Perspectiva general de la industria del reciclaje de subproductos de origen animal

Publicado el: 2/10/2014
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Resumen
El ser humano no consume de una tercera parte a la mitad de cada animal producido para carne, leche, huevos y fibra. Estas materias primas se someten al proceso de reciclado que da como resultado muchos productos útiles. La harina de carne y hueso, harina de carne, harina de carne de aves, harina de pluma hidrolizada, harina de sangre , harina de pescado y grasas animales son los principales productos que resultan del proceso de reciclaje. El uso más importante y valioso de estos subproductos de origen animal es como ingrediente en alimentos para ganado, aves, acuicultura y animales de compañía.
 
Hay grandes cantidades de bibliografía científica que valida la calidad nutricional de estos productos, de tal manera que no hay razones científicas para cambiar la práctica de alimentación de productos reciclados de origen animal a animales. Las agencias gubernamentales controlan el procesamiento de alimentos para consumo humano y animal, por lo que a menudo se inspecciona a la industria del reciclaje de subproductos de origen animal. Además, entre los programas de la industria se incluye al uso de buenas prácticas de manufactura, análisis de riesgos y puntos críticos de control (HACCP), códigos de práctica y certificación por parte de terceros. La Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) de Estados Unidos reglamenta los alimentos para animales y prohibe que ciertas proteínas de rumiantes se usen en dietas de rumiantes para prevenir la propagación de la encefalopatía espongiforme bovina (BSE). A pesar de que seguido se frustra por la atención que recibe, la industria del reciclaje claramente comprende su papel en la producción nutritiva y segura de las materias primas de los alimentos balanceados y lo ha hecho de manera muy efectiva durante aproximadamente cien años.
 
La disponibilidad de productos reciclados de origen animal para alimentos para animales va a depender en el futuro de la reglamentación y del mercado. Los recicladores de subproductos de origen animal son innovadores y competitivos, y se van a adaptar a cambios en ambas cosas. Los organismos reguladores van a determinar si se pueden usar ciertas materias primas en alimentos para animales. 
 
La National Renderers Association (NRA) apoya el uso de la ciencia como el fundamento de la reglamentación, mientras que la estética, especificaciones del producto y las diferencias en la calidad deben dejarse a las fuerzas del mercado. Las expectativas del cliente, la demanda del consumidor y las consideraciones económicas van a dictar las especificaciones y precios del producto. 
 
Sin los continuos esfuerzos de la industria del reciclaje de subproductos de origen animal, la acumulación de los subproductos de origen animal sin procesar obstaculizaría a las industrias cárnicas y plantería un serio riesgo en potencia a la salud animal y humana.
 
Materia prima
Un subproducto se define como un producto secundario obtenido durante la fabricación de un producto principal. Un coproducto es un producto que por lo general se fabrica junto con o consecutivamente con otro artículo debido a similitudes de producto o proceso. Algunas personas prefieren la connotación más positiva del término coproducto, pero en nombre de la simplicidad, en este libro se va a usar más el término subproducto. Una parte de las utilidades que regresan a la producción animal y a las industrias del procesamiento depende de la utilización de los subproductos o coproductos auxiliares a la producción de carne, leche y huevos para consumo humano. La FDA reglamenta qué materiales se pueden incluir en el alimento para animales; en 1997 prohibió la alimentación de materiales de rumiantes a animales rumiantes. Recientemente, se han suscitado debates considerables sobre si se deben prohibir más materias primas bovinas en todos los alimentos para animales.
 
Las aproximadamente 300 plantas de reciclaje de subproductos de origen animal en Norteamérica dan servicio a la industria pecuaria por medio de la utilización de subproductos que ascienden a más de la mitad del volumen total producido por la industria pecuaria. Estados Unidos en la actualidad produce, sacrifica y procesa aproximadamente 100 millones de cerdos, 35 millones de cabezas de ganado, y ocho mil millones de pollos al año. Entre los subproductos se incluyen a los cueros, pieles, pelo, plumas, pezuñas, cuernos, patas, cabezas, huesos, uñas, sangre, órganos, glándulas, intestinos, tejido muscular y adiposo, cascarones y canales completas. Estos subproductos se han utilizado durante siglos para muchos usos importantes. Los productos fabricados a partir de materias primas “no comestibles” (no aptas para el consumo humano) contribuyen de manera económica importante a las industrias conexas y a la sociedad. Además, el proceso de reciclado y la utilización de estos subproductos contribuyen a mejorar la calidad ambiental, y la salud animal y humana.
 
Aproximadamente el 49 por ciento del peso vivo del ganado, 44 por ciento del peso vivo de los cerdos, 37 por ciento del de los pollos de engorda y 57 por ciento del de la mayoría de las especies piscícolas son materias que no consume el ser humano. Algunas tendencias modernas, como los productos cárnicos preempacados listos para servir, aumentan la cantidad de materia prima para el proceso de reciclado. El volumen actual de materia prima generado en Estados Unidos está cercano a las 24.5 millones de toneladas anuales junto con otras 2.27 millones de toneladas de Canadá. Las materia primas varían, pero una aproximacion general de contenido sería del 60 por ciento de agua, 20 por ciento de proteína y minerales, y 20 por ciento de grasa antes del proceso de reciclado. Estos materiales orgánicos son altamente perecederos y cargados de microorganismos, muchos de los cuales son patógenos tanto para el ser humano como para los animales. El proceso de reciclado ofrece un sistema seguro e integral de manejo y procesamiento de materia prima animal que cumple con todos los requisitos básicos de calidad ambiental y control de enfermedades.
 
El proceso de reciclado
El proceso de reciclaje de subproductos de origen animal (conocido en inglés como rendering) es un proceso de transformación física y química que utiliza una gran variedad de equipo y procesos. Todos los procesos de reciclaje incluyen la aplicación de calor, la extracción de la humedad y la separación de la grasa. Los métodos para lograr esto se ilustran esquemáticamente en la figura 1 (Hamilton, 2004). Los procesos y equipo se describen en detalle en el capítulo de este libro sobre las operaciones.
 
La temperatura y el tiempo del proceso de cocción son de importancia fundamental y constituyen los principales factores determinantes de la calidad del producto terminado. Los procesos varían con la composición de la materia prima.
 
Todas las tecnologías del sistema del proceso de reciclaje incluyen la recolección y el transporte sanitario de la materia prima a una planta en donde se muele a un tamaño de partícula consistente, se transfiere a un cocedor, ya sea de configuración de flujo continuo o por lotes. Por lo general la cocción se logra con vapor y temperaturas de aproximadamente 115º a 145ºC durante 40 a 90 minutos, dependiendo del tipo de sistema y materiales. Actualmente, la mayoría de los sistemas estadounidenses de proceso de reciclaje son unidades de flujo continuo. 
 
Sin importar el tipo de cocción, la grasa derretida se separa de los sólidos de proteína y hueso, y se elimina una porción grande de la humedad. Lo que es más importante, la cocción inactiva bacterias, virus, protozoarios y parásitos. Los métodos alternativos de eliminación de materias primas tales como el entierro, compostaje o relleno sanitario no logran automáticamente la inactivación de los microorganismos. 
 
La grasa se separa del material cocinado por medio de una prensa de tornillo dentro de un recipiente cerrado. Después de la cocción y la separación de la grasa, los «chicharrones» (cracklings o crax en inglés), los cuales contienen proteína, minerales y algo de grasa residual, siguen en el proceso para eliminar humedad adicional, se muelen y se transfieren al almacenamiento o embarque. El almacenamiento de la proteína se hace ya sea en tolvas o en instalaciones cerradas. La grasa se almacena y transporta en tanques. 
 
Figura 1. Proceso básico de producción del reciclaje de subproductos de origen animal.

 
 
Los procesos y la tecnología del reciclaje de subproductos de origen animal ha cambiado en el transcurso de los años y va a continuar mejorando. Las plantas modernas de proceso de reciclaje están construidas para separar el manejo de las materias primas de las áreas de procesamiento y almacenaje. El control de proceso se realiza y monitorea mediante tecnología de computación para lograr registros de tiempo y temperatura para los valores térmicos adecuados de eliminación o inactivación de microorganismos específicos. No son necesarias las temperaturas que sobrepasan los requisitos de tiempo de inactivación térmica, por lo que deben evitarse, ya que pueden disminuir el valor nutritivo y la digestibilidad. Los procesos en Estados Unidos por lo general no incorporan la cocción bajo presión excepto para las plumas y otros tejidos de alto contenido de queratina. 
 
Las investigaciones han demostrado que la materia prima derivada del procesamiento de animales para consumo humano tiene una gran cantidad de microorganismos. Los datos ilustran la alta incidencia de microorganismos patógenos de origen alimentario en la materia prima de subproductos de origen animal, mientras que la eficacia del proceso de reciclado en la inactivación de estos patógenos se encuentra listada en el cuadro 1. Es admitido que el manejo de ingredientes después de la cocción puede er el responsable de la recontaminación, una preocupación para todos los ingredientes para alimentos balanceados que no se restringe a la proteína animal. La salmonela es una especie de bacteria que por lo regular se relaciona con el alimento balanceado y que a menudo se le incrimina erróneamente a los ingredientes de subproductos animales. La información de todo el mundo muestra que todos los ingredientes para alimentos, que incluye a las proteínas vegetales y a los granos, pueden contener salmonela (Beumer y Van der Poel, 1997; Sreenivas, 1998; McChesney et al., 1995; Comisión Europea, 2003). 
 
Por eso, es importante seguir las directrices de seguridad para alimentos balanceados o los códigos de práctica antes y después del manejo de los ingredientes y el alimento fabricado.
 
Cuadro 1. Eficacia del sistema del proceso de reciclaje estadounidense en la destrucción de bacterias patógenas.
 
Fuente: Troutt et al., 2001. Muestras de 17 plantas diferentes de reciclaje de subproductos de origen animal tomadas durante el invierno y el verano.
 
Aunque las investigaciones han demostrado que el proceso de reciclaje baja la infectividad del prión, el agente que más comúnmente se cree que es la causa de las encefalopatías espongiformes transmisibles (TSE), no se inactiva del todo con ninguno de los procesos de reciclaje que hay en la actualidad (Taylor et al., 1995). Es por eso que la FDA exige que no se usen materias primas que contienen subproductos de rumiantes para hacer ingredientes que se utilicen en el alimento balanceado de rumiantes.
 
La industria estadounidense del reciclaje de subproductos de origen animal reconoce su papel en garantizar la seguridad alimentaria y de proteger la salud humana y animal, de tal forma que ha desarrollado programas de bioseguridad, reducción de salmonela y certificación de terceros en el cumplimiento de las reglamentaciones de alimentos balanceados. Además, las compañías estadounidense de reciclaje de subproductos de origen animal han refrendado el Código de Prácticas de la APPI, programa voluntario basado en HACCP. 
 
Subproductos reciclados de origen animal 
El proceso de reciclado convierte al tejido animal crudo en diversos productos de proteína, grasa y minerales : harinas ricas de tipo granular y grasas líquidas con componentes nutricionales específicos. El volumen anual en Estados Unidos es aproximadamente de 5.084 millones de toneladas de proteínas derivadas de los animales y 4.95 millones de toneladas de grasas recicladas. 
 
Aproximadamente el 85% de esta producción se utiliza como materia prima de alimentos balanceados. Las aplicaciones de las grasas recicladas en las industrias química, metalúrgica, del caucho y oleoquímica combinadas representan el segundo mercado más grande, con más de 3,000 usos industriales identificados. La fabricación de jabones y productos para el cuidado personal siguen siendo el principal uso de las grasa animales, especialmente el sebo, además de que van en aumento nuevos usos como los biocombustibles. 
 
Grasas animales y grasas recicladas
Las grasas son los ingredientes para alimentos con mayor densidad calórica que hay. La industria de alimentos e ingredientes para animales es un gran usuario de grasa reciclada de origen animal y aceites reciclados de restaurantes y de cocinar que brindan una valiosa energía a la dieta. Además, las grasas y los ácidos grasos mantienen funciones corporales indispensables aparte de su función calórica. Junto con el aceite vegetal reciclado de restaurantes, la industria del reciclaje de subproductos de origen animal procesa unas 4.95 millones de toneladas de grasas al año (cuadro 2).
 
Cuadro 2. Grasas producidas al año por la industria estadounidense del reciclaje de subproductos de origen animal.
 
 
Fuente: U.S. Census Bureau Current Industrial Report M311K, 2005. 
a  Nota del editor: Las grasas avícola, de res y de cerdo que se usan en alimentos para mascotas (estimadas en aproximadamente en 454,000 toneladas) no se incluyen en las categorías de la Oficina del Censo de EUA.
 
El término lípido incluye a las grasas y los aceites. Los lípidos están químicamente estructurados más que nada como triglicéridos, estructura que consiste de una unidad de glicerol y tres unidades de ácidos grasos. Los ácidos grasos son los componentes que proporcionan a las grasas respectivas sus características individuales químicas y físicas. La mayoría de los ácidos grasos que se encuentran en las grasas naturales varían en las longitudes de las cadenas de ocho a 24 carbonos. Las grasas alimenticias contienen principalmente ácidos grasos de longitudes de 14 a 18 carbonos. Se consideran insaturados los ácidos grasos si tienen ligaduras dobles en su estructura química. Las estructuras sin dobles ligaduras son ácidos grasos saturados. Si se presentan en la estructura más de dos ligaduras dobles, a los ácidos grasos se les llama poliinsaturados. Como los triglicéridos contienen más ácidos grasos saturados, el punto de fusión aumenta, de tal forma que se le llama a la naturaleza física de la grasa como “más dura”. Una medida de la dureza es el título, determinado por el punto de solidificación de los ácidos grasos. El valor de yodo (VY) es otra medida de la dureza o suavidad; la grasa insaturada presenta valores VY más altos que la grasa saturada. El cuadro 3 es una guía de varias grasas animales, que compara el título y los VY. 
 
Cuadro 3. Título y valores de yodo de grasas de varias especies de ganado.
 
 
Fuente: Fats and Proteins Research Foundation Directors Digest No. 269.
 
Las grasas grado alimenticio animal son con frecuencia mezclas estabilizadas de grasas animales y vegetales. Se producen (1) mediante el reciclaje de tejidos de mamíferos o de aves, y (2) a través del reciclaje de aceites de cocinar. Las grasas para alimentos balanceados consisten predominantemente de triglicéridos de ácidos grasos, los cuales no contienen ácido grasos libres añadidos (NRA, 2003). 
 
Los productos que tienen un nombre que describe su clase o el origen de la especie deben corresponder a eso, a res, cerdo o aves. La grasa avícola consiste de las grasas derivadas del 100 por ciento de residuos avícolas. Las grasas alimenticias mezcladas constituyen una categoría que incluye mezclas de sebo, grasa, grasa avícola y grasas de restaurante y aceites para cocinar. Las grasas animales y vegetales mezcladas incluyen a las mezclas de las grasas grado alimenticio animal, grasas avícolas, grasas vegetales y las grasas de restaurante o aceites de cocinar. 
 
Puede también incluir subproductos tales como el soapstock. Las grasas dentro de esta categoría pueden llamarse mezclas animales y vegetales.
 
Se definen claramente especificaciones estrictas y se especifican garantías bajo varias referencias, en las que se incluyen a la Asociación de Agentes Estadounidenses de Control de Alimentos Balanceados (AAFCO, por sus siglas en inglés), los proveedores de grasas alimenticias pueden proporcionar productos que se etiqueten o garanticen fuera de las normas comerciales. En el cuadro 4 se listan las sugerencias de especificaciones de calidad de las grasas alimenticias animales. 
 
Como con cualquier ingrediente alimenticio, las especificaciones deben comprenderse completamente entre el proveedor y el comprador. A continuación se encuentran lineamientos comunes de las grasas alimenticias:
 
1. Se deben estabilizar las grasas con un antioxidante de grado alimenticio animal o humano aceptable añadido a niveles recomendados por el fabricante. Pueden realizarse pruebas de estabilidad para monitorear.
2. En las grasas para alimentos para ponedoras, reproductoras o pollos de engorda no deben incluirse soapstock de semilla de algodón o de otros subproductos de la semilla de algodón. 
3. Las grasas deben estar certificadas de que los residuos de bifenilos policlorados (PCBs y de plaguicidas se encuentren dentro de los límites estatales y federales permisibles. 
4. El proveedor debe hacer todo esfuerzo por proporcionar una estructura grasa uniforme en cada embarque. Para el tipo de grasa comprada puede establecerse una especificación de VY mínimo o máximo. El monitoreo del VY puede determinar si la estructura grasa del producto es uniforme.

Cuadro 4. Especificaciones de calidad sugeridas para grasa para alimentos balanceados.
 
 
MIU = humedad, impurezas e insaponificables.
* Cuando las grasas mezcladas para alimentos balanceados contienen soapstock acidulado, se puede ajustar este especificación para permitir un nivel más alto de ácidos grasos libres en la grasa (por ejemplo, cinco AGL por 10 por ciento añadido). Las grasas mezcladas que contienen soapstock pueden tener también niveles más altos de insaponificables.
 
Terminología de la grasa
Los ácidos grasos totales (AGT) incluyen tanto a los ácidos grasos libres como a los combinados con glicerol. La grasa se compone aproximadamente de 90 por ciento de ácidos grasos y 10 por ciento de glicerol. El glicerol contiene aproximadamente 4.32 kilocalorías por gramo en comparación con las 9.4 kilocalorías de los ácidos grasos. Debido a que los ácidos grasos contienen más del doble de energía de glicerol, el contenido de AGT en la grasa actúa como un indicador de la energía.
Una medida de la calidad de la grasa es el contenido de AGL. 
 
Normalmente, las grasas están compuestas de tres ácidos grasos ligados a glicerol a través de enlaces éster. Los AGL se producen cuando dichos ácidos grasos se liberan mediante la hidrólisis. Por lo tanto, la presencia de niveles altos de AGL indica que la grasa estuvo expuesta a agua, ácidos o enzimas. Las grasas deben procesarse para contener el nivel de humedad más bajo factible, para que no haya hidrólisis durante el almacenamiento.
 
Antes, algunos relacionaban un mayor contenido de AGL con una mayor oxidación de la grasa durante el procesamiento o el almacenamiento. La oxidación no es lo mismo que la hidrólisis, y se lleva a cabo cuando se combinan el oxígeno y los ácidos grasos insaturados en presencia de un catalizador, como el calor, hierro, cobre o la luz. El papel del calor en promover la oxidación y la hidrólisis de la grasa puede ser la causa de la confusión. No se recomienda la adición de antioxidantes, la práctica más común de prevenir la oxidación, para prevenir la producción de AGL, porque muchos antioxidantes son ácidos y pueden contribuir a mediciones más altas de AGL.
 
Por lo general, las impurezas insolubles consisten en pequeñas partículas de fibra, pelos, piel, hueso o tierra. Estas partículas pueden causar problemas de obstrucción en las mallas, boquillas y otros equipos que manejan las grasas, y contribuir a la acumulación de lodos residuales en los tanques de almacenamiento de grasa.
 
La humedad es perjudicial en las grasas, debido a que acelera la corrosión del equipo de manejo de grasas y a que puede promover la formación de óxido, lo cual es un poderoso catalizador de la oxidación y la rancidez. La humedad tampoco contribuye con energía, lubricidad y otros beneficios para el alimento, por lo que debe mantenerse en el mínimo. La humedad se asienta en el depósito de grasa, lo que hace difícil de lograr el muestreo exacto.
 
El valor de saponificación (VS) es un estimado del peso molecular promedio de los ácidos grasos contituyentes de una muestra de grasa, el cual se define como el número de miligramos de hidróxido de potasio que se necesitan para saponificar un gramo de grasa. Un VS más alto es indicativo de longitudes de cadena sw promedio más bajo de triglicéridos. 
 
Las grasas insaponificables contienen una serie de compuestos tales como esteroles, hidrocarburos, pigmentos, alcoholes grasos y vitaminas que no se hidrolizan mediante la saponificación alcalina. Los insaponificables normales tienen valores alimenticios desconocidos y variables comparables a las grasas involucradas, que pueden diluir la energía. 
 
Índice de yodo Cada doble ligadura en un ácido graso va a aceptar dos átomos de yodo. Al reaccionar los ácidos grasos con el yodo, es posible determinar el grado de insaturación de la grasa o el aceite. El VY se define como los gramos de yodo absorbidos por 100 gramos de grasa. Las grasas insaturadas naturalmente tienen VY más altos que las saturadas, que pueden usarse para estimar las estructuras de grasa completas. 
 
El valor del título se determina por medio de derretir los ácidos grasos después de hidrolizar una grasa. Los ácidos grasos se enfrían lentamente, y la temperatura a la que se solidifican en grados centígrados es el título. La grasa animal se conoce como "sebo" si posee un título de 40 o más, y se considera "grasa" si el título está por debajo de 40, sin importar el animal de origen, aunque la mayor parte del sebo es un subproducto del procesamiento de la carne de res. 
 
El color de la grasa varía de blanco puro del sebo de res refinado, pasando por el amarillo de la grasa y la grasa avícola, hasta el color muy oscuro del soapstock acidulado. El color no afecta el valor nutritivo de la grasa, pero puede ser de consideración en alimento para mascotas y en otros productos orientados al consumidor, debido a la posibilidad de afectar la apariencia del producto terminado. 
 
Estabilidad de la grasa y antioxidantes: Para prevenir el desarrollo de la rancidez oxidativa, la cual puede destruir las vitaminas A, D y E y puede causar otros problemas en los alimentos, se recomiendan los antioxidantes para todas las grasas de alimento. La rancidez es un término descriptivo y cualitativo que se derivó de umbrales humanos en la detección de malos sabores relacionados con la oxidación de las grasass. La rancidez no está químicamente definida ni es cuantificable. Como resultado, la industria ha intentado describir la rancidez mediante la medición de varios intermediarios o productos de la oxidación. Dos de tales pruebas que comúnmente se usan como indicadores de la estabilidad de la grasa son: 
  1. Valor de peróxido (VP): este ensayo mide los miliequivalentes (me) de peróxido por kilogramo (/kg), lo que revela el estado actual de la rancidez oxidativa. Un VP bajo (a veces definido como menos de 10.0 me de peróxido/kg) indica una muestra no rancia.
  2. Ensayo de Método de Oxígeno Activo (AOM, por sus siglas en inglés)  
para la estabilidad de 20 horas: es una medida del valor de peróxido después de 20 horas de burbujear aire en una muestra. Esta prueba está destinada a determinar la capacidad de la grasa de resistir la rancidez oxidativa en el almacenamiento.

El sebo se deriva principalmente del tejido de res reciclado, pero puede contener otra grasa animal. Las mayoría de los fabricantes de químicos y de jabón piden un título mínimo de 40.5 a 41.0. Se necesita de un título de al menos 40 para designar al sebo como tal. 
 
La grasa blanca de primera se deriva principalmente del tejido de carne de cerdo. La industria del jabón requiere de especificaciones de color, aunque éste es menos importante para las grasa alimenticias. Por eso, a menudo se pueden adquirir ahorros considerables al desarrollar especificaciones de grasa alimenticia que se concentren en el valor nutritivo de la grasa respectiva. 
 
La grasa amarilla ha sido un término usado durante varios años que a menudo se confude con la grasa blanca de primera fuera de tono. La grasa amarilla proviene principalmente de grasa de restaurante y aceite de cocinar, aunque puede contener otras fuentes de grasas recicladas. 
 
Existen varios beneficios documentados para el uso de las grasas animales en las dietas del ganado, las aves, la acuicultura y las mascotas, entre los que se incluye el mejoramiento de la concentración de la energía de las dietas. Dependiendo de las especies a las que se está alimentando, las contribuciones energéticas van de 2.6 hasta 3.8 veces el contenido energético del maíz. El cuadro 5 proporciona los valores energéticos para las grasas animales comúnmente usadas. 
 
Además de la contribución nutrimental, la adición de grasas a las dietas de animales contribuye al control del polvo, a la limpieza de la planta de alimentos, comodidad del trabajador, mejora la eficiencia del peletizado, mejora la palatabilidad del alimento, reduce las enfermedades respiratorias, aumenta la estabilidad de las vitaminas liposolubles y de otros nutrientes, y mejora la vida del equipo de fabricación de los alimentos. 
 
 Cuadro 5. Valores de energía de las grasas que comúnmente se añaden a los alimentos porcinos y avícolas.1  
 
 
1 Calculados mediante las ecuaciones de Wiseman et al. (1991) para aves y Powles et al. (1995) para cerdos.
2 Estas ecuaciones calculan la energía digestible (ED). La energía metabolizable (EM) se calculó en 96 por ciento de la ED.
3 Grasa de freir recuperada.

 
Ingredientes de proteína animal
Las proteínas son elementos esenciales de todos los organismos biológicos, las cuales se encuentran en todos los tejidos corporales de los animales.. Las proteínas se encuentran en concentraciones más altas en los órganos y tejidos musculares; varían desde los tipos muy insolubles en las plumas, pelo, lana y pezuñas, a las altamente solubles como las que se encuentran en el suero o plasma. 
 
Los alimentos derivados de los animales son fuentes importantes de proteína y otros nutrientes en las dientas del ser humano. De la misma forma, los tejidos de la producción y procesamiento animal que no se utilizan en los alimentos para consumo humano se procesan en una selección de harinas de proteínas que se usan en alimentos para animales. 
 
La AAFCO define la composición de todos los ingredientes para alimentos que legalmente se usan, en lo que se incluye a los productos reciclados de origen animal. El Manual de Materias Primas de la AAFCO de 2006 (2006 AAFCO Ingredient Manual) hace referencia de 125 subproductos animales individuales, que anualmente se actualiza. Los principales subproductos de proteína animal son la harina de carne y hueso (HCH), harina de carne, harina de sangre, harina de subproductos avícolas, harina avícola, harina de plumas y la harina de pescado. Al tomar como ejemplo a la HCH, la AAFCO la define como un producto reciclado de tejidos de mamíferos, que incluye hueso pero no incluye sangre, pelo, pezuñas, cuernos, recortes de pieles, heces y el contenido del estómago y rumen. La HCH, como la define la AAFCO, debe contener un mínimo del cuatro por ciento de fósforo con un nivel de calcio que no exceda 2.2 veces el nivel real de fósforo. Los ingredientes de contenido de fósforo más bajo deben etiquetarse como harina de carne. 
 
Harina de carne y hueso 
Además de la anterior descripción de la AAFCO, la HCH no debe contener más del 12 por ciento de residuos indigestibles a la pepsina y no más del nueve por ciento de proteína cruda debe ser indigestible a la pepsina. La pepsina es una enzima proteolítica que se secreta en el estómago donde hidroliza proteínas para dar polipéptidos y oligopéptidos. Si una proteína es indigerible a la pepsina, los animales no podrán digerirla. La HCH se puede usar en todas las especies de ganado, aves y alimento acuícola, pero solamente deben usarse materiales de fuentes no rumiantes en alimentos para rumiantes (de acuerdo con la reglamentación de la FDA).
 
Harina de subproductos avícolas
La harina de subproductos avícolas (HSA) consiste de partes limpias, molidas y recicladas de canales de las aves sacrificadas como los pescuezos, patas, huevos no desarrollados e intestinos, pero no de plumas, excepto en las cantidades en las que inevitablemente ocurra en las buenas prácticas de procesamiento. La etiqueta debe incluir las garantías para un mínimo de proteína cruda, un mínimo de fibra cruda, un mínimo de fósforo y un mínimo y un máximo de calcio. El nivel de calcio no debe exceder el nivel real de fósforo en más de 2.2 veces. La calidad de la HSA, que incluye a aminoácidos críticos, ácidos grasos esenciales, vitaminas y minerales, junto con su palatabilidad, ha llevado a una mayor demanda para uso en alimento para mascotas y para la acuicultura.
 
Harina de plumas hidrolizadas
La harina de plumas hidrolizadas (HPl) es de plumas no descompuestas y limpias, cocidas a presión, de aves sacrificadas, sin aditivos o aceleradores. No menos del 75% de este contenido de proteína cruda debe ser digerible por el método de digestibilidad de la pepsina. Los métodos de procesamiento modernos que cuecen las plumas bajo presión con vapor vivo hidroliza parcialmente la proteína y rompe las ligaduras queratinosas que dan cuenta de la estructura única de las fibras de las plumas. La harina de plumas resultante es un producto palatable de libre flujo que todas las clases de animales digieren fácilmente. Las harinas de plumas modernas exceden por mucho el nivel mínimo de digestibilidad que exige la AAFCO. En el ganado, del 64 al 70 por ciento de la proteína de la HPl escapa a la degradación en el rumen y permanece altamente digerible en el tubo intestinal. Una característica específica es que es una fuente excelente de aminoácidos azufrados, especialmente de cistina. 
 
Harina de sangre de secado rápido (flash)
La harina de sangre de secado rápido (flash) se produce a partir de sangre de animales limpia y fresca, pero que excluye todo material extraño como pelo, contenido estomacal y orina, excepto en lo que inevitablemente ocurra en las buenas prácticas de procesamiento. Por lo general se elimina una gran parte de la humedad (agua) por un proceso mecánico de evaporación o mediante condensación al cocer a un estado semisólido. Luego, la masa de sangre semisólida se transfiere a una planta de secado rápido en donde se elimina con rapidez el agua más fuertemente ligada. El mínimo de actividad biológica de lisina deberá ser del 80 por ciento. 
 
Los productos de sangre o hemoderivados son las fuentes naturales más ricas tanto de proteína como del aminoácido lisina con los que cuenta la industria de alimentos balanceados. Sin embargo, a los largo de las décadas de 1960 y 1970, se limitó su uso por considerarse a la harina de sangre como no palatable. La harina de sangre es intrínsecamente baja en el aminoácido isoleucina, además de que los procedimientos de secado en tanque que se usaban en ese entonces para procesar la sangre cruda eran lo suficientemente fuertes como para disminuir la biodisponibilidad de la lisina. Los cambios de procesamiento han mejorado considerablemente el producto. Los nuevos métodos de procesamiento (secado de anillo o rápido) producen harinas de sangre con digestibilidades de aminoácidos de 90 por ciento o mayores. La mejor disponibilidad de aminoácidos en combinación con las técnicas mejoradas de formulación, le permite al nutriólogo equilibrar más de los aminoácidos esenciales, entre ellos la isoleucina, que también suaviza las preocupaciones sobre la palatabilidad de la harina de sangre. Hoy en día, el nutriólogo está interesado en la harina de sangre, porque es alta en proteína y se considera ser una excelente fuente de lisina. Sus propiedades como proteína de alto sobrepaso del rumen han destacado en los hallazgos de investigación en ganado lechero y de engorde tanto estabulado como en praderas. 
 
Harina de pescado
La harina de pescado generalmente se considera parte de la clase de ingredientes de proteína animal, aunque se describe en la sección de productos marinos de la AAFCO. La harina de pescado es el tejido limpio, molido y seco de pescado completo no descompuesto o cortes de pescado, uno o ambos, con o sin la extracción de la parte del aceite. No debe contener más de 10 por ciento de humedad. Si contiene más del tres por ciento de sal, la cantidad de sal debe formar parte de la marca, a condición de que en ningún caso exceda el siete por ciento. 
 
El menhaden y la anchoveta son las principales especies de pescado capturado usado para la fabricación de la harina, en las que se usa cantidades menores de arenque. Con el incremento en la acuicultura dirigida a la industria de alimentos para consumo humano, se han estado utilizando más los subproductos de estas plantas de procesamiento. Por lo general, la harina de pescado es una excelente fuente de aminoácidos esenciales y de vitaminas liposolubles. La digestibilidad de sus aminoácidos es excelente, pero como con otros ingredientes, están altamente correlacionados al procesamiento. La harinas de pescado pueden usarse en todo tipo de alimentos para animales. En algunos productos, tales como los alimentos de animales de compañía, los factores de palatabilidad y el olor y sabor a pescado son benéficos. Cuando se usa para otras especies, los sabores y olores fuertes a pescado en los huevos, leche o carne pueden llegar a representar una desventaja. 
 
Otros productos
Existen muchos otros ingredientes especiales de proteína de origen animal como el plasma. En los últimos años, el plasma se ha convertido en un componente común de las fórmulas de los primeros alimentos de lechones y terneros. El plasma es una fuente de proteínas altamente digeribles, además de que proporciona beneficios en la respuesta inmune en animales jóvenes. 
 
Valor nutritivo de las proteínas
Los principales ingredientes de proteína animal: la HCH, harina de carne y la HSA, son materias primas importantes para las dietas de ganado, aves, acuicultura y para animales de compañía en todo el mundo. Esto productos contribuyen con más de tres millones de toneladas de ingredientes al año a la industria de alimentos balanceados de Estados Unidos. Además de la proteína, estas harinas son también una fuente excelente de aminoácidos esenciales, grasa, ácidos grasos esenciales, minerales y vitaminas. En el cuadro 6 se encuentra la composición de nutrientes típica de las cuatro proteínas animales más comunes. 
 
Como puede verse, todos estos ingredientes son más altos en proteína que la harina de soya y otros proteínas vegetales. Además, la HCH es más alta en fósforo, energía, hierro y zinc que la harina de soya. El nivel de fósforo en la harina de carne y hueso (HCH) es siete veces mayor que el que se encuentra en la harina de soya, además de que se encuentra en una forma que es altamente disponible para el ganado y las aves. El fósforo en la harina de carne y hueso y en la harina de aves es similar en biodisponibilidad al fosfato cálcico de grado alimenticio animal. 
 
Cuadro 6. Composición de nutrientes de proteínas animales.1
 
 
1 National Research Council, 1994.
2 Secada por anillo o por secado rápido.
3 Dale, 1997.
EMVN = energía metabolizable verdadera corregida por nitrógeno.
 
A menudo, los proveedores de harinas de proteína animal pueden proporcionar especificaciones más detalladas que las que se derivan de los trabajos publicados que se basan en promedios o análisis anteriores. Sigue mejorando la precisión analítica de los valores de disponibilidad química y nutrimental de los ingredientes de proteína animal (Parsons et al., 1997). Sin embargo, los valores más precisos se han derivado de los estudios de alimentación animal.
 
Los modernos procesos de reciclaje, el equipo mejorado y los sistemas de monitoreo por computadora han resultado en mejoras significantivas en la digestibilidad de las proteínas animales. Los datos recolectados de 1984 al presente demuestran el mejoramiento de la digestibilidad de los aminoácidos esenciales lisina, treonina, triptofano y metionina. Estos datos se resumen en el cuadro 7.
 
Cuadro 7. Ha mostrado mejoramiento la digestibilidad de la harina de carne y hueso analizada en diferentes años.
 
a Jorgensen et al., 1984.
b Knabe et al., 1989.
c Batterham et al., 1990.
d Firman, 1992.
e Parsons et al., 1997.
f Pearl, 2001.
La digestibilidad de la lisina en la HCH de alta calidad mejoró de 65 por ciento a más de 90 por ciento durante este período. Se han documentado también mejoras espectaculares en la disgestibilidad del triptofano y la treonina. La digestibilidad de la cistina está entre 76 por ciento y el 81 por ciento, pero no hay valores notificados en estudios realizados antes de 1992. Ha habido mejoras similares en digestibilidad de aminoácidos en harina de productos avícolas , harina de plumas y especialmente en harina de sangre.
 
Competencia 
A diario, tanto las harinas de proteína como las grasas recicladas compiten con los productos de origen vegetal. En el futuro, los cambios en el uso así como nuevos desarrollos pueden cambiar la atmósfera comercial. Un ejemplo es el desarrollo de la industria del etanol de tan rápido crecimiento. Actualmente, hay 97 plantas de etanol en producción, además de que hay 33 plantas adicionales en construcción. Estas plantas tienen una capacidad anual de producción de 17 mil millones de litros (Renewable Fuels Association, agosto de 2006) Las plantas de etanol de molienda en seco representan el segmento de más rápido crecimiento en la industria del etanol en Estados Unidos, además de que produce la mayoría (el 60 por ciento) de este combustible. Los subproductos de las plantas de etanol de molienda en seco son los granos secos y húmedos de destilería, granos secos y húmedos de destilería con solubles (DDGS). pasta húmeda modificada (mezcla de granos secos y húmedos de destilería) y solubles condensados de destilería. De estos subproductos de las plantas de etanol de molienda en seco, el predominante en el mercado nacional son los granos de destilería con solubles (Shurson, 2005). 
 
Aproximadamente, el 40 por ciento de los granos de destilería con solubles se comercializan como subproducto húmedo para usarse en las granjas lecheras y en los corrales de engorda de ganado. Los DDGS se comercializan nacional e internacionalmente para alimentos para ganado lechero, de ganado de engorda, porcícolas y avícolas. En 2005 se produjeron en Estados Unidos más de 6.9 millones de toneladas de DDGS. El maíz es el principal grano que se usa tanto en las plantas de etanol de molienda en seco como de molienda húmeda, debido a su alto contenido de almidón fermentable, en comparación con otras materias primas. 
 Shurson (2005) identificó los siguientes desafíos a los que se enfrentan los DDGS en el mercado de alimentos para animales. 
 
• Identidad y definición del producto
• Variabilidad en el contenido de nutrientes, digestibilidad características físicas
• Falta de un sistema de calificación de la calidad y de selección de proveedores
• Falta de procedimientos estandarizados de pruebas
• Manejo y certificación de la calidad
• Transporte
• Investigación, educación y apoyo técnico
• Desafíos en los mercados internacioneles
• Falta de organizaciones nacionales de subproductos de destilería y cooperación de la industria
 
Hay una variación considerable en el contenido de nutrientes y en su digestibilidad entre las fuentes de DDGS, en comparación con la harina de soya (Shurson, 2005). En los cuadros 8 y 9 se comparan las características nutricionales de los DDGS con la harina de carne y la harina de soya. Las investigaciones muestran que niveles más altos de DDGS en dietas porcinas aumenta la cantidad de grasa insaturada y reduce la firmeza de la grasa en cerdos, lo cual impacta la calidad de la carne y la aceptación del consumidor (Shurson, 2001). Las preocupaciones por la calidad de la carne pueden limitar la cantidad de DDGS que se puede usar en las dietas porcinas, mientras que el contenido de fibra relativamente alto de este ingrediente puede restringir su uso el dietas avícolas. Además, ya que los DDGS contienen grasas poliinstauradas, existe la preocupación por los niveles altos en dietas para ganado que pueden resultar en la acumulación de las indeseadas grasas trans en animales para producción de carne y por la disminución de la producción de grasa láctea en vacas lecheras. 
 
Cuadro 8. Materia seca, energía y composición de la grasa de la harina de carne, harina de soya descascarillada y granos secos de destilería con solubles(DDGS). 
 
 
a NRC, 1998.
b  University of Minnesota
 
Cuadro 9. Composición de proteína y aminoácidos de la harina de carne, harina de soya descascarillada y granos secos de destilería con solubles (por ciento). 
 
 
a NRC, 1998.
b University of Minnesota
 
Aunque la industria del reciclaje de subproductos de origen animal es mucho más madura que la industria del etanol en Estados Unidos, y los recicladores se han enfrentado a muchas de estas mismas cuestiones, y las han resuelto, puede servir de enseñanza observar la competencia.
 
Disponibilidad futura
La disponibilidad de productos reciclados de origen animal para alimentos balanceados va a depender en el futuro de la reglamentación y del mercado. En la lista de casos No. 2002N-0273 de la FDA, la regla propuesta por la entidad sobre las sustancias prohibidas para usarse en alimentos animales, la FDA anunció la intención de prohibir que se usen cerebros y médulas espinales de ganado de 30 meses de edad o mayores en todos los alimentos balanceados, incluso para animales no destinados al consumo humano. Están también proponiendo prohibir todos los animales muertos y debilitados (llaman a estos como "ganado no inspeccionado y aprobado para consumo humano") de todo alimento balanceado, a menos que se eliminen el cerebro y la médula espinal. La FDA estima que la regla va a disminuir la producción anual de HCH destinada a alimentos balanceados en unas 6,810 toneladas, que apenas representa un 0.3 por ciento del volumen total producido en Estados Unidos (Federal Register, 2005). Muchos recicladores creen que esta restricción del ganado muerto va a terminar de una vez por todas con el servicio de recolección de animales muertos (alrededor de 1 millón de toneladas de materia prima, Informa Economics, 2004). Si este fuera el caso, la regla propuesta podría disminuir la producción anual de HCH destinada a alimento balanceado en alrededor del cuatro por ciento del volumen total producido en Estados Unidos. 
 
Los recicladores de subproductos de origen animal son innovadores y competitivos, y se van a adaptar a cambios tanto en las reglamentaciones como en el mercado. Los organismos reguladores van a determinar si se pueden usar ciertas materias primas en alimentos para animales. Las expectativas del cliente, la demanda del consumidor y las consideraciones económicas van a dictar las especificaciones y precios del producto. 
 
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