 47,38 46,87
07/07/2015 8 OSLO BULK 2 s/l 46,06 48,01
07/07/2015 9 OSLO BULK 2 s/l 46,44 46,27
07/07/2015 10 OSLO BULK 2 s/l 46,54 47,78
x 46,60 47,13
S 0,36 0,81
S2 0,13 0,66
GL 9 9
PRUEBA F
F = 5,14
*
(varianzas
desiguales)
F 0,05 = 3,18
F 0,01 = 5,35
PRUEBA t
Estadístico t -1,89 NS
Valor crítico de t (dos colas) 0,05 2,18
Valor crítico de t (dos colas) 0,01 3,05
Como se muestra en la tabla 40 para la prueba F (comparación de varianzas) se acepta la hipótesis
H1 existe diferencia significativa entre varianzas y para la prueba t (comparación de medias) se
acepta la Ho no existe diferencia significativa entre medias.
Harina de Pescado
Especificación: 65 ± 4.0 % proteína
Tabla 41.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para harina de pescado
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91
HARINA DE PESCADO > 64%
M50504MA % PROTEINA
%
PROTEINA
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote
Método
Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método
Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
04/07/2015 1 JUNSA S.A. 37883 67,12 67,30
04/07/2015 2 JUNSA S.A. 37883 66,34 63,40
04/07/2015 3 JUNSA S.A. 37883 67,24 67,31
04/07/2015 4 JUNSA S.A. 37883 66,53 64,79
04/07/2015 5 JUNSA S.A. 37883 66,55 70,08
04/07/2015 6 JUNSA S.A. 37883 66,39 66,27
04/07/2015 7 JUNSA S.A. 37883 66,53 68,79
04/07/2015 8 JUNSA S.A. 37883 66,08 67,11
04/07/2015 9 JUNSA S.A. 37883 66,36 63,74
04/07/2015 10 JUNSA S.A. 37883 66,87 63,09
x 66,60 66,19
S 0,36 2,37
S2 0,13 5,62
GL 9 9
PRUEBA F
F = 42,23
**
(varianzas
desiguales)
F 0,05 = 3,18
F 0,01 = 5,35
PRUEBA t
Estadístico t 0,54 NS
Valor crítico de t (dos colas) 0,05 2,26
Valor crítico de t (dos colas) 0,01 3,25
Como se muestra en la tabla 41 para la prueba F (comparación de varianzas) se acepta la hipótesis
H1 existe diferencia altamente significativa entre varianzas y para la prueba t (comparación de
medias) se acepta la Ho no existe diferencia significativa entre medias.
Interpretación de Resultados:
Se realizó la comparación en materias primas con una valor alto de proteína de >20 % las materias
primas analizadas dentro de este rango fueron : Afrecho de cerveza, Pasta de Soya y Harina de
pescado en las 3 muestras se aplicó una prueba F (contraste de dos colas ) que permitió comparar
varianzas resultando para el afrecho de cerveza varianzas iguales, por lo tanto existe precisión en los
resultados obtenidos por los dos métodos, en la muestra de Pasta de Soya las varianzas difieren, los
resultados obtenidos no son precisos, la harina de pescado presenta diferencia en sus varianzas, por
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92
lo tanto no existe precisión en los resultados obtenidos, al aplicar la prueba t (contraste de dos colas)
que se realizó para comparar medias experimentales de los métodos ,las tres muestras no presentan
diferencia en sus varianzas por los tanto los resultados obtenidos son exactos
Tabla 42.Promedio de Materias Primas > 20% de Proteína
MP
% Proteína
(especificaciones)
Promedio % Proteína
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
Harina de pescado 65 ± 4.0 66,60 66,19
Pasta de Soya
Importada 46 ± 1 46,60 47,13
Afrecho de Cerveza 27.5 ± 3,5 26,59 26,31
Tabla 43. Resultados de Materias primas > 20 % de Proteína
MP
Promedio % Proteína
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
AFRECHO DE CERVEZA 26,37 27,34
AFRECHO DE CERVEZA 26,81 25,49
AFRECHO DE CERVEZA 26,66 25,49
AFRECHO DE CERVEZA 27,19 27,04
AFRECHO DE CERVEZA 26,40 25,37
AFRECHO DE CERVEZA 25,79 25,89
AFRECHO DE CERVEZA 27,39 25,92
AFRECHO DE CERVEZA 25,96 26,60
AFRECHO DE CERVEZA 26,94 26,97
AFRECHO DE CERVEZA 26,42 26,98
PASTA DE SOYA 46,52 46,35
PASTA DE SOYA 46,54 46,93
PASTA DE SOYA 46,76 46,35
PASTA DE SOYA 46,32 48,06
PASTA DE SOYA 46,92 48,27
PASTA DE SOYA 46,57 46,45
PASTA DE SOYA 47,38 46,87
PASTA DE SOYA 46,06 48,01
PASTA DE SOYA 46,44 46,27
PASTA DE SOYA 46,54 47,78
HARINA DE PESCADO 67,12 67,30
HARINA DE PESCADO 66,34 63,40
HARINA DE PESCADO 67,24 67,31
HARINA DE PESCADO 66,53 64,79
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93
HARINA DE PESCADO 66,55 70,08
HARINA DE PESCADO 66,39 66,27
HARINA DE PESCADO 66,53 68,79
HARINA DE PESCADO 66,08 67,11
HARINA DE PESCADO 66,36 63,74
HARINA DE PESCADO 66,87 63,09
Se aplicó un diseño factorial A x B (análisis de dos factores con varias muestras por grupos) ,para
determinar cuál es la variable que influye en el resultado
A: muestras (afrecho de cerveza, pasta de soya, harina de pescado)
B: métodos (Dumas, Kjeldahl)
Tabla 44.ANOVA Materias primas >20% de Proteína
ANÁLISIS DE VARIANZA
Origen de las
variaciones
Suma de
cuadrados
Grados
de
libertad
Promedio
de los
cuadrados F Probabilidad
Valor
crítico
para
F0,05
Valor
crítico
para F
0,01
Muestra (A) 15957,22 2 7978,61
6500,77*
* 0,00 3,17 5,02
Columnas (B) 0,05 1 0,05 0,04 0,85 4,02 7,13
Interacción
AXB 2,61 2 1,31 1,06 0,35 3,17 5,02
Dentro del
grupo 66,28 54 1,23
Total 16026,15 59
Se plantearon las siguientes hipótesis
H0A : Efecto de muestra (A)= 0
HiA: Efecto de muestra (A) ≠0
H0B : Efecto de método (B) = 0
Hi B: Efecto de método (B) ≠0
H0AB : muestra × método (AB) = 0
HiAB: muestra × método (AB) ≠0
Se acepta la hipótesis HOA existe una influencia altamente significativa del tipo de muestra en los
resultados obtenidos, el error se debe a las muestras no a los métodos.
Grafica 3.Gráfica de Dispersión DUMAS vs Kjeldahl MP > 20 % Proteína
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94
Ecuación para materias primas < 20 % proteína
y = 0,9728x1,0067
Ecuación 16. Ecuación correlación MP 10 - 20 % proteína
R² = 0,9936
r =0.9968**
r.95 = 0,306
r.99 = 0,423 (valor teórico ver Anexo 6)
Para materias primas con un porcentaje de proteína entre >20 % existe una correlación de tipo
potencial, altamente significativa se acepta la H1
H0: No existe correlación entre métodos ∄
H1: Existe correlación entre métodos ∃
c.2) Productos terminados
PRODUCTOS TERMINADOS CON CONTENIDO DE PROTEÍNA DE (10 - 20%)
y = 0,9728x1,0067
R² = 0,9936
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00
ME
TO
DO
DU
MA
S
METODO KJELDAHL
GRÁFICA DE DISPERSIÓN DE LA CORRELACIÓN
DUMAS VS KJELDAHL
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95
Alimento 1
Especificación: min18% proteína
Tabla 45.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para alimento 1
ALIMENTO 1
T114R1I0 % PROTEINA
%
PROTEINA
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote
Método
Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método
Dumas
AOAC
992.15,
AOAC 990.03
28/07/2015 1 DURAN 1405105936 21,11 19,55
28/07/2015 2 DURAN 1405105936 20,17 19,37
28/07/2015 3 DURAN 1405105936 20,94 19,82
28/07/2015 4 DURAN 1405105936 20,14 19,70
28/07/2015 5 DURAN 1405105936 20,52 20,84
28/07/2015 6 DURAN 1405105936 19,75 19,67
28/07/2015 7 DURAN 1405105936 20,65 20,12
28/07/2015 8 DURAN 1405105936 19,98 19,74
28/07/2015 9 DURAN 1405105936 20,72 20,57
28/07/2015 10 DURAN 1405105936 20,32 19,88
x 20,43 19,93
S 0,43 0,46
S2 0,19 0,21
GL 9 9
PRUEBA F
F 1,13
NS(varianzas
iguales)
F 0,05 3,18
F 0,01 5,35
PRUEBA t
Estadístico t 2,52 *
Valor crítico de t (dos colas) 0,05 2,10
Valor crítico de t (dos colas) 0,01 2,88
Como se muestra en la tabla 45 para la prueba F (comparación de varianzas) se acepta la hipótesis
Ho no existe diferencia significativa entre varianzas y para la prueba t (comparación de medias)
se acepta la Hi existe diferencia significativa entre medias.
Alimento 2
Especificación: Min 18% proteína
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96
Tabla 46.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para alimento 2
ALIMENTO 2
T321R2GB
%
PROTEINA
%
PROTEINA
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote
Método
Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método
Dumas
AOAC
992.15,
AOAC
990.03
27/07/2015 1 PUEMBO 464540 18,02 18,09
27/07/2015 2 PUEMBO 464540 17,81 17,13
27/07/2015 3 PUEMBO 464540 18,05 18,19
27/07/2015 4 PUEMBO 464540 17,78 19,37
27/07/2015 5 PUEMBO 464540 18,11 17,58
27/07/2015 6 PUEMBO 464540 17,93 17,59
27/07/2015 7 PUEMBO 464540 18,72 18,07
27/07/2015 8 PUEMBO 464540 18,15 17,98
27/07/2015 9 PUEMBO 464540 17,96 17,99
27/07/2015 10 PUEMBO 464540 17,88 18,00
x 18,04 18,00
S 0,27 0,58
S2 0,07 0,34
GL 9 9
PRUEBA F
F 4,69
*
(varianzas
desiguales)
F 0,05 3,1
F 0,01 5,35
PRUEBA t
Estadístico t 0,21 NS
Valor crítico de t (dos colas) 0,05 2,16
Valor crítico de t (dos colas) 0,01 3,01
Como se muestra en la tabla 46 para la prueba F (comparación de varianzas) se acepta la hipótesis
Hi existe diferencia significativa entre varianzas y para la prueba t (comparación de medias) se
acepta la Ho no existe diferencia significativa entre medias.
Alimento 3
Especificación: min14% proteína
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97
Tabla 47.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para alimento 3
Alimento 3
T431R2GB % PROTEINA % PROTEINA
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote
Método
Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
27/07/2015 1 PUEMBO 464577 14,85 15,20
27/07/2015 2 PUEMBO 464577 14,69 15,69
27/07/2015 3 PUEMBO 464577 14,58 14,74
27/07/2015 4 PUEMBO 464577 14,88 15,28
27/07/2015 5 PUEMBO 464577 14,80 15,60
27/07/2015 6 PUEMBO 464577 14,75 14,77
27/07/2015 7 PUEMBO 464577 14,65 14,89
27/07/2015 8 PUEMBO 464577 14,63 15,23
27/07/2015 9 PUEMBO 464577 14,52 15,02
27/07/2015 10 PUEMBO 464577 14,63 15,15
x 14,70 15,16
S 0,12 0,32
S2 0,01 0,0
GL 9 9
PRUEBA F
F = 7,28
**
(varianzas
desiguales)
F 0,05 = 3,18
F 0,01 = 5,35
PRUEBA t
Estadístico t -4,25 *
Valor crítico de t (dos colas) 2,20
Valor crítico de t (dos colas) 3,11
Como se muestra en la tabla 47 para la prueba F (comparación de varianzas) para la prueba t
(comparación de medias) se acepta la hipótesis Hi, para varianzas existe diferencia altamente
significativa y para medias existe diferencia significativa.
Interpretación de resultados:
Se realizó la comparación en productos terminados con una valor medio de proteína de 10 - 20 %
los productos analizados dentro de este rango fueron : Alimento 1 (T114R1I0), Alimento 2
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98
(T321R2GB), Alimento 3 (T431R2GB) a las 3 muestras se aplicó una prueba F (contraste de dos
colas ) que permitió comparar varianzas resultando para el Alimento 1 varianzas iguales, por lo tanto
existe precisión en los resultados obtenidos, en la muestra Alimento 2 las varianzas difieren, por lo
tanto no existe precisión en los resultados obtenidos, para el Alimento 3 las varianzas son diferentes
por lo tanto no existe precisión en los resultados obtenidos, al aplicar la prueba t (contraste de dos
colas) para comparar medias experimentales de los métodos en la muestra Alimento 1 las medias no
son iguales por lo tanto los resultados obtenidos no son exactos, para Alimento 2 las medias son
iguales existe exactitud en los resultados obtenidos , en la Muestra Alimento 3 las medias no son
iguales no existe exactitud en los resultados obtenidos por los dos métodos.
Tabla 48.Promedio de Productos Terminados 10 - 20% de Proteína
PT
% Proteína
(especificaciones)
Promedio % Proteína
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método
Dumas
AOAC
992.15,
AOAC
990.03
T114R1IO Mín 18 20,43 19,93
T321R2GB Mín 18 18,04 18,00
T431R2GB Mín 14 14,70 15,16
Tabla 49.Resultados de Productos Terminados 10 - 20 % de Proteína
PT
Promedio % Proteína
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
T114R1IO 21,11 19,55
T114R1IO 20,17 19,37
T114R1IO 20,94 19,82
T114R1IO 20,14 19,70
T114R1IO 20,52 20,84
T114R1IO 19,75 19,67
T114R1IO 20,65 20,12
T114R1IO 19,98 19,74
T114R1IO 20,72 20,57
T114R1IO 20,32 19,88
T321R2GB 18,02 18,09
T321R2GB 17,81 17,13
T321R2GB 18,05 18,19
T321R2GB 17,78 19,37
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99
T321R2GB 18,11 17,58
T321R2GB 17,93 17,59
T321R2GB 18,72 18,07
T321R2GB 18,15 17,98
T321R2GB 17,96 17,99
T321R2GB 17,88 18,00
T431R2GB 14,85 15,20
T431R2GB 14,69 15,69
T431R2GB 14,58 14,74
T431R2GB 14,88 15,28
T431R2GB 14,80 15,60
T431R2GB 14,75 14,77
T431R2GB 14,65 14,89
T431R2GB 14,63 15,23
T431R2GB 14,52 15,02
T431R2GB 14,63 15,15
Se aplicó un diseño factorial A x B (análisis de dos factores con varias muestras por grupos), para
determinar cuál es la variable que influye en el resultado
A: muestras (Alimento 1-2-3)
B: métodos (Dumas, Kjeldahl)
Tabla 50. ANOVA Productos terminados 10 - 20% de Proteína
ANÁLISIS DE VARIANZA
Origen de
las
variacione
s
Suma de
cuadrados
Grados
de
libertad
Promedio
de los
cuadrados F
Probabilida
d
Valor
crítico
para F
Valor
crítico
para F
Muestra
(A) 278,52 2 139,26
905,43
** 0,00 3,17 5,02
Método
(B) 0,01 1 0,01 0,09 0,77 4,02 7,13
Interacció
n AxB 2,32 2 1,16 7,53* 0,00 3,17 5,02
Dentro del
grupo 8,31 54 0,15
Total 289,15 59
Se plantearon las siguientes hipótesis
H0A : Efecto de muestra (A)= 0
HiA: Efecto de muestra (A) ≠0
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100
H0B : Efecto de método (B) = 0
Hi B: Efecto de método (B) ≠0
H0AB : muestra × método (AB) = 0
HiAB: muestra × método (AB) ≠0
Se acepta la hipótesis HOA existe una influencia altamente significativa del tipo de muestra en los
resultados obtenidos, el método es influenciado por este tipo de muestra existe una interacción entre
el método y la muestra, siendo los dos o al menos uno de los métodos diferente en este rango de %
de proteína
Grafica 4. Gráfica de Dispersión DUMAS vs Kjeldahl PT 10 - 20 % Proteína
Ecuación para productos terminados 10 - 20% proteína
y = 1,6536x0,8248
Ecuación 17. Ecuación correlación MP 10 - 20 % proteína
R² = 0,9506
r = 0.9750**
r.95 = 0,306
r.99 = 0,423 (valor teórico ver Anexo 6)
Para productos terminados con un porcentaje de proteína entre 10 a 20 % existe una correlación
de tipo potencial, altamente significativa se acepta la H1
H0:No existe correlación entre métodos ∄
y = 1,6536x0,8248
R² = 0,9506
10,00
12,00
14,00
16,00
18,00
20,00
22,00
10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 22,00
ME
TO
DO
DU
MA
S
METODO KJELDAHL
GRÁFICA DE DISPERSIÓN DE LA CORRELACIÓN
DUMAS VS KJELDAHL
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101
H1: Existe correlación entre métodos ∃
Alimento 4
Especificación: Máx.41 % proteína
Tabla 51.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para alimento 4
ALIMENTO 4
T115M2GB % PROTEINA % PROTEINA
Fecha N° Muestra Proveedor Lote
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
27/07/2015 1 PUEMBO 464574 37,94 38,79
27/07/2015 2 PUEMBO 464574 37,36 40,64
27/07/2015 3 PUEMBO 464574 37,65 39,10
27/07/2015 4 PUEMBO 464574 38,34 39,03
27/07/2015 5 PUEMBO 464574 37,51 39,28
27/07/2015 6 PUEMBO 464574 38,03 39,42
27/07/2015 7 PUEMBO 464574 37,32 38,49
27/07/2015 8 PUEMBO 464574 37,72 37,03
27/07/2015 9 PUEMBO 464574 37,26 39,03
27/07/2015 10 PUEMBO 464574 37,25 37,08
x 37,64 38,79
S 0,37 1,07
S2 0,14 1,15
GL 9 9
PRUEBA F
F 8,43
**
(varianzas
desiguales)
F 0,05 3,18
F 0,01 5,35
PRUEBA t
Estadístico t -3,21 *
Valor crítico de t (dos colas) 0,05 2,20
Valor crítico de t (dos colas) 0,01 3,11
Como se muestra en la tabla 51 para la prueba F (comparación de varianzas) para la prueba t
(comparación de medias) se acepta la hipótesis Hi existe diferencia significativa entre varianzas
y medias.
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102
Alimento 5
Especificación: min33% proteína
Tabla 52.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para alimento 5
ALIMENTO 5
T324M2GB % PROTEINA % PROTEINA
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote
Método
Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
28/07/2015 1 DURAN 464945 35,44 33,63
28/07/2015 2 DURAN 464945 34,41 33,01
28/07/2015 3 DURAN 464945 34,61 33,90
28/07/2015 4 DURAN 464945 34,26 33,31
28/07/2015 5 DURAN 464945 33,98 34,20
28/07/2015 6 DURAN 464945 34,37 33,16
28/07/2015 7 DURAN 464945 34,51 33,52
28/07/2015 8 DURAN 464945 34,37 33,61
28/07/2015 9 DURAN 464945 35,35 34,01
28/07/2015 10 DURAN 464945 34,29 34,02
x 34,56 33,64
S 0,47 0,40
S2 0,22 0,16
GL 9 9
PRUEBA F
F 0,71
NS
(varianzas
iguales)
F 0,05 3,18
F 0,01 5,35
PRUEBA t
Estadístico t 4,74 **
Valor crítico de t (dos colas) 0,05 2,10
Valor crítico de t (dos colas) 0,01 2,88
Como se muestra en la tabla 52 para la prueba F (comparación de varianzas) se acepta la Ho no
existe diferencia significativa entre varianzas, para la prueba t (comparación de medias) se acepta
la hipótesis Hi existe diferencia significativa entre medias.
Alimento 6
Especificación: min21 % proteína
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103
Tabla 53.Comparación de métodos Kjeldahl y Dumas para alimento 6
ALIMENTO 6
T628Z2A1 % PROTEINA % PROTEINA
Fecha
N°
Muestra Proveedor Lote
Método
Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
28/07/2015 1 DURAN 140435640 23,56 23,32
28/07/2015 2 DURAN 140435640 23,62 23,06
28/07/2015 3 DURAN 140435640 23,27 23,15
28/07/2015 4 DURAN 140435640 24,23 23,59
28/07/2015 5 DURAN 140435640 23,62 23,32
28/07/2015 6 DURAN 140435640 23,85 23,67
28/07/2015 7 DURAN 140435640 24,32 23,36
28/07/2015 8 DURAN 140435640 24,29 22,40
28/07/2015 9 DURAN 140435640 24,10 22,55
28/07/2015 10 DURAN 140435640 24,11 23,09
x 23,90 23,15
S 0,36 0,41
S2 0,13 0,17
GL 9 9
PRUEBA F
F 1,27
NS
(varianzas
iguales)
F 0,05 3,18
F 0,01 5,35
PRUEBA t
Estadístico t 4,33 *
Valor crítico de t (dos colas) 0,05 2,10
Valor crítico de t (dos colas) 0,01 2,88
Como se muestra en la tabla 53 para la prueba F (comparación de varianzas) se acepta la Ho no
existe diferencia significativa entre varianzas, para la prueba t (comparación de medias) se acepta la
hipótesis Hi existe diferencia significativa entre medias.
Interpretación de resultados:
Al comparar productos terminados con una valor alto de proteína de > 20 % los productos
analizados dentro de este rango fueron : Alimento 4 (T115M2GB), Alimento 5 (T324M2GB),
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104
Alimento 6 (T628Z2A1) a las 3 muestras se aplicó una prueba F (contraste de dos colas ) que
permitió comparar varianzas resultando para el Alimento 4 varianzas diferentes, por lo tanto no
existe precisión en los resultados obtenidos, en las muestras Alimento 5 y 6 las varianzas son iguales,
por lo tanto existe precisión en los resultados obtenidos, al aplicar la prueba t (contraste de dos colas)
que se realizó para comparar medias experimentales de los métodos en las muestras Alimento 4, 5 y
6 las medias no son iguales por lo tanto los resultados obtenidos por los dos métodos no son exactos
Tabla 54.Promedio de Productos Terminados >20% de Proteína
PT
% Proteína
(especificaciones)
Promedio % Proteína
Método
Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
T115M2GB Mín. 37 37,64 38,79
T324M2GB Mín. 18 34,56 33,64
T628Z2A1 Mín. 21 23,90 23,15
Tabla 55. Resultados de Productos Terminados >20 % de Proteína
PT
Promedio % Proteína
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
T115M2GB 37,94 38,79
T115M2GB 37,36 40,64
T115M2GB 37,65 39,10
T115M2GB 38,34 39,03
T115M2GB 37,51 39,28
T115M2GB 38,03 39,42
T115M2GB 37,32 38,49
T115M2GB 37,72 37,03
T115M2GB 37,26 39,03
T115M2GB 37,25 37,08
T324M2GB 35,44 33,63
T324M2GB 34,41 33,01
T324M2GB 34,61 33,90
T324M2GB 34,26 33,31
T324M2GB 33,98 34,20
T324M2GB 34,37 33,16
T324M2GB 34,51 33,52
T324M2GB 34,37 33,61
T324M2GB 35,35 34,01
T324M2GB 34,29 34,02
Comentado [P1]:
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105
PT
Promedio % Proteína
Método Kjeldahl
AOAC 988,05
modificado
Método Dumas
AOAC 992.15,
AOAC 990.03
T628Z2A1 23,56 23,32
T628Z2A2 23,62 23,06
T628Z2A3 23,27 23,15
T628Z2A4 24,23 23,59
T628Z2A5 23,62 23,32
T628Z2A6 23,85 23,67
T628Z2A7 24,32 23,36
T628Z2A8 24,29 22,40
T628Z2A9 24,10 22,55
T628Z2A10 24,11 23,09
Se aplicó un análisis de dos factores con varias muestras por grupos, para determinar cuál es la
variable que influye en el resultado
A: muestras (Alimento 4-5-6)
B: métodos (Dumas, Kjeldahl)
Tabla 56.ANOVA Productos terminados > 20% de Proteína
Se plantearon las siguientes hipótesis:
ANÁLISIS DE VARIANZA
Origen de
las
variacione
s
Suma de
cuadrados
Grados
de
liberta
d
Promedio
de los
cuadrados F Probabilidad
Valor
crítico
para
F0,05
Valor
crítico
para
F0,01
Muestra
(A) 2296,70 2 1148,35 3500,80** 0,00 3,17 5,02
Método
(B) 0,45 1 0,45 1,36 0,25 4,02 7,13
Interacció
n AxB 13,25 2 6,62 20,19* 0,00 3,17 5,02
Dentro del
grupo 17,71 54 0,33
Total 2328,10 59
Comentado [P1]:
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106
H0A : Efecto de muestra (A)= 0
HiA: Efecto de muestra (A) ≠0
H0B : Efecto de método (B) = 0
Hi B: Efecto de método(B) ≠0
H0AB : muestra × método (AB) = 0
HiAB: muestra × método (AB) ≠0
Se acepta la hipótesis HOAexiste una influencia altamente significativa del tipo de muestra en los
resultados obtenidos, el método es influenciado por este tipo de muestra existe una interacción entre
el método y la muestra, siendo los dos o al menos uno de los métodos diferente en este rango de %
de proteína
Grafica 5. Gráfica de Dispersión DUMAS vs Kjeldahl PT> 20 % Proteína
Ecuación para productos terminados >20% proteína
y = 9,5937e0,0368x
Ecuación 18. Ecuación correlación MP 10 - 20 % proteína
R² = 0,9852
r = 0,9925**
r.95 = 0,306
r.99 = 0,423 (valor teórico ver Anexo 6 )
y = 9,5937e0,0368x
R² = 0,9852
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
20,00 25,00 30,00 35,00 40,00
MÉ
TO
DO
DU
MA
S
MÉTODO KJELDAHL
GRÁFICA DE DISPERSIÓN DE LA CORRELACIÓN
DUMAS VS KJELDAHL
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Para productos terminados con un porcentaje de proteína > 20 % existe una correlación de tipo
exponencial , altamente significativa se acepta la H1
H0: No existe correlación entre métodos ∄
H1: Existe correlación entre métodos ∃
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CAPITULO V
1. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 Conclusiones
Las materias primas maíz, afrecho de cerveza, harina de pescado, pasta de soya, analizados
en el mes de enero del 2014, presentan alta diferencia significativa en los resultados
obtenidos por los dos métodos.
Se comprobó exactitud y precisión en los métodos Kjeldahl y Dumas para análisis de
proteína empleando una muestra de referencia AAFCO la cual se analizó en 2 laboratorios
acreditados, se aplicó una prueba F y t de comparación de varianzas y medias
respectivamente, lo que permitió determinar que los métodos comparados presentan precisión
(varianzas iguales) y exactitud (medias iguales).
Comparados los métodos Dumas (AOAC 992.15, AOAC 990.03) y Kjeldahl (AOAC988.05
modificado) para determinación de proteína en 9 materias primas y 6 productos terminados,
correspondientes a la fecha de 06/07/2015, se pudo hallar evidencia de errores sistemáticos,
pudo observarse que hay una influencia altamente significativa del tipo de muestra, además
hay una interacción significativa entre el método y muestra.
El análisis de regresión en la comparación de cantidades determinadas de proteína por los
métodos Kjeldahl y Dumas muestra que existe alta correlación entre estas dos técnicas, sin
embargo para diferentes tipos de matrices pudo observarse que no se encuentra un modelo de
correlación lineal entre variables, además las ecuaciones de mejor ajuste halladas son de tipo
potencial, polinómico e incluso logarítmico. Al no hallarse un modelo matemático único,
todavía no se puede usar cualquiera de ellos para propósitos de predicción, optimización o
control, siendo necesario determinar las causas del error sistemático detectado.
Según la (FAO.org, 2015) se debe tomar en cuenta que el método Kjeldahl no determina el
contenido de nitrógeno N2 existente en forma inorgánica ya que este se encuentra en niveles
muy bajos, esto sería motivo de que ciertos valores obtenidos por el método Kjeldahl
presenten diferencias no significativas comparadas con los resultados obtenidos por el
método Dumas.
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109
5.2. Recomendaciones
Es de gran importancia en el análisis de proteína el TMP (tamaño medio de partícula) de cada
muestra, mientras menor es el tamaño de partícula, más fiables son los resultados obtenidos, se
recomienda un estudio de la influencia del TMP en análisis por combustión y por digestión
principalmente en maíz, trigo y pasta de soya.
Se recomienda, por optimización de tiempo y recursos económicos, el uso del método Dumas
en el análisis de nitrógeno.
Se debe realizar un mayor ajuste y calibración de los equipos usados en los métodos de Kjeldahl
y Dumas de acuerdo al tipo de matriz, ya que, como se ha observado en esta investigación, se
ha encontrado evidencia de errores de tipo aleatorio y sistemático en el análisis de nitrógeno (y
proteína) que no permiten una buena correlación entre los dos métodos.
Es importante también minimizar las fuentes de error aleatorio y sistemático, por ejemplo se
deben controlar variables como temperatura de digestión, combustión y destilación de los
diferentes procesos de cada método, además deben medirse con la mayor exactitud posible
tiempos de operación, entrenamiento de analistas, calidad de reactivos, material volumétrico
usado y demás fuentes de incertidumbre.
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3.2.3 BIBLIOGRAFIA
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ANEXOS
Anexo1. Planes de muestreo
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Anexo 2 AAFCO etiquetas
201328 Swine Grower
201327. Corn Gluten meal
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Anexo 3. Procedimiento determinación método Kjeldahl
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Anexo 4. Procedimiento determinación método Dumas
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Anexo 4. Procedimiento determinación método Dumas
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Anexo 4. Procedimiento determinación método Dumas
Anexo 4. Procedimiento determinación método Dumas
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122
Anexo 5. Resultados AFFCO laboratorios acreditados
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Anexo 5. Resultados AFFCO laboratorios acreditados
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Anexo 5. Resultados AFFCO laboratorios acreditados
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