Residuos del proceso de matanza y faenamiento

Obtención y Utilización de los Subproductos de Origen Animal

QBP. Carolina Castro Martínez
Depto: Medicina Preventiva y Salud Pública FMVZ-UNAM

MVZ. MC. Claudia D. Alcázar Montañéz
Depto: Medicina Preventiva y Salud Pública FMVZ-UNAM

Los desechos del rastro, como la sangre y el contenido ruminal, provocan graves problemas de contaminación ambiental. Tales desechos, procesados adecuadamente, son susceptibles de utilizarse como fertilizantes orgánicos y como materia prima para productos como harinas de sangre, de carne, de hueso o de pescado, que pueden emplearse como fuentes de proteína para la elaboración de alimentos para mascotas; grasas de origen animal que se emplean como fuentes energéticas para dichos tipos de alimentos, o bien como bases para la elaboración de jabones de tocador; productos empleados como materia prima para producir pegamentos a base de cola, así como la obtención de gelatinas para consumo humano.

El tratamiento de los desechos de la carne y de los subproductos es una necesidad económica y de higiene pública, debido a las grandes cantidades que se generan en los mataderos de las distintas especies destinadas al consumo humano; además, su importancia también radica en el cumplimiento que exige la Norma Oficial Mexicana 060 para la transformación de productos animales en lo referente al tratamiento térmico a que deben someterse para asegurar la destrucción de agentes virales, causantes de la Encefalopatía Espongiforme Bovina y el Prúrigo Llumbar.

La principal fuente de contaminación se encuentra en las aguas residuales de los mataderos por heces, orina, sangre, pelusa, lavazas y residuos de la carne y grasas de las canales, los suelos, los utensilios, contenido intestinal y las vísceras de los animales sacrificados.

Además, para dar cumplimiento a las normas de higiene, rastros e industrias de productos cárnicos están obligados a utilizar grandes cantidades de agua, lo que aumenta el costo de elaboración.

Origen de las Aguas Residuales en los Mataderos y Plantas de Elaboración

Los corrales o establos anexos a los mataderos suelen estar dotados de canales de captación pavimentados y cubiertos.

Las aguas están constituidas por los desbordamientos de los depósitos, excrementos líquidos y las aguas para lavar los corrales que contienen estiércol.

• La naturaleza de estos desechos varía según existan o no canales de captación, las prácticas de retirada del estiércol o la frecuencia de lavado, así como el material de las camas y los restos de alimento no utilizado que se incorporan a la carga diaria.
• Cuando no se respetan esas prácticas de limpieza, aumenta el número de coliformes y la carga orgánica en las aguas residuales descargadas.

Piso de los Locales de Matanza:

• Muchos mataderos recogen la sangre para emplearla en plantas de preparación de subproductos o venderla a fabricantes de fertilizantes.
• Algunas plantas utilizan parte de la sangre para incorporarla a su harina de carne. Esto reducirá sustancial- mente la demanda de oxígeno y colorantes de las aguas residuales descargadas en el alcantarillado y se debe, por tanto, estimular.

Estiércol de las Tripas:

Se suele segregar de los desechos líquidos y se añade al estiércol de los corrales para la preparación de compostas, por separado.

• Los rastros pueden también deshacerse del estiércol con la basura. Una eliminación por separado del estiércol de las tripas reduce materialmente la cantidad de sólidos en las aguas residuales que entran en las alcantarillas

Lavazas del Suelo y del Equipo:

Contienen sangre, excrementos, carne, grasas y partículas de huesos.

Preparación de las Canales:

Las aguas con que se han lavado las canales contienen sangre, carne y partículas de grasa de los recortes.

Preparación de Subproductos:

Se utilizan las canales decomisadas y los despojos para preparar sebos y harina de carne no comestible.

• Las instalaciones de tratamiento de subproductos en seco no producen aguas depositadas ya que toda el agua cargada en el fundidor se evapora. La materia prima utilizada para la preparación de subproductos se desmenuza y lava.

Eliminación de las Cerdas de los Porcinos:

• Las cerdas se aflojan en una caldera de escaldado y se quitan raspándolas. Para reducir estos residuos, las cerdas se pueden hidrolizar por medio de su tratamiento por vapor con la incorporación de cal y cuando se seca produce un material en polvo.
• La descarga de las aguas de la caldera y los restos de los raspados contienen pelo, suciedad y costras de la piel de los cerdos que se añaden a la carga de las aguas residuales.

Almacenamiento de los Cueros:

• Los cueros recién extraídos en el piso para la matanza se apilan con el lado de la carne hacia arriba y se espolvorean con sal.
• Una pequeña cantidad de residuos de esas pilas, además de las aguas utilizadas para lavar los suelos, van a parar al sistema de drenaje.

Limpieza de las Entrañas:

• Después de extraer el contenido sólido, que se elimina como desecho semisólido destinado a la preparación de compostas, las entrañas se lavan para extraerles su mucosidad por compresión o presión, se salan, se secan y envasan para el despacho.
• Los recortes y la mucosidad de las tripas se tratan para recuperar las grasas y las proteínas. Las aguas residuales de las máquinas de limpieza se descargan en los canales de captación para recuperar las grasas.

Cuarto de las Tripas:

• La tripa o la parte muscular del estómago de los bovinos se lava y escalda. Las aguas del lavado y del escaldado que contienen grasas y materia suspendida se descargan en los canales de captación.
• Lavandería: Las lavanderías de los mataderos grandes son de considerable dimensión y pueden producir aguas residuales con una demanda bioquímica de oxígeno de cinco días de 1300 ppm.

Pretratamiento de las Aguas Residuales

• Coagulación Química: el proceso consiste en desestabilizar los coloides y unirlos para su sedimentación, se forman flóculos químicos que absorben la materia en suspensión, los productos usados: sulfato de alúmina, sulfato ferroso, sulfato férrico, cloruro férrico y mezcla de sulfato férrico y cloruro. También se puede producir la coagulación por neutralización de las cargas eléctricas o se pueden eliminar los coloides por adsorción usando carbón activo.
• Clarificación: paso a través del depósito de sedimentación que separa el sedimento pesado del flotante, que es un líquido claro casi desprovisto de sólidos en suspensión.

El rendimiento de los tanques de sedimentación, usados para la eliminación de los sólidos en suspensión, depende principalmente del área del tanque, la velocidad de salida, así como de la temperatura, tamaño y velocidad de las partículas, y las características de las aguas residuales.

Harinas de Sangre y Carne

La transformación en harinas y grasas, se realiza en un digestor en el que los subproductos se someten a temperaturas de 110-130oC / 2.5-4.5 h, evaporando el agua contenida y descargando posteriormente la harina y la grasa a un tornillo tamizador. La grasa, se envía a tanques de decantación para la separación de impurezas o a una decantación centrífuga.

La harina de sangre es un subproducto de la industria de carnes, obtenida por desecación, se caracteriza por el alto contenido de proteína y baja degradación ruminal.

Los métodos modernos de producción de harina de sangre comprenden la desecación de la sangre en capas fluidificadas, desecación por rociado a baja temperatura o desecación de la sangre en un transportador poroso por corriente de aire caliente. Estos procedimientos de desecación producen una harina de sangre soluble en agua (que con frecuencia se denomina en inglés “blood flour”) para distinguirla de la harina corriente de sangre (“blood meal”), que es menos soluble en agua. En escala semi-comercial, la harina de sangre se fabrica coagulando la sangre al vapor, o hirviéndola durante 20 minutos, recogiendo luego el coagulado para secarlo y molerlo.

En el digestor se consigue la esterilización de los subproductos.

Estas instalaciones clásicas que vemos en casi todos los mataderos presentan algunos inconvenientes:

• Elevado consumo energético.
• Olores desagradables.
• Productos finales muy “quemados”.
• Grasas con elevado porcentaje de impurezas.
• Las harinas tienen porcentajes altos en grasas (10-20%).

Pero también tiene sus ventajas…

• Se consigue una esterilización de todos los subproductos cárnicos.
• No existe vertido de aguas residuales.

Los subproductos cárnicos, en vez de ir al digestor, son troceados y picados finamente (partículas de 5-25 mm) y calentados por inyección directa de vapor, formando así una masa sometida a centrifugaciones sucesivas por lo que se separan tres fases:

• Fase sólida (con proteínas, sales y algo de grasa y agua).
• Fase grasa purificada (con un 0.1-0.2% de humedad e impurezas sólidas).
• Fase acuosa (agua de colas).

• La fase sólida es sometida después a secado, con lo que se obtiene una harina baja en grasa.
• La grasa purificada se almacena en tanques y es enfriada y batida para su envasado.
• El agua de colas, es recirculada al proceso o concentrada en un evaporador y secada posteriormente.

Gracias a la mezcla con aguas de colas con la materia prima entrante se consiguen tres cosas importantes:

• La pasta resultante es bombeable.
• La pasta formada por la mezcla de materia prima y agua de colas es más fácil de desengrasar posteriormente.
• Después del tornillo, la pasta formada pasa al sistema de fusión, etapa clave en el proceso de transformación.

El sistema de fusión está compuesto por:

• Tanque de fusión.
• Bomba de recirculación.
• Inyección de vapor.

El sistema de fusión funciona como sigue:

La pasta entra por la parte superior en el tanque, siendo obligada a circular por la bomba y pasando por el calentador de vapor, que eleva la temperatura de la masa hasta 60-70ºC que asegura una extracción eficiente de la grasa sin riesgo de formación de emulsiones con colas y gelatinas, ya que éstas permanecen en la fase sólida.

De esta forma, la instalación se puede utilizar para la producción de huesos desengrasados para gelatina.

Para conseguir una buena fusión sin que se produzcan emulsiones, los parámetros más importantes que hay que controlar son:

• Temperatura de fusión.
• Tiempo de fusión.

La bomba envía la pasta hacia el decantador centrífugo, pasando antes por otro inyector de vapor, que eleva la temperatura hasta 90-95oC en unos segundos. Esto facilita la posterior separación de las distintas fases en el decantador.

A la salida del decantador es importante obtener una fase sólida con bajo contenido en grasa, ya que es posteriormente secada, obteniéndose así harina con no más de un 10-12% de grasa.

La fase líquida que sale del decantador pasa a un filtro encargado de eliminar los sólidos de mayor tamaño que haya podido pasar con dicha fase líquida.

• Ese filtro o tamiz es autolimpiable y las impurezas acumuladas sobre la malla filtrante son descargadas automáticamente, pues la malla está inclinada y sometida a vibración, lo que hace que los sólidos e impurezas se descarguen por un lateral.

Estos sólidos separados se pueden reciclar en el proceso o mandarlos directamente a secar.

• La fase líquida, después de pasar por el filtro, va a un depósito intermedio de acero inoxidable y que sirve de tanque pulmón para alimentar la centrífuga vertical. Este depósito va equipado para el calentamiento indirecto por vapor y lleva también un agitador con motor eléctrico.
• De este modo, la fase líquida, procedente del decantador y filtro, es calentada hasta 97-98oC, temperatura a la que se puede efectuar muy bien la separación de fases (grasa-agua) por centrifugación.
• La bomba toma los líquidos contenidos en el depósito y los envía a la centrífuga vertical.

Esta máquina separa tres fases:

• Fase grasa.
• Fase acuosa (agua de colas).
• Fase sólida (sedimentos).

La fase grasa separada apenas contiene agua e impurezas sólidas (menos del 0.15% en conjunto). Y la fase acuosa o agua de colas, por su contenido en esta sustancia, aún contiene un 3.5% de materias sólidas totales (grasa y sólidos no grasos).

La Harina de Carne y Hueso

La harina de carne y hueso es un producto constituido de restos de frigoríficos y canales descartadas por el servicio de inspección sanitario. Este producto no debe contener cascos, cuernos, contenido gástrico, heces ni otros materiales extraños. Esta harina ofrece un alto valor biológico siendo utilizada en raciones para aves, cerdos y caninos. Por tratarse de un producto con altos contenido de proteínas, además de altos niveles de Ca y P se utiliza con regularidad en dietas para rumiantes.

Harina de Pescado

Esta harina es un producto obtenido a través del proceso (cocido, prensado, secado y molido) de peces o de restos de los mismos. La composición de esta harina varía de acuerdo a la materia prima y proceso de fabricación. Su utilización como suplemento proteico en la dieta animal ha sido utilizada principalmente en las regiones de mayor disponibilidad.
La harina de pescado es una fuente proteica de bastante uso en la preparación de raciones para consumo animal, rica en aminoácidos esenciales como Cisteína. Metionina y Cistina, los cuales son limitantes sobre todo en monogástricos. El uso de esta harina en rumiantes es controlado y sólo se utilizaría en animales lecheros de alta producción (mayor de 20 kg por día), debido a su alto costo comercial.

Tripas Naturales

Con frecuencia las fábricas dedican especial cuidado e invierten en tripas naturales para sus productos, proceden del tracto digestivo de vacunos (reses), ovinos y porcinos, por las ventajas que puede aportar a los productos.

Ventajas:

• unión íntima entre proteínas de la tripa y masa embutida.
• alta permeabilidad a los gases, humo y vapor.
• son comestibles.
• son más económicas.
• dan aspecto artesanal.

Desventajas:

• gran heterogeneidad si no se calibran adecuadamente.
• menos resistentes a la rotura.
• presencia de parásitos.
• presencia de pinchaduras o ventanas.
• mal raspado de serosa externa, con presencia de venas.
• fácilmente atacadas por los microorganismos.
• deben almacenarse saladas.
• deben remojarse previamente.

Las materias primas básicas para la fabricación de gelatina son: descarne fresco, descarne piquelado, descarne cabeza, recortes frescos provenientes de vacunos, Se realizan diferentes pre-tratamientos:

• Los cueros son tratados con sales para su preservación.
• Las pieles se congelan para su almacenamiento y transporte.
• Los huesos de ganado vacuno, se desgrasan y se trituran antes de su transporte y procesamiento.
• Todos los días se recogen huesos frescos que deben ser procesados dentro de las 24 h del sacrificio del animal.

La gelatina es un producto proteico de propiedades espesantes y se obtiene por hidrólisis del colágeno. Es un proceso de extracción sólido/líquido en etapas.

Químicamente el proceso consiste en transformar cada molécula de colágeno en dos de gelatina. Las cantidades son grandes, son fábricas enteras que se dedican a esto, no se hace a nivel particular. Algunas se dedican a la producción de cola para encolar, cierta variedad de pegamento de papel y las de gelatina con destino alimenticio son sofisticadas instalaciones que básicamente consisten en lo mismo que procesan este cuero.

Consta de dos fases:

1. La primera en frío, removiendo el contenido proteico no colagénico soluble.
   Los recortes son encalados durante 7 días en unas molinetas especiales con movimiento de agua y cal que luego son lavados, con exceso de agua para retirar la máxima cantidad de cal y luego son desencalados con productos químicos que no dejen residuos de productos nocivos dentro de esta gelatina, preferentemente cantidades diluidas de ácido clorhídrico, adiciones lentas, porque va a formar cloruro de calcio que es sumamente soluble. Se lava abundantemente, muy lavado, se controlan los cortes con fenolftaleína que no queden restos de cal, que esté totalmente desencalado.
2. La segunda en caliente, provocando la hidrólisis del colágeno. Es en esta fase que aparece en sucesivos caldos de contenido proteínico decreciente lo que se define como Gelatina.

Luego de desencalados, son escurridos, exprimidos y sometidos a cocción en autoclaves con vapor y como aumenta la presión ellos hierven a más baja temperatura. Hay primeras y segundas extracciones.

El material colagénico es insoluble y recién al hidrolizarse se hace posible la extracción por solubilización.

Dado el carácter proteico, o sea Aminoácido, del contenido a extraer, el pH es fundamental. Lo es extensivo a la historia de la materia prima. Cuando el hueso o el cuero provienen del faenamiento del ganado vacuno o porcino, su pH no ha sido modificado por vía química. En cambio cuando el cuero de vacuno proviene de una curtiembre, indudablemente se lo ha sometido a procesos químicos, sea cual fuere el origen de la materia prima, se distinguen dos procesos de fabricación.

Proceso Ácido:

Se elaboran a partir de cueros de cerdo, son gelatinas tipo A.

La primera etapa se lava hasta que desaparezca la reacción ácida y no haya proteína soluble. En la segunda etapa se hace un tratamiento de agua caliente provocando la hidrólisis del colágeno. Se hacen sucesivos tratamientos, se separan los sucesivos cortes, se filtra. Se concentra por evaporación, se gelifica y se seca.

Cuando se trabaja hueso se lo digiere en un baño ácido hasta la obtención de un material esponjoso que se define como oseína. Se lava hasta que desaparece la reacción ácida. Las etapas siguientes son similares a las anteriores.

Alcalino:

Cuando se utilizan cueros vacunos provenientes de curtiembres, se trabaja con procesos alcalinos, y son gelatinas de tipo B.

La diferencia entre ambas es el poder gelificante y el pH del producto.

Obtención de Gelatina Comestible – Secuencia de Procesos

• Cortado: Se reduce el tamaño de los descarnes por medio de una máquina cortadora para que el tratamiento sea más homogéneo.
• Prelavado: Se efectúa un lavado preliminar para separar elementos extraños al material
• Tratamiento Alcalino: Se realiza ya sea con cal o con soda para preparar otros contenidos (no proteínicos y proteínicos no colagénicos presentes) para su separación en la próxima etapa.
• Neutralización: Se lleva a cabo un lavado previo para remover los acompañantes no deseables y una neutralización con ácido.
• Extracción: Se hace una extracción sólido-líquido a temperatura, en etapas sucesivas, separando los distintos cortes que son sometidos a purificación posteriormente.
• Filtración: Mediante este proceso, realizado con tierras de diatomeas, se logra dar a la gelatina la claridad y el brillo necesario para su utilización alimentaria, farmacéutica y fotográfica.
• Desmineralización: La gelatina atraviesa un lecho de resina de Intercambio iónico.
• Evaporación: Se concentran los caldos como paso intermedio para llegar al producto final seco.
• Esterilización: Se hace por medio de un chorro de vapor directo a presión y posterior flameado.
• Secado: En la etapa final se gelifica y seca el producto en un túnel de secado especial.
• Molienda: Se le da la granulometría adecuada.
• Envasado y Almacenaje: Constituyen las fases finales del proceso productivo.

Jabones

En la fabricación del jabón, los caracteres físicos y químicos del producto dependen directamente de las materias primas empleadas. De las grasas y aceites se emplean: el sebo, la manteca, aceite de nueces, los residuos de la refinación y del endurecimiento de aceites de semilla, y algunos aceites marinos. Los ácidos grasos más convenientes en los jabones son el láurico, el mirístico, el palmítico y el oleico, que contienen de 12 a 18 átomos de carbono. Es evidente que las características de los jabones están directamente relacionadas con los ácidos grasos de las materias primas utilizadas.

Los ácidos mencionados anteriormente son saturados, excepto el oleico, forman la mayor parte de la materia del sebo y del aceite de coco. Este aceite y el sebo, en relaciones de 3:1 y 4:1, se utilizan en la mayoría de los jabones fabricados para lavanderías y para el tocador. El sebo se utiliza en la fabricación de jabones en mayor cantidad que cualquier otra grasa. Se obtiene fundiendo grasas de ganado vacuno, lanar, caballar, etc., y se clasifica en dos grados comerciales: comestible y no comestible. La mayor parte del sebo utilizado es no comestible.

La grasa o manteca ocupa el segundo lugar en importancia entre las materias grasas utilizadas para producir jabón. La grasa pocas veces se utiliza sola en las calderas de saponificación; generalmente se utiliza combinada con el sebo. Los jabones hechos con manteca son algo más blandos que los fabricados con sebo y no tienen el olor y la estabilidad peculiares de los fabricados con sebo. La manteca contiene mayor porcentaje de ácidos grasos sin saturar que el sebo

La mayor parte de los jabones se fabrican por uno de los dos métodos básicos siguientes:

• Saponificación de grasas y aceites.
• Neutralización de ácidos grasos.

El más utilizado es el primero porque el equipo requerido para obtener productos de buena calidad es relativa- mente sencillo y poco costoso. La producción y manipulación de ácidos grasos requiere metales resistentes a los ácidos, caros y difíciles de conseguir. Por ello, resulta más fácil fabricar jabones de alta calidad con grasas y aceites neutros que instalar equipos especiales para hacer jabón con equipos especiales.

Álcalis

En la mayor parte de los jabones se utiliza el NaOH como álcali saponificador o neutralizante. En el procedimiento ordinario para hacer jabón se usa el cloruro de sodio en grandes cantidades para precipitar el jabón de su solución en la lejía.

Los jabones potásicos, que se hacen empleando como álcali la potasa cáustica, son más solubles en agua que los de sodio, y son los denominados jabones blandos. No pueden precipitarse de la lejía por el cloruro de sodio, porque se formaría jabón de sodio.

REFERENCIAS

• http://www.etsia.upm.es/fedna/sub_animales_lacteos/harinadesangre. htm
• http://www.cepis.org.pe/eswww/fulltext/resisoli/matade/matade.html (Ing. Peña Peña Américo. Los mataderos y el medio ambiente/ Consulting Environmental).
• http://www.cueronet.com/tecnica/gelatinas.htm
• http://www.gelatine.org/es/gelatine/production/138.htm
• Delgado Romero José de Jesús. Elaboración de harina de sangre de bovino, su evaluación microbiológica y nutritiva. Publicado por el autor.1992
• López Vázquez Rafael, Casp Ana, Tecnología de Mataderos. 2004 Mundi- Prensa.
• Buxadé Carbó Carlos. Zootecnia, Bases de producción animal. Tomo III. 1995 Mundi-Prensa.
• Guillaume Jean. Nutrición y alimentación de peces y crustáceos. Traducido por Aixa Sopeña Blanco. 2004 Mundi-Prensa.
• http://www.amvediciones.com/asc.htm
• NORMA Oficial Mexicana NOM-060-ZOO-1999. Especificaciones zoosanitarias para la transformación de despojos animales y su empleo en la alimentación animal.

Artículo publicado en Entorno Ganadero