Titulo

Compostaje del contenido ruminal de bovinos como modelo de negocio para empleados de frigoríficos y gremios pertenecientes a estos.

Introducción

Actualmente la generación de los desechos orgánicos es uno de los principales causantes de contaminación ambiental, ya que se producen en grandes volúmenes y se acumulan en espacios inadecuados. La generación de los desechos es mayor de la que se procesa, debido a una gran deficiencia en el manejo de los mismos.

Por otra parte, en muchas empresas que conforman la industria cárnica y, en especial, los mataderos, se han clasificado dentro del grupo de empresas que presentan una alternativa valiosa de recursos proteínicos para la alimentación animal, por medio de los desechos comestibles que se producen en estos lugares. Un uso adecuado de estos desechos, no solamente redundará en beneficio de la producción pecuaria, sino que también contribuirá a mejorar la protección al ambiente, ya que se evitarían que desechos tales como la sangre y el contenido ruminal, sean vertidos a los arroyos y ríos sin ninguna consideración sanitaria previa (Falla-Cabrera, 1995). Además de que puede ser modelo de negocio para empleados y gremios de frigoríficos, ya que los subproductos cárnicos pueden ser producidos y comerciados contribuyendo al desarrollo social y económico.

El contenido ruminal también conocido como “ruminaza” es un subproducto originado del sacrificio de animales, se encuentra en el primer estómago del bovino en el cual al momento del sacrificio contiene todo el material que no alcanzó a ser digerido. Posee una gran cantidad de flora y fauna microbiana y productos de la fermentación ruminal, por esto se puede decir que es una alternativa para la alimentación de rumiantes, pollos y cerdos de engorde por sus características químicas, biológicas, bromatológicas y su amplia disponibilidad.

En la mayoría de las plantas de sacrificio del país, la producción del contenido ruminal alcanza anualmente unas 85000 toneladas, este es un índice alto de contaminación ya que se produce una alta carga orgánica en los efluentes, que por su forma de depósito llegan a fosas sépticas, basureros municipales y aguas residuales fomentando la contaminación. El contenido ruminal es uno de los contaminantes con mayor impacto ambiental como hablábamos anteriormente ya que produce una alta carga orgánica en los efluentes de los rastros que por su forma de depósito llegan a fosas sépticas, basureros municipales y aguas residuales fomentando la contaminación, sin embargo, el contenido ruminal en lugar de ser visto como un contaminante, es una fuente valiosa de nutrimentos cuando se incorpora a las dietas de animales, ya que representa el alimento no digerido ingerido por los poligástricos, además posee una gran cantidad microbiana que puede ser benéfico para el suelo si se pretende el uso del contenido ruminal como abono. (Uicab-Brito, 2003)

El compostaje es una técnica que se realiza con el fin de darle un valor agregado al contenido ruminal convirtiéndolo en un abono orgánico para suelos gracias a la flora microbiana que contiene. El compostaje se aplica en suelos carentes de materia orgánica para mejorar sus condiciones físicas, especialmente en tierras áridas. En climas fríos como por ejemplo el de Santa Rosa de Osos, el material compostado se aplica con el fin de mineralizar los nutrientes y con la materia orgánica, mejorar la estructura del suelo haciéndolo más poroso y con mejor aireación.

Mediante el presente estudio se pretende analizar una nueva alternativa para el aprovechamiento de la ruminaza, utilizándola como un modelo de negocio, teniendo en cuenta las variables a controlar en este proceso y, finalmente, evaluar este subproducto como un suplemento alimenticio para el consumo de ganado bovino aprovechando los nutrientes que contiene. (Montoya, 2008)

Objetivos

General

Plantear un proyecto de integración de frigoríficos y de gremios pertenecientes a estos para establecer un modelo de negocio basado en el compostaje de contenido ruminal de bovinos usándolo potencialmente como alimento.

Específicos

Determinar que otras opciones pueden ser viables para utilizar el contenido ruminal, como modelo de negocio para trabajadores de frigoríficos y gremios pertenecientes a estos.

Lograr la integración de gremios pertenecientes a frigoríficos y de los frigoríficos.

Marco Teórico

La clasificación de los residuos, posee varios enfoques y de distintos parámetros, su clasificación por la naturaleza química permite establecer dos categorías de residuos:

Los residuos inorgánicos o abiógenos y residuos orgánicos o biógenos

Residuos inorgánicos: incluyen todos aquellos residuos de origen mineral y sustancias o compuestos sintetizados por el hombre. Dentro de esta categoría se incluyen habitualmente metales, plásticos, vidrios, etc. Desechos provenientes de agrotóxicos, agroquímicos, fitosanitarios y agroveterinarios, son en su mayoría de origen sintético y con un gran efecto residual. Si bien estos residuos requieren un análisis particular y no son objeto de este trabajo, debe considerarse que los mismos representan importantes insumos en los sectores productivos y su efecto residual puede modificar sustancialmente las características y propiedades de los residuos orgánicos.

En este proyecto se va a hacer énfasis en residuos orgánicos que van a hacer la materia prima para la elaboración del compostaje. Residuos orgánicos: se refiere a todos aquellos que tienen su origen en los seres vivos, animales o vegetales. Incluye una gran diversidad de residuos que se originan naturalmente durante el “ciclo vital”, como consecuencia de las funciones fisiológicas de mantenimiento y perpetuación o son producto de la explotación por el hombre de los recursos bióticos.

Se entiende genéricamente por abonos todas aquellas sustancias o compuestos de origen abiógeno o biógeno que presentan alguna propiedad positiva para los suelos y cultivos.

Los abonos orgánicos o bioabonos, son aquellas sustancias o compuestos de origen biógeno vegetal o animal que pertenecen al campo de la química orgánica, y que son en general incorporados directamente al suelo sin tratamientos previos. Si bien, la incorporación al suelo de residuos orgánicos puede llegar a tener algún efecto beneficioso sobre la estructura y fertilidad de los suelos, no en todos los casos esto se cumple e inclusive el efecto puede ser perjudicial. Cuando incorporamos residuos orgánicos frescos o en proceso incipiente de biodegradación al suelo, el orden natural, conlleva a que se cumplan los procesos de mineralización. Es frecuente, que para que esta serie de procesos se cumplan, se produzca un alto consumo de oxígeno e inclusive si los materiales aportados no tienen una buena relación carbono/nitrógeno se agoten inicialmente las reservas de nitrógeno del suelo. En algunos casos, se terminan favoreciendo los procesos anaerobios, con la consiguiente acidificación, movilización y pérdidas de nutrientes.

Para aprovechar el potencial que los desechos orgánicos tienen como abonos, estos deben pasar por un proceso previo antes de su integración al suelo, de forma tal que, el material que definitivamente se aporte, haya transcurrido por los procesos más enérgicos de la mineralización, se presente desde el punto de vista de la biodegradación más estable posible. Unas de las técnicas que permite esta biodegradación controlada de la materia orgánica previa a su integración al suelo es el Compostaje y el producto final es conocido como Compost . (Sztern D., 2009)

Factores que influencian en la calidad del compostaje utilizado para abono

El proceso de compostaje esta influenciado por los siguientes factores:

Composición de la materia inicial

el tipo de materia inicial seleccionada en el proceso de compostaje incide en la calidad del producto final obtenido, por esto se hace necesario un análisis previo , que permita establecer características especificas del mismo, tales como contenido en materia orgánica biodegradable, disponibilidad de microrganismos , pH, tamaño de partícula, contenido de nitrógeno, contenido de humedad y contenido de sales.

Diversos materiales son susceptibles de ser transformados en el proceso de compostaje, pueden citarse como aptos los siguientes grupos de residuos:

Agropecuarios tanto de naturaleza animal como vegetal, incluyendo desechos líquidos como los purines de cerdo.

Desechos de la madera, como el aserrín, y las virutas Agro industriales, como azucareros, vinícolas, cafeteros, de conservas vegetales, etc.

La mejor opción al proyectar sistemas de compostaje es elaborar mezclas binarias o ternarias con materiales de diferente origen que tengan características complementarias. De este modo se consigue preparar sustratos con un equilibrio en el contenido de nutrientes, microrganismos y propiedades físicas y químicas que favorecen el proceso y permiten obtener una mejor calidad del compost.

Los sustratos de naturaleza seca, tales como residuos agrícolas y residuos de jardines pueden requerir separación en la fuente, adición de nutrientes, particularmente nitrógeno, reducción de tamaño y adición de agua a la mezcla para para evitar limitaciones microbiológicas por escasez de humedad En este caso se debe utilizar un agente esponjante absorbente que mantenga un alto grado de humedad en el material favoreciendo la actividad microbiológica y fuentes adicionales de nitrógeno.

En el caso de materiales de difícil degradación se hace necesario adicionar una fuente de calor que contenga un alto contenido de materia orgánica fácilmente biodegradable. Habitualmente se emplea el estiércol de ganado, pollo y caballos; vegetación, como árboles y hojas; y residuos como melazas.

En cuanto al pH del material inicial debe regularse en valores próximos a la neutralidad en la medida de lo posible. El uso de algunos residuos de pulpas de frutas, especialmente cítricos disminuye el valor de pH al nivel ácido inhibiendo el proceso, mientras que materiales como algunos estiércoles presentan características básicas liberándose amonio, lo que trae como consecuencia perdida de nitrógeno del producto final.

Tamaño de las partículas

El tamaño de las partículas influye en la densidad, la fricción interna, las características del flujo, las fuerzas de arrastre de los materiales, en la transferencia de oxígeno y en la velocidad de las reacciones bioquímicas.

El en caso de mezclar el contenido ruminal con otros materiales a ser transformados el tamaño de estos materiales si son grandes promueven espacios abundantes por los cuales se dan perdidas significativas de humedad y menor transferencia de oxígeno lo que disminuye la actividad microbiológica. Por su parte un tamaño excesivamente pequeño de partícula origina problemas de compactación impidiendo una adecuada ventilación, el tamaño recomendado para las partículas esta entre 1cm y 5cm, y en el caso de los residuos sólidos estos deben ser troceados, desmenuzados o molidos para ser llevados al tamaño ideal.

Mezcla e inoculación

Los materiales seleccionados deben ser homogenizados de manera manual o mecánica, para asegurar igualdad de condiciones del proceso. Una forma de mejorar y agilizar el proceso de compostaje y agilizar el proceso de compostaje consiste en adicionar inóculos que contienen microrganismos como bacterias, hongos, levaduras, actinomicetes que aceleran la descomposición de la materia orgánica reduciendo el tiempo de

biodegradación. En el caso de residuos solidos orgánicos el inoculo puede ser compost fermentado, compost maduro, estiércoles y rumen entre otros. (Castro 1995).

El compost fermentado es el inoculo obtenido a los 20 días del proceso de compostaje y es rico en una gran diversidad de microorganismos ya que su actividad bacterial es máxima.

El compost maduro es el producto final del proceso de compostaje, es un producto estabilizado y rico en microorganismos útiles.

El estiércol es el inoculo tradicional de aporte de materia orgánica y nutrientes. Entre los estiércoles corrientemente utilizados están la gallinaza que contiene gran cantidad de microorganismos y nutrientes. Igualmente se emplean los estiércoles tradicionales de granja elaborados a base de paja y los purines obtenidos de diluir las excretas animales con el agua de limpieza de establos.

Dentro del proceso de compostaje con inoculo se distinguen las siguientes ventajas:

El tiempo requerido para la maduración del compost disminuye

La inoculación mejora la velocidad de las reacciones bioquímicas mejorando la biodegradación y estabilización del sustrato.

Aumenta y favorece el crecimiento de microorganismos útiles para el suelo, así como los nutrientes.

Humedad

El control de la humedad es un factor importante ya que incide en el crecimiento bacteriano, el contenido óptimo de humedad de los materiales para el compostaje es 50-60%. Cuando el contenido de humedad está por debajo del 30% en peso, las reacciones biológicas en una pila de compost se retardan considerablemente y la elevación de temperatura se limita; por debajo del 12% cesa prácticamente toda actividad biológica, siendo el proceso extremadamente lento. En contraste una humedad superior al 60% causa la saturación de la materia orgánica, todos los espacios vacíos son ocupados por el agua, desencadenado olores desagradables, descenso de la temperatura, lavado de nutrientes y prevalecen condiciones anaeróbicas. (Castro 1995)

Temperatura

En el proceso de compostaje, la mayoría de los microorganismos se desarrollan a temperaturas entre 35 y 55 C. Al alcanzar temperaturas entre 60 – 70 C, se garantiza la eliminación de semillas de malezas y muchos patógenos que están presentes en el material a compostar (Lopez 1995).

Aireación

El aire suministrado en un proceso de compostaje cumple tres propósitos fundamentales:

1. Satisfacer la demanda de oxígeno necesaria para la descomposición del material orgánico presente en el material compostado: La cantidad de oxígeno presente en el proceso de compostaje limita la velocidad de descomposición de los residuos ya que este es necesario para la respiración de los microorganismos aerobios y para oxidar determinadas moléculas orgánicas de la masa de fermentación, por ende es un factor determinante en la calidad del compost final.

Además de esto una transferencia deficiente de oxigeno, lleva a la situación de los organismos aerobios por anaerobios, lo que retarda el proceso en tiempos hasta de cuatro a seis meses. Adicionalmente se presentan problemas relacionados con la generación de olores

2. Regular el contenido de humedad del sustrato a través del secado: El aire suministrado en el proceso arrastra parte de la humedad del material sometido a compostaje, ayudando a su secado.

3. Remoción del calor generado durante la descomposición orgánica con el propósito de controlar el proceso de aumento temperatura: Un aumento incontrolado de la temperatura influencia la actividad microbiológica en el proceso de compostaje, ya que este depende de la evolución completa de todo un ecosistema microbiano y no de una especie única.

El aire en los sistemas de compost puede ser suministrado mediante volteo del material o empleando compresores y/o sopladores. El sistema usado depende de la tecnología de compostaje seleccionada.

Ph

El valor del pH óptimo para el compostaje esta entre 6.5 y 8.0. Si el grado de descomposición no es adecuado, el pH puede caer a valores entre 4 – 5, retrasándose el proceso.

El pH del material fermentado varia en el desarrollo del proceso así: durante los primeros días del compostaje el pH cae a 5 o menos. Durante esta etapa el material orgánico se encuentra a temperatura ambiente, comienza la reproducción de microorganismos mesófilicos y sube rápidamente la temperatura. Entre los productos de esta etapa inicial están los ácidos orgánicos simples que causan la caída del pH. Después de aproximadamente tres días, la etapa llega a la temperatura termofílica y el pH debe subir de 8 a 8.5 unidades. El pH cae ligeramente durante la etapa de enfriamiento y llega a un valor entre 7 a 8 en el compost maduro.

Relación Carbono/Nitrógeno

En el proceso de compostaje, el carbono es la fuente de energía utilizada por los microorganismos para la activación de sus procesos metabólicos, mientras que el nitrógeno, es el material básico para la síntesis de material celular, por lo tanto la relación C/N es uno de los aspectos más importantes en el balance nutricional del compost. Es deseable que la relación C/N este en el rango de 25:1 a 50:1en la mezcla inicial.

La relación C/N se considera como un indicador del grado de avance del proceso, así al inicio del proceso esta relación debe ser del orden de 30:1 y al final cuando se alcanza la maduración del compost puede ser de 10:1.En cuanto a las características del compost importantes para su comercialización están el contenido en materia orgánica, su color, tamaño de partícula, la ausencia de malezas y otras asociadas a materiales inertes como piedras, vidrio, plástico, relación carbono nitrógeno, salinidad, pH, contenido de humedad y capacidad de retención de agua. Las malezas son indeseables y deben destruirse en la fase termofílica.

Debido a que el compost es un aportador de materia orgánica más que de nutrientes, su calidad esta definida con base en este parámetro, Se establece como valor medio de materia orgánica un 33.4% respecto a la materia seca.

El color del compost varia de un marrón claro hasta un marrón oscuro, dependiendo del grado de maduración y el tamaño de partícula debe garantizar que al mezclarse con el suelo se favorezcan los procesos de aireación.

Se puede hablar de un contenido mínimo de nutrientes, en cuanto al nitrógeno externo puede oscilar alrededor del 3% y es importante que no sea inferior a 0.6.El nitrógeno amoniacal al final del proceso no debe exceder de 0.04%, puesto que su presencia en mayor proporción denota un material pobremente estabilizado. El potasio alcanza valores cercanos a l %, mientras que el fósforo raramente supera este mismo valor. En cuanto al pH el intervalo recomendado es entre 6.5 y 8 unidades, lo que es compatible con el crecimiento de la mayoría de cultivos. En algunos casos el compost tiene la capacidad de actuar como tampón estabilizando el pH del suelo. La presencia de materiales extraños como piedras, vidrios y plástico limitan la comercialización del compost, por lo cual es preferible hacer separación en la fuente original donde se ocasionan estos residuos.

(Silva, 2000)

Parámetros de calidad del compostaje

Temperatura estableColor Marrón oscuro-negro cenizaOlor Sin olor desagradablePh Alcalino

C/N Mayor o igual a 20N° de termófilos Decreciente a estable

Respiración 0 a mayor de 10 mg/g compostMedia 0 a mayor de 7.5 mg/g compostCod Menor de 700mg/g (peso seco)Atp Decreciendo a estableCec Mayor a 60 meq/100 libre de cenizas

Actividad enzimas hidrosolubles Incrementándose – establePolisacáridos Menor a 30 – 50 mg glúcidos/g. peso seco

Reducción de azucares 35%Germinación Menor a 8Nemmatodes Ausentes

Contenido ruminal

El contenido ruminal es una es un producto obtenido de la matanza del ganado y representa el alimento ingerido por los animales poligástricos que es desechado al momento del sacrificio, contiene una mezcla de material no digerido que tiene la consistencia de una papilla, con un color amarillo verdoso y con olor característico cuando está fresco. La fermentación anóxica de harina y melaza genera un producto de distintas características bromatológicas para tratamientos en fresco -15 días y 30 días-, mientras que el incremento del tiempo hasta 45 días ocasiona su deterioro. La caracterización bromatológica del mismo reporta: fibra alrededor de 2,2%, grasa de 2,5%, ceniza hasta 3,55%, humedad del 40%, proteína entre 8.74-10.62%.Las reacciones en el rumen dependen de la flora y de la fauna microbiana celulítica, que para este caso son los cocos, bacterias cuya función es hidrolizar la celulosa presente en el contenido ruminal y luego ser fermentada con la producción de ácidos grasos volátiles y proteína microbiana dentro de un sistema de temperatura constante a 39°C y pH de 6.5. Estudios previos han demostrado que para el buen funcionamiento de esta comunidad se debe aumentar tanto la degradación de la fibra y el almidón, como la producción de los ácidos grasos volátiles con control de pH. (Quemaba, 2009)

La región dorsal del rumen posee más materia seca, 14-18%, que la región ventral que tiene entre 6-9%. La temperatura se mantiene entre 38-42ºC, el pH ruminal 6.2-6.8, y la cantidad de gases son aproximadamente: CO2: 65%, CH4: 27%, N2: 7%, O2: 0.6%, H2: 0.2%, H2 S: 0.01%. (Church, 1971).

Por otra parte, (Church, 1971) y (Maynard, 1983), citan en que un bovino de 500 kilogramos de peso puede contener de 30 a 45 kilogramos en contenido ruminal con una humedad cercana al 80% (Falla-Cabrera,1995) este es un desecho como problemática por la velocidad con que se acumula, ya que al ser sacrificado el bovino el contenido ruminal se desecha a cielo abierto sin tratamiento previo.

En la zona de depósito del contenido ruminal se observa una degradación muy lenta de los microorganismos. Esta problemática va en aumento por los volúmenes de contenido ruminal alcanzados sin tratamiento hasta el momento, por otra parte la separación ineficiente de vísceras en el contenido ruminal atrae parvadas de zopilotes y de organismos que pueden ser nocivos para el medio y para la salud pública tal es la gran cantidad de moscas que se producen en esta zona. Otro factor muy importante de esta problemática es que cuando se tienen mezclas de los elementos como desechos (pelos, cascos, vísceras, entre otros) la degradación realizada es mucho más lenta.

Estómago de los rumiantes

La capacidad de los rumiantes de transformar las plantas que ingieren (forrajes, pastos, malezas) los diferencia en parte de los monogástricos por el hecho de poseer un sistema digestivo capaz de realizar esta operación, condición que no poseen los animales de un solo estómago. Entre las características del digestivo bovino está el tener un estómago dividido en cuatro compartimientos, dos anteriores y dos posteriores, los primeros son el retículo (bonete) y el rumen (panza), los segundos incluyen el omaso (librillo) y el abomaso (cuajar) (Dyce & Wensing, 1999)

El sector anterior (rumen y retículo) es el que realiza los procesos de acumulación, estratificación y transformación del material alimenticio que los poligástricos ingieren para producir sustancias útiles y de desecho para el rumiante (Dyce & Wensing, 1999).

El contenido del retículo se mezcla con el del rumen casi constantemente (una vez por minuto). Los dos estómagos comparten una población densa de microorganismos (bacterias, protozoos y hongos). El rumen es un vaso de fermentación grande que puede contener hasta 100 – 120 Kg de materia en digestión. Las partículas de fibra se quedan en el rumen de 20 a 48 horas porque la fermentación bacteriana es un proceso lento (Dyce & Wensing, 1999).

El retículo es una intersección de caminos donde las partículas que entran o salen del rumen se separan. Sólo las partículas de un tamaño pequeño (<1-2 mm.) o que son densas (>1.2 g/ml) pueden seguir al tercer estómago (Wattiaux & Howard, 2007).

El tercer estomago u omaso es un órgano pequeño que tiene una alta capacidad de absorción. Permite el reciclaje de agua y minerales tales como sodio y fósforo que pueden volver al rumen por la saliva (Wattiaux y Howard, 2007). El cuarto estómago es el abomaso. Secreta ácidos fuertes y muchas enzimas digestivas. En los animales no rumiantes, los primeros alimentos se digieren en el abomaso. Sin embargo en los rumiantes, los alimentos que entran el abomaso se componen principalmente de partículas de alimentos no fermentadas, algunos productos finales de la fermentación microbiana y los microbios que crecieron en el rumen (Wattiaux& Howard, 2007).

Figura. Sistema digestivo de la vaca que incluye cuatro estómagos. (Wattiaux & Howard, 2007)

Fermentación Ruminal

El proceso metabólico de fermentación ruminal, realizado por la flora y la fauna del sector gástrico anterior del digestivo del bovino se representa de la siguiente forma:

Glucosa + Péptidos = Bacterias + AGV + NH +CH + H +CO Ecuación 1

(Maynard, 1983)

Glucosa + NH3 = Bacterias +CO2+CH4+ AGV Ecuación 2

(Maynard, 1983)

En las dos ecuaciones se puede observar que unos productos se reducen (toman H+) y otros se oxidan (captan O2). La fermentación es un proceso de oxidoreducción (redox). Estas ecuaciones dan idea de lo

producido para beneficio del hospedero: proteína bacteriana, ácidos grasos volátiles (AGV) y ciertos productos no aprovechables, entre los cuales se encuentran los gases metano (CH4), carbónico (CO2) y amoníaco (NH3).

Tomando como punto de partida un medio ambiente ruminal en condiciones adecuadas, se detallan los productos formados, partiendo del trabajo bacterial sobre los sustratos aportados con la ración. Las bacterias proteolíticas atacan los aminoácidos, péptidos, proteína, nitrógeno no proteico (NNP) y urea de la saliva en casos de deficiencia de elementos nitrogenados, para obtener su propia energía, liberando como producto de desecho NH3; las bacterias Gram positivas lo producen hasta 20 veces más rápido. Las amilolíticas desdoblan los carbohidratos solubles obteniendo energía en forma de ATP para su multiplicación y crecimiento, liberando glucosa como producto final; por último las bacterias celulíticas aprovechan el NH3 y la glucosa para la multiplicación de nuevas generaciones bacteriales que pasan al abomaso y al intestino delgado como proteína bacterial; allí es atacada por las enzimas producidas liberando aminoácidos y péptidos que son absorbidos, y por la circulación llegan al hígado donde se forma la proteína aprovechable por el animal hospedero; además desde allí se reparte a los diferentes sistemas orgánicos, incluyendo la glándula mamaria, donde se forma la proteína láctea. (Sztern D., 2009)

Microorganismos del Rumen

En el rumen se citan aproximadamente 29 géneros y 63 especies, siendo la mayor parte de estos bacterias anaerobias y no esporulantes, y algunas de ellas no requieren de las condiciones anaerobias para su desarrollo, como es el caso de Streptococcus bovis y de Lactobacillus sp.

(Church, 1971)

El contenido ruminal está constituido fundamentalmente por bacterias pequeñas como son bacilos Gram positivos y Gram negativos, formas cocobacilares, cocos, vibrios, bacterias en cadena (estreptococos y estafilococos), y formas semilunares, entre otras. (Silva, 2000)

Grupos metabólicos y algunos aislamientos ruminales

Bacterias celulíticas: estas bacterias dan origen a enzimas celulíticas que hidrolizan la celulosa. Se hallan en altas concentraciones en animales que consumen raciones fibrosas. Entre estas se tienen: Bacteroides succinogenes, Clostridium locheadii, Eubacterium celulosolvens, Eubacterium spp., Cellulomonas fimi. (Church, 1971) (Maynard, 1983)

Bacterias que digieren la hemicelulosa: estas bacterias actúan sobre sustancias que son pentosas, hexosas y en ocasiones sobre algunos ácidos, estando presente como constituyente de las plantas. La hemicelulosa es un constituyente de las plantas y los microorganismos que la hidrolizan suelen ser capaces de utilizar también este polímero. Entre estos se encuentran Bacteroides , fibrisolvens, Ruminococcus flavefaciens, R. albus, Bacteroides ruminicola. (Church,1971) (Maynard, 1983).

Bacterias proteolíticas: Muchas bacterias ruminales emplean los aminoácidos como fuente primaria de energía, entre estos están algunos microorganismos como Bacteroides ruminicola, Treponema saccharophilum, Megasphaera elsdenii. (Church, 1971) (Maynard, 1983)

Impacto en el medio ambiente

Los elementos contaminantes que produce el ganado vacuno son el nitrógeno, minerales (fósforo, potasio y azufre), dióxido de carbono y metano. El dióxido de carbono y metano contribuyen a la disminución de la capa de ozono y a crear el “efecto invernadero”. El nitrógeno, fósforo y potasio que se excretan en las heces tienen valor cuando vuelven como fertilizantes al campo para producir más alimentos. Sin embargo, cuando la

fertilización se hace con exceso y por encima de las necesidades de la tierra, puede haber contaminación de las capas freáticas (Uicab-Brito, 2003)Procesamiento y utilización de los contenidos ruminales para ser utilizados como alimento

Desde otro punto de vista el contenido ruminal en lugar de ser visto como un contaminante, es una fuente valiosa de nutrimentos cuando se incorpora a las dietas para animales ya que contiene proteína cruda y materiales energéticos utilizables por rumiantes. Su acumulación podría generar problemas de contaminación atribuibles principalmente a su contenido alto de líquidos y a la baja digestibilidad de las fibras de celulosa normalmente presentes. La composición química del contenido ruminal es poco variable. Debido a que la alimentación de los bovinos es básicamente de pasto y ciertas combinaciones con melazas, por lo que se encontraría alta concentración de celulosa y hemicelulosa, (carbohidratos con alto grado de polimerización); de lignina, (compuesto con estrecha relación con la celulosa), y su contenido en grasas, proteína o ceras es bajo.

Cuadro. Análisis bromatológico del contenido ruminal.

Desecho % Humedad Proteína Grasa % Fibra % Ceniza %CR 85.00 9.60 2.84 27.06

(Falla-Cabrera, 1995)

Cuadro. Composición nutricional estimada en ingredientes en base seca.

Contenido RuminalM.S. 15.52P.C. 10.40F.C. 34.29E.E 3.01ELN 37.21Energía bruta (Mcal/Kg.) 3.55Digestibilidad Kg. 87.78

(Dominguez, 2007)

Existen diferentes técnicas de proceso y utilización del contenido ruminal de bovinos que se aplican con buenos resultados en diferentes partes del mundo. En Colombia, los principales centros de matanza procesan sus propios desechos, mientras que otros mataderos, venden la mayoría de sus desechos a las plantas de subproductos, y algunas lo tiran en los arroyos y ríos.

Por otra parte, las técnicas de proceso de los contenidos del rumen de bovinos sacrificados en mataderos para Colombia varían desde: artesanales hasta modernos procesos industriales de transformación, lo cual no ocurre en nuestro medio, en donde los estudios que se tienen con respecto al tema en cuestión es la aplicación como suplemento alimenticio en borregos o cerdos.

En Colombia, los productos obtenidos del procesamiento de los subproductos comestibles y destinados a la fabricación de productos balanceados para la alimentación animal son incorporados a las diferentes dietas alimenticias, siguiendo patrones de balanceo previamente definidos por cada empresa productora y obrando de acuerdo con la composición bromatológica de cada producto en especial. (Falla-Cabrera, 1995)

Procesos del Contenido ruminal

El contenido ruminal, por los elevados volúmenes producidos en los centros de matanza y por sus características fisicoquímicas, es una de las mayores fuentes de contaminación ambiental y una alternativa importante de alimentación animal. En Colombia, se han implementado dos procesos para la utilización del contenido ruminal en la alimentación animal, uno industrial Harina Forrajera (HF) y otro semi-industrial denominado bloques nutricionales, en este caso no se tiene literatura citada mas que una experiencia en la alimentación directa a borregos, esto es en parte a que los usos planteados requieren de infraestructura necesaria. (Falla-Cabrera, 1995)

Cuadro. Uso del contenido ruminal para consumo animal

Presentación Proceso Producto final/ nombre comercialHúmedo Secado Contenido ruminal semi-secoSeco Secado completo o al ambiente-

molidoContenido ruminal seco

Solo o con otros desechos comestibles

Secado completo en digestores- tamizado secado al ambiente

Harina Forrajera

Contenido ruminal seco mezcladoSecado al ambiente o por aire forzado con aglutinantes

Bloques nutricionales

Secado completo en digestor Harina forrajera y carne

Harina Forrajera

La Harina forrajera o el contenido ruminal seco pueden ser procesados en la planta de subproductos en forma similar al procesamiento de la sangre (deshidratación). El producto obtenido se utiliza en la industria de alimentos balanceados, para ser incluido en la formulación de algunas dietas alimenticias.

Cuadro. Análisis bromatológico de la harina forrajera

Proteína total % Humedad % Fibra% Grasa%9 – 13 8 – 9 23 – 27 2-3

Figura. Diagrama del proceso de harina forrajera

El contenido ruminal tiene un rendimiento del 10% al ser secado, con una producción promedio por animal sacrificado de 25 Kg.

Bloques Nutricionales

Este proceso se ha planteado como alternativa de uso de contenido ruminal, en las plantas de beneficio con baja capacidad de matanza, localizados en regiones con deficiencias nutricionales para los animales. Este suplemento se compone de contenido ruminal (25%), urea (7%), melaza (50%) (Subproducto de la refinación de la caña de azúcar), hueso calcinado (5%) y cemento (5%) o cal (5%). Estos compuestos dependiendo de factores, como requerimiento nutricional, consumo óptimo y la disponibilidad de los mismos varían en proporción en la mezcla. La elaboración de los bloques nutricionales donde se colecta el contenido ruminal, se somete a un secado al ambiente y se mezcla con los otros ingredientes que van a constituir el producto final. Los ingredientes son mezclados, en cantidades adecuadas, en forma manual o en mezcladoras tradicionales.

Sala de matanza

Sala de menudencias

contenido ruminal

Sala de subproductos

biodigestor

tamizado empacado

Posteriormente, la mezcla es sometida a prensado en recipientes plásticos cónicos, de una capacidad de 10 Kg por un periodo de 24h, después se retira del molde y se deja secar durante 15 días en un lugar seco y fresco (Falla-Cabrera, 1995).

Pruebas efectuadas en Colombia con bovinos adultos, utilizando bloques nutricionales como suplemento alimenticio de pastos naturales, demostraron un alto aprovechamiento (digestibilidad) por parte de los rumiantes. La melaza es un buen vehículo alimenticio que constituye y hace un buen aporte, junto con la urea, en el funcionamiento del rumen a nivel bioquímico y metabólico y, además, por su importante contribución de orden bioquímico y bacteriano del contenido ruminal. Los bloques sólo pueden utilizar cal o cemento como aglutinantes y en proporción de 5 a 10%.

Figura. Proceso de bloques nutricionales

(Uicab-Brito, 2003)

Resumen del proceso

Los utensilios requeridos son: recipientes para la recolección del contenido ruminal, plataforma de secado, rastrillo plásticos o lonas para cubrir la plataforma de secado y bolsas para el almacenamiento del material seco.

Los pasos que se deben seguir son los siguientes:

Recolección directa, en el sitio de vaciado del contenido ruminal de los estómagos.

Traslado en forma manual del material hasta la plataforma de secado.

Distribución del material en la plataforma de secado, formando capas delegadas no mayores de siete centímetros de espesor.

Secado el material por exposición directa al sol, y rastrillado frecuentemente, para lograr un secado uniforme. En los días lluviosos, el material se protege durante su secado, cubriendo la plataforma con telas de material plástico o con lonas. También se puede acelerar el proceso de secado del contenido ruminal mediante su calentamiento con los métodos recomendados para el secado de la sangre.

Almacenamiento del contenido ruminal seco en bolsas de plástico, sacos de fique o canastillas y en ambiente seco.

Consideraciones generales

Pruebas efectuadas en Colombia con bovinos adultos, utilizando los bloques nutricionales como suplemento alimenticio de pastos naturales, demostraron un alto aprovechamiento (digestibilidad) por parte de los rumiantes. Contexto explicable por el buen vehículo alimenticio que constituye la melaza y el aporte que esta hace, junto con la urea en el funcionamiento del rumen a nivel

Sala de sacrificio

Recoleccion del contenido

ruminal

Transporte Sala de subproductos

Lugares secado a T° ambiente

Mezclado Prensado

24 horas

Secado por 15 dias

bioquímico y metabólico y, además por su importante contribución de orden bioquímico y bacteriano del contenido ruminal. (Figueroa, 1994)

Fermentación del contenido ruminal

El contenido ruminal mezclado con la sangre puede someterse a un proceso de digestión de cara a su utilización como abono. Para facilitar el proceso de fermentación, se emplean focos de poca profundidad en los que se mezcla la sangre y el contenido ruminal.

La sangre y los coágulos sobrantes de la obtención del suero sanguíneo se recogen y se vierten al foso.

Encima de los materiales anteriores (sangre, coágulos) se deposita el contenido ruminal Los dos materiales se mezclan uniformemente Estas operaciones se repiten diariamente, hasta completar la capacidad total del foso, en

donde el material, antes de ser empleado como abono debe permanecer por lo menos durante dos meses en el foso.

Para impedir la infiltración de agua, los fosos deben cubrirse con tejas, hojas de palma o cualquier otro material que los proteja de la lluvia.

Otra posibilidad de fabricar abono orgánico utilizando el contenido ruminal, consiste en mezclarlo con estiércol, desperdicios del matadero, sangre y diversos materiales vegetales, formando capas alternas. Para tal fin, se coloca sobre el lugar escogido una capa gruesa de materia vegetal y, sobre ella, los subproductos de matadero en capas superpuestas hasta formar un montón de aproximadamente 1.5 metros de altura. Durante aproximadamente dos meses la pila debe revolverse por lo menos dos veces antes de ser utilizada como abono orgánico. Desde el punto de vista higiénico – sanitario, resulta más ventajoso construir depósitos de abono orgánico para preparar pilas de abono. (Tapias, 1994)

Laboratorios de control de calidad de contenido ruminal para ser utilizado como alimento en el área de de insumos pecuarios

Estos laboratorios controlan la calidad de producto que es la harina forrajera o el bloque nutricional para ser consumido por animales, en especial controlan el nivel de coliformes , clostridium, mesofilos aerobios y hongos no produzcan trastornos patológicos ni digestivos en los animales.

De acuerdo a la norma 1056 del año 1996 del ICA, las plantas de beneficio que destinen subproductos que sirvan de alimento para animales deben tener:

a. Asesoría Técnica a cargo de un Médico Veterinario Zootecnista o Zootecnista.

b. Laboratorio de control de calidad físico químico, de microbiología y de análisis toxicológico para control de calidad, cada uno a cargo de un profesional competente en la materia.

c. En caso de que el laboratorio o planta, se dedique a la producción mixta de medicamentos, productos naturales, productos biológicos o alimentos, cada área debe estar completamente separada de manera tal que se garantice la calidad de los productos que se fabriquen en cada una de ellas. Todo lo referente a este parágrafo tiene como excepción aquellos casos en que la división de insumos pecuarios juzgue que no existe incompatibilidad tecnológica.

Los laboratorios de control de calidad de insumos pecuarios destinados para alimentos de animales deben cumplir y realizar los siguientes requisitos para el control de calidad de los mismos.

Control de calidad de alimentos para animales, debe tener en su análisis microbiológico los siguientes componentes:

1. Aislamiento de Salmonella2. Recuento de microorganismos aerobios mesofilos

3. Recuento de clostridios sulfito reductores4. Aislamiento e identificación de E. coli5. Recuento e identificación de hongos

Control de calidad de alimentos (bromatológico y fisicoquímico)

Análisis de forrajes

1. Fibra de detergente neutro (FDN)2. Fibra de detergente acida (FDA)

Determinación de elementos por absorción atómica

1. Calcio2. Magnesio3. Zinc 4. Cobre 5. Cobalto6. Plomo7. Arsénico8. Mercurio

Control de calidad toxicológica

1. Aflactoxinas B1, B2, G1,G22. Aislamiento de Aflatoxinas B1, Zearalenona, Deocinivalenol3. Ocratoxinas “A”4. Gossipol Libre (Torta de algodón)5. Tricotesenos “A”

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