“VALORIZACIÓN DE RESIDUOS

AGROINDUSTRIALES:

APLICACIONES EN ALIMENTOS”

QA. Karla Fabiola Romo Zamarrón

Kafa_69@hotmail.com

A REVISAR:

Situación actual

Subproductos de interés

Tendencias

Aplicaciones

SITUACIÓN ACTUAL

La alimentación es uno de los principales problemas que enfrenta la humanidad.

A nivel mundial millones de personas

padecen hambre

(FAO, 2014).

SUFICIENTES ALIMENTOS para alimentar

815

Se producen

TOTAL DE LA POBLACIÓN MUNDIAL

representan casi una

TERCERA

PARTE DE LA

COMIDA QUE SE

PRODUCE, equivalente a

Retos de la AGENDA 2030 a

la que se han comprometido los

miembros de la Organización de las

Naciones Unidas (ONU).

PRODUCCIÓN Y CONSUMO RESPONSABLE

1, 300 MILLONES DE

TONELADAS

FAO, 2014

PÉRDIDA Y DESPERDICIO

La considera como

PÉRDIDA Y DESPERDICIO

ONU

Todos los

y que, al final,

por la población

NO SON

CONSUMIDOS

ALIMENTOS

DESTINADOS AL

APROVECHAMIENTO

HUMANO

En países desarrollados de Europa, así como Estados Unidos, Japón, China o Australia

COMPRAN MÁS DE LO QUE PUEDEN COMER

Debido a que

Comisión Europea, 2015

Falta de infraestructura Tecnologías obsoletas Carencia de recursos

para invertir en la producción.

En NACIONES con INGRESOS BAJOS, la pérdida se presenta en TODOS LOS ESLABONES

Un análisis del consumo de alimentos cuantificó por primera vez la

magnitud del desperdicio en MÉXICO, al año se pierden:

20.4 millones de toneladas

de comida

de la producción

nacional. 34%

400 mil

millones de

pesos al año

Si en el país se frenara la pérdida de

alimentos en los diferentes niveles de la

cadena, los

Que a la fecha no pueden adquirir lo mínimo

indispensable para vivir, TENDRÍAN

COMIDA EN SU MESA TODOS

LOS DÍAS.

50.8 MILLONES DE MEXICANOS

IMPACTO MEDIOAMBIENTAL DEL DESPERDICIO EN MÉXICO

Se generan emisiones de dióxido de carbono (CO2) innecesarias

Equivalentes a: EMISIONES ANUALES DE CASI 15 MILLONES DE AUTOMÓVILES

aproximadamente los VEHÍCULOS QUE CIRCULAN en los estados de: MÉXICO, JALISCO, NUEVO LEÓN Y LA CIUDAD DE MÉXICO.

Se PIERDEN RECURSOS NATURALES como AGUA Y SUELO,

al producir alimentos que terminarán en la basura.

GENERAR CADENAS DE AYUDA

SISTEMA

AGROALIMENTARIO

SOSTENIBLE

GENERAR CADENAS DE AYUDA

Argentina

República Dominicana

Costa Rica

Chile

Mayor avance

25% de

reducción

GENERAR CADENAS DE AYUDA

50 BANCOS

Aplicación

Si Comparto

RECUPERAN SOLO 2%

La INDUSTRIA ALIMENTARIA, persiguiendo

su desarrollo sostenible, está aplicando cada

vez más medidas para la MEJORA DE SU

IMPACTO AMBIENTAL, entre las que se

encuentra la VALORIZACIÓN Y

APROVECHAMIENTO DE

SUBPRODUCTOS…

En México los sectores que MÁS GENERAN subproductos:

PEQUEÑAS EMPRESAS DE ALIMENTOS MINIMAMENTE PROCESADOS

La CANTIDAD que procesan es MÍNIMA comparada con las

GRANDES EMPRESAS

NO CUENTAN con un ÁREA DE TRATAMIENTO DE FUENTES RESIDUALES

(Banerjee et al., 2017; Selani et al., 2016)

SUBPRODUCTOS DE INTERÉS

“ ALIMENTOS

MÍNIMAMENTE PROCESADOS, en los

países desarrollados y en desarrollo

SIAP, 2018

“ 20 a 50% peso total

es considerado como SUBPRODUCTO NO DESTINADO A

CONSUMO HUMANO

Generan una gran cantidad de

SUBPRODUCTOS

Martínez et al., 2012

COMPONENTES DE LOS

SUBPRODUCTOS (CÁSCARAS) DE PIÑA Y

PAPAYA

Fibra dietética con capacidad antioxidante

Aceites esenciales

Enzimas

Antioxidantes

Morais et al., 2015;

Makris et al., 2007;

Paull, et al. 2011;

Saura, 2011.

Bromelina

Papaína

Vitaminas

Carotenoides

Compuestos

fenólicos

Vitamina C

Vitamina B

Carotenoides: PIÑA: luteina, α-caroteno, β-

criptoxantina, β- caroteno PAPAYA: luteína, anteraxantina, β-

criptoxantina, criptoxantina 5,6 epóxido, β- caroteno, zeaxantina

Polifenoles: PIÑA: ácido cafeico, ácido sinapínico,

ácido p- cúmico, ácido ferúlico, quercetina, keampferol,

antocianinas, ácido gálico PAPAYA: antocianinas, proantocianidinas

(taninos condensados), ácido p- cúmico,

ácido gálico Morais et al., 2015; Gharras, 2009; Maisarah et al., 2013; Bataglion et al., 2015

Entre los COMPUESTOS ASOCIADOS a la FIBRA DIETETICA se encuentran principalmente: polifenoles poliméricos,

polifenoles de bajo peso molecular y carotenoides.

FIBRA

SOLUBLE

E

INSOLUBLE

Zarzuelo et al., 2010

TENDENCIAS

“

Compostaje

Alimento para animales Rellenos sanitarios

Brasil (Junior et al., 2006; Rogério et al., 2007; Cunha et al., 2009) Etiopía (Negesse et al., 2009), Malasia (Mokhtar et al., 2007), Rumanía

(Dhanasekaran et al., 2011) y Estados Unidos (Otagaki et al., 1961; Kellems et al., 1979)

MATERIAS PRIMAS EMERGENTES

Obtención de alguno de sus componentes

(Cuq et al., 2013; Ceballos et al., 2012; Nora et al., 2014; Pérez et al., 2011).

POLVOS ALIMENTARIOS

Fáciles de conservar,

transportar,

almacenar, procesar,

dosificar y utilizar

Mejorar las

propiedades

reológicas de los

alimentos

Aportan

cualidades

organolépticas

Estabilidad físico-

química y

microbiológica

LIOFILIZACIÓN

FLUJO DE AIRE CALIENTE

APLICACIONES

Autor Año Producto

Larrauri et al. 1995 Bebidas en polvo conteniendo 25% de FD

Selani et al. 2014

Caracterización y aplicación potencial del orujo de piña en un producto extruido

para mejorar la fibra

Sah et al. 2015

Efecto del almacenamiento refrigerado sobre la viabilidad probiótica, y la

producción y estabilidad de péptidos antimutagénicos y antioxidantes en yogurt

suplementado con cáscara de piña.

Selani et al. 2016

Efectos del subproducto de la piña y del aceite de canola como sustitutos de la grasa en las cualidades fisicoquímicas y

sensoriales de la hamburguesa de ternera baja en grasa

APLICACIÓN EN ALIMENTOS

El consumo per cápita de los

mexicanos es de 4.5 kg

El consumo de confitería, es

tradicionalmente no

recomendado, tanto por sus alto

contenido de azúcar como por su

asociación a problemas

nutricionales y de salud.

Portía et al., 2004; Kant, 2000

El mayor obstáculo en el consumo de estos productos, es el SOBREPESO Y LAS ENFERMEDADES CRÓNICO

DEGENERATIVAS que se presenta por el consumo excesivo.

El sector a nivel mundial busca ser creativo y

destacar los aspectos positivos de

una golosina para que el consumidor siga en

la línea de mantener unos hábitos

saludables en cualquier producto que

adquiera.

Las golosinas pueden ser

vehículos de vitaminas,

minerales y otros nutrientes

indispensables, para un buen

desarrollo físico y mental

de los niños consumidores.

El NICHO PRINCIPAL de la confitería

se encuentra entre los MENORES DE

20 AÑOS, que representan el 52 por

ciento de la población mexicana, del

que:

60 % son niños, razón por la cual, entre el 80 y

90 % del mercado de las golosinas está

ORIENTADO HACIA EL CONSUMIDOR

INFANTIL.

Consumo

generacional,

destacando que los

MILLENIALS tienen

una clara preferencia

por las golosinas.

Llevar a cabo la elaboración de golosinas gelificadas (GG)

enriquecidas (GGE) con polvos de subproductos de piña y

papaya, para evaluar su funcionalidad como ingredientes

alimenticios, empleados para la reducción de contenido de

azúcar, saborizantes y colorantes, así como para aportar fibra.

OBJETIVO:

DESARROLLO DE GOLOSINAS GELIFICADAS CON POLVOS DE CÁSCARAS DE PIÑA Y PAPAYA COMO

INGREDIENTES ACTIVOS

Selección

Sanitización:

Nicon PQ 4 mL/10 L

Centrifugación

Pesaje

(Balanza

Ohaus Adventure Pro)

DESINFECCIÓN DE LOS SUBPRODUCTOS

90 °C/ 30 min

PROCESO DE OBTENCIÓN DE POLVOS DE CÁSCARAS DE PIÑA Y PAPAYA

(LABCONCO Outside U.S 816-335)

Papaya: 57 °C/8 h; Piña: 57 °C/24 h

(Excalibur Parallex)

(Procesador Oster) 30 min

(Tamizadora, Quimilab Tamices, Flicc. S.A de C.V)

Molienda Tamizado

Circulación de aire caliente forzado

Liofilización Almacenamiento

-5 °C

<0.180 mm

FORMULACIÓN DE G0LOSINAS GELIFICADAS

Ingrediente Formulación

control (%)

Formulación

piña (%)

Formulación

papaya (%)

Grenetina (275° Bloom) 5.30 5.30 5.30

Agua 23.38 23.38 23.38

Sacarosa 33.20 28.20 28.20

Glucosa 36.50 36.50 36.50

Ác. cítrico 1.28 1.00 1.00

Colorante 0.17 0 0

Saborizante 0.17 0 0.1

Subproductos de piña - 5.00 -

Subproductos de papaya - - 5.00

Adaptación de Ramírez & Orozco (2011)

Envasado

Cocción:

[ ]=84 °Bx; T= 106 °C

Grenetina, sabor y ác. cítrico

Moldear en cama de almidón

Reposar 24 h

Desmolde

Homogeneización

Subproductos

Encerado Capol

Mezclar

Cepillado

Muestra Control AC LIO

Piña

Papaya

PROCESO DE ELABORACIÓN DE GOLOSINAS GELIFICADAS

Método gravimétrico de secado en estufa (Felisa 120 UAC) Método AOAC 44-15.02 15ta Ed. 1990

Método reductimétrico de cobre de Lene-Eynon (NOM-086-SSA1-1994)

Extracción continua con éter de petróleo Método Goldfish (AOAC, 1995)

Fibra dietética: método gravimétrico enzimático MEGAZYME, K-TDFR-100A/K-TDFR-200A 04/17

Método de Dumas (AOAC -46-16.01 (AOAC, 1984)) Nitrógeno proteico (%Nx6.25)

Calcinación en mufla (Felisa) NOM-086-SSA1-1994

ANÁLISIS

QUÍMICO

PROXIMAL

Potenciómetro Hanna Instrument

Sólidos solubles (°Bx)

pH

Refractómetro de mano

Actividad de agua (aw) Aqua Lab

Decagon Devices, Inc

HI99163

ANÁLISIS FISICO-QUÍMICO

ANÁLISIS FISICO-QUÍMICO

1. Gummy confectionery

Test (P/75): firmeza y

elasticidad

2. Estándar de la

Gelatin Manufacturers

Institute of America

(GMIA) (P/0.5R): fuerza

del gel.

(Selani et al., 2016; Romo et al. 2014; Artigas et al. 2002)

Propiedades mecánicas

Colorímetro Minolta CR-400

Coordenadas CIE-L*a*b* a partir de las cuales se calcularon: •Luminosidad (L*) •Croma (C*) •Tono (h*)

Color

Panel no entrenado de 50 consumidores habituales en un

rango de edad de 18 -23 años

Se evaluaron las golosinas gelificadas mediante una prueba de comparación múltiple de sus atributos: Apariencia global Aroma Sabor Textura Utilizando un test digital con una escala hedónica de 5 y 9 puntos Preferencia global

ANÁLISIS SENSORIAL

G-Pi-AC-2

G-Pi-LIO-3

GG modificadas 5% en una PORCIÓN DE 100 g

FDA (2013) establece: "alta fuente de fibra“ (20%) o UNA "BUENA

FUENTE DE FIBRA“ (10-19%)

G-Pa-AC-2

G-Pa-LIO-2

DEL VALOR DIARIO

RECOMENDADO (25 g)

BUENA FUENTE DE FIBRA APORTAN APROX. UN 10% DE

LA DOSIS DIARIA RECOMENDADA DE FIBRA.

2.5% FIBRA

DIETÉTICA

INFORMACIÓN NUTRIMENTAL

Tamaño de la porción: 50 g

Porciones por envase: 1

Cantidad por porción

Contenido energético: 112 kcal (476 kJ)

Grasas Totales: 0.04 g

Grasas Saturadas 0 g

Grasa Trans 0 g

Grasa Monoinsaturada 0 g

Grasa Poliinsaturada 0.04 g

Colesterol: 0 mg

Sodio: 20 mg

Carbohidratos disponibles 28 g

Azúcares 24 g

Fibra dietaría 4 g

Proteínas 2.8 g

INFORMACIÓN NUTRIMENTAL

Tamaño de la porción: 50 g

Porciones por envase: 1

Cantidad por porción

Contenido energético: 113 kcal (476 kJ)

Grasas Totales: 0.02 g

Grasas Saturadas 0 g

Grasa Trans 0 g

Grasa Monoinsaturada 0 g

Grasa Poliinsaturada 0.02 g

Colesterol: 0 mg

Sodio: 12 mg

Carbohidratos disponibles 28 g

Azúcares 25 g

Fibra dietaría 3 g

Proteínas 2.7 g

PIÑA PAPAYA

Muestra °Bx pH aw

Control 82 ± 0.000 3.60 ± 0.001a 0.544 ± 0.002a

G-Pi-SAC 80 ± 0.000 3.57 ± 0.017b 0.600 ± 0.012b

G-Pi-LIO 80 ± 0.000 3.51 ± 0.072b 0.560 ± 0.015a

ANOVA 1.0000 0.0002 0.0003

Control 82 ± 0.000 3.60 ± 0.000a 0.544 ± 0.002a

G-Pa-SAC 80 ± 0.000 3.81 ± 0.026b 0.631 ± 0.054b

G-Pa-LIO 80 ± 0.000 3.92 ± 0.04b 0.584 ± 0.013ab

ANOVA 1.0000 0.0001 0.0111

Ramírez y Orozco (2014), un

pH= 3- 4.5, dependen del los

°Bloom que tenga la

grenetina, entre más elevado

sea este grado mayor acidez.

aw= 0.50 a 0.65

(Edwars, 2000)

abcdLiterales con letra común por columna en cada tipo de muestra no son

significativamente diferentes con un intervalo de confianza del 95%, prueba de Tukey.

Tabla 2. Análisis propiedades de golosinas gelificadas de piña y papaya

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

Firmeza Elasticidad Fuerza del gel

Fu

erz

a (

N)

Parámetros

G-Pi-Control

G-Pi-SAC

G-Pi-LIO a

a

b b

b b

b a a

Abcd Literales con letra común por parámetro no son significativamente diferentes con un intervalo de confianza del 95%, prueba de Tukey.

Figura 1. Propiedades mecánicas de golosinas gelificadas de piña

Abcd Literales con letra común por parámetro no son significativamente diferentes

con un intervalo de confianza del 95%, prueba de Tukey.

Figura 2. Propiedades mecánicas de golosinas gelificadas de papaya

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

Firmeza Elasticidad Fuerza del gel

Fu

erz

a N

Parámetros

G-Pi-Control

G-Pa-SAC

G-Pa-LIO a

a

a b b

b b

b b

Color amarillo-marrón y una saturación

más intensa con respecto al control, que

tiene un tono amarillo (90.2±1.2) y un croma

menos saturado (9.0±0.9).

Figura 3. Análisis de color de golosinas gelificadas de piña

Control presento un tono anaranjado

rojizo y un saturación más baja con

respecto a las muestras con polvos, las

que presentaron un tono anaranjado con

tonos amarillos. Figura 4. Análisis de color de golosinas gelificadas de papaya

Abcd Literales con letra común por parámetro no son significativamente diferentes con un intervalo de confianza del 95%, prueba de Tukey.

Abcd Literales con letra común por parámetro no son significativamente diferentes con un intervalo de confianza del 95%, prueba de Tukey.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

L* C* h°

Parámetro

Control

G-Pa-SAC

G-Pa-LIO

a a a

a b b

a

b b

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

L* C* h°

Parámetro

Control

G- Pi-SAC

G-Pi-LIO

b a

b

a b b

b a a

Figura 5. Análisis sensorial de golosinas de piña utilizando una escala hedónica de 9 puntos

Figura 7. Análisis sensorial de preferencia de golosinas de piña

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0 Color

Firmeza

Elasticidad

Sabor a piña

Dulzor

Acidez

Pi-Control

Pi-SAC

Pi-LIO

Figura 6. Análisis sensorial de golosinas de piña utilizando una escala hedónica de 5 puntos

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Aspecto

Olor

Sabor Textura

Aceptación global de la

gomita Control

SAC

LIO

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Pi-Control Pi-SAC Pi-LIO

% P

refe

ren

cia

Muestra

1

2

3

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0 Color

Firmeza

Elasticidad

Sabor a chamoy/pa

paya

Dulzor

Acidez

Pa-Control

Pa-SAC

Pa-LIO

0

2

4

6

8 Aspecto

Olor

Sabor Textura

Aceptación global de la

gomita

Control

SAC

LIO

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Pi-Control Pi-SAC Pi-LIO

% P

refe

ren

cia

Muestra

1

2

3

Figura 8. Análisis sensorial de golosinas de piña utilizando una escala hedónica de 9 puntos

Figura 9. Análisis sensorial de golosinas de papaya, utilizando una escala hedónica de 5 puntos

Figura 10. Análisis sensorial de preferencia de golosinas de papaya

CONCLUSIONES

Es posible elaborar golosinas gelificadas utilizando polvos de subproductos de piña y

papaya como ingredientes, que aportan propiedades funcionales, es importante

resaltar que el uso de los subproductos permitió eliminar el uso de colorantes y

disminuir el uso de saborizantes artificiales.

Las golosinas presentaron en cada uno de los análisis determinados buenos

estándares de calidad, se logro observar que los polvos de subproductos de piña y

papaya obtenidos por medio de liofilización dan las mejores características, lo que se

relaciono estrechamente con la aceptación de los jueces hacia las golosinas

elaboradas con dichos polvos. Sin embargo se recomienda realizar un estudio de

bioaccesibilidad gástrica y colónica para garantizar la funcionalidad de las golosinas

enriquecidas.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

“VALORIZACIÓN DE RESIDUOS

AGROINDUSTRIALES:

APLICACIONES EN ALIMENTOS”

QA. Karla Fabiola Romo Zamarrón

Kafa_69@hotmail.com