“valorizaciÓn de residuos -...
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“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
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