ISSN 2953-6367
Marzo 2025
http://revistainvestigo.com
Vol. 6, No. 15, PP. 295-305
https://doi.org/10.56519/s1bc5p80
Revista Científica Multidisciplinaria InvestiGo
Riobamba – Ecuador
Cel: +593 97 911 9620
revisinvestigo@gmail.com
295
APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS (CÁSCARA Y SEMILLA) DE
LA FRUTA DE PAN (ARTOCARPUS ALTILIS) PARA LA OBTENCIÓN
DE HARINA
USE OF RESIDUES (PEEL AND SEED) OF BREADFRUIT
(ARTOCARPUS ALTILIS) TO OBTAIN FLOUR
Geraldine Najary Cherne Vaca
1
, Jonathan Alexander Arguello Cedeño
2
, Karol Yannela Revilla
Escobar
3
.
{geraldine.cherne@pucese.edu.ec
1
, jaarguello@pucese.edu.ec
2
, kyrevillaqpucese.edu.ec
3
}
Fecha de recepción: 18/02/2025 / Fecha de aceptación: 25/02/2025 / Fecha de publicación: 03/03/2025
RESUMEN: El desperdicio de subproductos agroindustriales representa un desafío
ambiental y económico, ya que grandes cantidades de residuos, como la cáscara y la semilla
del fruto de pan (Artocarpus altilis), no son aprovechadas adecuadamente. A pesar de su valor
nutricional, estos residuos suelen ser descartados, lo que limita su potencial como materia
prima en la industria alimentaria. En este contexto, la investigación tuvo como objetivo
evaluar el aprovechamiento de dichos residuos para la obtención de harina. La investigación
experimental se llevó a cabo en el Campus Tachina de la Pontificia Universidad Católica del
Ecuador SEDE Esmeraldas. Se utilizó un diseño experimental con arreglo factorial A*B, siendo
el Factor A los métodos de secado (natural y mecánico) y el Factor B el tipo de residuo
(semillas y cáscaras), con cuatro tratamientos y tres repeticiones. Para determinar diferencias
significativas, se aplicó una prueba de rangos múltiples de Tukey (p < 0,05) mediante el
software estadístico InfoStat. Se evaluaron propiedades físico-químicas y tecnológicas,
obteniendo como resultado para humedad (3.7% - 8.89%), grasa (2.6% - 7.6%), densidad
(0.69% - 0.71), capacidad de retención de agua (106.05 – 106.27 ml/100g) y aceite (114.80 –
116.55 ml/100g). Los resultados indican que la harina obtenida posee propiedades adecuadas
para su posible uso en la industria alimentaria, representando una alternativa económica e
innovadora para el aprovechamiento de subproductos del fruto de pan.
Palabras clave: Artocarpus Altilis, harina, propiedades funcionales, residuos vegetales,
sostenibilidad alimentaria
1
Carrera de Agroindustria, Pontificia Universidad Católica del Ecuador SEDE Esmeraldas, Esmeraldas, Ecuador,
https://orcid.org/0000-0002-8734-1216.
2
Carrera de Agroindustria, Pontificia Universidad Católica del Ecuador SEDE Esmeraldas, Esmeraldas, Ecuador,
https://orcid.org/0000-0002-2861-4659.
3
Carrera de Agroindustria, Pontificia Universidad Católica del Ecuador SEDE Esmeraldas, Esmeraldas, Ecuador,
https://orcid.org/0000-0002-8734-1216.
2
"APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS (CÁSCARA Y SEMILLA) DE LA FRUTA DE PAN (ARTOCARPUS ALTILIS) PARA LA OBTENCIÓN
DE HARINA"
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ABSTRACT:
The waste of agro-industrial by-products represents an environmental and
economic challenge, since large quantities of waste, such as the shell and seed of breadfruit
(Artocarpus altilis), are not properly utilized. Despite their nutritional value, these residues
are often discarded, which limits their potential as raw material in the food industry. In this
context, the objective of the research was to evaluate the use of these residues to obtain flour.
The experimental research was carried out at the Tachina Campus of the Pontifical Catholic
University of Ecuador, Esmeraldas Campus. An experimental design with an A*B factorial
arrangement was used, with Factor A being the drying methods (natural and mechanical) and
Factor B being the type of residue (seeds and shells), with four treatments and three
repetitions. To determine significant differences, a Tukey multiple range test (p < 0.05) was
applied using the InfoStat statistical software. Physical-chemical and technological properties
were evaluated, obtaining as results for humidity (3.7% - 8.89%), fat (2.6% - 7.6%), density
(0.69% - 0.71), water retention capacity (106.05 - 106.27 ml/100g) and oil (114.80 - 116.55
ml/100g). The results indicate that the flour obtained has adequate properties for its possible
use in the food industry, representing an economic and innovative alternative for the use of
breadfruit by-products.
Keywords: Artocarpus altilis, flour, functional properties, vegetal residues, food sustainability
INTRODUCCIÓN
El desperdicio de subproductos agrícolas representa un problema relevante en la actualidad,
debido a que, afecta la sostenibilidad y la eficiencia en el uso de los recursos naturales. Un caso
particular es el de la fruta de pan (Artocarpus altilis), originaria del Pacífico occidental,
especialmente en Nueva Guinea y sus islas cercanas. Este cultivo, aunque de alto rendimiento y
adaptable a climas tropicales y subtropicales, sigue siendo infrautilizado en regiones como
América del Sur, el Caribe y Oceanía (1). A pesar de su potencial como alimento nutritivo, una
gran parte del fruto y sus subproductos, como la cáscara y la semilla, no se aprovechan
adecuadamente, lo que agrava el problema del desperdicio alimentario (2).
En América Latina, el árbol del pan ha sido introducido con éxito en países como Brasil, Colombia,
Venezuela y Ecuador, donde ha mostrado buena adaptación a los climas tropicales (1). Sin
embargo, su uso sigue siendo limitado debido a la falta de estrategias para valorizar sus residuos.
En Ecuador, por ejemplo, a pesar de contar con condiciones favorables para su cultivo, el
aprovechamiento de la fruta de pan es mínimo, lo que implica que una parte significativa de su
producción se desperdicia sin ser utilizada de manera eficiente (3).
Desde el punto de vista nutricional, la fruta de pan es un recurso valioso, ya que su proteína
contiene todos los aminoácidos esenciales, destacándose por su riqueza en fenilalanina, leucina,
isoleucina y valina (3). Además, posee una baja densidad energética (110,18–350,75 kcal/100 g) y
es una excelente fuente de carbohidratos, fibra dietética, proteínas y micronutrientes esenciales
como calcio (19,70–314,47 mg), potasio (361,60–1393,50 mg), hierro (0,50–28,13 mg), vitamina C
(8,57–16,35 mg) y B3 (1,11–3,34 mg) (4), (5). Su contenido de antioxidantes y vitaminas del grupo
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B y C la convierten en un alimento con propiedades beneficiosas para la salud. Además, su
característica libre de gluten la hace apta para el consumo de personas con enfermedad celíaca,
lo que la posiciona como un ingrediente prometedor en la elaboración de productos sin gluten (6).
El uso de la fruta de pan en la obtención de harina podría representar una alternativa viable para
reducir la dependencia de harinas importadas como las de trigo y arroz, lo que contribuiría a
mejorar la seguridad alimentaria en diversas regiones. Investigaciones han señalado que este
fruto tiene una gran importancia financiera, es necesario mencionar que, podría convertirse en
un alimento básico con múltiples aplicaciones en la industria alimentaria (6). Sin embargo, aún no
se ha explorado completamente su aprovechamiento integral, y en la actualidad su uso sigue
limitado principalmente al consumo en su forma natural (1).
El fruto de pan ha sido clasificado dentro de los 25 superalimentos con mayor potencial a nivel
mundial, debido a su capacidad para contribuir en la prevención y manejo de enfermedades
crónicas no transmisibles como la diabetes, la hipertensión y la obesidad (7). Además, representa
una materia prima de interés en la agroindustria, ya que permite la elaboración de productos
derivados como la harina, la cual se obtiene mediante procesos de deshidratación y molienda (8).
Para la producción de harina a partir de los residuos de la fruta de pan, se pueden emplear
diversos métodos de deshidratación, tanto mecánicos como de secado natural. Se ha observado
que el secado natural permite conservar mejor los nutrientes del producto final, mientras que el
método mecánico agiliza el proceso de deshidratación. Es relevante evaluar cómo estas técnicas
de secado y las diferentes concentraciones de componentes (cáscara y semilla) pueden influir en
las características tecnológicas del producto obtenido (8).
En este contexto, la presente investigación busca aportar soluciones al problema del desperdicio
alimentario mediante el aprovechamiento de los residuos de la fruta de pan, específicamente la
cáscara y la semilla, para la producción de harina. Estos subproductos presentan un alto potencial
nutricional y funcional, lo que los convierte en ingredientes prometedores para la elaboración de
alimentos más sostenibles y saludables. Con este enfoque, se pretende reducir el desperdicio
agrícola y promover el desarrollo de productos innovadores que contribuyan a una alimentación
más eficiente y sustentable
MATERIALES Y MÉTODOS
Obtención del material
La obtención de la materia prima (fruto de pan) se obtuvo en una finca ubicada en las riberas del
Río Teaone ubicado en la parroquia rural de Vuelta Larga de la ciudad de Esmeraldas con longitud
0.897352 y latitud -79.701323. La presente investigación experimental que integra la obtención y
caracterización de la harina de cáscaras y semillas del fruto de pan se llevó a cabo en el
Laboratorio de Ingeniería de Recursos Naturales que está situado en el Campus de Tachina de la
Pontificia Universidad Católica del Ecuador- Sede Esmeraldas, vía al Tigre – Parroquia de Tachina
provincia de Esmeraldas.
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DE HARINA"
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Diseño experimental
Para la presente investigación se empleó un diseño experimental completamente al azar (DCA)
con arreglo factorial de A*B, donde el factor A hace referencia a las partes vegetativas de la fruta
de pan (semillas y cáscaras) y el factor B corresponde a los tipos de secado de la fruta de pan.
Obteniendo un total de 4 tratamientos con tres repeticiones, ya que este un estudio que prueba
la relación causa efecto entre las variables propuestas, es decir que se necesita la práctica para
determinar el proceso óptimo, mediante la aplicación de los diferentes tratamientos. Para
determinar diferencias significativas estadísticamente entre las medias de los tratamientos se
empleó una prueba de rangos múltiples Tukey (p < 0,05) mediante el software estadístico
InfoStat. El planteamiento de los tratamientos se presenta en la Tabla 1.
Tabla 1. Descripción de los tratamientos de la investigación.
Tratamientos
Interacción
T1
Secado natural + Semillas
T2
Secado natural + Cáscaras
T3
Secado mecánico + Semillas
T4
Secado mecánico’ + Cáscaras’
Manejo experimental
Para la obtención de la harina se usó las semillas y cáscaras procedentes del fruto de pan, las
cuales fueron seleccionadas, lavadas y llevadas al laboratorio para su procesamiento en bolsas
limpias de polietileno. Luego se llevaron las semillas y cáscaras a secar al sol en papel periódico
por un lapso de 5 horas y en otro apartado se sometieron al horno a 105°C durante 3 horas, se
extrajeron las semillas de su corteza rugosa ya previamente deshidratadas, posterior a ello se
pasó por el proceso de molienda para adquirir la materia seca, es decir, una harina fina utilizando
un molino de martillos, por separado las cáscaras y las semillas de acuerdo con la Tabla 1.
Características fisicoquímicas
Humedad (%): Para determinar la humedad se tomó en cuenta el método de secado por horno,
de acuerdo con lo estudiado por (10), en el cual se utilizó 10 g de muestra a una temperatura de
100°C en la estufa (Memmert) por un periodo de 4 horas hasta obtener peso constante de la
muestra seca. Seguido se dejó enfriar el recipiente en un desecador y se pesó. Por último, para
determinar la humedad se realiza mediante la resta entre el peso inicial de recipiente con la
muestra y el peso final del mismo.
Grasa (%): El método soxhlet atribuye el contenido de grasas presente en la harina como indica
(11), en donde a la muestra de harina se sometió a temperatura de 105°C para eliminar la
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DE HARINA"
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humedad, luego se pesó 20 g de la muestra en bolsas de extracción de papel filtro, y posterior a
ello llenar el balón aforado de recogida con el solvente orgánico (hexano) colocarla dentro en el
extractor Soxhlet, calentar el solvente en el balón, que subirá al cartucho de extracción y
disolverá las grasas. El solvente, ahora cargado de grasa, volverá al balón aforado donde se
condensará y repetirá el ciclo, realizando esta extracción por alrededor de 2-4 horas para una
extracción efectiva, una vez finalizada la extracción, se retira el balón aforado del extractor
Soxhlet y se elimina el solvente usando un evaporador rotatorio. Pesar el balón aforado con la
muestra restante de la extracción y se emplea la resta entre el peso final del balón aforado con la
grasa y el peso inicial del balón vacío. Para obtener el porcentaje de grasa se empleó la ecuación
1.
Densidad (g/ml): En el análisis de densidad se determinó mediante método de laboratorio de
densidad aparente (Bulk Density) propuesto por el autor (9) que permite medir en función de su
masa y volumen, el cual consta en llenar un recipiente de volumen conocido (de preferencia
cilíndrico) con la harina, sin compactarla, seguido de nivelar la superficie de esta con una espátula
para obtener una medición precisa, finalmente se aplicó la ecuación 2.
Propiedades tecnológicas
Capacidad de retención de agua: La capacidad de retención de agua se determina midiendo la
cantidad que puede ser absorbida y retenida por la harina, el cual implica la mezcla de 10 g de
muestra de harina y 100 ml de agua destilada en un recipiente de medición como vaso de
precipitado, como mencionan (12), posterior a ello realizar una mezcla homogénea, dejar reposar
por un periodo de 30 minutos a 1 hora, para que la harina se pueda permitir actuar de forma que
absorba el agua, luego del reposo filtrar la mezcla y centrifugar a 3000rpm durante 10 minutos y
tomar nota del peso final. La capacidad de absorción y retención se determina mediante la
ecuación 3:
Capacidad de retención de aceite: La capacidad de retención de aceite (CRA) en la harina de
fruto de pan se refiere a la cantidad de aceite que la harina puede retener sin que se libere. Se
evaluó con el método propuesto por (13), sin embargo, en este análisis se reemplazó agua por
aceite de palma africana, expresados como la cantidad de aceite ligado en 100g de la muestra.
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DE HARINA"
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Manejo experimental
El proceso de obtención de harina a partir de la fruta de pan (Artocarpus altilis) implica diferentes
etapas para el aprovechamiento de residuos de cáscaras y semillas. Iniciando con limpieza de
cáscaras y semillas para someterlas a un proceso de secado natural, en donde son expuestas al
sol, para reducir su contenido de humedad. Este proceso de secado natural se extendió por tres
días, aunque tiende a depender de las condiciones ambientales, y permite que los residuos
alcancen un contenido de humedad adecuado para el procesamiento posterior. Alternativamente,
se utilizó un secado mecánico, como el horno a 120°C durante tres horas, lo que permite que el
proceso se acelere y garantice una deshidratación uniforme. Tras el secado, los residuos se
molieron en un molino industrial hasta obtener una masa fina que pasa a través de un tamiz con
una malla de entre 200 a 250 micras, para separar las partículas gruesas y obtener una harina
más homogénea.
RESULTADOS
Características fisicoquímicas
En la Tabla 2 se detallan las características fisicoquímicas de los tratamientos, donde se observó
diferencia significativa (p<0.05) para las variables humedad, grasa y densidad.
Tabla 2. Resultados fisicoquímicos de la harina obtenida de los diferentes residuos de Artocarpus altilis.
Tratamientos
Humedad (%)
Grasa (%)
Densidad (g/ml)
T1
8.89 ± 0.01
A
7.6 ± 0.01
A
0.69 ± 0.01
AB
T2
8.5 ± 0.01
B
7.01 ± 0.01
B
0.7 ± 0.01
A
T3
6.4 ± 0.01
C
2.6 ± 0.01
D
0.71 ± 0.01
A
T4
3.7 ± 0.01
D
4.01 ± 0.01
C
0.67 ± 0.01
B
Nota: Los resultados de los parámetros seleccionados se presentaron como media ± desviación estándar y las
diferentes letras minúsculas dentro de la columna indican diferencias significativas según la prueba rangos múltiples
de Tukey (p<0.05).
De acuerdo con el contenido de humedad de los tratamientos se evidenció diferencias
significativas (p<0.05) entre las medias de los tratamientos, determinando que la mayor
incidencia se situó en T1 (Semillas + Secado natural) con 8.89% mientras que se obtuvo el menor
valor de humedad en el T4 con una humedad del 3.70%. Esto indica que, a menor temperatura,
como método para secado de la materia prima (fruto de pan), aumenta el contenido de humedad.
Según se presenta en los resultados de grasas, se determinó diferencia significativa (p<0.05)
entre la media de los tratamientos, teniendo presente que el mayor contenido de grasa se refleja
en el T1 (semilla + secado natural) con 7.6% a modo que, el T3 mantuvo menor valor con 2.6%,
esto indica que el secado y la parte vegetativa afecta directamente el contenido de grasa, es por
ello que, se denotó que los tratamientos obtenido de cáscaras muestran valores menores
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significativamente de contenido de grasa a diferencia de los tratamientos con semilla, es decir, el
mayor contenido de grasas reposa en las semillas del fruto.
Como se muestra la Tabla 2, la densidad de la harina es significativamente diferente (p<0.05)
entre los tratamientos, debido a que el T3 (cáscara + secado natural) tiene un valor de 0.71 g/ml a
comparación del T4 (cáscara + secado mecánico) con 0.67 g/ml, lo cual demuestra que la harina
obtenida de cáscaras utilizando el método de secado natural obtuvo mayor densidad dado a su
procesamiento menos intensivo que generalmente conservan su estructura física.
Propiedades funcionales
Capacidad de retención en agua (CRA)
En la Figura 1 se presentan los resultados de la capacidad de retención de agua (CRA) donde
según el análisis de varianza reveló no existió diferencias significativas (p>0.05), reflejando en T1
(semilla + secado natural) la mayor capacidad de retención con 106.27 ml/100g y en el T4
(cáscara + secado mecánico) con 106.05 ml/100g con disminución de capacidad de retención de
agua en harinas.
Figura 1. Capacidad de retención en agua (CRA) de la harina obtenida de residuos de Artocarpus altilis.
Nota: El T1 (semillas + secado natural) su capacidad de retención es de 106,27 ml/g, el T2 (cáscara + secado natural)
de 106,09 ml/g, el T3 (semillas + secado mecánico) de 106,12 ml/g y el T4 (cáscaras + secado mecánico) de 106,05
ml/g).
Capacidad de retención en aceite: La capacidad de retención de aceite (Figura 2) indica que las
medias son significativamente diferentes (p > 0.05), lo que representa que el T2 (semilla + secado
mecánico) con 116,55 ml/100g, siendo el tratamiento superior en capacidad de absorción de
aceite, difiere significativamente del T1 (semilla + secado natural) con 114,80 ml/100g, con su
baja capacidad de retención de aceite. Esto indica que el tratamiento de secado mecánico infiere
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de forma positiva en la capacidad de absorción o retención debido a aquellos cambios en la
estructura o composición de las semillas y cáscaras, es decir, a mayor preservación de estructura
y componentes, mejor capacidad de retención y a menor preservación existe menor capacidad de
retención teniendo en cuenta el método de secado.
Figura 2. Capacidad de retención en aceite (CRO) de la harina obtenida de residuos de Artocarpus altilis.
Nota: El T1 (semillas + secado natural) su capacidad de retención es de 114,80 ml/g, el T2 (cáscara +
secado natural) de 116,55 ml/g, el T3 (semillas + secado mecánico) de 115,62 ml/g y el T4 (cáscaras +
secado mecánico) de 115,67 ml/g).
DISCUSIÓN
Características fisicoquímicas
Varios estudios han establecido que la harina de fruta de pan presenta un contenido de humedad
aproximado del 15% (14). De acuerdo con (15), las harinas de uso general deben tener un
máximo del 14.5% de humedad. En este sentido, los tratamientos empleados en el presente
estudio cumplen con los parámetros establecidos por dicha norma (15). No obstante, es
importante señalar que el contenido de humedad también juega un papel clave en la inhibición
del crecimiento de microorganismos, lo cual influye directamente en la vida útil del producto
(16).
Según (17), la semilla del fruto de pan tiene una composición química que incluye
aproximadamente 4.80 g de grasas, destacándose además por su elevado contenido de
carbohidratos y proteínas. En cambio, autores como (18) determinaron que, al analizar la
composición proximal de la harina de fruta de pan, el contenido de grasas es del 1.87%,
obteniendo este resultado mediante diversos métodos de secado.
"APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS (CÁSCARA Y SEMILLA) DE LA FRUTA DE PAN (ARTOCARPUS ALTILIS) PARA LA OBTENCIÓN
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303
En investigaciones previas, se ha determinado una densidad promedio de 0.625 g/ml para un
total de 64 semillas, lo que sugiere que el tratamiento T4 está estrechamente relacionado con
esta medición (19). Por otro lado, (20) afirman que la densidad de un material se ve directamente
influenciada por el tamaño de las partículas, de modo que, a mayor tamaño de partícula de la
harina, mayor será su densidad en relación con su masa.
Propiedades funcionales
Los resultados obtenidos muestran que los residuos, como las semillas, poseen una estructura
más porosa y fibrosa, lo que se traduce en una mayor superficie para la absorción, tal como lo
indica (21). En comparación con otros estudios, se han reportado capacidades relativas de
absorción (137.60 ml/100 g) y retención (83.60 ml/100 g) de agua en harinas de diferentes
cereales como el amaranto (Amaranthus). Esto indica que estas harinas pueden absorber
cantidades significativas de agua, debido a que la capacidad de absorción y retención influye
directamente en la textura y calidad del producto final (22).
En este sentido, los resultados obtenidos por (23) indican que, en su estudio, la harina de frejol
canario (Phaseolus vulgaris) mostró una capacidad de absorción de agua de 139.18 ml/100 g,
mientras que la harina de chocho (Lupinus mutabilis) presentó una absorción de 157.82 ml/100 g.
Estos valores reflejan una alta capacidad de absorción de agua en ambas harinas, lo que muestra
una posible influencia en sus propiedades funcionales, como la textura y la consistencia.
CONCLUSIONES
En el aprovechamiento de residuos (cáscara y semilla) de fruta de pan para la obtención de harina,
se demostró que tanto la parte vegetativa como el tipo de secado de la materia prima, influyeron
significativamente en las características fisicoquímicas, lo que evidenció que la harina obtenida a
partir de la semilla mediante secado natural tiene mayor porcentaje de humedad (8.89%) y grasa
(7.6%), mientras el secado mecánico aumenta la densidad (0.71 g/ml) del producto final. Por otro
lado, la capacidad de retención en agua (CRA) no incide entre los factores estudiados, sin
embargo, la capacidad de retención en aceite (CRO) sitúo mayor capacidad en la harina elaborada
de cáscara mediante secado natural (116.55ml/100g). De esta forma, se concluye que la harina
de residuos de fruta de pan podría ser utilizadas para la producción de alimentos de panificación
contribuyendo a la diversificación el uso de estos cultivos en la cadena agroalimentaria.
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