Teslim Alma İstasyonlarında Gelen Süt Yağı ve Toplam Katı Maddelerin Sınıflandırılması

Bir tankerin değerini neden bileşim belirler

Süt endüstrisinde bir tanker çiğ süt yalnızca litre üzerinden satın alınmaz. Örneğin Amerika Birleşik Devletleri Federal Süt Pazarlama Düzenlemeleri kapsamında sınıf fiyatları, süt yağı, protein, diğer katı maddeler ve yağsız katı maddeler için ayrı ayrı ilan edilen bileşen fiyatlarından oluşturulur; Sınıf III yağsız süt fiyatı ise protein fiyatının bir katı ile diğer katı maddeler fiyatının bir katının toplamı olarak tanımlanır [1]. Böyle çok bileşenli bir ödeme düzeninin yürürlükte olduğu her yerde, her teslimattaki yağ, protein ve katı madde sonuçları doğrudan tedarikçiye ödenen paraya ve işleyicinin bekleyebileceği verime dönüşür. Kabul rampası, bir bileşim sonucunun mali sonuç doğurduğu ilk noktadır; dolayısıyla sorular, bu sonucu hangi yöntemin ürettiği, referans yöntemlere nasıl bağlandığı ve ne kadar hızlı elde edilebildiğidir.

Her ödeme sonucunun arkasındaki referans yöntemler

Sütte yağ, protein ve toplam katı maddenin ne anlama geldiğini üç referans yöntem tanımlar. Yağ, çiğ, yağı azaltılmış, yağsız ve işlenmiş sıvı sütün yanı sıra kremayı ve kurutulmuş süt ürünlerini de kapsayan ISO 23318 | IDF 249'a göre çözücü ekstraksiyonunun ardından gravimetrik olarak belirlenir [2]. Protein, ham protein hesabını da belirten ISO 8968-1 | IDF 20-1'in Kjeldahl prosedürüyle toplam azottan türetilir [3]. Toplam katı madde, ISO 6731 | IDF 21'e göre etüvde kurutma sonrasında kalan kalıntıdır [4]. Bu laboratuvar prosedürlerinin hiçbiri tanker rampada beklerken sonuç vermez; kabuldeki rolleri dolaylı ama belirleyicidir, çünkü her hızlı cihazın kalibre edildiği ve kontrol edildiği referans değerleri bunlar sağlar.

Orta kızılötesi: ödeme analizlerinde yerleşik rutin yöntem

Süt laboratuvarlarının ödeme analizleri için standart hâline getirdiği hızlı yöntem orta kızılötesi (MIR) spektrometridir. Lynch ve ark. MIR analiz cihazlarını ödeme amaçlı süt bileşimi tayini için hızlı ve ekonomik bir araç olarak tanımlar; bu cihazların yağ, protein ve laktozu ölçtüğünü ve böylece toplam katı madde, yağsız katı madde ve diğer katı maddelerin hesaplanmasına olanak verdiğini belirtir; tüm MIR analiz cihazlarının kimyasal referans yöntemlerle kalibrasyon gerektiren ikincil cihazlar olduğunu vurgular. Aynı makale, USDA Federal Süt Pazarı Yöneticilerinin uyguladığı, homojenizasyon verimliliği ve doğrusallıktan karşılıklı düzeltme faktörlerine kadar uzanan ön kalibrasyon kontrollerini de listeler [5]. Tekniğin çiğ süt, işlenmiş süt, krema ve peynir altı suyuna uygulanmasına ilişkin kılavuz ilkeler, tekniği analiz cihazının akış sisteminden pompalanabilen ürünlerle sınırlayan ISO 9622 | IDF 141'de ortaya konmuştur [6].

MIR literatüründeki iki ince nokta, ödeme amaçlı her spektroskopik cihaz için geçerlidir. Süt yağı tek bir analit değildir: Kaylegian ve ark., MIR yağ okuması ile referans kimyasal sonuç arasındaki farkın süt yağ asitlerinin zincir uzunluğu ve doymamışlığıyla sistematik olarak kaydığını göstermiştir; dolayısıyla bir süt popülasyonu üzerinde kurulan kalibrasyon, farklı yağ asidi profiline sahip sütte farklı okuyabilir [7]. Analiz cihazı sertifikasyonu da resmîleştirilmiştir: ICAR kılavuzları laboratuvar, hat yanı ve hat içi analiz cihazlarını birbirinden ayırır, yağ, protein, laktoz ve ürenin MIR ile tayininde ISO 9622 | IDF 141'i uygular, referans yöntemin uluslararası düzeyde standartlaştırılmış bir yöntem olmasını şart koşar ve ISO 23318'e göre gravimetrik yağ tayinini referans yöntemler arasında sayar [8].

NIR çalışmaları çiğ süt bileşimi için neler bildiriyor

Yakın kızılötesi (NIR) spektroskopi, homojenize edilmemiş çiğ süt için ağırlıklı olarak sağım sürecinde çevrim içi bir araç olarak incelenmiştir ve kabulde hat yanı bir ölçüm için ilgili kanıtı bu çalışmalar oluşturur. Tsenkova ve ark., 258 homojenize edilmemiş süt numunesinin 400 ile 2.500 nm arasında 1, 4 ve 10 mm kalınlıklarda geçirgenlik spektrumlarını kaydetmiş ve spektral bölge ile numune kalınlığının yağ ve toplam protein için anlamlı, laktoz için ise anlamsız etkenler olduğunu bulmuştur; en iyi doğruluk, 1 mm kalınlık ve birinci türev ön işlemiyle 1.100–2.400 nm bölgesinden elde edilmiştir [9]. Šašić ve Ozaki, 100 çiğ süt numunesini 800–1.100 nm bölgesinde PLS regresyonuyla analiz etmiş ve daha iyi tahmin denemelerinde yağ için 0,996 korelasyon katsayısı ile ağırlıkça %0,087 RMSEP, protein için yeterli sonuçlar ve laktoz için sınırlı tahmin yeteneği bildirmiştir [10].

Cihazlı sistemler bu tabloyu doğrular. Kawasaki ve ark., 600–1.050 nm'lik bir NIR sistemini otomatik sağım sistemine yerleştirmiş ve homojenize edilmemiş sütten oluşan bir doğrulama setinde yağ için 0,95 ve %0,25, protein için 0,72 ve %0,15, laktoz için 0,83 ve %0,26 r² ve SEP değerleri elde etmiştir [11]. Aernouts ve ark. çiğ sütün görünür/NIR yansıma ve geçirgenliğini karşılaştırmıştır: yansıma yağ ve ham protein için 0,95'in üzerinde, laktoz için ise 0,75'in altında R² vermiş; geçirgenlik yağ ve ham protein için 0,90'ın üzerinde, laktoz için 0,88 R² vermiş; iki mod da üreyi kabul edilebilir düzeyde tahmin edememiş ve geçirgenlik için gereken 1 mm yol uzunluğunun çevrim içi kullanımı güçleştirdiği not edilmiştir [12]. NIR'ın süt ve süt ürünlerine uygulanmasına ilişkin kılavuz ilkeler ISO 21543 | IDF 201'de verilmiştir [13]. Tutarlı sonuç şudur: yağ, NIR'ın çiğ sütte en kolay ölçtüğü parametredir; protein ölçülebilir ama daha zayıftır; laktoz ölçüm moduna bağlıdır ve bir ödeme düzeninin gerektirdiği doğruluğun, tesisin kendi sütü üzerinde referans yöntemlere [2][3][4] karşı gösterilmesi gerekir.

Kabul rampasına spektroskopik bir adım yerleştirmek

Cihaz ister MIR ister NIR olsun, bir sonucu ödeme için savunulabilir kılan uygulamalar, standartların ve değerlendirme protokollerinin zaten tarif ettikleridir:

• Kalibrasyonu referans yöntemlere bağlayın. Hızlı bir analiz cihazı ikincil bir cihazdır [5]; yağ, protein ve toplam katı madde kalibrasyonları, tesisin kendi sütü üzerinde ISO 23318, ISO 8968-1 ve ISO 6731 sonuçlarına karşı kurulmalı ve düzenli aralıklarla kontrol edilmelidir [2][3][4].
• Ölçüm koşullarını denetim altında tutun. Homojenize edilmemiş sütte yol uzunluğu ve numune sunumu yağ ve protein sonuçlarını önemli ölçüde etkiler [9][12]; rampada kullanılan numune alma noktası, sıcaklık ve hücre, kalibrasyon kurulurken kullanılanlarla aynı olmalıdır.
• Popülasyon kaymalarını izleyin. Yağ asidi profili kızılötesi yağ okumasını etkilediğinden [7], tedarik tabanındaki mevsimsel, ırk ya da besleme kaynaklı değişiklikler taze referans numunelerine karşı yeniden doğrulama gerektirir.

USTECH bu konuya nasıl yaklaşıyor

Kabuldeki çiğ süt için ProLine2550 sıvılar ve bulamaçlar için belirlenmiştir; caliX paketi yukarıdaki çalışmalarda kullanılan türev ön işlemini ve PLS regresyonunu sunar [9][10]; ProChem ise analiz cihazını tesisin PLC/SCADA sistemine bağlayarak her teslimat için zaman damgalı bir sonucun saklanmasını sağlar. Yağ, protein ve toplam katı maddeden hangilerinin belirli bir ödeme düzeninin gerektirdiği doğruluğa ulaştığı, yayımlanmış rakamlardan varsayılmaz; kendi süt numuneleriniz ve referans analizlerinizle yürütülen bir fizibilite çalışmasında ortaya konur.