APROVECHAMIENTO DE LAS PROPIEDADES
NUTRICIONALES Y TECNOLÓGICAS DE LA
FIBRA DIETÉTICA DE RESIDUOS
AGROINDUSTRIALES DE ECUADOR
EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
USE OF THE NUTRITIONAL AND TECHNOLOGICAL PROPERTIES
OF DIETARY FIBER FROM ECUADORIAN AGRO-INDUSTRIAL
WASTE IN THE FOOD INDUSTRY
Juan Serrano-León1, Gissel González-Villamarín1,
David Salgado-Cepeda1 & Christian Alcívar-León1*
Recibido: 1 de mayo 2023 / Aceptado: 12 de diciembre 2023
DOI: 10.26807/ia.v12i1.270
Palabras clave: aprovechamiento, Ecuador, fibra dietética,
residuos agroindustriales
Keywords: agro-industrial residues, dietary fiber, Ecuador, utilization
1 Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ciencias Químicas, Quito, Ecuador
(jsserranol@uce.edu.ec; glgonzalez@uce.edu.ec; sithdav@gmail.com; *correspondencia: cdalci-
var@uce.edu.ec)
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APROVECHAMIENTO DE LAS PROPIEDADES NUTRICIONALES Y TECNOLÓGICAS
DE LA FIBRA DIETÉTICA DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE ECUADOR
Serrano et al., 11-54
RESUMEN
Ecuador es un país productor de materias primas, entre las cuales se encuentran
los productos agrarios. Como resultado de su procesamiento se generan resi-
duos que no se han cuantificado, mismos que afectan al medioambiente. El
objetivo del presente trabajo fue investigar sobre el aprovechamiento de las
propiedades nutricionales y tecnológicas de fibra dietética proveniente de re-
siduos agroindustriales generados por la industria alimentaria en el Ecuador,
con la finalidad de disminuir su impacto ambiental e impulsar el desarrollo de
alimentos saludables. A través de la recopilación y organización de información
digital disponible en catálogos de bibliotecas, repositorios académicos y bases
de datos, como Scopus, Science Direct y Google Académico se estimó que se
produjeron 508 mil TM de subproductos frutales en el país durante el 2021,
los cuales poseen altas cantidades de fibra dietética y compuestos bioactivos.
Se evidenció que los polvos ricos en fibra modifican la textura, coloración, ca-
pacidad antioxidante y emulsionante en productos cárnicos y de panadería,
los métodos de modificación de concentrados son efectivos, el consumo de
fibra dietética trae beneficios en el organismo y las propiedades tecnológicas
como la capacidad de retención de agua, aceite e hinchamiento convierten a
la fibra dietética en un ingrediente prometedor para la industria alimentaria. El
estudio determinó que la fibra dietética obtenida a partir de cáscaras de frutas
tiene potencial para ser utilizada como emulsionante, espesante, antioxidante,
etc., en la elaboración de productos de pastelería, panadería y cárnicos.
ABSTRACT
Ecuador is a country that produces raw materials, among which are agricultural
products, because of their processing, waste is generated that has not been
quantified, the same that affects the environment. The objective of this work
was to investigate the use of the nutritional and technological properties of die-
tary fiber from agro-industrial waste generated by the food industry in Ecuador
to reduce its environmental impact and promote the development of healthy
foods. Through the collection and organization of digital information available
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in library catalogues, academic repositories and databases, such as: Scopus,
Science Direct and Google Scholar, and through its analysis, it was estimated
that 508 thousand MT of fruit by-products were produced in the country during
2021, which have high amounts of dietary fiber and bioactive compounds, it
was evidenced that the fiber-rich powders obtained modify the texture, color,
antioxidant and emulsifying capacity in meat and bakery products, that the met-
hods of modifying concentrates are effective, that the consumption of dietary
fiber brings benefits to the body and that the technological properties such as
the capacity to retain water, oil and swelling make dietary fiber a promising in-
gredient for the food industry. The study determined that the dietary fiber obtai-
ned from fruit peels has the potential to be used as an emulsifier, thickener,
antioxidant, etc., in the preparation of pastry, bakery, and meat products.
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APROVECHAMIENTO DE LAS PROPIEDADES NUTRICIONALES Y TECNOLÓGICAS
DE LA FIBRA DIETÉTICA DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE ECUADOR
Serrano et al., 11-54
INTRODUCCIÓN
La Organización de las Naciones
Unidas para la Alimentación y la
Agricultura, FAO (2018), estimó que
la producción de las principales fru -
tas tropicales en 2018 fue de 100.2
millones de toneladas, lo que repre-
senta un incremento de 3,3 % en
comparación con el año 2017. Alre -
dedor del 25 % de la producción
mundial de bananos y frutas tropi -
cales proviene de América Latina y el
Caribe (FAO, 2019).
Estos frutos constituyen una impor -
tan te fuente de crecimiento econó -
mico y seguridad alimentaria para
países en desarrollo y son sectores de
rápido crecimiento en la agricultura,
lo que también implica un aumento
de residuos.
Según la Encuesta de Superficie y
Pro ducción Agropecuaria Continua
(ESPAC) del año 2021, los principales
productos agrícolas cultivados en el
país son: caña de azúcar con 11 372
505 TM y banano con 6 684 916 TM.
Según la Cámara de Comercio de
Quito, el sector agroalimentario
cuan tificó ventas superiores a los
USD 29 mil millones entre enero y
noviembre del 2022, en la cual la in-
dustria de alimentos y bebidas se po-
siciona como una de las más relevan-
tes (CCQ, 2023).
Los desperdicios resultantes del pro -
cesamiento agroindustrial se han
con vertido en un tema de preocu -
pación mundial por la contami na -
ción ambiental generada y la pérdida
de recursos. Según FAO (2002), los
residuos de productos y agroquí -
micos contaminan aguas subterrá -
neas y contribuyen con sus gases de
descomposición, como el óxido ni-
troso a las emisiones globales.
En Ecuador no se cuantifican los resi -
duos generados al año por producto,
lo que limita la búsqueda y aplica -
ción de técnicas acordes al tipo de
residuo para su procesamiento. Veloz
(2019), realizó en Quito un cálculo
de residuos generados al mes en tres
empresas despulpadoras, los residuos
de fruta húmeda más importantes
fueron: maracuyá, piña, limón y gua -
ná bana con 39 000, 16 200, 9360 y
7200 kg/año, respectivamente, sien -
do las frutas suaves como fresa y mo -
ra aprovechadas en su totalidad y las
de alto contenido en fibra una fuente
alta de desperdicios.
Según Calderón y López (2020), los
desechos agroindustriales producto
de la fabricación de jugos de frutas y
verduras son fuente de polifenoles,
fibra, terpenos, proteínas, ácidos or -
gánicos y grasos, etc., que corres -
ponden a las partes no comestibles
de la fruta: semillas, cáscaras, flores
y raíces que representan entre 10 y
50 % del peso total de la fruta. Jimé-
nez et al. (2019), menciona que son
fuentes de compuestos bioactivos y
nutracéuticos con aplicaciones como
alimentos funcionales, aditivos ali-
mentarios y en cosmética.
El aprovechamiento de fibra dietética
proveniente de residuos agroindus-
triales del Ecuador en la industria ali-
mentaria permitirá un manejo
adecuado de desperdicios y benefi -
ciará al sector empresarial y a los
consumidores los cuales tendrán ac-
ceso a alimentos más nutritivos.
Hussain, Jõudu y Bhat (2020), afir -
man que una de las fuentes princi -
pales de fibra dietética son los sub-
productos de fruta, razón por la cual
se consideró a la cáscara de este
grupo alimentario para el presente
estudio y también para profundizar el
conocimiento de concentrados de
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fibra dietética con base en estos sub-
productos, ya que no hay suficientes
trabajos enfocados en este ámbito.
La definición de fibra dietética ha
cambiado desde 1953, cuando Hips -
ley la identificó como un compuesto
no digerible de paredes celulares ve -
getales; en el 2009 el Codex Alimen -
tarius, con la finalidad de organizar
las definiciones, la denominó como
“polímeros de hidratos de carbono
de tres o más unidades monoméricas,
que no son digeridos ni absorbidos
en el intestino delgado humano”
(Codex, 2009), dentro de los cuales
se consideran los polímeros que se
encuentran en forma natural, obteni -
dos por medios físicos, químicos o
enzimáticos y sintéticos, teniendo en
cuenta que todos deben ser comesti-
bles y contar con estudios que de-
muestren los efectos fisiológicos
beneficiosos en el organismo.
Las características físicas y químicas
le otorgan a la fibra dietética propie -
dades tecnológicas y su consumo
pro voca efectos buenos para la salud.
Un estudio reveló que se redujo el
riesgo de desarrollar diabetes tipo
dos y enfermedades cardiovasculares
debido a la absorción de grasa en el
intestino (Almeida et al., 2014). Su
función central es facilitar el tránsito
intestinal en la digestión (Badui,
2006). La incorporación de fibras die-
téticas en alimentos también tiene
fines tecnológicos como: incrementar
la capacidad de retención de agua y
emulsificación, cambiar la textura y
estabilidad de alimentos (Mayorga,
2013). Por su gran capacidad de re -
ten ción de agua, estabilidad de con -
gelación y descongelación, se aña-
den a alimentos de panadería, salsas,
lácteos, carnes, comidas congeladas
y demás (Fiberstar, 2021), también se
ha evaluado sus características anti -
oxidantes y viscosidad (Elleuch et al.,
2011). Es importante conocer las ca-
racterísticas de los concentrados de
fibra dietética para determinar las po-
sibles aplicaciones tecnológicas en
los alimentos y las ventajas de su
consumo.
La fibra dietética de subproductos de
fruta se puede aprovechar de dos for-
mas en la industria alimentaria: como
concentrados de fibra dietética o ex-
tractos de fibra (García, Tejada,
Serna, et al., 2018).
El manejo adecuado de residuos
agro in dustriales favorecerá al desa-
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DE LA FIBRA DIETÉTICA DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE ECUADOR
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rrollo de nuevos productos que satis-
fagan los requerimientos de fibra de
la población. Al ser un producto en
polvo los concentrados se aplican
más en productos de panadería, em-
butidos y productos lácteos. Se gún
García et al. (2018), esto se debe a la
fácil incorporación de la fibra en la
masa de estos productos y también
porque los consumidores los perci -
ben como altos en calorías, lo mismo
ocurre con las pastas y snacks que
son alimentos de alto índice glucé -
mico y de alto consumo por lo que la
aplicación de concentrados de fibra
en estos alimentos es una alternativa
más saludable.
Investigaciones han demostrado al -
gu nas aplicaciones en alimentos co -
mo fuente de fibra. El estudio de
Santana et al. (2018), evidenció el
aumento de proteína y fibra dietética
en galletas con cascarilla de cacao,
que duplicó y triplicó respecti va -
mente su concentración inicial y au -
mentó la capacidad antioxidante,
mien tras que Zaini et al. (2019), re-
portó el aumento del rendimiento de
cocción, dureza, retención de agua y
enrojecimiento en salchichas. La
fibra puede afectar las propie dades
reológicas de la masa y au mentar su
contenido nutricional (Gddoa y
Salih, 2018), mejorar la retención de
agua en productos cár nicos y estabi-
lidad de emulsionante (Chasoy y
Cock, 2017), entre otros efectos, lo
que hace de la fibra dietética un in-
grediente valioso para el desarrollo
de productos más salu dables con alto
contenido en fibra.
Para permitir el manejo de la fibra
dietética obtenida de residuos agro -
in dustriales como ingrediente en el
desarrollo de productos, es funda -
men tal conocer los desechos de pro -
ducción con mayor impacto en el
Ecuador, los procesos de obtención
más aplicados, algunos factores que
influyen en sus características y las
aplicaciones de sus propiedades nu-
tricionales y tecnológicas en produc -
tos alimentarios. En Ecuador existen
pocos estudios relacionados con la
aplicación de fibras dietéticas en ali -
mentos, por lo que es necesario exa -
minar trabajos realizados en otros
países que aprovechen los princi -
pales residuos frutales del Ecuador
con el objetivo de informar y cono-
cer los beneficios de los desechos
que no se utilizan en el país y poten-
ciar su estudio.
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Se realizó una búsqueda de infor -
mación en fuentes primarias, secun -
darias y terciarias como: libros y
capítulos de libros, artículos de revis -
tas científicas, revisiones, tesis, mo -
no grafías, etc. localizados en catálo-
gos de bibliotecas como: E-libro y Di-
gitalia que contienen un amplio in-
ventario clasificado por áreas de
estudio y autor, bases de datos reco -
nocidas como: Scopus, Science Di -
rect y navegadores como: Refseek y
Google Académico que permiten
una búsqueda de información avan -
zada con operadores booleanos y fil-
tros, lo que facilita la selección de
documentos, además poseen infor -
ma ción de revistas científicas desta -
cadas como Elsevier, Nature, Scien ce,
CDC, etc. Se empleó la herramienta
Sci-Hub que permite el acceso a pu-
blicaciones científicas y también re-
positorios académicos, páginas
institucionales y portales en idioma
español como Dialnet y Scie lo. Los
datos obtenidos de todas las fuentes
antes mencionadas se evalua ron con
los siguientes criterios de selección:
A las investigaciones más actualiza -
das se les dio mayor importancia en
la selección, en especial para los artí -
culos científicos con fecha límite de
10 años para ser tomados en cuenta
en el estudio.
El grado de relevancia del origen de
las fuentes de información fue: catá -
logos de bibliotecas en primera ins-
tancia, seguido del uso de bases de
datos y páginas de internet, siendo
esta última empleada en el caso de
no haber suficiente información so -
bre el tema. La información de sitios
web se evaluó con los siguientes cri-
terios:
• Autor: destacado o relacionado
con el área de estudio.
• Datos: relevantes, exactos, objeti -
vos y actualizados.
• Alcance: acorde a la investigación.
Se utilizó la búsqueda avanzada en
las bases de datos mediante opera -
dores booleanos como “+”, “-”,
“AND”, “OR”, “NOT” y filtros según
el año, autor, residuo, documentos
relacionados, etcétera, según los re-
querimientos de la investigación.
Entre las palabras clave empleadas
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DE LA FIBRA DIETÉTICA DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE ECUADOR
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MATERIALES Y MÉTODOS
para la búsqueda de información
constaron: “fibra dietética” “concen-
trado” “residuos” “fruta” y ecuacio -
nes de búsqueda compuestas como:
(dietary fiber) AND (concentrated OR
flour OR powder) (by-product OR re-
sidue OR waste OR peel) AND (ba-
nana) entre otras similares en inglés
y español de acuerdo con el sitio de
búsqueda.
Durante la primera revisión se des -
cartaron 80 estudios de frutas no vin-
culadas a la investigación o proce sos
ajenos a la producción de con cen -
trados de fibra dietética. La mayor
parte de estudios analizados se en -
cuen tra entre los años 2015 hasta el
año 2021 como se observa en la Fi-
gura 1.
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Cantidad de estudios analizados %
Año de realización del estudio
Figura 1. Estudios analizados según año de publicación
RESULTADOS
Estimación de residuos
Se aplicó la fórmula de Riera et al.
(2018) para la estimación de residuos
frutales del Ecuador, año 2019:
(1)
(2)
IP= (AAP+CI)-(CL+CE)
(AAP+CI)
AR=AAP ×IP×RGR×(1-CU)
Donde: (AAP) es la producción anual
promedio, (IP) la producción asigna -
da al procesamiento industrial, (RGR)
la tasa de generación de residuos,
(CU) los usos competitivos, (CL) el
consumo local, (CI) cantidad impor -
tada y (CE) la exportada. A continua -
ción, se presentan los datos em plea-
dos para el cálculo.
La Tabla 1 presenta los valores de CL
que se obtuvieron multiplicando el
consumo per cápita por la cantidad
de habitantes del 2019, según INEC
(2019) para julio de ese año fue de
17 283 338 habitantes. En el caso del
mango se consideró que el 30 % de
la producción total es de consumo
local (Farinango Gonza, 2018) por
ausencia del valor per cápita y en el
caso de la naranja que el consumo
de esta fruta es de 6 kg por persona
en los países en vías de desarrollo
(Peralta, 2020).
Tabla 1. Datos de consumo local
de frutas
Producto Consumo
per cápita CL
kg/año (TM)
Banano 7,81
(Riera et al., 2018) 135 113
Plátano 12
(Proecuador, 2018) 207 600
0,3
Cacao, Asociación
en grano Nacional de 5190
Exportadores
de Cacao, 2019)
Naranja 6 103 800
(Peralta, 2020)
Mango —- 31 676
Maracuyá 0,55 9515
(Romero, 2019)
La Tabla 2 muestra los datos de RPR
obtenidos de diversos autores, consi -
derando que estos valores son muy
amplios entre frutas incluso dentro de
la misma variedad (Akinbomi et al.,
2014). El RPR del maracuyá corres -
ponde al porcentaje de cáscara del
fruto reportado por (Rentería, 2014)
ya que no se encontró el valor para
esta fruta.
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Tabla 2. Valores RPR de residuos de fru-
tas
Producto RPR Residuo Fuente
Cáscara, (Riera
Banano 0,25 pinzote, et al.,
médula 2018)
(Präger
Plátano 0,5 Cáscara et al.,
2019)
Cacao 1 Grano y (Akinbomi
en grano mazorca et al.,
2014)
(Riera
Naranja 1,5 – 2,5 Cáscara et al.,
2018)
(Cardoso
Mango 0,07 Residuo et al.,
2018)
Maracuyá 0,5 Cáscara
(Rentería,
2014)
Nota: los valores RPR son iguales a RGR en la
fórmula
El valor de CE reportado en la Tabla
3 se obtuvo restando el porcentaje de
participación agraria adicional a las
exportaciones para que coincida con
los datos de producción registrados y
evitar la generación de valores nega -
tivos en el cálculo de residuos.
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Tabla 3. Cantidad importada y exportada de las principales frutas del Ecuador
Producto AAP IP RGR Residuos (TM)
Banano 6 583 477 0,45 0,25 371 907
Plátano 749 450 0,03 0,5 83 095
Cacao 283 680 0,08 1 12 011
Naranja 133 688 0,03 2 37 289
Mango 105 585 0,18 0,07 676
Maracuyá 28 729 0,26 0,5 2953
Los datos presentados en la Tabla 4
de AAP, fueron obtenidos de las cifras
agro-productivas del portal del Sis -
tema de Información Pública Agrope -
cuaria (SIPA) del Ministerio de Agri-
cultura y Ganadería (MAG, 2021a),
mientras que la cantidad exportada
total (CET) y CI de la Tabla 3 de la
misma plataforma, pero de los datos
de comercio exterior (MAG, 2021),
para el año más actualizado que
con tenía todos los valores requeri-
dos para la estimación, el cual fue el
año 2019. Todas las cifras de las ta-
blas están expresadas en toneladas
métricas.
El aprovechamiento aproximado del
residuo es del 50 % al 75 % en fruta
según datos de Cardoso et al. (2018),
razón por la cual se aplicó el CU al
50 % en todos los casos. La Tabla 4
muestra que la cantidad aproximada
de residuos de fruta generados en el
país es de 508 miles de TM aproxi -
madamente siendo los principales re-
siduos los de banano, plátano, ca cao
y naranja, por lo que es im portante
crear estrategias que permit an el
aprovechamiento de estas materias
primas.
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APROVECHAMIENTO DE LAS PROPIEDADES NUTRICIONALES Y TECNOLÓGICAS
DE LA FIBRA DIETÉTICA DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE ECUADOR
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Tabla 4. Estimación de residuos agroindustriales de fruta en el Ecuador
Participación
Producto CI CET agropecuaria CE
adicional
(%)
Banano 0 6 757 025 48,6 3 473 111
Plátano 0 213 529 1,9 209 472
Cacao 9217 297 067 11,5 262 904
Naranja 10327 45 0 45
Mango 2 54 977 0,68 54 603
Maracuyá 1 7433 0,39 7404
La producción anual de sandía, pa -
pa ya y piña también es elevada según
FAOSTAT (2018) las cifras de produc -
ción de cada una son 84 239, 49 981
y 46 348 toneladas anuales respec -
tivamente, pero no existen datos so -
bre la importación y exportación de
estas frutas en el MAG con los cuales
se podría realizar un análisis de
datos.
Contenido de fibra dietética en cás -
ca ras de frutas del país
Es importante conocer la cantidad de
fibra dietética de los residuos agroin -
dustriales de fruta para crear alter -
nativas para su aprovechamiento, en
la Tabla 5 se muestra el contenido de
fibra dietética total (FDT), fibra dieté -
tica soluble (FDS) e insoluble (FDI) de
las frutas con mayor producción en
el Ecuador, las más utilizadas para la
elaboración de jugos y bebidas de
fruta.
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Tabla 5. Contenido de fibra dietética de cáscara de frutas del Ecuador
E
specie Fruta FDT FDS FDI Fuente
Cavendish Banana 7 52,11 11,59 40,52 (Arumugam y
Manikandan, 2011)
Banano 1 49,9 1,4 36,3
Musa AAA Banano 5 51,9 23,0 39,9 (Emaga et al., 2011)
Banano 7 47,9 33,2 35,2
Plátano 1 35,9 6,2 29,7
Musa AAB Plátano 5 35,7 5,3 30,4 (Emaga et al., 2011)
Plátano 7 37,3 38,3 31,3
Cacao 50,4 11,7 51,9
Theobroma cacao L. Vaina 18,3 11,0 48,0 (K. Nieto et al., 2020)
Pulpa 16,75 16,06 0,69
Citrus sinensis L. Naranja 50,81 3,72 47,09 (Tejada, García,
Serna, y Welti, 2017)
Mangifera indica L. cv (Tejada, García,
Ataulfo Mango 40,51 15,16 25,35 Serna, y Welti, 2017)
Alphonse Mango 73,04 19,45 53,59 (Arumugam y
Manikandan, 2011)
Ananas comosus Piña 42,2 5,90 36,3 (Huang et al., 2011)
L. Merr
Citrullus lanatus Sandía 47,48 15,03 32,45 (Saikia y Lata, 2016)
Citrus reticulata Mandarina 37,82 9,23 28,57 (Saikia y Lata, 2016)
Blanco
Citrus aurantifolia var. Limón 95,61 38,60 57,01 (Méndez et al., 2011)
Formosa Papaya 45,23 1,87 30,34 (Crizel et al., 2016)
Psidium guajava L. Guayaba - (Ruth Martínez et al.,
cv. Red concentrado 69,1 11,1 57,7 2012)
Cyphomandra Pulpa de
betacea tomate 4,10 1,89 2,21 (Torres, 2012)
de árbol
Malus domestica Manzana 7,48 2,4 5,08 (Henríquez et al., 2020)
Averrhoa
carambola L. Carambola 60,17 46,32 13,84 (Saikia y Lata, 2016)
Opuntia ficus
indica cv. Tuna 41,03 8,48 32,55 (Tejada, García,
Verde Villanueva Serna y Welti, 2017)
Hylocereus
polyrhizus Pitajaya 69,30 14,82 59,50 (Jamilah et al., 2011)
Ficus carica L. Higos secos 12,21 3,47 8,74 (Caliskan, 2015)
Nota: para plátano y banano el estado de maduración está indicado por grados 1: verde, 5 verde
amarillo y 7 amarillo o maduro. Elaborado con base en estudios de cada autor.
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APROVECHAMIENTO DE LAS PROPIEDADES NUTRICIONALES Y TECNOLÓGICAS
DE LA FIBRA DIETÉTICA DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE ECUADOR
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Tecnologías aplicadas para el apro -
vechamiento de fibra dietética de
cáscaras de frutas
Los procesos de elaboración y
obtención de extractos son los más
aplicados para el aprovechamiento
de fibra dietética. En la investigación
se estudió a los concentrados de fibra
por ser los más aplicados para las
principales frutas generadoras de re-
siduos.
Un concentrado de fibra dietética
según García et al. (2018) es “un pro-
ducto cuyo componente principal es
DF (> 50 % wm), no excluye la pre-
sencia de otros componentes, tales
como carbohidratos digeribles, pro-
teínas, lípidos, minerales y una pe-
queña cantidad de agua (< 10 %
wm)”, el cual puede agregarse a un
alimento para aumentar su contenido
en fibra y mejorar sus características.
Elaboración de un concentrado de
fibra dietética
En la Figura 2, se resume el proceso
de elaboración de un concentrado de
fibra dietética (Garcia-Amezquita et
al., 2018).
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Figura 2. Proceso de elaboración de un concentrado de fibra dietética
Embalaje, congelado y descon ge -
lación
En todos los estudios analizados se
procesó el subproducto el mismo día
de su generación, a excepción de
Crizel et al. (2013) que mantuvo las
cáscaras a 18 °C para procesarlas una
semana después y no reportó ningún
cambio en el concentrado por agre-
gar este paso al tratamiento.
Cortado
En general no existe diferencia signi-
ficativa en su aplicación, los estudios
no especifican el instrumento de
corte, pero algunas de las dimensio-
nes usadas en banano fueron 2 mm
de espesor (Khadijah et al., 2018) y
2×4 cm (Zaini et al., 2020) y 0,5-1cm
(Talens et al., 2017). La cáscara de
fruta que se cortó más fue la del ba-
nano, no se encontraron suficientes
estudios que realicen este paso para
las otras frutas.
Lavado y uso de soluciones
La mayoría de los estudios realizan
lavados de cáscara y aplica solu -
ciones desinfectantes o ácida antes
de su procesamiento, pero en los es-
tudios realizados por (Agama et al.,
2015) y (Santana et al., 2018) no se
reportó ninguno de estos pasos. En el
62 % de los estudios de proce sa -
miento de banano se utilizaron solu -
ciones ácidas, por ser frutos cli ma-
téricos para reducir el pardea miento.
Salih et al. (2017) empleó una solu -
ción de limón para reducir el pardea -
miento enzimático.
Azam et al. (2020), empleó limpieza
asistida por ultrasonido empleando
ondas de sonido con frecuencias de
entre 20 kHz a 20 MHz, demostró
que este método es capaz de elimi -
nar la suciedad, los pesticidas y los
residuos de fertilizantes.
Nazemi, Khodadadi y Heshmati
(2016) sumergió por 30 minutos en
una solución de bicarbonato de
sodio al 3 % a tomates que fueron
tratados con dicloros, se logró una
disminución del 93 % de residuos de
este pesticida.
Escaldado y escurrido
El 83 % de los estudios no aplica
escal dado y el 79 % no aplica escu-
rrido. El procesamiento de naranja es
el único que utiliza el escaldado para
25
APROVECHAMIENTO DE LAS PROPIEDADES NUTRICIONALES Y TECNOLÓGICAS
DE LA FIBRA DIETÉTICA DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE ECUADOR
Serrano et al., 11-54
suavizar la cáscara, según García et
al. (2018) este paso también repre -
senta una pérdida de fibra soluble,
ácido ascórbico y flavonoides si se
usan temperaturas superiores a los
90°C.
Secado
La mayoría de los procesos experi -
mentales e industriales utilizan el se-
cado por aire caliente en
compa ración con el secado por
congela ción. La temperatura de se-
cado más aplicada estuvo entre 41-
60 °C. De los estudios analizados
(Chasoy y Cock, 2017) fue el único
que utilizó el método de liofilización.
Molienda y tamizado
El tamaño de partícula es variable
según el subproducto, los tamaños de
partícula preferidos en la fabricación
de concentrados son finos (Figura 3).
García et al. (2018) sostiene que el
tamaño depende de la aplicación
que tenga el polvo obtenido y men -
cio na que por lo general se utilizan
tamaños inferiores a 425 μm, lo que
concuerda con los estudios anali -
zados.
Figura 3. Tamaño de partícula
de los concentrados de fibra
de cáscaras de fruta
Almacenamiento
En la mayoría de los casos se prefiere
el uso de materiales plásticos y una
temperatura de almacenamiento
igual o menor a la ambiental y luga -
res frescos, en algunos casos se uti -
lizaron recipientes oscuros como en
el estudio de Eshak (2016), mientras
que en León Gonzáles y Santos Ville-
gas (2020) se recomienda guardar la
fibra en bolsas de polietileno im -
permeables y resistentes a tempera -
tura ambiente en un lugar
Modificación de concentrados de
fibra dietética
El proceso consiste en cambiar la re-
lación de fibra dietética soluble e in-
soluble mediante la aplicación de
tecnologías con la finalidad de me -
jorar la funcionalidad tecnológica y
InfoANALÍTICA 12(1)
Enero 2024
26
nutracéutica de la fibra (L. García, Te-
jada, Serna, et al., 2018). Las téc nicas
conocidas y su clasificación se mues-
tran en la Tabla 6.
En los estudios de modificación por
tratamiento térmico y alta presión
con temperatura se evidencia un au-
mento de FDS y solubilidad mientras
que por extrusión existe un aumento
de WHC y OHC. La mo dificación
conlleva cambios en la estructura y
propiedades de la fibra. Huang y Ma
(2016), menciona que el aumento de
hinchamiento se rela ciona a cambios
tridimensionales y OHC con propie-
dades de superficie, carga e hidrofo-
bicidad, al contrario L. García et al.
(2019), sostiene que OHC se rela-
ciona más con la po rosidad de la
fibra que con sus carac terísticas lipo-
líticas, por lo que el tamaño de partí-
cula es funda mental.
Los tratamientos térmicos no cam -
biaron WHC, esto puede deberse a
que los grupos hidroxilo libres que
adsorben agua no sufren cambios
brus cos, mientras que SP varía por que
la matriz hidrófila que absorbe agua
se modifica (Benítez et al., 2011). Por
otro lado, Tejada, García, Serna, Mar -
tín, et al. (2017), sostie nen que la es-
tructura influye más que la compo -
sición química en WHC y que los cam -
bios en la fibra se deben a la reduc ción
de FDI y no al au mento de FDS.
El método de extrusión fue el más
empleado en las investigaciones ana -
lizadas, aunque L. García et al. (2019)
menciona que esta técnica es muy
usada para cambiar la compo sición
de salvado de cereales, pero falta ex-
plorar su empleo en desechos fru -
tales. Todos los tratamientos de mos-
traron ser efectivos para la transfor-
mación de FDI a FDS, la fracción má-
xima reportada fue de 6,8:1 a 1:1 en
cáscara de frutas, de lo que con vierte
a estos métodos en alternativas que
mejoran la funcionalidad de la fibra
para su aplicación en productos ali-
mentarios.
Se observan que los cambios estruc-
turales y de tamaño de partícula se
relacionan principalmente con el in-
cremento de WHC y de solubilidad
lo facilita su incorporación en pro -
ductos líquidos (J. Nieto et al., 2018),
mientras que la disminución de FDI
afectó la capacidad de hinchamiento
y retención de aceite que hace a la
fibra buena para su incorporación en
productos fritos (Huang y Ma, 2016).
27
APROVECHAMIENTO DE LAS PROPIEDADES NUTRICIONALES Y TECNOLÓGICAS
DE LA FIBRA DIETÉTICA DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE ECUADOR
Serrano et al., 11-54
Tabla 6. Métodos de modificación de concentrado de fibra dietética
Método Materiales Parámetros Fundamento Efectos
Degradación mecánica
Extrusión Extrusor de Temperatura °C,
doble tornillo humedad % La humedad interna Cambia estructura
o por granallado velocidad de del material espacial
tornillo rpm, se gasifica y inter e intramolecular,
cillazamiento se extiende forma estado poroso
Térmicos Esterilizador Mayor Modificación Dependen de la
Agua a altas degradación a por escaldado asociación de
temperaturas temperaturas e hidrólisis, polisacáridos
superiores a 100 °C convierte pectina la pared celular,
estructural a libera compuestos
pectina soluble lábiles
Alta presión Microfluidizador El material pasa Transforma polímeros,
presiones de Presión MPa brevemente por compuestos
hasta 300 MPa Temperatura °C alta presión y es por galactosa,
Cámara tiempo ultramicropolvorado. ácidos urónicos y
de alta presión arabinosa. Porosidad
Ultra alta Cámara de Ultra alta presión Mejora propiedades
presión ultrapresión en tiempo químicas y fisiológicas
determinado
Químico
Aplicación de Características
Soluciones Reactivos Cantidad de materiales ácidos fisiológicas mejoradas
químicos como reactivos, y alcalinos
ácidos y álcalis temperatura y
tiempo de reacción Modificar la Reactivos pueden
Carboximeti- fibra dietética dañar la estructura,
lación reduciendo la
conversión
Fermentación
Enzimas Poca destrucción
Xilanasa, degradan fibra, de la composición
Enzimática celulosa y lignina Condiciones de utilizan condiciones y estructura
oxidasa reacción, tiempo, suaves, fuerte de la fibra,
concentración, etc. especificidad
Ácidos y enzimas Reduce el peso Los microorganismos
Microbiana producidas molecular y degradan la fibra
por bacterias mejora solubilidad
Mixtos químico-enzimáticos, ultrasónicos-enzimáticos, microondas-enzimáticos
Nuevas
tecnologías ultrasonidos y radiación de microondas
InfoANALÍTICA 12(1)
Enero 2024
28
Propiedades de los concentrados de
fibra dietética
La fibra baja las calorías al ser adicio -
nada en alimentos y su consumo me -
jora la digestión. Los residuos agroin-
dustriales de fruta son ricos en fibra y
poseen compuestos bioactivos reco -
no cidos por su capacidad anti oxi -
dante (Vivar et al., 2018). La fibra
dietética es utilizada en el área nutri-
cional para el mantenimiento de la
salud y en el desarrollo de productos
alimenticios para su implementación
en dietas.
La funcionalidad de la fibra está ínti -
mamente relacionada con su compo -
sición y estructura como se men cio-
nó anteriormente, es importante des -
tacar que las propiedades tecno ló gi -
cas y fisiológicas se manifiestan de
forma simultánea y no aislada, debi -
do a que la fibra en el producto ali -
men tario modifica sus características
y al mismo tiempo su consumo trae
consigo cambios positivos en la
salud.
Propiedades nutricionales
Los alimentos ricos en fibra aumen -
tan el tiempo de masticación, forman
soluciones viscosas, retienen molé -
culas de glucosa y grasa, absorben
agua durante su digestión y tienen
comportamiento prebiótico lo que
desencadena una serie de efectos
beneficiosos para el organismo como
se observa en la Figura 4, del mismo
modo los productos con adición de
fibra tendrán iguales beneficios y
además bajarán su densidad ener -
gética. Los concentrados de fibra
dietética de fruta tienen los dos tipos
de fibra en diferente proporción por
lo que su consumo produce los
efectos funcionales vinculados a
cada fibra.
29
APROVECHAMIENTO DE LAS PROPIEDADES NUTRICIONALES Y TECNOLÓGICAS
DE LA FIBRA DIETÉTICA DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE ECUADOR
Serrano et al., 11-54
Las Tablas 7 y 8 muestran la com -
posición proximal y el contenido en
fibra de los concentrados de fibra
dietética de cáscara de fruta de los
estudios recopilados y los factores
que influyeron en los resultados ha-
llados para las principales frutas ge -
neradoras de residuos en el país:
banano, plátano, cacao y naranja a
partir de las investigaciones exami -
nadas en los artículos de inves -
tigación.
Los concentrados también poseen
una alta cantidad de fibra dietética
total, entre 35 a 65 % como se mues-
tra en la Tabla 8, donde la funcio -
nalidad depende de las fracciones de
ambos tipos de fibra, generalmente
las fracciones altas en fibra dietética
soluble (FDS) tienen beneficios en la
salud como la reducción del coles -
terol sérico y disminución del riesgo
de cáncer de colon (Khadijah et al.,
2018) y la fracción insoluble con la
regulación intestinal como se explicó
en la sección de efectos en la salud.
InfoANALÍTICA 12(1)
Enero 2024
30
Figura 4. Efectos de la fibra dietética en la salud
Tabla 7. Composición química de concentrados de fibra dietética
de cáscaras de fruta
Descripción H (%) C (%) G (%) P (%) CH (%) Factores que influyen Fuente
Musa spp.
Nangka (Musa AAB) 6,7 12,5 7,5 8,7 64,6 Maduración: cambia % (Khadijah
Tanduk (Musa AAB) 6,9 11,5 4,6 8,6 68,4 cenizas; área y tipo de et al., 2018)
Berangan (Musa AA) 7,3 11,5 3,9 8,6 68,6 cultivo el % de grasa
Rastali (Musa AAB) 4,7 9,4 4,8 8,5 72,8
Musa sp (V) 11,1 4,4 —- —- —- Cáscara, pulpa o mezclas (Yangilar, 2015)
Musa balbisiana (M) 11,1 9 7,1 4,9 —- Variedad de fruta (Zaini et al., 2020)
Musa balbisiana 2,2 2,3 9,0 7,5 70 Parte del fruto: cáscara, (Naciuk et al., 2017)
pulpa
Fruta y lugar de
Musa paradisiaca L (V) 5,8 1,3 5,0 10,3 —- plantación: lípidos, (Agama et al., 2015)
maduración: baja
almidón
Cacao (Theobroma cacao)
Mazorca Cone 6,5 8,4 2,3 4,2 29,0 Las localidades no (R Martínez et al.,
Cáscara Taura 6,7 8,3 2,2 4,2 28,7 influyen en la 2012)
Mazorca Cone 7,7 7,4 2,0 15,9 17,8 composición.
Cáscara Taura 7,8 6,8 2,1 15,8 23,2
Cáscara 5,7 7,8 4,8 19,2 68,1 Tipo de cacao (Santana et al., 2018)
y tratamiento
Naranja (Citrus sinensis)
Cáscara 3,5 6,7 2 2,7 —- —- (Raj y Masih, 2014)
Cáscara HA 9,4 3,3 2,7 6,8 78,7 El tratamiento de secado
Cáscara HA + MW 9,8 3,4 2,1 6,8 77,9 no afecto a la (Talens et al., 2017)
composición química
Albedo 7,7 1,0 —- 6,6 —- En las mismas condiciones (Göksel y Dogan,
Cáscara 8,9 0,7 —- 3,3 —- de secado la humedad 2016)
depende del fruto
Piel, bagazo, Añadir el bagazo y
semilla y cáscara 7,9 2,9 1,9 8,9 86,3 semillas a la cáscara (Crizel et al., 2013)
Cáscara 7,1 3,03 1,81 8,5 86,7 aumenta la humedad y
proteína
Nota: (V) verde, (M) maduro, HA: secado en horno de aire, MW: microondas. H%: humedad, C%:
ceniza, G%: grasa, P%: proteína, CH%: carbohidratos
31
APROVECHAMIENTO DE LAS PROPIEDADES NUTRICIONALES Y TECNOLÓGICAS
DE LA FIBRA DIETÉTICA DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE ECUADOR
Serrano et al., 11-54
Tabla 8. Contenido en fibra de los concentrados de fibra dietética
de cáscara de fruta
Descripción FDT FDS FDI FDI/FDS Observaciones Fuente
(%) (%) (%)
Musa spp.
Nangka (Musa AAB) 31,8 0,2 31,5 157,5 El consumo de ambas
Tanduk (Musa AAB) 33,4 1,1 32,3 29,4 fibras trae consigo (Khadijah et al.,
Berangan (Musa AA) 37,6 0,2 37,4 187,0 beneficios fisiológicos 2018)
Rastali (Musa AAB) 31,8 0,2 31,5 157,5
FDI ligeramente alta
Musa sp (V) 66,8 8,2 58,6 7,1 es buena para (Yangilar, 2015)
productos dietéticos
Musa paradisiaca L (V) 37,6 0,7 30,3 43,3 % fibra depende del (Agama
cultivar y maduración. et al.,2015)
Cacao (Theobroma cacao)
Mazorca Cone 56,0 2,9 53,1 18,3 FDT no cambia con el
Cáscara Taura 56,1 4,1 52,0 12,7 lugar de cultivo, alta (R Martínez
Mazorca Cone 56,7 14,5 42,2 2,9 celulosa y et al., 2012)
Cáscara Taura 51,9 16,2 35,6 2,2 hemicelulosa
en residuos
FD superior al 50 %,
Cáscara 52,2 —- —- —- importante para (Santana
enriquecer alimentos et al., 2018)
Naranja (Citrus sinensis)
Cáscara HA 61,0 30,0 31,0 1,0 Relación 1:1, (Talens
buena solubilidad et al., 2017)
Cáscara HA + MW 59,0 28,3 31,0 1,1
Piel, bagazo, semilla
y cáscara 63,6 17,4 46,2 2,7 % Fibra no cambió (Crizel et al.,
Cáscara 63,7 15,6 48,2 3,1 según la variedad o 2013)
maduración
Nota: (V) verde; HA secado en horno de aire caliente, MW microondas, fibra dietética total (FDT%),
fibra dietética soluble (FDS%) e fibra dietética insoluble (FDI%)
InfoANALÍTICA 12(1)
Enero 2024
32
Propiedades tecnológicas
La industria, con el objetivo de apro -
vechar el potencial tecnológico de la
fibra, ha estudiado las cualidades de
la fibra dietética como parámetro de
funcionalidad en los análisis de con -
centrados. A continuación, en la
Tabla 9, se presentan las propiedades
más importantes que pudieran pre -
sentar los residuos agroindustriales,
las mismas que han sido catalogadas
de acuerdo con su funcionalidad so -
bre cierto tipo de propiedades quími -
cas y biológicas.
33
APROVECHAMIENTO DE LAS PROPIEDADES NUTRICIONALES Y TECNOLÓGICAS
DE LA FIBRA DIETÉTICA DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE ECUADOR
Serrano et al., 11-54
Tabla 9. Propiedades tecnológicas de los concentrados de fibra
Propiedad Siglas Definición Unidad Importancia Fuente
La máxima cantidad de Valor elevado: estabiliza alimentos de (Alarcón
Capacidad agua absorbida por gramo base acuosa durante la producción, et al., 2013),
de retención WHC de material en exceso de % distribución y almacenamiento. Evita (J. Nieto
de agua agua y la aplicación de sinéresis, modifica viscosidad y textura et al., 2018)
una fuerza patrón
(Crizel et al.,2013)
“cantidad de aceite Valor elevado: estabiliza emulsiones de (Elleuch et al.,
Capacidad retenido por las fibras alimentos con alta grasa, previene 2011),
de retención OHC después de mezclar, % perdida de grasa en cocción, retiene (Huang y Ma,
de aceite incubar con aceite sabor. Valores bajos: bueno para pro- 2016)
y centrifugar” ductos fritos, baja sensación aceitosa (Crizel et al., 2013)
Representa la diferencia El hinchamiento y la viscosidad de (Tejada et al.,
Capacidad de SP de volumen generada % empastado son proporcionales lo que es 2015),
hinchamiento al sumergir la fibra en agua. bueno para los productos que requieren (Khadijah
Indicador de celulosa. de estas características et al., 2018)
Cantidad de polifenoles Efectos antioxidantes, prevención
Contenido de en una muestra, cambia *mg del estrés oxidativo, otorga (E. García
polifenoles —- según la especie vegetal, GAE/g propiedades sensoriales et al., 2015)
totales madurez, parte de la de color, sabor y aroma
planta, etc.
Fracciones de FDS Cantidad de fibra soluble Las propiedades tecnológicas o
fibra dietética FDI e insoluble, caracteriza a —- fisiológicas de FDS o FDI se manifiestan (Crizel et al.,
soluble, insoluble FDT la fibra como ingrediente según la cantidad de cada fibra, 2013)
y total alimentario ambas se complementan.
Otras propiedades
• Capacidad de absorción de agua y
aceite. - hace referencia a la máxima
cantidad de agua o aceite que es ab -
sorbido por gramo con exceso de
agua y una fuerza patrón. Según Te -
jada et al. (2016) se relaciona con la
estructura, hidrofilia, carga y densi -
dad aparente (J. Nieto et al., 2018).
• Fermentabilidad. - es la degrada -
ción de la fibra por la actividad bac -
te riana en moléculas de menor peso
molecular que al ser descompuestas
generan metano, CO2 y ácidos grasos
de cadena corta como acético, pro -
pió nico y butírico (Saldaña et al.,
2020), los cuales se miden para su
de terminación.
• Viscosidad. - resistencia al flujo ge -
nerada por la fibra. Proporcional a la
concentración, temperatura (Elleuch
et al., 2011), longitud de cadena y
peso molecular, puede afectarse por
pH y esfuerzo de corte (Vilcanqui y
Vílchez, 2017).
• Solubilidad. - representa la fracción
que se disuelve en determinadas con -
diciones (Crizel et al., 2013), la pre -
sencia de grupos COOH o SO2,
temperatura y fuerza iónica aumen -
tan esta capacidad (Elleuch et al.,
2011), las matrices más estables
como la celulosa son más insolubles
(Vilcanqui y Vílchez, 2017).
• Capacidad antioxidante. - es la fa -
cultad que tiene una sustancia de re-
ducir especies reactivas de oxígeno
antes de su interacción con molé -
culas sensibles a la oxidación como
lípidos (Rojas, 2012).
• Temperatura de vidrio. - valores
más altos mejoran la estabilidad ter -
mo dinámica de alimentos porque
conserva el estado vidrioso (J. Nieto
et al., 2017), los alimentos vítreos tie-
nen una cinética de deterioro más
baja. Disminuye con el bajo conte -
nido de celulosa, ácido urónico, hu-
medad y presencia de azúcar (J.
Nieto et al., 2018).
• Capacidad de absorción de proteí -
nas. - evalúa la interacción entre la
proteína y fibra dietética, utiliza el
método de Bradford (He et al., 2021).
La industria alimentaria ha estudiado
estos elementos como parámetro de
funcionalidad para el análisis de con-
centrados de fibra dietética; estas ca-
InfoANALÍTICA 12(1)
Enero 2024
34
racterísticas han permitido su aplica-
ción como sustituto de grasa, gelifi-
cante, formador de estructuras, etc.
(O’Shea et al., 2012), la han conver-
tido en un ingrediente prome tedor en
la creación de productos más saluda-
bles y con mejores cuali dades senso-
riales.
Aplicaciones en la industria de ali-
mentos
Los concentrados de fibra se aplican
en la harina en diferentes propor -
ciones por su presentación en polvo.
Es importante conocer la cantidad re-
querida por producto para evitar mo-
dificaciones que afecten la cali dad.
En la Tabla 8 se muestran los efectos
de la aplicación de fibra en produc-
tos de panadería y cárnicos, princi-
palmente en salchichas. La ma yoría
de los estudios utilizaron canti dades
pequeñas de fibra, las cuales tuvieron
buena aceptación.
Los concentrados de fibra también
tienen propiedades adicionales, Na -
su tion et al. (2012) señala que la cás-
cara de banano tiene propiedades
antibacterianas, pero estas no influ-
yen en la vida útil al estar en baja
concentración; en alimentos no apli -
can cantidades altas porque afectan
la calidad del producto, por lo que se
deben usar otras alternativas para
mejorar la conservación como aditi -
vos en la cantidad reglamentaria.
Han dojo et al. (2019) por su parte de-
terminó que no hay diferencias orga-
nolépticas del concentrado de fibra
de cacao con polvos de fibra de trigo
y avena, el diámetro medio de partí-
cula es similar, solo cambia su colo-
ración, lo que lo hacen un pro ducto
con alto interés para el mer cado y de
uso industrial al ser similar a los pro-
ductos a base de cereales que se usan
en panadería y cárnicos.
Las propiedades estudiadas de la
fibra dietética obtenida a partir de
cáscara de fruta, tienen potencial pa -
ra ser utilizadas en la industria ali -
mentaria como emulsionante, espe-
san te, antioxidante, etc., dirigidos a
la pastelería, panadería y cárnicos
co mo se observó en la Tabla 10 al
tener efectos positivos en los alimen -
tos, mejorar la calidad en textura,
sabor, color y disminuir las calorías
de estos productos, los cuales son
con siderados de alta densidad ener -
gética haciéndolos más saludables al
público.
35
APROVECHAMIENTO DE LAS PROPIEDADES NUTRICIONALES Y TECNOLÓGICAS
DE LA FIBRA DIETÉTICA DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE ECUADOR
Serrano et al., 11-54
Tabla 10. Aplicación de concentrados de fibra dietética
en productos alimentarios
Fruta % Utilizado Efectos Fuente
Pan
Plátano 1, 5, 10 Reduce % proteína y gluten. Mejor reología, (Gddoa y Salih,
crecimiento de levadura, consistencia, absorción 2018)
de agua y el tiempo de desarrollo
Banano 7 Tamaño de poro menor, aumento de fibra y (Nasution et al.,
contenido fenólico, inhibición de peroxidación 2012)
lipídica, dificulta desarrollo de gluten
Banano 5, 10* Buena masticación, redondez, apariencia y
F: 2,18 aceptabilidad. Moderado sabor, textura, (Eshak, 2016)
aroma, color y miga. Sube retención de agua
Cacao 5*, 10, 15, 20 Corteza y miga más oscura. Mayor % de fibra,
pan denso y duro, alta absorción impide (Amir et al.,
la expansión del gas y retiene humedad 2013)
Cacao 9 La placenta con levadura líquida (más ácida) (Matos et al.,
le da al producto una coloración vistosa. 2020)
Naranja 1, 3, 5*,7 Cantidad alta desestabiliza la masa por
elevada absorción de agua y la dilución de (Han et al.,
gluten. Fortalece elasticidad, mejora 2021)
producción de CO2, pero baja
retención de gas.
Naranja 3*, 6, 9 Cantidad alta: baja calidad sensorial, amargor, (Okpala,
F: 4,7 oscurecimiento y ligera pérdida de tamaño. 2014)
Galletas
Cacao 10, 20, 30* Sin fracturas y deformidades, no afecta al (Santana et al.,
F: 8,8 crujido. Proporcional al color pardo, sabor, 2018)
olor a chocolate y capacidad antioxidante.
cacao 10, 20, 30 Mayor resistencia, no hay diferencias (Handojo
organolépticas con otros polvos de fibra et al., 2019)
Cacao, 33*, 50, 100 Altos niveles de proteína, FD, compuestos (Cardoso et al.,
F: 10,1 fenólicos y actividad antioxidante. 2018)
Sensorialmente aceptable
InfoANALÍTICA 12(1)
Enero 2024
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Naranja 5,10*,15,20 La extensión, contenido de proteínas (Zaker et al.,
F: 9,0 y grasas disminuyó, mejora el color, 2016)
apariencia y textura
Pastas
Banana 15, 30* Mayor contenido de cenizas, fibra y (Naciuk et al.,
verde F: 2,4 compuestos fenólicos, color más oscuro, 2017)
buen sabor y textura
Naranja 0, 25; 0, Aumenta valor nutricional y cantidad (Crizel et al.,
50; 0,75* de antioxidantes. Ligero amargo 2015)
Pasteles
Cacao 25*, 50, 75 Baja dureza, masticabilidad y elasticidad.
Mayor cohesividad, pegajosidad, sabor amargo,
pérdida de volumen en niveles altos de fibra. (S. Martínez
Alta humedad. FDS puede reemplazar et al., 2011)
el aceite: textura tierna y quebradiza,
reduce endurecimiento en almacenado
Naranja 5, 10*, 20 Baja proteína y grasa, aumenta el porcentaje (Shukla &
ceniza, fibra, humedad y fenoles totales Mishra, 2015)
Cárnicos: Salchichas
Banano 2*, 4, 6 Oscurecimiento, retrasa oxidación, reduce grasa, (Zaini et al.,
F: 1,7 mejora rendimiento de cocción y textura. 2020)
Alta cantidad afecta cohesión.
Banano 2*,4, 6 Aumenta rendimiento de cocción, mejora dureza, (Zaini et al.,
F:0,2 retención de agua y enrojecimiento. Alta 2019)
cantidad deteriora cohesión, color, textura
Banano 25*, 50, 70 No afecta estabilidad emulsionante, aumenta (Chasoy &
y 100 WHC y variaciones de pH por aumento Cock, 2017)
de sustancias disueltas
Banano 3 Reduce pérdida de cocción, aumenta estabilidad (Pereira ,
de emulsión y oxidativa en el almacenado, et al.2020)
mejora reología
Cacao 0,25: 0,5; Buena aceptabilidad, el pH disminuyó en las
0,75*; 1*; 2 crudas, pero en cocidas no, la luminosidad (Choi et al.,
y amarillezantes antes y después de la cocción 2019)
disminuyó y el enrojecimiento aumentó.
Nota: * porcentaje con mejores características; F: % fibra
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APROVECHAMIENTO DE LAS PROPIEDADES NUTRICIONALES Y TECNOLÓGICAS
DE LA FIBRA DIETÉTICA DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE ECUADOR
Serrano et al., 11-54
Estudios de aplicaciones de concen-
trados de fibra en el país
Las investigaciones presentadas en la
Tabla 11 demuestran la aplicabilidad
de los concentrados de fibra dietética
en el país en diversos productos.
InfoANALÍTICA 12(1)
Enero 2024
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Tabla 11. Estudios de aplicaciones de concentrados
de fibra dietética en Ecuador
Aplicación Fruta % utilizado Efecto Fuente
Porcentaje de humedad y cenizas ade- (Mendoza,
Cupcakes Naranja 3,28 cuado. El sabor y textura tuvieron una gran 2019)
aceptación. Mas fibra aumentó la dureza
Humedad adecuada según la norma (Chumo
Galletas Piña y 5*,10,15 ecuatoriana, contenido calórico similar y Rodríguez,
naranja al control. Reduce cohesividad, aumenta 2018)
la gomosidad, elasticidad y masticabilidad.
El escaldado y molienda son factores
críticos que afectan directamente la (Chimborazo,
Yogurt Naranja 10* calidad y rendimiento, FDT del producto 2011)
final es mayor al del comercial.
Agradable al consumidor
DISCUSIÓN
El valor estimado de residuos de fruta
generados en el Ecuador, en el año
2019 fue de 508 mil TM, inferior a la
cantidad declarada por Riera et al.
(2018) de 2203 miles de TM de des -
perdicios agroindustriales, esto prin -
ci palmente porque en comparación
con este estudio la investigación re-
alizada no incluyó cereales y palma
aceitera, los cuales representan un
gran porcentaje de residuos.
La mayor parte de las cáscaras de fru-
tas más cultivadas en el país y de las
aplicadas en la fabricación de be -
bidas contienen valores iguales o su-
periores al 40 % en fibra dietética,
siendo la cáscara de limón la más
alta con 95,61 % (Méndez et al.,
2011), lo que las hace una fuente
importante de recursos para la crea -
ción de ingredientes alimentarios,
sien do así se debería profundizar en
su aplicabilidad en productos y en el
estudio de sus propiedades según el
tipo de fruta.
Yang et al. (2017), señala a los mé -
todos de modificación de concentra-
dos de fibra dietética mixtos
(quí mico-enzimáticos, ultrasónicos-
enzimáticos, microondas-enzimáti -
cos) como los más eficientes y a los
térmicos como inconsistentes por los
cambios que genera en los carbohi-
dratos. Sin embargo, los métodos
más empleados fueron los mecánicos
como los aplicados por Huang y Ma
(2016) en orujo de naranja, Méndez
et al. (2011) en limón, L. García et al.
(2019) en cáscara de naranja y , Du
et al. (2011) en cáscara de banano,
los térmicos en cáscara de naranja
(Tejada et al., 2017) y los de trata -
miento térmico y alta presión en cás -
cara de mango y naranja (Tejada et
al., 2017). En estos últimos se evi -
dencia un aumento de FDS y solu-
bilidad mientras que en los mecá-
nicos (extrusión) existe un aumento
de WHC y OHC. La modificación
conlleva cambios en la estructura y
propiedades de la fibra, Huang y Ma
(2016) mencionan que el aumento
de hinchamiento se relaciona a cam -
bios tridimensionales y OHC con
propiedades de superficie, carga e hi-
drofobicidad, al contrario L. García
et al. (2019) sostiene que OHC se
relaciona más con la porosidad de la
fibra que con sus características lipo -
líticas, por lo que el tamaño de partí -
cula es fundamental. Los trata mientos
térmicos no cambiaron WHC, esto
puede deberse a que los grupos hi-
droxilo libres que adsorben agua no
sufren cambios bruscos, mientras que
SP varía porque la matriz hidrófila
que absorbe agua se modifica (Bení -
tez et al., 2011), en cambio (Tejada
et al., 2017) sostiene que la es-
tructura influye más que la compo -
sición química en WHC y que los
cambios en la fibra se deben a la re-
ducción de FDI y no al aumento de
FDS.
El contenido de humedad, ceniza,
grasa, proteína, carbohidratos y fibra
en concentrados de fibra dietética
obtenidos del procesamiento de cás -
caras de fruta cambia según la fruta,
lugar de cultivo y estado de madu -
ración. Las harinas que poseen una
mezcla de componentes: pulpa, se -
mi llas y otras partes aumentaron su
contenido de humedad, por ejemplo
la pulpa de banano aumenta la hu -
medad al madurar por la descom -
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APROVECHAMIENTO DE LAS PROPIEDADES NUTRICIONALES Y TECNOLÓGICAS
DE LA FIBRA DIETÉTICA DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE ECUADOR
Serrano et al., 11-54
posición respiratoria del almidón en
azúcar que le da mayor humedad a
la cáscara (Salih et al., 2017), por lo
que la combinación de otras partes
de la fruta con la cáscara afecta el
contenido en agua. Según Khadijah
et al. (2018), la humedad es impor -
tante para determinar el almace -
namiento, mientras que los bajos
contenidos en grasa son buenos para
disminuir la oxidación y efectos de
rancidez. En general los concentra-
dos de fibra presentan alta hu medad
en ciertos casos, por lo que se deben
mejorar las condiciones de secado o
agregar algún tipo de con servante
para aumentar la vida útil del pro-
ducto; no hay una diferencia de hu-
medad apreciable entre frutas. Por
otro lado, el porcentaje de grasa de
las harinas es bajo, en especial para
los concentrados de cacao y naranja,
pero el banano posee valo res que du-
plican esta cantidad, estas variacio-
nes pueden deberse a las
características propias del fruto de
acuerdo con lo mencionado por Na-
ciuk et al. (2017).
Los concentrados de fibra se aplican
en la harina en diferentes proporcio -
nes por su presentación en polvo. Es
importante conocer la cantidad
reque rida por producto para evitar
modificaciones que afecten la cali -
dad. Se ha empleado concentrados
de fibra dietética de residuos de:
plátano (Gddoa y Salih, 2018), ba-
nano (Nasution et al., 2012), (Eshak,
2016), cacao (Amir et al., 2013),
(Matos et al., 2020) y naranja (Han
et al., 2021), (Okpala, 2014) en la
elaboración de pan; cacao (Santana
et al., 2018), (Handojo et al., 2019),
(Cardoso et al., 2018), naranja
(Zaker et al., 2016) en la elabora-
ción de galletas; banana verde (Na-
ciuk et al., 2017), naranja (Crizel et
al., 2015) en la fabricación de pastas
y banano (Zaini et al., 2020), (Cha-
soy y Cock, 2017), (Pereira et al.,
2020), cacao (Choi et al., 2019) en
la elaboración de salchichas. La ma-
yoría de los estudios utilizaron can-
tidades pequeñas de fibra, las cuales
tuvieron buena aceptación. Los con-
centrados de fibra tienen propieda-
des adicionales. Nasution et al.
(2012) señala que la cáscara de ba-
nano tiene propiedades antibacteria-
nas, pero estas no influyen en la vida
útil del producto al estar en baja
concentración; no se emplean en
altas cantidades porque afectan la
calidad del producto, por lo que se
deben usar otras alter nativas para
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mejorar la conservación como aditi-
vos en la cantidad reglamentaria.
Handojo et al. (2019), por su parte
determinó que no existen diferen-
cias organolépticas del concentrado
de fibra de cacao con polvos de
fibra de trigo y avena, el diámetro
medio de partícula es similar, solo
cambia su coloración, lo que lo
hacen un producto con alto interés
para el mercado y de uso industrial
al ser similar a los produc tos a base
de cereales que se usan en panade-
ría y cárnicos.
No existen suficientes estudios reali-
zados en Ecuador sobre el aprove-
chamiento de cáscaras de fruta. Se
han realizado propuestas como la
de Aguilar (2014), sobre la elabora-
ción de sopas instantáneas con base
en cáscaras de banano y sandía lo
que hace que de los concentrados
en fibra un ingrediente versátil, apli-
cable a varios productos; sin em-
bargo, se requiere aumentar la
investigación en el tratamiento de
desperdicios de frutas nacionales.
La elaboración de concentrados per -
mit e obtener ingredientes funcionales
para la industria; sin embargo, es im-
portante considerar los factores pro-
pios de la fruta como su grado de
maduración, lugar de cultivo, varie -
dad, etc., así como el proceso, los
tratamientos de secado, tamaños de
partícula y proporción empleada pa -
ra aprovechar las propiedades de la
fibra incorporada en productos pro -
ce sados. El proceso es factible de eje-
cutar como se describe en el estudio,
aunque se requiere mayor apoyo e
interés por parte de las in dus trias e
instituciones guberna mentales.
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APROVECHAMIENTO DE LAS PROPIEDADES NUTRICIONALES Y TECNOLÓGICAS
DE LA FIBRA DIETÉTICA DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE ECUADOR
Serrano et al., 11-54
CONCLUSIÓN
El presente estudio permitió conocer
los tipos de residuos de fruta más
importantes en el país, los procesos
de extracción, elaboración y modifi -
cación de concentrados de fibra die-
tética más empleados, las caracte
rísticas del producto y su aplica -
bilidad en la industria alimentaria.
Se estimó que los residuos agroin-
dustriales generados en el país del
año 2019 fueron de 508 mil TM para
las principales frutas de producción:
banano, plátano, cacao y naranja.
La cantidad de fibra dietética en las
cáscaras de frutas nacionales fue
igual o superior al 40 %, lo que las
hace una fuente de recursos para in-
gredientes alimentarios. Los procesos
previos al secado se utilizan o se
omiten según los requerimientos de
la fruta en la elaboración de concen-
trados. La temperatura de secado más
empleada en los estudios estuvo
entre 41-60 °C, los métodos reco -
mendados fueron el aire caliente,
combinados y liofilización como
con trol. El tamaño de partícula en la
mayoría de las investigaciones fue
fino: 200 a 400 μm por su facilidad
de incorporación en productos.
Todos los tratamientos de modifica -
ción demostraron ser efectivos para
la transformación de FDI a FDS, lo
que contribuye a la idoneidad de la
fibra como ingrediente. Los procesos
más aplicados en los estudios fueron
mecánicos y térmicos. La fracción
máxima modificada reportada de
FDI/FDS fue 6,8:1 a 1:1 utilizando el
método de extrusión. Los cambios es-
tructurales y de tamaño de partícula
incrementaron WHC y solubilidad,
mientras que la disminución de FDI
afectó la capacidad de hinchamiento
y OHC. El consumo de fibra dietética
de cáscaras de fruta aumenta el
tiempo de masticación, forma solu -
ciones viscosas, retiene glucosa y
grasa, absorbe agua y tiene compor -
ta miento prebiótico lo que beneficia
la digestión y al organismo. La capa -
cidad de retención de agua y aceite
e hinchamiento fueron las principales
propiedades tecnológicas analizadas
en los estudios, las mismas que
fueron afectadas por el tipo de fruta,
maduración, lugar de cultivo, proce -
samiento, parte del fruto y estructura
de la fibra al igual que la compo -
sición química, contenido en fibra
dietética, compuestos fenólicos, pH
y coloración de los concentrados.
Los polvos de fibra obtenidos en los
estudios son aplicables a productos
alimentarios porque tienen adecuado
porcentaje de humedad, tamaño de
partícula, carbohidratos, WHC y SP
según las fibras comerciales, buena
luminosidad y compuestos bioactivos
que actúan como antioxidantes. La
composición de fibra dietética total
de los concentrados estuvo entre 35
a 65 %, la proporción más equili-
brada en FDI/FDS fue de los residuos
de naranja, seguido de los subpro -
ductos de cacao. Los concentrados
con alta FDI deben modificarse para
mejorar su funcionalidad. Los con -
cen trados de fibra dietética son
aplicados principalmente en produc -
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tos de panadería y cárnicos a bajas
concentraciones para mejorar la co -
loración, textura, capacidad antioxi -
dante y emulsificante en el alimento.
En Ecuador existen investigaciones
que demuestran la aplicabilidad de
los concentrados de fibra dietética y
su rentabilidad según el costo de pro-
ducción y cotización comercial. La
elaboración de concentrados y los
procesos de modificación de fibra
dietética de residuos agroindustriales
del Ecuador son alternativas adecua -
das para el aprovechamiento de las
propiedades nutricionales y tecno -
lógicas de la fibra dietética en el de-
sarrollo productos más saludables
para la industria alimentaria, por lo
que se debería impulsar el estudio de
las variables analizadas en la presen -
te investigación que aporte estra tegias
para el manejo de desperdicios que
beneficien a la economía del país.
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APROVECHAMIENTO DE LAS PROPIEDADES NUTRICIONALES Y TECNOLÓGICAS
DE LA FIBRA DIETÉTICA DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE ECUADOR
Serrano et al., 11-54
AGRADECIMIENTO
Christian D. Alcívar-León, Juan Se-
bastián Serrano-León agradecen a la
Universidad Central del Ecuador y a
la Facultad de Ciencias Químicas.
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