UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN RECUPERACIÓN DE LAS PROTEÍNAS DE PLASMA DE CERDO EN RASTROS TIPO INSPECCIÓN FEDERAL Y SU APLICACIÓN EN EMBUTIDOS ESCALDADOS Y CHULETA AHUMADA QUE P AR A OBTENER EL TÍ TULO DE: I NG E NIE RO P R E J O R G E S E N ALIM E NTOS E C H AP A N T A : R O D R Í G U E Z ASESORA: DRA. SUSANA PATRICIA MIRANDA CASTRO CUAUTITLÁN IZCALLI, EDO. DE MEX. 2007 Agradecimientos ! " ! $ %' ) ( " * + ( "- ". . % /0 ( ) ) 4 5 +% 2 ( ( 1 6 7 , & 3 - " - 1 2$ " 3, ( * * " 3 " & " & 3 ,& &) - $ - & " 2 . * 2 " - 8 ( * ( ," ) " " - " ( ' * . * # "& , " " $ % %) $ ) " ) 8 2 " ( , Dedicatorias " " * 13 2+ 3. * ., * ( ( , & * (" " , ( & % 2 &$ 3 (" & ; "* 2, & & &, 3 2 & 9 &$ " - 1 %, ( 1 $ , 3 ," & 4 2 1, 9 ,+ $ ( 3 - 8 1 $ 3 ) & - $ , 3 " ! * 2 " , 1 ,3 8 - 1 & ( & 8 " 3 * ) $ , 3 " & - - ! 3 " $ ( : , < 3 , 1 (! , = (2 ! 2. ! 3 (2 $ & 1 , $ "( : 3 3 ! & & 2 ! ,( . * ( ) 4 ( - 8 , )+ 2 : ! 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Este proceso se logra efectuar en empresas con Sistema Tipo Inspección Federal (TIF), ya que su modo de producción esta regido por un Sistema de Calidad Sanitaria llevado por particulares y avalado por el Gobierno Federal, mediante la supervisión oficial, que garantiza que se cumplan las normas de sanidad e higiene durante la elaboración de los productos cárnicos. El sistema garantiza que los productos elaborados en un establecimiento “TIF” no representen riesgo: • Para la salud del consumidor • Ni para la transmisión de enfermedades de los animales • Para homologar sistemas internacionales y facilitar las exportaciones En Abastos Cuautitlán S.A., TIF 194 se sacrifican cerdos que tienen una edad de entre 5 y 6 meses de edad, así como un peso de entre 85 y 120 kilogramos, los cuales son destinados como abasto, de ellos se obtienen subproductos de alto valor nutrimental como carne, vísceras, pieles, manteca, tripa, sangre y plasma. A partir de la sangre fresca de cerdo que se desperdicia por toneladas, y que se desecha en aguas municipales, lo cual no esta permitido, se desarrolló un proceso para extraer cuatro proteínas de alta calidad aprovechables como base de alimentos que son las hemoglobinas, albúminas, inmunoglobulinas y fibrinógenos Para esto, se obtienen de 2 a 3 litros de sangre de cerdo que contienen en la composición de la sangre de cerdo fresco: 80% agua 20% sustancias sólidas Glóbulos rojos 60% agua 98% proteína (base seca) Plasma sanguíneo 90% agua 80% proteína (base seca) Además, el plasma de la sangre de cerdo contiene aminoácidos esenciales para el ser humano (cuadro 1), que pueden ser aprovechados, es por esto, que se aplicaron una serie de operaciones unitarias con la finalidad de obtener esta materia prima de calidad. Respaldadas por análisis bromatológicos y análisis microbiológicos, ayudan a determinar la composición del producto, y estandarizar el proceso. Tiene un alto valor nutrimental para el ser humano A. Un alto valor biológico (composición de aminoácidos lo más cercano a los requerimientos del ser humano).5 B. Alta digestibilidad para que sea 100% aprovechable. COMPOSICIÓN REPORTADA (µ µg aminoácidos / g proteína) Aminoácido Leche humana Huevo Leche de de gallina vaca Carne Plasma sanguíneo desecado Histidina 26 22 27 34 22 Isoleucina 46 54 47 48 26 Leucina 93 86 95 81 68 Lisina 66 70 78 89 61 42 57 33 40 35 72 93 102 80 72 Treonina 43 47 44 46 49 Triptofano 17 17 14 12 14 Valina 55 66 64 50 44 434 490 477 445 364 Metionina y cisteina Fenilalanina y tirosina Total menos histidina Al comparar el contenido de aminoácidos de plasma con otras fuentes de muy buena calidad proteica observamos que su contenido de aminoácidos en general es menor que en las otras fuentes pero que puede competir muy bien con ellas al ser su contenido de lisina muy cercano con las otras fuentes además el contenido de treonina es superior en el plasma. En ella se observa que la composición de aminoácidos del plasma prácticamente cubre todos los requerimientos de aminoácidos, probablemente pudiese existir una pequeña deficiencia en isoleucina y metionina, sin embargo, esto ya dependerá de la composición de aminoácidos reportada para cada plasma en particular. Es por esto que la carrera de ingeniería en alimentos impartida en la Universidad Nacional Autónoma de México, es aplicable en toda industria de origen agropecuario que como “Abastos Cuautitlán S.A.” se preocupa por realizar mejoras en su producción, con la finalidad de no generar mayores contaminantes al medio ambiente, y si mayores beneficios para la comunidad y otras empresas que requieran incluir materia prima económica de buena calidad de origen mexicano en sus procesos. Cabe destacar que la obtención de dicha sangre inicia inmediatamente después del sacrificio del animal en un proceso que es totalmente limpio. La sangre es recolectada higiénicamente y transportada a una zona aislada e independiente de la zona de matanza, creada exclusivamente para obtener y almacenar en condiciones de congelación la proteína del plasma de cerdo, ya que para su conservación es conveniente se refrigere lo más rápidamente posible, de no ser así el plasma de cerdo podría empezar a descomponerse, de más está decir, que estos subproductos son altamente perecederos y esto no resulta agradable para los consumidores; por lo tanto debe trabajarse con medidas extremas de higiene. Las empresas empacadoras utilizan el plasma de cerdo de manera sencilla. Cuando se elaboran embutidos cocidos y chuleta ahumada, éste es agregado congelado en la salmuera que se adiciona a la carne, da una suavidad adicional para rebanar los productos, un sabor agradable, con apariencia firme, el plasma eleva la cantidad de agua fijada en los embutidos y en la emulsión también, reduce o evita la separación de gelatina y de la grasa. Esta propiedad se debe a que las proteínas del plasma de cerdo ligan el agua más enérgicamente que las proteínas cárnicas12, estos efectos han sido hasta el momento observados de manera superficial; esta forma de adicionarla fue estudiada cuidadosamente, ya que se ensayó precipitando la proteína del plasma de cerdo inicialmente por métodos térmicos, y esto da como resultado una baja carga microbiana de nuestro subproducto, pero al momento de adicionarla a los embutidos cocidos y volver a aplicar temperatura sobre la proteína del plasma de cerdo no se obtuvieron mejoras en la retención de agua, por lo que se pensó en otra forma de ocupar la proteína con estas características y se empleo como extensor cárnico ya que tiene un contenido de proteínas de entre 12-15%; por ello probé agregándola en embutidos curados como longaniza, chorizo o en carne para hamburguesas, como enriquecedor de proteínas esto es inobjetable desde el punto de vista sensorial, sin que haya defectos de aromas, sabor, color, y consistencia en el producto final, sin embargo, el aroma de los productos depende fundamentalmente de la obtención y tratamiento higiénico de la sangre y el plasma, además de una estricta refrigeración hasta su procesado. Una de las cuestiones a considerar en relación con la utilización de plasma, es la presencia de contaminaciones microbiológicas de la cual existe poca información. El plasma debe sufrir tratamientos previos a su utilización como materia prima que aseguren la inexistencia de patógenos, sin merma del poder inmunizante. A este respecto, la sangre a utilizar como materia prima del proceso se selecciona en base a criterios de higiene por parte de los servicios técnicos veterinarios, por lo cual la proteína de plasma de cerdo se extrae de la sangre de animales sanos recolectada en condiciones sanitarias. Capítulo I. Diagrama de proceso Se elaboro un diagrama de proceso para obtener plasma de cerdo y concentrar las proteínas de plasma de cerdo que se muestra en la Figura 1 de acuerdo a las especificaciones del sistema de producción, este diagrama puede ser modificado, de acuerdo a situaciones no previstas. ) $)45* - ,*47 , )3$ ,)45* - /,*+ / $( )4*, 4 6 ,-( 01!0 # $ 0! # ( $,83 6 + (93 , ) *6 4 3+,-( 2'# !" # % # '# ), $ & ( *6,7 4 *6( (6 ( $ () /( * /63-4( ":!%:?) '@ *.,/,-( )(*+ ) *6 4 3+,-( ' %:# "' "2# < 0' =: 1 *.,/,-( & )(*+ $ & ) ; > ,-( !':?) 'A @ ,-( !':?) 'A @ 1.1. Descripción del diagrama de proceso 1.1.1. Obtención de sangre. El plasma porcino es un subproducto de matadero obtenido a partir de sangre de cerdo. El paso inicial del proceso es la recolección de la sangre en condiciones asépticas. Cuando se recupera sangre, deben tomarse estrictas medidas de higiene. Los cerdos destinados para este proceso deberán provenir de granjas libres de enfermedades (como fiebre porcina); acompañados de un certificado de movilización expedido por un representante de SAGARPA. Una vez en la planta los cerdos son llevados a los corrales para relajarlos con baños de agua tibia y evitar que estén demasiado estresados; al pasar al área de matanza son insensibilizados con una máquina de choque eléctrico que se muestra en la Figura 2. Una vez insensibilizados los cerdos, se llevan a la zona de degüello. ,; ' 7 ) @ B /, Para el sacrificio en cadena se adquirió un equipo de tecnología alemana que mediante la inserción de un cuchillo hueco o trocar en la arteria aorta (cuidando de no incidir en la traquea lo cual provocaría una contaminación importante), sustrae la sangre hacia un sistema de vacío en un tanque de acero inoxidable, con sistema de agitación para incorporar una solución al 3.41% de citrato sódico como anticoagulante,(figura 3) que ya se encuentra en el interior (5 g de citrato de sodio por cada litro de sangre) u otros anticoagulantes tales como oxalato de amonio y fosfato o pirofosfato de sodio, para evitar el proceso de coagulación. La utilización de un anticoagulante influirá sobre el contenido y composición mineral del producto final. Asimismo, si controlamos la incidencia de procesos de hemólisis y evitamos sobrecalentamientos, el producto final será de un color más claro, lo que resulta interesante desde un punto de vista técnico y comercial. Cabe destacar que el equipo por si solo no es funcional para que la sangre obtenida por esta vía pueda ser centrifugada para obtener el plasma, ya que este equipo a la entrada del tanque de vacío en su tapa azota de manera violenta la sangre contra la pared del tanque y provoca que los glóbulos se rompan, y al momento de llevar a cabo la centrifugación, el plasma es obtenido con una tonalidad roja intensa; para evitar esto, se le colocaron unas mangueras en el interior del tanque para provocar que la sangre se deslice al interior del tanque de manera suave y no se rompan los glóbulos, de esta manera se obtiene el plasma de cerdo con una tonalidad más clara. 0 ) C D,; !7 F9 +!'C* F%'11CA 0 GHC':"!'21.C2:&>C '1: C @ C > C @ ; C,7 &EC I C 1.1.2. Filtrado de la sangre La sangre así obtenida, se descarga hasta la zona de obtención de plasma que es un área independiente de la zona de matanza, limpia y desinfectada, en donde se filtra en un tamiz malla Nº 100 de acero inoxidable para evitar el paso de materia extraña tales como pelos, tierra y posibles coágulos (figura 4). A > *? :: 1.1.3. Centrifugación de la sangre de cerdo. Posteriormente, la sangre se somete a un proceso de centrifugación, en centrifugas de discos marca Elecreem (figura 5), de un metro de altura total, las cuales operan a 120 litros por hora conteniendo 60 litros de sangre cada una en su tina receptora, donde se separa la sangre en dos grupos (figura 6a), trabajando a 3000 revoluciones por minuto (rpm), por un lado se tiene el 50% de paquete globular, que básicamente contiene la proteína hemoglobina, y por el otro 50% se reúne el plasma, dentro del cual están tres proteínas de alta calidad: albúmina, Inmunoglobulinas y fibrinógeno, todas de gran importancia para el organismo. Cuando el plasma obtenido comienza a aparecer de color rojizo claro, conviene hacer una limpieza de la centrífuga. : " 1 $ '':HC : CK'L; K1L > % 2 '::A CK0L0% CK2L CK%L 1 @ A > CKAL CK L ' 1::C'0: C1:J2:@>C KL C ; CK"L CK :L (a) 2 / 0 (b) KL K;L 1.1.4. Envasado y congelado del plasma. Inmediatamente después de la separación del paquete globular y el plasma se muestra, en la figura 6b que el plasma es empacado dentro de bolsas de polietileno de alta densidad contenidas en botes de plástico de 19 litros de color blanco, con cinchos de plástico como sujetadores, el cual posteriormente se almacenará sobre tarimas de plástico, cada una contiene 12 cubetas por tarima o 28 cajas por tarima con capacidad de 32 litros, a temperatura de -20ºC en una cámara de congelación (figura 7). Es conveniente trabajar el plasma congelado en caso contrario debe enfriarse rápidamente, y agregarle 2% de sal nitrificada como conservador y mantener en refrigeración (idealmente a 0ºC), para retrasar la actividad microbiana. La vida de anaquel del plasma congelado ha sido monitoreada y al cabo de un mes no se observan cambios en sus propiedades fisicoquímicas (pH 7.3, proteína 7-8%, humedad 90%), No conviene usar plasma fresco no tratado después de 24 horas debido a que es un producto muy perecedero y aunque la cantidad microbiana con la que se obtiene el plasma es muy baja (<2500 UFC), los microorganismos se reproducen rápidamente al cabo de 24 horas de obtenido. ) !':?) 1.1.5. Calentamiento del plasma. El plasma sanguíneo al calentarse forma un gel, y si se hierve durante 15-20 minutos se solidifica igual que la albúmina de huevo. Cuando las proteínas del plasma se desnaturalizan, se polimerizan, probablemente por efecto de una condensación amino-carboxílica, formando el gel, el cual retiene la grasa cuando se produce la solidificación, y el agua escapa de la matriz proteica; el volumen y la resistencia del gel aumentan linealmente con la temperatura entre 75°C y 95ºC. La estructura del gel se desarrolla lentamente y se necesita aproximadamente 1 h a 90ºC para conseguir la máxima resistencia.5 La firmeza del gel también es mayor cuando aumenta la concentración salina y el pH. La formación del gel está ligada a la desnaturalización de las moléculas proteicas, que se produce entre 67°C y 73ºC y con un pH entre 5.8 y 6.8.5 A medida que se va produciendo la desnaturalización y las cadenas peptídicas se despliegan, se exponen nuevas áreas reactivas de la proteína y entonces se producen reacciones entre zonas hidrofóbicas, enlaces disulfuro e interacciones electrostáticas entre grupos cargados de la superficie10 El plasma fresco será llevado a una tina de acero inoxidable enchaquetada se propone tipo de aleación AISI-316 (18% cromo, 8% níquel, 2% molibdeno y el resto hierro; debido a su muy buena conductividad térmica a 23ºC (16,3 W m-1 K-1 ), a su fácil limpieza y desinfección, al grosor, el aprovechamiento del espacio es muy bueno; relativamente no exige demasiado cuidado.) para ser sometido a un calentamiento a 80ºC durante 2 horas o hasta lograr la desnaturalización y precipitación de las proteínas, durante este proceso el plasma deberá de agitarse con un agitador de propela manual, a baja velocidad para evitar que la espuma se eleve demasiado y se derrame, para esto tambien usaremos antiespumante vrg-50, con ello evitamos que ésta forme incrustaciones en las paredes de la tina de calentamiento; cuando la proteína adquiere una consistencia “grumosa”, de color grisáceo claro, se retira con un recipiente de acero inoxidable y se coloca en el siguiente proceso. 1.1.6. Centrifugado del concentrado de proteína de plasma de cerdo. A la proteína obtenida por precipitación se le realiza un filtrado en una centrifuga horizontal para retirar el exceso de agua, a velocidad de 500 rpm, durante 5 minutos, hasta formar una torta semi húmeda, de aquí se le tomará una muestra de 100 gramos para realizar las pruebas de control de calidad que más adelante se mencionan. 1.1.7. Envasado y congelado del concentrado de proteína. El envasado del concentrado de proteína, se realiza en bolsas de polietileno de alta densidad que contiene 10 kg, éstas son selladas y posteriormente son contenidas en cajas de cartón, y se someten a congelación dentro de una cámara a temperatura de -20ºC, no estibando más de 5 niveles, cada nivel contendrá 8 cajas, por lo que la tarima no excederá los 400 kg de peso. La vida de anaquel de este producto así conservado, ha sido monitoreada durante seis meses, sin cambios en sus propiedades fisicoquímicas (pH 7.6, humedad 80%, proteína en base seca* 90% y 0.5% de cenizas) * # = # # − :: M :: (12) Capítulo II. Medidas preventivas. De forma sencilla, se pueden clasificar los peligros relacionados con la seguridad de la planta de obtención de plasma, para tomar algunas medidas preventivas de la siguiente forma: Físicos: pelos, coágulos, trozos metálicos, madera, piedras, vidrios, objetos de uso personal, etc. Químicos: lubricantes de maquinaria, residuos de medicamentos veterinarios, productos de limpieza, entre otros. Biológicos: parásitos, toxinas, contaminación y/o multiplicación bacteriana, fauna nociva, etc. Es necesario tomar en cuenta al menos los aspectos ya mencionados anteriormente, como: 1. Selección de animales. 2. Diseño de la planta de alimentos y equipo. 3. Alimento (uso de aditivos, calidad microbiológica, composición nutricia, premezclas, agua). 4. Salud (uso de agentes biológicos). 5. Manejo de la planta o diseño del proceso (bioseguridad en la planta de alimentos, almacén y/o depósito de ingredientes, instalaciones, cuarentena, rutina de supervisión, etc.). 6. Personal A continuación en la tabla 1 se dan los diferentes puntos del diagrama donde se pueden encontrar peligros en las tres categorías mencionadas, para plasma de cerdo. Peligros Ajenos a la planta Físicos Químicos 1. Residuos veterinarios 2. Lubricantes 3. Detergentes 4. Plaguicidas Biológicos 1. Parásitos 2. Microbiológicos 3. Vectores (plagas y otros animales) X X Dentro de la planta Recepción Sanitización del equipo X X X X X X X X X Extracción de la sangre Filtrado de la sangre X Finalización (envasado y congelado) Transporte X X X X X X X X X X X X X X X Se conoce que en la fabricación de jamones y embutidos se utiliza como agentes texturizantes y ligantes a las féculas y las proteínas, por lo que se ha decidido incorporar el plasma y la proteína precipitada del plasma disminuyendo la cantidad de fécula en estos procesos, debido a la escasez y al encarecimiento de ésta para dichos procesos. El plasma y la proteína obtenida se envían a las empacadoras para la elaboración de embutidos escaldados e inyección en chuleta ahumada. En cuanto al paquete globular, éste se encuentra en un proceso de estudio para determinar su finalidad como materia prima en el mercado. En la Tabla 2 se muestra como ejemplo las etapas de producción en la que pueden identificarse puntos críticos de control en la obtención de la proteína de cerdo ellas marcan el límite entre lo aceptable y lo no aceptable, lo seguro y lo no seguro; éstos son observables y medibles, para poder tomar decisiones rápidas y que de forma inmediata se puedan adoptar las acciones correctivas correspondientes. ! Etapa Recepción de animales Centrifugación, calentamiento y almacenamiento de la proteína de cerdo Peligro Medida preventiva Comentarios Límite crítico Enfermedades preexistentes Diagnostico, certificado de movilización sanitaria Mantener siempre alerta a la entrada de nuevos animales Negativo para el agente causal de enfermedades y sintomatología Presencia de vectores (roedores, aves, plaga) Control de plagas Si hay buen control de plagas se elimina el PCC Presencia de microorganismos patógenos Control Microbiológico de fuentes de contaminación (equipo, agua, personal, visitas, etc) Seguir los procedimientos indicados de bioseguridad (Sanitización y desinfección) Negativa la presencia de patógenos en producto terminado, equipo, agua, personal. Control de visitas ! Medidas correctivas Devolución del animal a.Se somete a temperatura de 80ºC durante 5 horas, para lograr la eliminación de los microorganismos patógenos; el producto obtenido es la proteína de plasma de cerdo b.Sanitización del agua. Tratamiento antimicrobiano para el personal Capítulo III. Control de calidad del plasma y de la proteína concentrada de plasma de cerdo. 3.1. Análisis microbiológico A punto de envasarse se toma una muestra de un litro por cada cuatro lotes del plasma, y se toma una muestra de 500g por cada cinco lotes de la proteína, se realizan los análisis microbiológicos (Anexo 2) con placas de 3M para mesófilos aerobios (conforme a la NOM-092-SSA1-1994), coliformes, Escherichia coli, además para plasma de Staphylococcus aureus (NOM-115-SSA1-1994), Salmonella (NOM-114-SSA1-1994) y Shigella (esta prueba se realiza cada mes) en las tablas 3 y 4 se dan los datos medios de calidad con los que cumple el producto terminado. 3.2. Análisis bromatológico Se toma una muestra de un litro por cada cuatro lotes de plasma de cerdo y se toma una muestra de 500g por cada cinco lotes de proteína de plasma de cerdo concentrado, se realizan los análisis de proteína por el método de Kjeldahl, humedad por termobalanza y cenizas por el método de la incineración. 3.3. Especificaciones de calidad Plasma de cerdo NOM-034-SSA1-1993. Análisis Químico Proximal Proteína (B.S.) Humedad Cenizas Microbiológico Mesofilos aerobios coliformes Esquerichia coli Staphylococcus aureus salmonella * N x 6.25 ** Temperatura de almacenamiento -10ºC B.S. Base seca. Especificaciones % Mínimo 80* 91+/- 1.32 <2 UFC/g <2500** 100 ** 5 <100 ausencia Proteína de plasma de cerdo concentrada. NOM-034-SSA1-1993. Análisis Químico Proximal Proteína (B.S.) Humedad Cenizas Microbiológico Mesofilos aerobios coliformes Salmonella Especificaciones % Mínimo 90* UFC/g <1000* 5 ausencia Los datos presentados en las tablas 3 y 4 son los que se obtienen del producto en el laboratorio de la empresa Abastos Cuautitlán S.A., y que han sido corroborados en el “Instituto de Investigaciones Biomédicas” de la Universidad Nacional Autónoma de México, y por un Laboratorio externo a la empresa “bufete Químico S.A. de C.V.”, certificado para llevar a cabo estos análisis. ! " $ # %" # ! & ( ) %" # $ * ' Capítulo IV. Aplicación. El plasma de cerdo es usado por inyección para enriquecer lomo, embutidos, semimadurados, cárnicos enlatados o cualquier otro producto que requiera ser mejorado a base de proteína animal.3,4,5,11 El plasma de cerdo al ser tratada térmicamente bajo condiciones inocuas de higiene, garantiza la baja carga microbiológica sin el uso de aditivos, se concentra y coagula la proteína hasta formar un precipitado de color gris claro, se recomienda su uso como extensor cárnico, tratada de esta forma representa una excelente opción para aquellos productos que requieren ser bajos en grasas.5, 12 La proteína de cerdo brinda las siguientes características: 4.1. Propiedades funcionales de las proteínas de plasma de cerdo. Capacidad de retención de humedad. Poder de emulsificación. Capacidad de generar espuma. Capacidad de gelificación. A nivel laboratorio se han realizado experimentos para determinar la capacidad de retención de humedad y de aceite (cuadro 2), estos valores nos dan una idea de la cantidad de agua total que puede retener la proteína al ser agregada a la salmuera para los lomos ahumados o en la elaboración de embutidos, mejorando su textura y disminuyendo problemas de sinéresis; el índice de la actividad emulsificante y la estabilidad de la emulsión (cuadro 3), nos aporta criterios de cuanta área puede ser estabilizada por cada gramo de proteína, estos valores nos acercan más a conocer el comportamiento de las proteínas del plasma en la elaboración de embutidos. 4.1.1. Capacidad de Retención de agua (CRA) y aceite. Capacidad de retención de agua (CRA) Capacidad de retención de aceite ml de agua/g de proteína ml de aceite/g de proteína *4.5 0.6 Esta determinación se realizó para ver la capacidad de la proteína para absorber agua o aceite a temperatura ambiente, sin ningún tratamiento adicional según el método de Quinn y Payton12 En el caso de la capacidad de retención de agua, hay que mencionar que el plasma durante el tratamiento térmico de coagulación, es capaz de retener 4.5 mL de agua por gramo de proteína, sin embargo después de realizar esta prueba, puede retener 0.9 mL más por gramo de plasma. En cambio la prueba de capacidad de retención de aceite para el plasma concentrado fue de 0.6 mL de aceite por gramo de plasma. 4.1.2. Propiedades emulsificantes. ! " # Índice de actividad emulsificante (IAE)* Estabilidad de la emulsión % m2/g (5%, pH: 4) (5%, pH: 7) 3.08 >50 El índice de actividad emulsificante se evaluó mediante el procedimiento de Pearce y Kinsella propuesto en 197812, para la proteína de plasma concentrado y coagulado Se entiende por índice de actividad emulsificante el área interfacial estabilizada por gramo de proteína. Para este experimento la concentración de proteína empleada fue del 0.1, 0.5, 1.0 y 5.0% a 25ºC, donde se prepararon las suspensiones de proteína a un pH constante de 7 y 4 utilizando un buffer de fosfatos o de citratos respectivamente. Este método turbidimétrico mide la absorción de la muestra una λ de 500 nm, los valores de IAE son inversamente proporcionales a la absorbancia de la muestra ya que ésta depende de la concentración de proteína, para así obtener valores pequeños de IAE cuando la concentración de proteína se incrementa El índice de actividad emulsificante para el plasma coagulado es bajo pero se incrementa conforme la concentración de proteína se aumenta para ambos pH, y se tiene mayor actividad en el pH 4 utilizando una concentración de proteína del 5.0% donde el IAE es de 3.08 m2/g y una absorbancia de 0.4 (λ 500 nm). Estabilidad de la Emulsión del plasma coagulado La estabilidad de la emulsión se midió aplicando una fuerza centrífuga a la emulsión, método propuesto en 1987 por Dagorn-Scavinier and Lefebvre5. El plasma coagulado a pH 7 presenta mayor estabilidad de la emulsión cuando se utiliza la proteína al 5% de concentración donde se tiene más del 50% de estabilidad, y en pH 4 la estabilidad de la emulsión al 5% de proteína sólo estabiliza el 20% de la emulsión. 4.1.3. Propiedades sensoriales de la proteína de plasma de cerdo. Sabor Textura Apariencia firme. Rebanabilidad 4.1.4. Beneficios de adicionar proteína de plasma de cerdo a embutidos curados. Capacidad de ligar y retener agua. Estabilizar grasa Disminuye la formación de sinéresis o liquido libre en el producto final (empacado al vacío) Aumenta el contenido de proteína cárnica en producto terminado Producto 100% de una especie animal. Sin aditivos Mejora los rendimientos costo-beneficio Fácil manejo en su aplicación Baja carga bacteriana. 4.2. Condiciones de uso recomendadas Se recomienda el uso del plasma de cerdo en inyección a productos como lomo, pierna, chuleta, que les da una notoria mejoría a su textura, y un aumento en su vida de anaquel; su uso podría ser entre el 10 a 20 % del total de salmuera, adicionándose directamente a la mezcladora, disminuyendo a su vez entre el 5 y el 10% de la fécula de papa y un 10% de agua (cuadro 4),y se muestra el proceso de elaboración de jamón como un ejemplo del uso del plasma en la industria (figura 11). 4.2.1. Proceso de elaboración de jamón cocido con plasma de cerdo. En el caso de pastas o emulsiones cárnicas puede ser adicionado el plasma de cerdo directamente a la mezcladora o cútter, alrededor de 10% teniendo bien en cuenta las temperaturas entre 4 y 8 ºC para formar una buena emulsión, y en el cocimiento regular la temperatura, tal como lo representa el cuadro 7 $ % & Ingrediente Cantidad (gramos) Porcentaje (%) Carne de cerdo 644.84 64.48 Plasma de cerdo* 100 10 Fécula de maíz 49.21 4.92 Proteína de soya texturizada 148.41 14.84 Caseínatos 19.84 1.98 Sal común 19.84 1.98 Fosfatos 4.96 0.50 Sales de curación 1.98 0.20 Azúcar 9.92 0.99 Glutamato monosódico 0.50 0.05 Ascorbato de sodio 0.50 0.05 Total 1000 100 -+)+")'5( . /) *+ 6-7 7*, 8 9'& "'+:7 "97 & 7 *+)+-*, 79 ),-;7*, & +:)97*, 79& '*5( )& *++ "+ ,- 7& 7 7*, & '( -+", , 0 & '( 7& 7 7*, & '( -+", , 7& 7 7*, 0 1 . /) 2& '( +& <=;'*, & ,9*+7*, ! " # $ ),))'5( 3 /) ),))'5( 4 . /) 1 % $ 4.2.2. Formulación para elaborar jamón cocido con proteína de plasma de cerdo concentrado, como extensor cárnico. % # & Ingrediente Carne de cerdo Proteína de plasma de cerdo concentrado Fécula de maíz Proteína de soya texturizada Caseínatos Sal común Fosfatos Sales de curación Azúcar Glutamato monosódico Ascorbato de sodio Total Cantidad (gramos) 544.84 100 Porcentaje (%) 54.48 10 99.21 198.41 9.92 19.84 19.84 19.84 4.96 1.98 9.92 0.50 0.50 1000 1.98 1.98 0.50 0.20 0.99 0.05 0.05 100 3 Se recomienda el concentrado de proteína de plasma de cerdo como extensor cárnico, su uso podría ser entre el 10 y el 15 % del total de la pasta, ya que a esas proporciones ha sido probada su efectividad, en la elaboración de jamón, salchichas chorizos, y hamburguesas, sin que haya cambios en sus propiedades sensoriales5; se muestra un diagrama de proceso de elaboración de jamón como se realiza en la industria, incluyendo la proteína de plasma de cerdo concentrado, esta opción es excelente para aquellas personas que no pueden consumir carne debido a problemas de salud (figura 9). -+)+")'5( 76=7 . /) 79 *+ 6-7 7*, 8 9'& "'+:7 " ),-;7*, & +:)97*, 79& '*5( ),9,-7(;+ )& *++ "+ ,- 7& 7 7*, & '( -+", , 0 & '( 7& 7 7*, & '( -+", , 7& 7 7*, 0 1 . /) 2& '( +& <=;'*, & ,9*+7*, ! " # $ % $ ),))'5( 3 /) ),))'5( 4 . /) 1 2 Conclusiones Se logro diseñar un proceso para obtener las proteínas de plasma de cerdo cuidando el nivel microbiológico en el proceso y con ello la calidad del producto para posteriormente adicionarlas a embutidos cocidos, sin que con ello se demerite su calidad nutricional. Almacenados en refrigeración los jamones tienen una vida de anaquel de 15 días y en congelación un mes. De acuerdo con las diferentes empacadoras, los clientes han tenido una mayor aceptación por los jamones elaborados con la proteína de plasma de cerdo concentrado al 10% que con cualquier otro jamón que ellos elaboren de precio similar. Se recomienda que para obtener un nivel aún más bajo de microorganismos, se emplee tubería de acero inoxidable de la salida de la cámara de extracción de sangre a la entrada de las máquinas centrifugas, con su propio filtro con una válvula de paso para detener el flujo en caso necesario en cada una de ellas para limpieza o mantenimiento y de las centrifugas al envasado, además, de colocar lámparas de luz ultravioleta a la salida del plasma de la centrifuga al envasado como control microbiológico. Además es recomendable para el control del equipo de la cámara de vacío se le adapte un vacuometro, para medir el vacío ya que carece actualmente de él; la máquina actualmente ya cuenta con un sistema de desahogo de la presión con el cual no contaba y en los controles de las centrifugas un amperímetro en cada uno para medir el nivel de amperaje, ya que cuando ocurre un exceso de trabajo en éstas, se sobre cargan y se han llegado a sobre calentar los motores y dañado, esto ocurre cuando hay un exceso de trabajo o cuando las maquinas están mal armadas provocando rocé en las piezas que pueden provocar que estas se rompan. Distribución La distribución del plasma de cerdo y la proteína de plasma de cerdo concentrado a las empacadoras se lleva a cabo a bordo de camionetas volks wagen modelo van, éstas son lavadas, desinfectadas e inspeccionadas, además de llevar un certificado de control vehicular expedido por el médico veterinario, aprobado por SAGARPA. Los vehículos que se utilizan en la empresa para transportar nuestros productos, actualmente no están adecuados para mantener el producto frío, pero debido a que las distancias no son largas, y a que el producto se encuentra a no menos de -15ºC, llega a las empacadoras perdiendo a lo más 5ºC en el trayecto, hasta que es nuevamente almacenado para su empleo. Aún así se ha propuesto que se adquieran vehículos con sistema de refrigeración aptos para el transporte adecuado del plasma y la proteína de plasma de cerdo congelada. Anexo 1. Definiciones técnicas Aditivo: Son todos aquellos componentes que mejoran el funcionamiento metabólico del animal y los que imparten textura, sabor y color a un alimento con la finalidad de hacerlo más apetecible. Buenas Prácticas Pecuarias: Son el conjunto de procedimientos, condiciones y controles que se aplican en las unidades de producción, los cuales incluyen limpieza de instalaciones físicas, equipo y utensilios e higiene y salud del personal para minimizar el riesgo de contaminación física, química y biológica durante la cría, manejo y salud de la piara. Estrés: Es una respuesta acumulativa de un animal y su medio ambiente, que tiene como resultado un efecto severo en el comportamiento y en su fisiología. Inocuidad: Conjunto de procedimientos orientados a evitar que los alimentos causen daño a la salud de los consumidores. Microorganismos: Son hongos, mohos, virus, bacterias y protozoos. Generalmente se utiliza el termino «microbio». Norma Oficial Mexicana: Es la regulación técnica de observancia obligatoria expedida por las dependencias competentes (Sagarpa, SSA, entre otras), conforme a las finalidades establecidas en el artículo 40 de la Ley Federal Sobre Metrología especificaciones, y Normalización atributos, directrices, (LFSMN), que características establece o reglas, prescripciones aplicables a un producto, proceso, instalación, sistema, actividad, servicio o método de producción u operación, así como aquellas relativas a terminología, simbología, embalaje, mercado o etiquetado y las que se refieran a su cumplimiento o aplicación. Patógeno: Es un microorganismo que produce una enfermedad o daño. Sagarpa: Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación. ANEXO 2. Técnicas de análisis microbiológicos Se adquieren paquetes cerrados de placas petrifilm y se almacenan a temperaturas 8ºC y una humedad relativa 50% de acuerdo a las instrucciones del producto. Para el análisis microbiológico se realiza el siguiente procedimiento: 1. Se desinfecta con cloro la mesa donde se va a realizar el análisis microbiológico, se colocan los mecheros para esterilizar el ambiente 2. Se preparan al menos una dilución de 1:10 o 1:3 de la muestra. Se pipetea 1ml de la muestra de plasma o 1 gr de proteína de cerdo en tubos de ensayo con rosca estéril. 3. Se adiciona una solución salina (0.85-0.90%) o agua destilada estéril, siempre y cuando la muestra no tenga demasiado tiempo de reposo. 4. De ser necesario se ajusta el pH de la muestra diluida entre 6.6 y 7.2: Para productos ácidos: se usa una solución 1N de NaOH y para productos básicos se usa una solución 1N de HCl 5. Se homogeniza la muestra en el tubo con rosca. 6. Se coloca la Placa Petrifilm en una superficie plana y nivelada. Se levanta la lámina semitransparente superior. 7. Con la pipeta perpendicular a la Placa Petrifilm, se coloca 1 ml de la muestra en el centro de la película cuadriculada inferior. 8. Se libera la película superior dejando que caiga sobre la dilución. 9. Con el lado rugoso hacia abajo, se coloca el dispersor o esparcidor sobre la película superior, cubriendo totalmente la muestra. 10. Se presiona suavemente el dispersor o esparcidor para distribuir la muestra sobre el área circular antes de inocular una siguiente placa. 11. Se levanta el dispersor o esparcidor. Se espera por lo menos 1 minuto a que se solidifique el gel y se procede a la incubación. 12. Para recuento de mesófilos aerobios, se incuban las placas cara arriba en grupos de no más de 20 piezas. En ocasiones puede ser necesario humectar el ambiente de la incubadora con un pequeño recipiente con agua estéril, para minimizar la pérdida de humedad. De acuerdo al AOAC método oficial 990.12, se debe incubar a 48 horas (±3 horas) a 35 ºC (± 1ºC). 13. Las Placas PetrifilmTM para Recuento de Mesófilos Aerobios Totales (Aerobic Count AC) son un medio de cultivo listo para ser empleado, que contiene nutrientes del Agar Standard Methods, un agente gelificante soluble en agua fría y para la interpretación de resultados un tinte indicador de color rojo que facilita el recuento de las colonias. 14. Las Placas PetrifilmMR para el Recuento de E. coli y Coliformes Totales contienen nutrientes de Bilis Rojo Violeta (VRB), un agente gelificante soluble en agua fría, un indicador de actividad glucoronidasa y un tinte indicador que facilita la enumeración de las colonias. Aproximadamente el 97% de las colonias de E. coli producen beta glucoronidasa la que a su vez forma un precipitado azul asociado a la colonia. La película superior atrapa el gas producido por la fermentación de la lactosa por parte de los Coliformes y E. coli. Cerca del 95% de las E. coli producen gas, representado por colonias entre azules y rojo azuladas asociadas con el gas atrapado en la Placa PetrifilmMR EC (dentro del diámetro aproximado de una colonia). La AOAC internacional y el Manual de Bacteriología analítica (BAM) de la US FDA define Coliformes como bacilos Gram negativos que producen ácido y gas de la fermentación metabólica de la lactosa. Las colonias de Coliformes, durante su crecimiento van generando ácido, por lo que el indicador de pH va oscureciendo el color del gel. El gas queda atrapado alrededor de la colonia confirmando la presencia de un coliforme. De acuerdo con el método NMK 147.1993, para coliformes se debe incubar durante 24 horas (± 2 hrs) a 37ºC (± 1ºC), y para E. coli, se debe Incubar 48 hrs. (± 2 hrs) a 35°C (± 1°C) 15. Las placas para Enterobacterias contienen un tinte indicador en la placa que colorea todas las colonias de rojo y la película superior atrapa el gas producido por las bacterias. Las bacterias productoras de ácido se ven como colonias rojas rodeadas por una zona amarilla asociada con la producción de ácido que es detectado por el indicador de pH del medio. Las Bacterias productoras de gas y/o ácido son consideradas presuntamente Enterobacterias y presentaran una de las siguientes características en la Placa PetrifilmMR para recuento de Enterobacterias: a. Colonias rojas asociadas a burbujas de gas y sin zonas ácidas b. Colonias rojas con zonas ácidas amarillas y sin burbujas de gas c. Colonias que producen tanto zona ácida como burbujas de gas 16. El tiempo de incubación para enterobacterias, de acuerdo al Compendio de Métodos para el Exámen Microbiológico de los Alimentos es de 24 hrs. (+/- 2 hrs) a 35°C (+/- 1°C) 17. La detección de Salmonella se lleva a cabo con el kit de Reveal de Neogen (figura 10); se toma una muestra de 25ml de plasma o 25 gramos de proteína de cerdo, a la cual se le dá un pre-enriquecimiento, que dura 4 horas a 45ºC (+/- 1°C) y posteriormente se realiza un enriquecimiento de 16 horas a 45ºC (+/- 1°C) con selenito cistina, o rappaport-vasidialis, cumpliendo un total de 20 horas y se coloca la muestra en un dispositivo que detecta si hay presencia de Salmonella al cabo de 20 minutos. Figura 10. kit de Reveal de Neogen; selenito cistina, o rappaport-vasidialis, para determinación de salmonella e 48 horas Referencias Bibliográficas 1. Cheftel, J. C. 1989. Proteínas alimentarias. Ed. Acribia, S. A. Zaragoza, España. 221-232. 2. Hinojosa, S. y López, P. 1981. Obtención de plasma sanguíneo de bovinos y porcinos y su empleo en la fortificación de pastas alimenticias. Tesis profesional. Facultad de Química. UNAM. 3. Howell, N. K. and Lawrie, R. A. 1983. Functional aspects of blood plasma proteins I. Separation and characterization. J. Food Tech. 18: 747-762. 4. Howell, N. K. and Lawrie, R. A. 1984. Functional aspects of blood plasma proteins lIl. Interaction with other proteins and stabilizers .J. Food Tech. 19: 297-313. 5. Macedo Luis, P. 2000. Efecto de la adición de proteínas de plasma de cerdo a hamburguesas. Tesis profesional. Facultad de Química. UNAM. 6. Márquez E; Izquierdo P y Arias B; Torres G. 1995. Efecto de la adición de plasma sanguíneo de bovino sobre la estabilidad de la emulsión y contenido proteico de productos cárnicos emulsificados. Rev.Fac.Agron. 12. 511-522. 7. Merrick´s® The Dry Fat and Animal Nutrition Specialists (1992), MP722 Spray Dried Animal Plasma. Merrick´s Inc. Po Box 620307. Middleton, WI 53562-0307. 8. Norma Oficial Mexicana NOM-034-SSA1-1993, Bienes y servicios. Productos de la carne. Carne molida moldeada. Envasada. Especificaciones sanitarias. 9. Norma Oficial Mexicana NOM-092-SSA1-1994, Bienes y servicios. Método para cuenta de bacterias aerobias en placa. 10. Norma Oficial Mexicana NOM-110-SSA1-1994, Bienes y servicios. Preparación y dilución de muestras de alimentos para su análisis microbiológico. 11. Ockerman, H. W. y Hansen, C. L. 1994. Industrialización de subproductos de origen animal. Ed. Acribia, S.A. Zaragoza, España. 239-263. 12. Pérez Gavilán –E.J.P. 2001. Patente “Procedimiento para la recuperación de proteínas de la sangre de cerdo y su conservación” expediente PA/a/2001/008957 registrado en el I.M.P.I. 13. Young, C. R; Lewis, R. W; Landmann, W. A. and Dill, C. W. 1973. Nutritive value of globin and plasma protein fractions from bovine blood. Nutr. Rep. Rep. Intl. 8: 211-215.