Procedimiento biotecnológico para el tratamiento de residuos cárnicos y producto obtenido.

En el procedimiento biotecnológico para tratamiento de residuos cárnicos de la invención se parte como materia prima de residuos cárnicos provenientes de industrias agro-alimentarias y del curtido, que tras sufrir un tratamiento previo de desengrasado y triturado, es sometida a incubación con cepas bacterianas como el Bacillus subtillis, en condiciones aerobias o anaerobias, con agitación, presión atmosférica y temperatura entre 30 y 45ºC, lo que provoca la producción y secreción de enzimas como proteasas, elastasas, colagenasas, keratinazas y lipasas; ésto conlleva a la digestión de los residuos cárnicos, transformándolos en un hidrolizado de consistencia líquida compuesto fundamentalmente de aminoácidos y péptidos, que es colectado para su posterior utilización como enmienda orgánica para tratamiento de suelos y plantas como producto bioestimulante y biopesticida debido a su alta concentración en aminoácidos azufrados

Procedimiento biotecnológico para el tratamiento de residuos cárnicos y producto obtenido.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un procesamiento biotecnológico de residuos cárnicos categoría C según se estipula en la European Regulation EC No 1774/2002 of the European Parliament and of the Council of 3 October 2002 para elaborar enmiendas orgánicas con efecto bioestimulante y biocontrol.

El objeto de la invención es, por tanto, proporcionar un nuevo método técnicamente viable y económicamente rentable para el tratamiento biotecnológico por biohidrolización de los citados residuos cárnicos, basado en el empleo de proteasas por bacterias transformadas genéticamente para ser utilizada en un proceso biotecnológico.

La presente invención también se refiere al producto obtenido siguiendo dicho procedimiento, producto de alto valor añadido, especialmente indicado para ser usado como potenciador del crecimiento vegetal (bioestimulante) y como pesticida biológico (biocontrol).

Antecedentes de la invención

En la actualidad existe un tipo de residuos de origen animal, procedentes de la industria cárnica, mataderos, etc., cuya gestión constituye un problema y un coste para las empresas productoras de estos residuos.

Entre este tipo de residuos de origen animal clasificados como categoría 3 se puede hacer las siguientes distinciones:

a) Residuos de origen animal procedente de mataderos que son rechazados para consumo humano el que no están afectados por ningún tipo de enfermedad transmisible a humanos o animales de acuerdo a la legislación comunitaria.

b) Residuos animales procedentes de procesos industriales relacionados con alimentos de consumo humano incluyendo el desengrasado de huesos.

c) Pieles, uñas y cuernos de origen animal procedente de mataderos, después del ser inspeccionados y considerados aptos por la autoridad sanitaria competente de acuerdo a la legislación comunitaria.

Los residuos animales clasificados en (a) y (b) son comúnmente llamados carnazas. Los residuos clasificados en (c) son conocidos como residuos ricos en queratinas.

El tratamiento de estos residuos, carnazas y desechos ricos en queratinas (cerdas, uñas y plumas), se lleva a cabo en la actualidad mediante diversos sistemas físicos y químicos que conlleva a la destrucción total o parcial de estos residuos, con el inconveniente de que no se obtiene un rendimiento económico satisfactorio.

Alguno de estos métodos o soluciones para acabar con estos residuos son la incineración, asimilación de los residuos en hornos de cementeras, enterramientos, transformación en compostage, producción de biogas o almacenamiento en vertederos controlados.

Existen tratamientos para la eliminación de residuos cárnicos, especialmente cadáveres de animales. Dicho procedimiento consiste en el tratamiento físico y biológico de los materiales a eliminar en forma de una fermentación anaerobia controlada en fase líquida. Pero este sistema presenta limitaciones puesto que la hidrólisis de los productos cárnicos se lleva a cabo utilizando un activador (alginato sódico integral) el cual genera concentraciones salinas que interfieren en el uso del producto final. Además el tipo de materia prima utilizado son cadáveres de animales en general, sin hacer ningún tipo de especificación sobre características de la materia prima.

También es conocido un procedimiento para la transformación de los productos de curtición, sin embargo en dicho proceso la hidrólisis de los productos cárnicos se lleva a cabo utilizando un ácido de origen mineral que no ha sido especificado (normalmente se utilizan ácidos fuertes).

La utilización de ácidos fuertes para la hidrólisis de residuos cárnicos genera un producto final ácido (pH 1-2) el cual ha de ser neutralizado mediante bases fuertes (NaOH/KOH) produciendo como resultado final de grandes cantidades de sales del tipo Na₂SO₄, K₇SO₄, NaNO₃, KNO₃, las cuales son de incompatibles con la utilización del producto final como abono agrícola.

Por otro lado, la problemática de utilización de pesticidas para uso agrícola sigue provocando un gran rechazo tanto a nivel social, político y medioambiental. Las soluciones propuestas hasta la fecha no sustituyen los pesticidas actuales además de no haber demostrado tener beneficios:

Descripción de la invención

El procedimiento biotecnológico para el tratamiento de residuos cárnicos que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta en los distintos aspectos comentados.

El procedimiento objeto de la invención consiste en el tratamiento de los ya mencionados residuos cárnicos categoría 3, que primero son debidamente desengrasados y triturados por los medios oportunos y ya conocidos según se estipula en la European Regulation EC No 1774/2002 of the European Parliament and of the Council of 3 October 2002.

Tras este proceso de adecuación de la materia prima, ésta es sometida al procedimiento de biohidrólisis que la invención propone. Dicho proceso de biohidrólisis se lleva a cabo mediante la incubación en agitación constante de los residuos cárnicos desengrasados con bacterias transformadas genéticamente, en condiciones aerobias o anaerobias, dependiendo de los requisitos de cada bacteria, a presión atmosférica y a una temperatura comprendida entre 30 y 45ºC.

La utilización de bacterias de tipo B, subtilis y transformadas permite la expresión de proteínas, esencialmente mediante vectores de expresión de proteínas específicos, dando lugar a la producción y secreción de las enzimas anteriormente citadas: proteanas, elastasas, colagenasas, keratinasas y lipasas, en el entrono donde crecen las bacterias lo que conlleva a la digestión de los residuos cárnicos, transformándolos en un hidrolizado compuesto fundamentalmente por aminoácidos y péptidos.

Como resultado de la biohidrólisis, por tanto, se obtiene un producto hidrolizado de consistencia líquida, que es colectado para su posterior utilización como enmienda orgánica para el tratamiento de suelos y de plantas, lo que lo convierte en un producto de alto valor añadido que puede ser rentable económicamente y como consecuencia permite la implantación del proceso a nivel industrial.

Las enmiendas orgánicas, se caracterizan por ser un producto enriquecido en aminoácidos y péptidos solubles con propiedades bioestimulantes para su uso en cultivos de plantas. Los hidrolizados poseen altos contenidos de aminoácidos azufrados debido al uso de keratina como uno de los residuos originales muy enriquecidos en uñas, pelos, cuernos y piel.

La presencia de altos contenidos en aminoácidos azufrados como cisteína o sus derivados en el hidrolizado es fundamental para su utilización en plantas y suelos ya que estos aminoácidos poseen un efecto bioestimulante y biocontrol (biopesticida) que puede ser utilizado en suelos y en plantas en sustitución de los pesticidas actuales.

Ejemplo de realización de la invención

En un ejemplo de realización del procedimiento biotecnológico para el tratamiento de residuos cárnicos de la presente invención, se parte de residuos cárnicos procedentes fundamentalmente de empresas curtidoras, mataderos, granjas y mercados.

Esta materia prima posee gran cantidad de proteínas y en menor medida lípidos. Los lípidos han de ser eliminados previamente para que no interfieran en el proceso posterior de hidrolizado. El material de partida una vez desengrasado es triturado de acuerdo a la normativa actual según se describe en la siguiente tabla:

Una vez que se obtiene este tipo de residuo perfectamente desengrasado y triturado se somete al procedimiento de biohidrólisis propiamente dicho.

De forma más concreta, el residuo cárnico es sometido a un proceso de incubación o digestión con cepas bacterianas transformadas con vectores de expresión de proteínas. Dichas cepas bacterias son Bacillus Subtillis debido a la facilidad de expresión de proteínas de estas...

1. Procedimiento biotecnológico para el tratamiento de residuos cárnicos, tales como residuos de origen animal procedentes de mataderos, granjas y mercados, de procesos industriales relacionados con alimentos de consumo humano, de empresas curtidoras, formados principalmente por tejido keratinoso, conectivo y muscular, caracterizado porque tras una etapa de adecuación de esta materia prima consistente en el desengrasado y triturado, es sometida a biohidrólisis por incubación con cepas bacterianas, en condiciones de digestión controladas por medio de las enzimas segregadas por estas, con agitación, a presión atmosférica y en ambiente aerobio o anaerobio, dependiendo de las bacterias utilizadas.

2. Procedimiento biotecnológico para el tratamiento de residuos cárnicos, según reivindicación 1ª, caracterizado porque las bacterias utilizadas en dicho procedimientos son del tipo Bacillus subtillis, debido a la facilidad de expresión proteica de estas cepas.

3. Procedimiento biotecnológico para el tratamiento de residuos cárnicos, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las enzimas segregadas por las bacterias que actúan en la biohidrólisis son principalmente keratinasas, elastasas, colagenasas, lipasas y proteasas de amplio espectro.

4. Procedimiento biotecnológico para el tratamiento de residuos cárnicos, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la temperatura a la que se lleva a cabo el proceso de incubación o digestión de los residuos cárnicos está comprendida entre los 30 y 45ºC.

5. Producto obtenido mediante el procedimiento biotecnológico para el tratamiento de residuos cárnicos, de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque consiste en un producto hidrolizado de consistencia líquida, compuesto fundamentalmente por aminoácidos y péptidos con propiedades bioestimulantes para el tratamiento de cultivos.

6. Producto obtenido, según reivindicación 5ª, caracterizado porque dichos productos hidrolizados poseen altos contenidos de aminoácidos azufrados, lo que es fundamental para su utilización en plantas y suelos por su efecto bioestimulante y biopesticida.