73

Aprovechamiento de las cáscaras de frutas y hortalizas en la elaboración de

alimentos balaceados y o abonos orgánicos

Gonzalo Perez, Naun Copacalle, Maximiliano Chura, Leslie Rico y Daniela Escalente

G. Perez, N.Copacalle, M. Chura, L. Reynolds y D.Escalente

Universidad Mayor Real y Pontificia de San Francisco Xavier de Chuquisaca, Facultad de Ciencias Agrarias, Calle

Calvo Nº 132, Sucre, Bolivia.

M. Ramos .(ed.) Ciencias Tecnológicas y Agrarias, Handbooks -©USFX- Sucre, Bolivia, 2014.

74

Abstract

In the current research an analysis of waste generated in the elaboration of everyday meal such as

lunch, dinner and fast food has been made. These are generally potatoes (which is in high

percentage), bananas, eggs, peas, beans, turnips, carrots, oranges, tangerines peels.

The peels were collected, selected, weighted and submitted to a drying process. The drying

time, relative humidity, temperature and final weight of the samples were determined. The samples

were then crushed, milled and mixed thoroughly until a homogeneous sample was obtained. The

major component is potatoes peel.The nutritional and microbiological analysis guaranteed the using

of the product as a supplement of Organic Fertilizer and Balanced Food due to its high

phosphorous, iron, calcium and other components content, besides ensuring the no spoilage of the

product and specially the use of organic waste that until now did not have any benefit but garbage.

6 Introducción

En nuestro diario vivir observamos que el ser humano tiene necesidades que deben ser suplidas.

Una de estas es el consumo de alimentos como son los vegetales y las frutas, que son necesarios

para obtener energía y desenvolvernos de manera eficiente en nuestras actividades cotidianas.

Gran parte de los nutrientes de los vegetales y frutas que consumimos se encuentran

depositados en la piel de los mismos. Lamentablemente estos nutrientes nos son aprovechados al

máximo ya que las cáscaras donde se encuentran contenidos son eliminadas al basurero donde son

mezclados con residuos no degradables.

Al observar que no existe una forma de evitar estas pérdidas y aprovechar al máximos los

beneficios que nos brinda el reino vegetal se propone investigar una manera de recuperar estos

residuos orgánicos y darle un valor agregado, previo secado de las cáscaras y ver que nutrientes

poseen después de este proceso y así generar suplementos para abono orgánico, alimentos

balanceados y otras aplicaciones.

6.1 Materiales y métodos

A continuación se indican las etapas que se siguieron en la presente investigación:

Gráfico 6

75

a. Análisis del contexto de procesamiento de frutas, vegetales y hortalizas

Las frutas, vegetales, hortalizas y otros antes de ser consumidas por los humanos son procesados y

generalmente una etapa de su procesamiento es el pelado. Actualmente las cascaras son echadas a

la basura y en algunos pocos casos se las utiliza como alimento para animales.

Los vegetales, hortalizas, y frutas de mayor consumo en los centros de procesamiento de

alimentos, como los mercados, restaurantes, hogares, etc., son los siguientes: papa, habas, arvejas,

papaya, plátano, naranja, mandarina, zanahoria, tomate, nabos, repollo, acelga, lechuga, cebolla,

etc. De estos los que generan mayor cantidad de cascaras son:

- Papa

- Arvejas

- Habas

- Nabos

- Zanahoria

- Plátano

- Naranja

- Mandarina

A esta lista debe añadirse el huevo por su alto consumo y la gran cantidad de cascara desechada.

a. Materiales y equipos

Los equipos y materiales utilizados en la presente investigación son los siguientes:

- Balanza analítica

- Secador de Bandejas

- Moledora de cereales

- Medidor de temperatura

- Medidor de Humedad

- Pinzas

- Cuchillos

- Mallas milimétricas

- GLP

- Cámara Digital

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b. Actividades llevadas a cabo durante la investigación

a) Recolección de cascaras.

Se procedió a la recolección de cascaras de los centros de procesamiento de alimentos como ser:

- Mercados

- Restaurantes

- Centros de venta de comida rápida

- Domicilios

b) Pruebas preliminares

Las pruebas preliminares de secado nos permitieron ajustar variables, como el tiempo, humedad,

temperatura, verificar el correcto funcionamiento de los equipos, planificación de las pruebas

finales y diseño del proceso del producto.

c) Proceso para el desarrollo del nuevo producto

El proceso planteado para el producto desarrollado es el siguiente:

Gráfico 6.1

77

Recolección de las cáscaras

Las cascaras fueron recolectadas en bolsas plásticas de los siguientes lugares:mercados,

restaurantes, centros de venta de comida rápida y domicilios

Clasificación de las cáscaras

Para tener un mejor control del proceso de secado se procedió a clasificar las cascaras, porque

cuando se las recogió estaban totalmente mezcladas

Gráfico 6.2 . Recolección de cascaras

Gráfico 6.3 . Clasificación de cáscaras antes del secado

78

Secado

Se eligió la operación de secado por ser la operación que garantiza frenar la descomposición de las

cascaras y además poder conservarlas por un buen tiempo y también facilita la trituración y

molienda.

En esta operación se deben controlar las siguientes variables:

- Humedad relativa de aire

- Temperatura del Aire

- Peso de las cascaras antes del secado, durante el secado y al culminar la operación de secado

- Humedad de las cascaras

- Tiempo de secado

Embolsado

Luego de la operación de secado es recomendable embolsar el producto adecuadamente, si es

posible al vacío, para segura que la humedad del producto no cambie.

Trituración y molienda de las cáscaras

Las cascaras una vez secas y embolsadas deben ser sometidas a un proceso de trituración y

molienda, hasta un tamaño de partícula que garantice un mezclado homogéneo.

Mezclado de las cáscaras

Una vez molidas las cascaras se procede al mezclado homogéneo de las mismas de acuerdo al

siguiente porcentaje.

Tabla 6. Porcentajes de mezcla

Cascara seca %

- Papa

- Arvejas

- Habas

- Nabos

- Zanahoria

- Plátano

- Naranja y Mandarina

- Huevo

50

8

7

2

6

10

7

10

Los porcentajes de mezcla se definieron en base a la cantidad de cascaras que se generan en

los centros de procesamiento de alimentos, se despreciaron algunas cascaras por que la cantidad en

que se generan es pequeña, por tanto no tienen mucha influencia en producto final.

Embolsado

La mezcla homogénea debe ser embolsada si es posible al vacio para conservar el producto y evitar

que la humedad cambie.

79

Análisis nutricional y microbiológico del producto

Una vez realizado el mezclado se realizaron los siguientes análisis en el ITA.

Tabla 6.1. Resultados de Análisis Físico – Químico realizado en el Instituto Tecnológico de

alimentos (ITA) de la ciudad de Sucre, Septiembre 2012

Nº Parametros Resultados Referencias* Principio

Mínimo Máximo

1 Humedad;(%) 8.97 ….. ….. Gravimétrico

2 Proteínas N* 6.25;(%) 9.82 ….. ….. Volumétrico

3 Grasa;(%) 1.03 ….. ….. Gravimétrico

4 Ceniza;(%) 15.5 ….. ….. Gravimétrico

5 Hidratos de Carbono;(%) 65.7 ….. ….. Por diferencia

6 Valor energético;(Kcal/100g) 307 ….. ….. Calculo

7 Fosforo;(mg-P7100g) 178 ….. ….. Espectro UV/Vis

8 Calcio;(%) 7.58 ….. ….. Espectro AA

9 Hierro;(mg-Fe/100g) 35.1 ….. ….. Espectro AA

10 Fibra;(%) 9.00 ….. ….. Gravimétrico

Tabla 6.2 Resultados de Análisis Microbiológico realizado en el Instituto Tecnológico de alimentos

(ITA) de la ciudad de Sucre, Septiembre 2012

Nº Parámetro ( Unidades) Resultados muestra Referencias* Principio

1 Mohos y Levaduras (UFC/g) 110000 S/R Recuento en placa

2 Salmonella (en 25/g) Ausencia S/R Detección en placa

Etiquetado

Con los resultados del análisis se debe proceder a etiquetar el producto, para que este sea empleado

como: suplemento de alimentos balanceados, abonos orgánicos e incluso al no contener patógenos

como suplemento alimenticio para humanos, debido al alto contenido de hierro, fosforo y calcio.

6.2 Resultados y discusión

A continuación se muestran los resultados obtenidos en el proceso de secado de las cascaras de:

papa, haba, arveja,zanahoria, naranja, tomate, nabo, papaya y plátano. Donde el tiempo está

expresado en minutos, el peso en gramos (g), la temperatura T en grados Celsius y Hr es la

humedad relativa en distintos puntos.

80

Tabla 6.2 secado: papa, haba, arveja

En las siguiente graficas se puede observar la variación del peso, temperatura, humedad

relativa, temperatura del secador y temperatura ambiente en función del tiempo

Gráfico 6.4 : secado de la papa, haba, arveja

Gráfico 6.5

Gráfico 6.6.

Tiempo (minutos)

peso (

g)

T

empera

tura

oC

81

Gráfico 6.

Tabla 6.3 secado: zanahoria, naranja, tomate, nabo, arveja, papaya

Gráfico 6.7 secado: zanahoria, naranja, tomate, nabo, arveja, papaya

Nº Min hora Zanahoria(g) Naranja (g) Tomate(g) Navo (g) Arveja(g) papaya(g) papa (g) Tsecador(ºC)Hr (secador)Tsalida (ºC) Hr (salida) Tamb(ºC) Hr (Amb)

1 0 10:05 0,59 2,43 0,98 0,92 3,86 1,17 27,4 19,6 32 9,3 14,9 26,5

2 15 10:20 0,32 2,22 0,67 0,66 3,43 0,88 49 8,3 59 8,4 15,8 26,7

3 30 10:35 0,17 2,03 0,48 0,49 3 0,74 43,4 10,1 57,9 5,3 16,8 25,9

4 45 10:50 0,11 1,87 0,35 0,35 2,59 0,61 42,2 10,2 56 6,2 16,1 28,1

5 60 11:05 0,09 1,74 0,25 0,25 2,26 0,51 41,2 14,1 49,9 6,6 16,9 28,7

6 75 11:20 0,09 1,61 0,18 0,19 1,91 0,44 0,36 39,9 11,2 52,1 6,3 16,4 27,6

7 90 11:35 0,09 1,5 0,13 0,15 1,56 0,37 0,24 42 8,1 53 6,6 16,3 25,5

8 105 11:50 0,09 1,42 0,1 0,13 1,38 0,32 0,17 42 8,8 54,5 6,4 17,5 26

9 120 12:05 0,09 1,33 0,08 0,13 1,17 0,29 0,13 44,5 7 52 5 17,6 27

10 135 12:20 0,09 1,25 0,08 0,13 1 0,24 0,11 44 7 55,5 5,1 17,2 27,2

11 150 12:35 0,09 1,18 0,08 0,13 0,84 0,22 0,11 45 7,4 54,7 5 17,6 28

12 165 12:50 0,09 1,12 0,08 0,13 0,71 0,18 0,1 57,3 6,1 49,3 6,5 17,8 27,8

13 180 13:05 0,09 1,07 0,08 0,13 0,65 0,17 0,1 55,1 6,7 43 5,4 18,7 26

14 195 13:20 0,09 1,04 0,08 0,13 0,62 0,15 0,1 42 7 50 5 18,3 26

15 210 13:35 0,09 1,01 0,08 0,13 0,61 0,13 0,1 44,2 6,2 52 4,8 17,3 25

16 225 13:50 0,09 0,97 0,08 0,13 0,6 0,13 0,1 42 6,5 48 5 17,9 25

17 240 14:05 0,09 0,97 0,08 0,13 0,59 0,13 0,1 57,6 5,8 43,5 7,4 19,9 22,8

18 255 14:20 0,09 0,97 0,08 0,13 0,59 0,13 0,1 42 6,6 49,5 5,1 19,2 23,9

%

hum

edad

rela

tiva

82

Gráfico 6.8

Gráfico 6.9

FIGURA 11.

Gráfico 6.10

83

Tabla 6.4 secado: plátano

Gráfico 6.11 secado: plátano

Gráfico 6.12

Nº Min hora Platano(g) Tsecador (ºC) Hr (secador) Tsalida(ºC) Hr (salida)

1 0 11:07 16,84 35,4 32,3 51,6 15,3

2 15 11:22 15,43 35,7 21 53,1 11

30 11:37 14,35 43,7 17,7 52,4 8,7

4 60 12:07 12,26 38,7 17,6 54,4 8,5

5 75 12:22 11,28 42,2 21,4 54,7 8,2

6 90 12:37 10,39 32,2 20,7 47,5 9,8

7 105 12:52 9,54 38,1 20,9 46,2 10,4

8 120 13:07 8,86 35,5 17,6 44,2 11,3

9 135 13:22 8,2 37 16,9 53,3 7,6

10 150 13:37 7,55 39,4 17,1 56,3 7,1

12 180 14:07 6,4 40,6 17,5 53,8 8,8

13 195 14:22 5,94 42,6 14,3 55,5 7,2

14 210 14:37 5,38 40 16,6 52,3 7,1

15 225 14:52 5,06 40,5 14,5 51,3 9,2

16 240 15:07 4,66 31,2 12,8 58,3 6,7

17 255 15:22 4,29 39,2 13,7 55,8 6,4

18 270 15:37 4,01 35,3 19,4 57,2 6,3

19 285 15:52 3,77 42,8 16,8 49,7 7,9

20 300 16:07 3,64 39 14,7 53,2 7,7

25 375 17:22 2,94 39 13 56 5,4

26 390 17:32 2,9 38 10 58 5

27 400 17:42 2,88 38 14 57 5,4

28 410 17:52 2,81 35 11 51,9 4,1

29 420 18:12 2,78 38 9 57,1 6,1

33 460 18:52 2,72 46,8 7,2 54,5 5,2

84

Gráfico 6.13

Una características de las cascaras secas es que mantuvieron su olor característico, entre los

cuales destaca el plátano.

Finalmente se puede ver el producto final después de la etapa de mezclado y homogenizado

y los resultados del análisis físico químico y microbiológico

Análisis físico – químico y microbiológico

Una vez mezclado y homogenizado el producto final se procedió a realizar el análisis en el ITA,

obteniéndose los siguientes resultados

Tabla 6.5 Resultados de Análisis Físico – Químico realizado en el Instituto Tecnológico de

alimentos (ITA) de la ciudad de Sucre, Septiembre 2012

Nº Parametros Resultados Referencias* Principio

Mínimo Máximo

1 Humedad;(%) 8.97 ….. ….. Gravimétrico

2 Proteínas N* 6.25;(%) 9.82 ….. ….. Volumétrico

3 Grasa;(%) 1.03 ….. ….. Gravimétrico

4 Ceniza;(%) 15.5 ….. ….. Gravimétrico

5 Hidratos de Carbono;(%) 65.7 ….. ….. Por diferencia

6 Valor energético;(Kcal/100g) 307 ….. ….. Calculo

7 Fosforo;(mg-P7100g) 178 ….. ….. Espectro UV/Vis

8 Calcio;(%) 7.58 ….. ….. Espectro AA

9 Hierro;(mg-Fe/100g) 35.1 ….. ….. Espectro AA

10 Fibra;(%) 9.00 ….. ….. Gravimétrico

Tabla 6.6 Resultados de Análisis Microbiológico realizado en el Instituto Tecnológico de

alimentos (ITA) de la ciudad de Sucre, Septiembre 2012

Nº Parametro ( Unidades) Resultados muestra Referencias* Principio

1 Mohos y Levaduras (UFC/g) 110000 S/R Recuento en placa

2 Salmonella (en 25/g) Ausencia S/R Detección en placa

85

Discusión

Los resultados obtenidos muestran que es posible reutilizar las cascaras de vegetales, frutas y

hortalizas como suplemento de abonos orgánicos, alimentos balanceados y otros usos. Sobre todo

por su alto contenido de fosforo, calcio, hierro y carbohidratos, además de contener proteínas y por

consiguiente nitrógeno.

Hasta antes de la presente investigación las cascaras eran echadas a la basura y en algunos

pocos casos se usan para alimentar cerdos y para la elaboración de compost. Si bien se han

realizado varios estudios sobre la elaboración de compost que se basa principalmente en la

descomposición orgánica de las cascaras, lo cual requiere tiempos largos de semanas y hasta meses.

La presente investigación es una tecnología diferente pues no existe descomposición de la materia

orgánica, el tiempo de procesamiento es corto y el producto final se puede conservar debido a su

bajo contenido de humedad 8.9%.

Las cascaras después del secado mantienen su color y aroma característico, excepto plátano

que cambia de color pero mantiene un aroma bastante agradable

En el desarrollo de proyecto se observo que la cascara de zanahoria es la que requiere

menor tiempo de secado (50 minutos) respecto a las demás. La cascaras de haba, plátano son las

que tardan más tiempo en su secado aproximadamente 400 minutos

Conforme se desarrolla el proceso la humedad relativa va disminuyendo en el secador. Y la

temperatura en secador va en incremento hastamantenerse estable cuando el proceso ha concluido.

Se decidió incluir la cascara de huevo como parte del producto debido a su alto consumo y

su contenido de calcio.

6.3 Conclusiones

De acuerdo a los resultados el producto obtenido es apto para ser usado como suplemento de

abonos orgánicos y alimentos balanceados, por su alto contenido de fosforo, calcio y hierro e

hidratos de carbono, además de tener proteínas y por consiguiente nitrógeno.

Comparando la composición del producto obtenido, con las de alimentos balanceados y

abonos orgánicos, este es apto para ser un componente de alimentos balanceados y abonos

orgánicos.

El proceso de secado hasta una humedad de 8.97 garantiza la conservación del alimento y

además facilita el proceso de trituracióny molienda obteniéndose una mezcla homogénea. En el

producto obtenido no existen patógenos como la salmonella.

En base a lo mencionado anteriormente se puede afirmar que se ha logrado aprovechar los

desechos de procesamiento de alimentos (cascaras), obteniéndose un producto con la siguiente

composición:

86

La papa tiene el 50% debido a que es el más consumido por la población durante todo el

año.

El tiempo de procesamiento de las cascaras es menor a 8 horas que es muy pequeño

respecto a la elaboración de compost que puede tardar semanas e incluso meses.

6.4 Agradecimientos

Los investigadores agradecen a la Dirección de Investigación Ciencia y Tecnología (DICYT) y a la

facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Mayor Real y Pontificia de San Francisco Xavier

de Chuquisaca por el apoyo brindado en el desarrollo del presente trabajo.

6.5 Referencias

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