Resumen: El presente trabajo tiene como objetivo aprovechar los residuos del plátano y banano para la
elaboración de harinas que cumplan con las normas NTC-2799:1991 y NTE-INEN-616:2006. El trabajo
experimental consistió en el preparado de las cáscaras de plátano y banano para luego llevarlas al proceso de
molienda y tamizado. Los resultados muestran una harina de buena calidad que cumple con los rigores de las
Normas Técnicas Colombianas. Sin embargo, se observó la presencia de bacteria E. coli en las harinas
desarrolladas, lo cual debe considerarse para mejorar la higiene en el proceso de producción.
Palabras clave: Residuos, harinas, cáscaras, plátano, banano.
Producción de harinas para consumo humano a
partir de la reutilización de desechos orgánicos
ISSN-E: 2697-3650
Minerva Journal
Palacios J. et al. Producción de harinas para consumo humano a partir de la reutilización de desechos orgánicos
Palacios Serrano Josselyn Melissa
https://orcid.org/0000-0002-6512-5205
jplaacios1244@utm.edu.ec
Universidad Técnica de Manabí
Portoviejo – Ecuador
157
Recibido (30/07/2023), Aceptado (27/10/2023)
Vol.4, Special Issue 2023, (pp. 157-166)
Vélez Vélez Gisbel Carolina
https://orcid.org/0000-0003-2145-7002
gvelez0863@utm.edu.ec
Universidad Técnica de Manabí
Portoviejo-Ecuador
Abstract.- The present work aims to take advantage of residues from plantain and banana for the
elaboration of flours that comply with the norms NTC-2799:1991 and NTE-INEN-616:2006. The experimental
work involved preparing plantain and banana peels and then taking them to grinding and sifting. The results
show good quality flour that meets the rigors of the Colombian Technical Standards. However, E. coli bacteria
were observed in the developed flours, which should be considered to improve hygiene in the production
process.
Keywords: Residues, flours, peels, plantain, banana.
Production of flour for human consumption from the reuse of organic waste
https://doi.org/10.47460/minerva.v2023iSpecial.140
Latorre Castro Gisela Beatriz
https://orcid.org/0000-0003-0376-8843
gisela.latorre@utm.edu.ec
Universidad Técnica de Manabí
Portoviejo-Ecuador
Ramón Eudoro Cevallos Cedeño
https://orcid.org/0000-0002-8583-4674
ramon.cevallos@utm.edu.ec
Universidad Técnica de Manabí
Portoviejo-Ecuador
ISSN-E: 2697-3650
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I. INTRODUCCIÓN
El banano es el cuarto cultivo más importante del mundo después del arroz, el trigo y el maíz. Es una fuente
importante de empleo e ingresos económicos de algunos países como India, China, Brasil, Colombia,
Ecuador, Indonesia entre otros [1]. El banano es una de las frutas con mayor aceptación y exportación a
nivel mundial, debido a sus cualidades nutritivas. De acuerdo con La Organización de las Naciones Unidas
para la Agricultura y la Alimentación-FAO, en 2018, las exportaciones mundiales de banano fueron de 19,20
millones de toneladas [2].
Ecuador, es uno de los mayores exportadores de banano y plátano del mundo, representa más del 30% del
total de las exportaciones mundiales y es el producto de exportación más grande después del petróleo [3].
Según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), Ecuador por sí solo
representa más de un tercio de las exportaciones mundiales de banano y plátano [4], vendiendo de 80 a 85
millones de toneladas. Como resultado, Ecuador es uno de los principales exportadores de banano y plátano
del mundo, produciendo frutas de alta calidad con sabores delicados y rendimientos que cumplen con los
estándares internacionales de protección [5]. Actualmente, Ecuador tiene muchos productos inutilizables y
convertibles mediante la aplicación de tecnologías alternativas que pueden obtener subproductos como los
jarabes dulces utilizados para obtener otras sustancias económicamente viables, como el etanol o bioetanol
[6].
La mayor área para cultivos de banano y plátano se encuentra en el cantón el Carmen de la provincia de
Manabí, en Ecuador. La producción anual en esta zona representa aproximadamente el 45,10% respecto a la
producción nacional de este cultivo y alrededor del 70% de la producción de la Costa ecuatoriana. Además,
constituyen el mayor exportador del producto hacia Estados Unidos y Europa. La producción de estos
productos en la zona de Manabí, Ecuador, tienen grandes ventajas respecto a la producción de otras
regiones del país, esto debido a que el clima y las condiciones del suelo favorecen al cultivo [7]. Sin embargo,
la preocupación y conservación del medio ambiente ha sido enfatizada en los últimos años, debido a la
generación y acumulación de desechos de los productos agrícolas que impactan negativamente,
convirtiéndose en un problema por lo que no hay un lugar adecuado para el posicionamiento correcto de
los mismos [8].
Actualmente, el uso de residuos orgánicos en la industria bananera y platanera es muy baja, ya que estos
residuos a pesar de su gran potencial como materia prima para generar nuevos productos, traen otro tipo
de problemas como plagas, olores y contaminación del agua hacia el medio ambiente. Las cáscaras de
banano y plátano, en su gran mayoría se han utilizado para la alimentación animal [9]. No obstante, y a pesar
de que se han realizado estudios para la obtención de productos alimenticios a partir de la fruta y de ciertos
desechos de la actividad bananera y platanera, la transformación y uso de estos ha sido enfocada en
porcentajes mínimos en el desarrollo de productos para la alimentación humana [10]. Es por ello que el
presente trabajo se centra en el aprovechamiento de residuos orgánicos (plátano y banano) para la
elaboración de harinas de consumo humano.
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II. DESARROLLO
El cultivo de banano y plátano es la actividad agrícola más importante que sustenta la seguridad
socioeconómica y alimentaria de algunos países. Desde una perspectiva socioeconómica, estas musáceas no
solo proporcionan un suministro permanente de alimentos ricos en energía para la mayoría de los
agricultores, sino que también sirven como fuente de trabajo estable y temporal [11]. Según un informe
publicado por la FAO, Ecuador representa un tercio de las exportaciones mundiales de estos productos, en
la cual la mayor zona de producción es la conocida como el triángulo platanero y bananero que incluye las
provincias de Manabí, Santo Domingo y Los Ríos.
Actualmente, el rendimiento de producción de estas musáceas en países como Ecuador, es de 1700
cajas/ha/año de banano y de 5 t/ha/año de plátano [12]. En este contexto, es muy importante primar la
revalorización de los residuos generados por esta actividad, dando importancia en cumplir con las normas
ambientales establecidas por el Código Orgánico Ambiental el cual pretende garantizar los derechos
humanos a vivir en un ambiente sano y ecológicamente equilibrado, procurando que estas actividades sean
reguladas y amigables con el medio ambiente [13].
Sin embargo, la producción bananera y platanera durante la cosecha generan residuos orgánicos, que al no
ser manejados en forma correcta impactan negativamente al medio ambiente ocasionando grandes
afectaciones al suelo, agua y aire. La generación de residuos orgánicos provenientes de dichas actividades es
un tema preocupante que ha tomado mucha importancia, debido a que estas industrias luego de la cosecha
producen subproductos como el raquis, el tallo, las hojas y las cáscaras. Estos residuos, generalmente suelen
depositarse en el suelo ayudando a mejorar su calidad con materia orgánica como también suelen ser
desechados o quemados siendo estos susceptibles a la aparición de fauna nociva y enfermedades, como
también a la contaminación del medio ambiente por no tener un control sobre ellos [8].
La cáscara de banano y de plátano representa un 30 al 40% de estos desechos, lo cual genera un
porcentaje considerable de residuos que se podrían reutilizar para emplearse en la alimentación humana
[14]. Estas razones motivan a la elaboración de este trabajo, con el fin de aprovechar dichos residuos para la
elaboración de harinas de consumo humano, lo que ayudará a reducir la contaminación del medio ambiente
y al mismo tiempo aportar con una fuente de alimentación saludable, competitiva con las harinas
convencionales.
III. METODOLOGÍA
Se presenta una investigación de tipo descriptivo - experimental, contribuyendo al desarrollo del
conocimiento científico, operando variables bajo condiciones determinadas y proponiendo estrategias de
elaboración de harinas a partir de la reutilización de desechos orgánicos (cáscaras) del plátano y banano,
utilizando determinadas técnicas bromatológicas y microbiológicas, cumpliendo con los estándares
establecidos y teóricos, fortaleciendo la investigación mediante revistas científicas, libros, tesis y medios
electrónicos de información. La metodología que se desarrolló en esta investigación se muestra a
continuación:
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A. Obtención de la materia prima
La materia utilizada para la obtención de la harina de cáscara de plátano fue adquirida de los residuos
orgánicos de tiendas locales de productos artesanales de plátano de la ciudad de Portoviejo (Manabí –
Ecuador) y para la obtención de la harina de cáscara de banano, se obtuvieron de fincas localizadas en la
parroquia San Plácido, teniendo que mencionar que las cáscaras de plátano fueron de tipo barraganete (AAB
Simonds Dominico Hartón) y las cáscaras de banano de tipo Musa cavendishii.
B. Preparación de la muestra
Las materias primas mencionadas, se procesaron según lo descrito por la norma INEN 2801:2013, que
establece que las muestras deben estar en buen estado sin daños mecánicos. Las cáscaras fueron
sometidas a diferentes procesos los cuales se detallan a continuación:
Lavado: Las cáscaras se lavaron con abundante agua natural con el fin de eliminar impurezas adheridas a
las materias primas, descrito en la norma CPE, INEN-CODEX CAC/RCP 53:2013 [15].
Desinfección: Se empleó hipoclorito de sodio al 5% y se sumergieron las cáscaras por 3 minutos, con la
finalidad de eliminar la mayor cantidad de impurezas que tenían las materias primas [16].
Inactivación de enzimas: Se utilizó una solución de ácido cítrico al 0,75% a una temperatura de 100 ˚C
durante 5 minutos. [17].
Separación de fibra: Después de haber realizado la inactivación de enzimas, se retiró la fibra
(mesocarpio) para evitar un sabor desagradable al momento de obtener las harinas.
Secado: Este es uno de los procesos más importante para obtener las harinas, por lo tanto, se trataron
las cáscaras empleando una estufa (Elos, H055F115) a una temperatura de 60 ˚C por un tiempo de 270
minutos [18], para lograr obtener las materias primas deshidratadas a una humedad entre 7% y 12%
como lo plantean diferentes autores [19].
Molienda: las cáscaras se sometieron a la trituración empleando un molino (Grinder, 700 g), con la
finalidad de disminuir su tamaño y obtener las harinas deseadas.
Tamizado: el objetivo de tamizar es eliminar gran cantidad de partículas y desechos que pueden quedar
después del proceso de la molienda, el tamaño del tamiz (fisherbrand) utilizado fue de 355 µm.
C. Bromatología de las harinas obtenidas
La determinación de humedad se realizó mediante el método de pérdida por calentamiento, empleando
una estufa marca Elos, H055F115. NTE, INEN 518:1980 [20].
La determinación de cenizas se realizó mediante la pérdida de materia generada por la incineración en la
mufla (Thermo scientific, FB1310M). NTE, INEN 520:1980.
La determinación de grasa se realizó mediante el método soxhlet. NTE, INEN 523:1980 .
La determinación de fibra cruda se realizó mediante el método de hidrólisis, ácido-básica empleando un
embudo de Buchner de porcelana con bomba de vacío WELCH 2534B-01 y la estufa antes mencionada.
La determinación de proteína se realizó por el método de Kjeldahl. NTE, INEN 519:1980.
Determinación de carbohidratos: Una vez obtenidos los resultados de humedad, ceniza, fibra cruda,
grasa y proteína, mediante diferencias se obtuvieron los porcentajes finales de carbohidratos de cada
muestra mediante la ecuación (1).
%carbohidratos=100 - (%humedad+%grasa+%proteína+%fibra cruda+%ceniza) (1)
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Determinación de análisis microbiológicos: Los análisis microbiológicos de cada muestra fueron
realizados por el laboratorio AVVE tomando como parámetros el reencuentro total de bacterias aerobias
mesófilos, Hongos y Levaduras, NMP de coliformes totales, NMP de coliformes fecales: Escherichia coli,
Salmonella y Shiguella, establecidos por la NTC-2779 y NTE-INEN 616.
IV. RESULTADOS
En este apartado se presentan los resultados de los análisis proximales y microbiológicos obtenidos de las
harinas, con el fin de cumplir con las condiciones y requisitos establecidos por las normas NTC-2799:1991
[26], y NTE, INEN-616:2006. Por lo tanto, el análisis proximal realizado a las harinas de cáscara de plátano y
de banano se presenta detalladamente a continuación.
A. Humedad
En la tabla 1, se muestra el promedio de humedad en porcentajes, para las cáscaras de plátano fue de
7,05%, mientras que para las cáscaras de banano fue de 7,25, en comparación con la humedad obtenida de
las harinas de referencias, (6,73% cáscara de plátano y 7,24% cáscara de banano), mostrando un porcentaje
de humedad cercano al de la harina de estudio. Estas pequeñas diferencias probablemente se deban al
tiempo y la temperatura de secado utilizadas en estas investigaciones.
Un estudio adicional, mostró que el contenido de humedad de la harina de cáscara de plátano fue de
9,04%, mostrando una diferencia con los valores antes mencionados. Esto puede ser posible debido a los
diferentes tratamientos térmicos realizados, donde el porcentaje de humedad del producto obtenido fue
mucho mayor. Sin embargo, no afecta al producto final, por lo que se encuentra dentro de lo acordado por
la norma utilizada en esta investigación. Es importante mencionar que la vida útil de las harinas dependerá
de la humedad que contengan, ya que a mayor cantidad de humedad será más propenso a ser deteriorado
por hongos u otros microorganismos.
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Tabla 1. Análisis de humedad de las harinas.
B. Cenizas
En la Tabla 2, se reportan los porcentajes de ceniza de las harinas, obteniendo un promedio de 0,10% para
la harina de cáscara de plátano y un 0,11% para la harina de cáscara de banano. Comparando el porcentaje
de cenizas obtenidas de estudios preliminares en donde se indica que para la harina de banano presenta un
porcentaje de 1,72%, y para la harina de plátano reportó un valor de 1,41%, respectivamente, siendo estos
valores superiores a los de las harinas de estudio. Estas diferencias podrían responder a que se trabajó con
el fruto y no con las cáscaras o también a la cantidad de sustancias inorgánicas (minerales) que se
encuentran presentes en esas harinas. Pese a que el porcentaje de cenizas de los productos obtenidos
fueron mucho mayor, no interfieren ni afecta al producto final por lo que si se encuentra dentro de lo
acordado por la Norma Técnica Colombiana usada en este trabajo.
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C. Grasa
En la tabla 3, se muestran los valores obtenidos de la determinación del contenido de grasa. Mediante una
investigación realizada esta reportó un porcentaje de 0,67% para la harina de banano. Sin embargo, un
estudio adicional nos indica que para la harina de plátano se obtuvo un 0,75%, por lo tanto, y comparando
con los porcentajes de grasas de las harinas de estudio, teniendo en cuenta que para la harina de cáscara
de plátano se obtuvo un promedio de 0,62% y un promedio de 0,67% para la harina de cáscara de banano.
Esto permite argumentar que estos valores resultan similares con las harinas de estudio, estableciendo que
las mínimas variaciones que pudieron existir fueron posibles por los diferentes tipos de materia prima
utilizada, o por las investigaciones realizadas previamente donde trabajaron con el fruto y no con la materia
orgánica, como fue en este trabajo.
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Tabla 2. Análisis de cenizas de las harinas.
Tabla 3. Análisis de grasa de las harinas.
D. Fibra cruda
Tal como se muestra en la tabla 4, el análisis de fibra cruda de las harinas de estudio, en promedio se
obtuvo un 0,67% para la harina de cáscara de banano y un 0,62% para la harina de cáscara de plátano,
siendo este valor cercano a los publicados anteriormente , la cual reportó porcentajes de fibra de cruda de
0,79% para la harina de plátano, donde esa mínima diferencia pudo ser porque en dicho trabajo se empleó
el fruto y no la cáscara.
Un estudio adicional, mostró que el contenido de fibra cruda de la harina de banano fue de 1,27%, esto
explica que las diferencias en estos porcentajes con la harina de estudio puedan deberse a varios aspectos
como la variedad del banano utilizado. Cabe mencionar, que la normativa que utilizaron en esta
investigación fue la NTC-2799:1991, la cual establece que el porcentaje máximo permitido es de 1,0, por lo
que el valor obtenido sobrepasó el límite permitido. Es importante mencionar que, si la cantidad de fibra
sobrepasa su valor, la calidad nutritiva de estos productos bajaría y no sería óptimo para ser consumido por
los seres humanos.
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Tabla 4. Análisis de fibra cruda de las harinas.
E. Proteína
En la tabla 5, se muestra el contenido de proteína de la harina de las cáscaras de plátano, que fue 8,05%,
mientras que para la harina de cáscara de banano fue de 7,80%. En este sentido, se comparó con la
cantidad de proteína reportada en un estudio adicional, donde encontró un 7,89% tanto para la harina de
cáscara de plátano como para la harina de cáscara de banano. De igual manera, otro estudio, reportó un
porcentaje de proteína para la harina de cáscara de banano de 8,04%, las cuales muestran proximidad en
cuanto a los resultados de la harina de estudio. Estas pequeñas diferencias pueden darse por los
diferentes procesos tecnológicos utilizados para la obtención de estas harinas o el tiempo en que se haya
realizado la cosecha de estos productos. Teniendo en cuenta que los valores expuestos en este trabajo
junto con las diferentes normas utilizadas en estos estudios se encontraron dentro de los rangos
especificados y, por lo tanto, no afectaron al producto final.
Tabla 5. Análisis de proteína de las harinas.
F. Carbohidratos
En la Tabla 6, se reportan los porcentajes de carbohidratos en las harinas de estudio, obteniendo un
promedio de 83,52% para la harina de cáscara de plátano y un 83,50% para la harina de cáscara de
banano. Comparando el porcentaje de carbohidratos presentado en otra investigación, donde se reportó
un 65,53% para la harina de cáscara de plátano y un 58,98% para la harina de cáscara de banano. Por otro
lado, un estudio adicional, manifestó obtener un 77,96% de carbohidratos para la harina de cáscara de
banano, donde este valor reportado muestra una disminución en el contenido de carbohidratos en
relación con la harina de estudio. Esto puede resultar por el tipo de banano utilizado y el estado de
madurez en el que se encontraba la materia prima. A pesar de que el porcentaje de carbohidratos
obtenido por estos autores fueron inferiores y sobre todo hubo variación entre ellos, no afectaron al
producto final, por lo que se encontraban dentro de lo establecido por las normas utilizadas en estas
investigaciones de similares características.
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Tabla 6. Análisis de proteína de las harinas.
G. Análisis Microbiológicos
En la tabla 7, se aprecian los análisis microbiológicos realizados a las harinas, reportándose presencia de
aerobios mesófilos con resultados de 6,1E2 UFC/g para la harina de cáscara de plátano y 7,6E2 UFC/g para
la harina de cáscara de banano. En cuanto a mohos y levadura, presentaron como resultado un valor
inferior a 1E2 UFC/g para ambas harinas. En lo que respecta a los análisis de coliformes totales, se obtuvo
para la harina de cáscara de plátano un valor de 23 NMP/g y para la harina de cáscara de banano menos
de 3 NMP/g; por consiguiente, en los coliformes fecales hubo presencia de E. coli con un valor inferior a 3
NMP/g para ambas harinas, lo cual indica que la presencia de estos microorganismos perjudica al producto
debido a que no se encuentra dentro de la normativa NTC-2799:1991 y NTE, INEN-616:2006 la cual refleja
que debe haber ausencia total. Pese a esto, los valores alcanzados indican que se debe tener ciertas
consideraciones higiénicas al momento de manejar la producción de las harinas y envasado ya que estas
ayudarían a prevenir y mejorar las condiciones del producto final. En cuanto a las bacterias Shiguella y
Salmonella, no hubo presencia de estos microrganismos en ambas harinas.
Tabla 7. Análisis microbiano para las harinas de cáscara de plátano y de banano.
Fuente: Laboratorio AVVE.
CONCLUSIONES
La disponibilidad de las cáscaras de plátano y de banano fue de fácil obtención, debido a que estos
residuos son desechados y no son aprovechados para ningún otro uso. Por ello, el uso de estos residuos
orgánicos ha sido una alternativa viable para transformarlos en alimento para el uso humano, dado que
tienen gran contenido de proteína, fibra y carbohidratos, lo que constituye una fuente muy importante de
energía y aportan grandes beneficios en la salud de los consumidores. Estas harinas pueden ser
consideradas como una alternativa a través de un suplemento alimenticio dietético para sustituir el
consumo de la harina de trigo convencional. Los análisis bromatológicos y microbiológicos de las harinas
estudiadas dieron como respuesta positiva en la obtención de estos alimentos, puesto que ambas cumplen
con los requerimientos señalados por las Normas Técnicas Colombianas utilizadas, aunque para el caso de
los carbohidratos se pudiese ajustar el valor puesto que en el ensayo 3 fue mayor a lo permitido.
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En los resultados microbiológicos, se estuvieron valores dentro de los rangos permitidos, no obstante, para
el caso de coliformes fecales y en el caso particular de la E. coli, hubo presencia de estas, por lo que se
recomienda realizar un tratamiento térmico o similar en ambas harinas para la eliminación de este
microorganismo. Además, se recomienda mejorar las condiciones higiénicas en el proceso de elaboración.
Es pertinente fortalecer el uso de estas materias primas y de todas las accesibles que se producen en todo
el mundo, puesto que brindan nuevas oportunidades en la alimentación. Además, el buen uso de los
residuos favorece en la reducción de la contaminación ambiental, otorgando un mejor espacio para la
convivencia en las fincas y lugares donde se producen dichos desechos. También es posible mencionar que
el aprovechamiento de los residuos del plátano y el banano ayudan en la economía local, aportando fuentes
de empleo y recursos para los agricultores.
RECONOC IMIE NTO
Los autores agradecemos a las personas que nos ayudaron con la obtención de la materia prima utilizada
(cáscara de plátano y cáscara de banano), a la Universidad Técnica de Manabí por brindarnos el apoyo en el
uso de los laboratorios y a nuestra tutora y cotutor, por habernos brindado la oportunidad de recurrir a su
conocimiento y su capacidad para poder sacar adelante este trabajo de titulación.
REFEREN CIAS
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Vol.4, Special Issue 2023, (pp. 157-166)
LOS AUTORES
Vélez Vélez Gisbel Carolina, Egresada de la carrera de Ingeniería Química,
Universidad Técnica de Manabí, Ecuador.
Palacios Serrano Josselyn Melissa, Egresada de la carrera de Ingeniería
Química, Universidad Técnica de Manabí, Ecuador.
Latorre Castro Gisela Beatriz, Ingeniera Química, Universidad Técnica de
Manabí, Ecuador. Docente dela carrera de Ingeniería Química. Departamento
de Procesos Químicos, Alimentos y Biotecnología.
Cevallos Cedeño Ramón Eudoro, Ingeniero Agroindustrial Ph.D., Universidad
Técnica de Manabí, Ecuador. Docente de la carrera de Ingeniería Química.
Departamento de Procesos Químicos, Alimentos y Biotecnología.
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