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ISSN: 1390-5600
eISSN: 1390-8049
Sección Transformación
(Artículo de Revisión)
Vol. 10 No 1. p. 1-19
|Recibido: 18/11/2023|
|Aceptado: 23/04/2024|
|Publicado: 01/01/2025|
Análisis de las propiedades funcionales de productos a partir de
subproductos agroindustriales: Revisión sistemática
Analysis of the functional properties of products from agroindustrial by-products:
Systematic review
Danilo Reni Vinocunga-Pillajo
1
, Fabiola Maribel Jiménez Tamayo
1
https://doi.org/10.59410/RACYT-v10n01ep01-0153
Resumen
En la actualidad, el aprovechamiento de los residuos agroindustriales del sector alimentario fomenta la
sostenibilidad y economía circular. Los residuos tradicionalmente manejados mediante incineración o
vertederos contienen nutrientes valiosos como carbohidratos, proteínas, lípidos, vitaminas y compuestos
bioactivos. El presente artículo tuvo como objetivo identificar las principales propiedades funcionales de
los productos elaborados con residuos agroindustriales. La revisión sistemática se realizó mediante la
metodología PRISMA, la cual cubrió información acerca de residuos de frutas, vegetales, cereales,
bovino, ovino, aves, peces y de la industria láctea. Los residuos agroindustriales de frutas, como cáscaras
y semillas, son ricos en fenoles. Los subproductos de bovinos y ovinos como los órganos internos
presentan proteínas y colágeno, útiles en alimentos funcionales. Los residuos de pescado, principalmente
la piel y vejiga natatoria, proporcionan gelatina rica en aminoácidos para la alimentación y farmacia.
Los desechos avícolas, como patas y piel de pollo, son fuente de colágeno para gelatina comestible y
aplicaciones industriales. Se concluye que estos residuos son una fuente rica de ingredientes funcionales,
ofreciendo beneficios en la prevención de enfermedades crónicas y la promoción del bienestar general,
además, de contribuir a la sostenibilidad ambiental y a la innovación en la industria alimentaria.
Palabras claves
antioxidantes; compuestos bioactivos; fibra dietética; polifenoles; proteínas
Abstract
Using agro-industrial waste from the food sector promotes sustainability in the circular economy. Waste
traditionally managed through incineration or landfills contains valuable nutrients such as
carbohydrates, proteins, lipids, vitamins, and bioactive compounds. The aim of this article was to
identify the main functional properties of products made with agro-industrial waste. The systematic
review was carried out using the PRISMA methodology, which covered information about residues from
fruits, vegetables, cereals, cattle, sheep, poultry, fish, and the dairy industry. Agro-industrial fruit
waste, such as peels and seeds, is rich in phenols. Bovine and sheep by-products, such as internal organs,
present proteins, and collagen, are useful in functional foods. Fish waste, mainly the skin and swim
bladder, provides gelatin rich in amino acids for food and pharmacy. Poultry waste, such as chicken feet
and skin, is a source of collagen for edible gelatin and industrial applications. These wastes are a rich
source of functional ingredients, offering benefits in the prevention of chronic diseases and the promotion
of general well-being, in addition to contributing to environmental sustainability and innovation in the
food industry.
Keywords
antioxidants; bioactive compounds; dietary fiber; polyphenols; proteins
Direcciones
1
Universidad Estatal Amazónica. Pastaza, Ecuador. Email: danilovinocunga@gmail.com;
fm.jimenezt@uea.edu.ec
Autor para la
correspondencia
Danilo Reni Vinocunga-Pillajo. Universidad Estatal Amazónica. Pastaza, Ecuador. Email:
danilovinocunga@gmail.com
Como citar
VINOCUNGA-PILLAJO, Danilo Reni and JIMÉNEZ TAMAYO, Fabiola Maribel, 2025. Análisis de las
propiedades funcionales de productos a partir de subproductos agroindustriales: Revisión sistemática.
Revista Amazónica. Ciencia y Tecnología. 2025. Vol. 10, no. 1, p. 1–19. DOI 10.59410/RACYT-
v10n01ep01-0153.
Editores Académicos
Segundo Valle-Ramirez
José Manuel Pais Chanfrau
Manuel Pérez Quintana
Editorial
Editorial de la Universidad Estatal
Amazónica 2024
Copyright:
Derechos de autor 2012 UEA | Revista Amazónica Ciencia y Tecnología
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores del artículo autorizan a la RACYT, a que este artículo se destruya y sea compartido
bajo las condiciones de la Licencia Creative Commons 4.0 (CC-BY 4.0)
1. Introducción
En la actualidad, el aprovechamiento integral de
residuos agroindustriales mediante su conversión en
ingredientes funcionales para la industria alimentaria
está fuertemente alineado con los paradigmas de la
economía circular y la sostenibilidad (González y
Pomar Fernández, 2021). Al darle valor agregado a
estos residuos, se reducen significativamente los
desperdicios y el impacto ambiental asociado a la
disposición final de estos en vertederos o incineradores
(Preciado-Saldaña et al., 2022).
La Organización de las Naciones Unidas para la
Alimentación y la Agricultura (FAO) estima que
anualmente se desperdician 1.3 mil millones de
toneladas de alimentos a nivel global, generando
aproximadamente 3.3 mil millones de toneladas de
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gases de efecto invernadero (Vilas-Boas et al. 2023).
Según una estimación, aproximadamente el 53 % del
desperdicio mundial de los alimentos se origina en los
hogares, siendo los principales responsables de la
generación de desperdicios los países económicamente
desarrollados (Oláh et al., 2022)
Transformar los residuos agroindustriales en
ingredientes funcionales promueve la sostenibilidad al
minimizar estas pérdidas y emisiones, lo que está
directamente relacionado con el Objetivo de Desarrollo
Sostenible (ODS) 12.3 que busca reducir a la mitad el
desperdicio mundial de alimentos per cápita en 2030.
Asimismo, el aprovechamiento eficiente de estos
residuos se alinea con el ODS 2 orientado a poner fin
al hambre a través de la producción sostenible de
alimentos (Smeu et al., 2022).
La FAO en el año 2013 distingue claramente entre los
conceptos de “pérdida” y “desperdicio” de alimentos.
Define la pérdida de alimentos como la disminución en
cantidad o calidad de los alimentos originalmente
destinados al consumo humano. Estas pérdidas se
presentan en diversas fases de la cadena de suministro
alimentaria, incluyendo la producción, manejo,
almacenamiento y procesamiento. Por otro lado, el
desperdicio de alimentos se refiere a los alimentos que
se descartan debido a mal manejo o deterioro,
ocurriendo mayoritariamente en las etapas de
distribución y consumo de la cadena de suministro
(Varghese et al., 2023).
En el contexto de la nutrición y la alimentación, el
término propiedades funcionales hace referencia
aquellas características de los alimentos que van más
allá de su valor nutricional básico y que ejercen efectos
fisiológicos específicos y positivos en el organismo
humano (Grochowicz et al., 2021). Es decir, se trata de
productos con ingredientes bioactivos con efectos
fisiológicos positivos demostrados científicamente;
incluyen productos como cereales enriquecidos, lácteos
con probióticos, jugos con antioxidantes, entre otros
(John y Singla, 2021).
Los productos agroindustriales son aquellos que se
obtienen a partir de materias primas agrícolas y
pecuarias, y que pueden tener propiedades
beneficiosas para la salud (Cruz Negrete y Báez
Valencia, 2018). Las propiedades funcionales de los
productos agroindustriales pueden ser nutricionales,
sensoriales y nutracéuticas (Rico y Martin, 2023).
Estos efectos pueden incluir, por ejemplo, la mejora del
sistema inmunológico, la reducción del riesgo de
enfermedades crónicas y la promoción del bienestar
general (Nwosu y Ubaoji, 2020).
Históricamente, los residuos de alimentos se han
manejado principalmente mediante incineración o
depositándolos en vertederos, lo que lleva a la
contaminación del aire, agua y suelo (Vargas Corredor
y Peréz Pérez, 2018). Además, de los problemas
anteriores se ha identificado que las emisiones anuales
de dióxido de carbono (CO
2
), metano (CH
4
) y óxido
nitroso (N
2
O) debidas al desperdicio de alimentos en
países como Finlandia constituyen más del 1% de las
emisiones anuales de gases de efecto invernadero
(Kaur et al., 2021).
Para mitigar estos impactos de los residuos
alimentarios, la Unión Europea (UE) fomenta tanto la
disminución del desperdicio de alimentos como la
exploración de nuevos usos para los subproductos
alimentarios (Szabo et al., 2022). Siguiendo estas
directrices los residuos generados por los distintos
sectores de la industria agroalimentaria, como los de
vegetales, frutas, bebidas, azúcar, carne, y productos
del mar, incluidos los mariscos, se consideran una
fuente barata y valiosa de compuestos funcionales o
bioactivos (Routray y Orsat, 2017).
Investigaciones, como la de Annegowda y Majumder
(2021), han demostrado que los residuos vegetales y
sus subproductos son ricos en metabolitos primarios
(como carbohidratos, proteínas, lípidos, vitaminas) y
secundarios (incluyendo flavonoides, polifenoles,
carotenoides), los cuales tienen potenciales beneficios
terapéuticos actuando como antioxidantes,
antiinflamatorios, anticancerígenos y protectores
cardíacos. Fărcaș et al. (2022), por otro lado,
mencionan que los residuos y subproductos de cereales
son ricos en moléculas con propiedades antioxidantes,
incluyendo compuestos fenólicos, proteínas, péptidos
bioactivos, además de lípidos, fitoesteroles,
betaglucanos, vitaminas y minerales. Otero et al.
(2021) indican, en otro estudio, que la obtención de
compuestos de alto valor añadido como tirosol,
hidroxitirosol (HT), oleocantal, oleuropeína (OLE),
ligstrosido y escualeno pueden ser obtenidos de los
residuos de la producción olivífera. Por último,
Madhamuthanalli y Bangalore (2014), mencionan el
alto índice de colágeno y su potencial en la obtención
de gelatina a partir de subproductos de origen animal.
A pesar de la creciente atención brindada hacia los
alimentos funcionales en los últimos años, la
información disponible se encuentra dispersa en una
amplia gama de investigaciones individuales. Esta
falta de consolidación dificulta la identificación de los
componentes funcionales en los residuos
agroindustriales. En consecuencia, existe una
necesidad imperante de sintetizar y analizar
críticamente las propiedades funcionales en los
residuos agroindustriales en la actualidad. La
relevancia de abordar el análisis de productos
agroindustriales con propiedades funcionales radica
en las transformaciones que la industria alimentaria
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ha experimentado en respuesta a las demandas
crecientes y cambiantes de los consumidores.
La población actual busca productos o ingredientes
que no solo satisfagan sus necesidades nutricionales
básicas, sino que también aporten beneficios tangibles
para la salud; es así, que la creciente conciencia sobre
la prevención de enfermedades crónicas y la promoción
del bienestar ha impulsado el interés en los alimentos
funcionales. La compresión integral de los alimentos
funcionales existentes permite identificar vacíos y
oportunidades para la innovación en este segmento
dinámico de la industria alimenticia. Además, una
mejor comprensión de estas propiedades funcionales
favorece la creación de hábitos y políticas públicas
para promover dietas más saludables para los
consumidores.
El presente artículo tuvo como objetivo identificar las
principales propiedades funcionales de los productos
elaborados con residuos agrícolas, pecuarios y acuícola
de la industria alimentaria.
2. Materiales y métodos
La metodología PRISMA comienza con la etapa de
identificación, tal como se muestra en la Figura 1.
Según Page et al. (2021), la primera etapa implica una
búsqueda exhaustiva en bases de datos y otras fuentes
para encontrar investigaciones potencialmente
pertinentes. Posteriormente, se procede a la selección,
donde se aplican criterios de inclusión y exclusión
cuidadosamente definidos para elegir estudios que se
alineen con la temática. La siguiente etapa, la
elegibilidad, se enfoca en evaluar detalladamente los
estudios preseleccionados para asegurar su relevancia
y calidad. Finalmente, la etapa de inclusión integra en
la revisión aquellos estudios que cumplen con todos los
criterios establecidos, garantizando así que el análisis
se base en información confiable y adecuada a los
objetivos del estudio.
Figura 1 | Etapas de la metodología PRISMA. Adaptado de
(Page, McKenzie, Bossuyt, Boutron, Hoffmann, Mulrow,
Shamseer, Tetzlaff, Akl, Brennan, Chou, Glanville, Grimshaw,
Hróbjartsson, Lalu, Li, Loder, Mayo-Wilson, McDonald,
McGuinness, Stewart, Thomas, Tricco, Welch, Whiting y Moher
2021).
Para este estudio sobre alimentos funcionales, la
búsqueda se realiza en repositorios de investigaciones
como ScienceDirect, (https://www.sciencedirect.com/),
National Library of Medicine
(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/), SciELO
(https://scielo.org/es/) y MDPI journals
(https://www.mdpi.com/).
Se emplean descriptores lógicos específicos para la
búsqueda, adaptados al contexto de los alimentos
funcionales y sus propiedades. En español, se utilizan
términos como “alimentos funcionales”, “residuos
agroindustriales” y “beneficios nutricionales”,
mientras que en inglés se utilizan términos como
“functional foods”, “agroindustrial waste”, “nutritional
benefits” y “health impacts”.
La organización de la información en los resultados y
discusiones se organizó en tres grupos; Residuos
agroindustriales: Agrícolas (frutas, verduras y
cereales), Pecuarios (ganado vacuno “leche”, ovino y
aves de corral) y Acuícola (peces).
3. Resultados y discusión
3.1. Aplicación de la metodología PRISMA
La recopilación se inició a principios de agosto de 2023,
resultando en un número significativo de artículos.
Después de aplicar los filtros según el enfoque
PRISMA, se procesaron 220 documentos (Figura 2).
Durante la etapa de selección se descartaron aquellos
documentos que carecían de autor identificable, así
como artículos y libros no relacionados directamente
con el tema. Se establecieron criterios de inclusión
basados en la relevancia del artículo para el tema de
los alimentos funcionales con relación al tema y se
excluyeron aquellos fuera del rango de publicación
entre 2007 y 2024. Este proceso resultó en una
reducción de 40 artículos, quedando una base de 180
artículos.
En la tercera fase del proceso PRISMA, dedicada a la
verificación de la elegibilidad de los documentos, se
evaluó meticulosamente 180 artículos previamente
seleccionados para el estudio de alimentos funcionales.
Este proceso incluye un análisis detallado de títulos y
resúmenes para determinar la relevancia de cada
artículo en relación con aspectos clave como residuos
agroindustriales con beneficios nutricionales, impacto
en la salud y aplicaciones dietéticas de los alimentos
funcionales. Se eliminaron los documentos duplicados
para asegurar la diversidad de fuentes y se
descartaron aquellos trabajos que no se alineaban
directamente con el objetivo del estudio, como aquellos
que no se centraban en los efectos específicos de ciertos
alimentos funcionales. Tras este riguroso proceso de
selección y eliminación se obtuvo 98 artículos que
cumplían con todos los criterios de relevancia,
actualidad y calidad metodológica.
En la última etapa de la metodología PRISMA, se
eliminaron 19 documentos manteniendo una base de
datos de 79 artículos. Este análisis profundo de cada
artículo permitió construir un entendimiento
detallado y matizado de la temática. Se identificaron
tendencias emergentes y patrones, ofreciendo una
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visión completa del estado actual de los alimentos
funcionales. A partir de estos hallazgos, se generaron
discusiones informadas que no solo reflejaron el
conocimiento existente, sino que también señalaron
áreas de incertidumbre y oportunidades para
investigaciones futuras. Esta fase contribuyó
significativamente al cuerpo de conocimiento general
sobre los alimentos funcionales, destacando sus
diversas implicaciones y potencialidades.
Figura 2 | Metodología PRISMA aplicada al estudio
3.2. Análisis del comportamiento de los artículos
seleccionados
La revisión de la literatura sobre el aprovechamiento
de residuos agroindustriales indica un interés
creciente en la materia (Figura 3). Destaca el año 2023
con 16 publicaciones, seguido por 2021 con 14,
mientras que 2022 reporta 7 artículos. El interés
investigativo se incrementa a partir de 2017, con 5
publicaciones, y continúa en ascenso, con 2018 y 2020,
presentando 10 y 6 artículos respectivamente. Entre
2010 y 2016, la producción científica se mantuvo
estable con 2 artículos anuales. Los inicios del período
de estudio, 2007 y 2008, registran únicamente una
publicación cada uno. La ausencia de una tendencia
lineal definida sugiere que el número de publicaciones
por año no se ajusta a un modelo de regresión simple o
predecible.
El incremento observado en el número de
publicaciones durante 2023 es especialmente notable
y puede estar influenciado por varios factores.
Primero, la creciente conciencia ambiental y la
necesidad de sostenibilidad han impulsado la
investigación en la transformación de residuos
agroindustriales en recursos valiosos. Segundo, los
avances tecnológicos han facilitado la conversión de
estos residuos en productos útiles, abriendo nuevas
áreas de estudio.
Figura 3 | Comportamiento en el tiempo de los artículos
seleccionados.
Además, la demanda del mercado por productos
ecológicos y sostenibles ha fomentado aún más este
campo de investigación. Este patrón en la publicación
científica refleja un reconocimiento creciente de la
importancia de esta área de investigación, marcando
un camino hacia un futuro más sostenible respecto a
los residuos en la industria alimentaria.
3.3. Residuos agroindustriales agrícolas
Los residuos agrícolas se pueden dividir en residuos de
campo y residuos de proceso. Los primeros se refieren
aquellos que quedan en el campo tras la recolección de
la cosecha, incluyendo elementos como hojas, tallos y
vainas de semillas. Mientras que los residuos del
proceso son desechos presentes incluso después que el
Identificación
Selección
Elegibilidad
Inclusión
Estudios identificados en:
ScienceDirect (n= 110)
National Library of Medicine (n= 40)
SciELO (n= 30)
MDPI journals (n= 40)
Artículos elegidos tras leer el título y
aplicar criterio de exclusión (n=98)
Artículos incluidos en la revisión
(n=79)
87 artículos descartados tras la
lectura de título y criterio de
exclusión.
Estudios en la segunda etapa:
ScienceDirect (n= 98)
National Library of Medicine (n= 32)
SciELO (n= 17)
MDPI journals (n= 33)
180 artículos identificados tras
aplicar los criterios de
inclusión.
19 artículos eliminados tras
lectura del resumen y los
resultados.
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cultivo se procesa para convertirlo en un recurso
valioso alternativo. Estos residuos consisten en
melaza, cáscaras, bagazo, semillas, hojas, paja, tallo,
pulpa, rastrojos y raíces (Sadh et al., 2018).
3.3.1. Residuos agroindustriales agrícolas
Según Naik et al. (2023), la utilización de residuos
agrícolas ofrece beneficios significativos, siendo
orgánicos y económicamente eficientes. Además, los
residuos de frutas constituyen una rica fuente de
nutrientes como de fibra, vitaminas, ácidos grasos,
ácidos fenólicos, carotenoides, etc.
El residuo del aguacate, que incluye la cáscara, semilla
y pulpa desgrasada, representa aproximadamente el
30-40% del peso del fruto. Estos residuos son ricos en
compuestos bioactivos como fenoles, carotenoides,
fitoesteroles y acetogeninas, por lo tanto, presenta un
gran potencial para ser aprovechados en la industria
de alimentos o farmacéutica (Del-Castillo-Llamosas et
al. 2023). Salazar-López et al. (2020) analizaron los
tipos, contenidos y posibles funciones de estos
compuestos, y sugieren que con métodos adecuados de
procesamiento se pueden obtener los máximos
rendimientos, preservado la integridad de los
compuestos de interés (Tabla 1).
Mientras, el residuo de mango, que consiste
principalmente en la semilla, representa
aproximadamente el 20% del peso total del fruto.
Torres-León et al. (2016) señalaron que la semilla de
mango tiene alto contenido de compuestos bioactivos
como fenoles, carotenoides, vitamina C y fibra
dietética. Por ello, sugieren que, con un tratamiento
adecuado para reducir los factores anti-nutricionales,
la semilla puede usarse para producir harinas que se
puedan incorporar en alimentos (Tabla 1).
El procesamiento de melón genera grandes cantidades
de residuos como cáscara y semilla, que tienen mayor
contenido de compuestos bioactivos que la pulpa.
Gómez-García et al. (2020) mencionan que estos
residuos son ricos en carotenoides, ácidos grasos,
fenoles y otros compuestos, por lo que pueden usarse
como ingredientes funcionales para desarrollar nuevos
alimentos con propiedades beneficiosas para la salud
(Tabla 1).
En cambio, el residuo de la cereza ácida, compuesto
por el bagazo y la semilla, se genera en grandes
cantidades durante la producción de jugo y otros
procesos tecnológicos. Yılmaz et al. (2019) afirman que
estos residuos tienen alto contenido de compuestos
fenólicos y actividad antioxidante, por lo que pueden
usarse como fuente de ingredientes antioxidantes
naturales para la industria alimentaria (Tabla 1).
Tabla 1 | Propiedades funcionales de subproductos de frutas
Fruta
Residuo
Compuesto
funcional/nutricional
Tipo de producto
Referencia
Aguacate.
Cáscara,
semilla, pulpa
desgrasada.
Fenoles, carotenoides,
fitoesteroles,
acetogeninas.
Aceite, harina, extractos
fenólicos, extractos de
carotenoides.
(Salazar-López, Domínguez-Ávila, Yahia,
Belmonte-Herrera, Wall-Medrano, Montalvo-
González y González-Aguilar, 2020)
Mango.
Semilla.
Fenoles, carotenoides,
vitamina C, fibra
dietética.
Harina.
(Torres-León, Rojas, Contreras-Esquivel,
Serna-Cock, Belmares-Cerda y Aguilar, 2016)
Melón.
Cáscara,
semilla.
Carotenoides, ácidos
grasos, fenoles.
Extractos de
carotenoides, extractos
fenólicos.
(Gómez-García, Campos, Aguilar, Madureira
y Pintado, 2020)
Cereza
ácida.
Bagazo, semilla.
Fenoles antioxidantes.
Extractos fenólicos.
(Yılmaz, Görgüç, Karaaslan, Vardin, Ersus
Bilek, Uygun y Bircan, 2019)
Uva.
Orujo, semilla.
Antocianinas,
flavonoides, ácidos
fenólicos.
Colorantes, fibra
dietética.
(Yu y Ahmedna, 2013)
Finalmente, el residuo de uva, que consiste en el orujo
y la semilla, es rico en antocianinas, flavonoides,
ácidos fenólicos y otros compuestos. Yu y Ahmedna
(2013) indican que estos residuos pueden usarse como
colorantes naturales, fuente de fibra dietética,
antioxidantes y otros aditivos, evitando que se
desperdicien (Tabla 1).
Salazar-López, Domínguez-Ávila, Yahia, Belmonte-
Herrera, Wall-Medrano, Montalvo-González y
González-Aguilar (2020) y Yılmaz, Görgüç, Karaaslan,
Vardin, Ersus Bilek, Uygun y Bircan (2019)
profundizan en los métodos de extracción de fenoles,
carotenoides, fitoesteroles y acetogeninas mediante
solventes, fluidos supercríticos y ultrasonido para
obtener compuestos enriquecidos a partir de los
residuos de aguacate y cereza ácida. La extracción con
los métodos anteriores debe compararse con
tecnologías emergentes para determinar las técnicas y
procesamiento óptimos para aprovechar al máximo el
potencial de cada tipo de residuo en la innovación de
alimentos funcionales. Además, es esencial considerar
el impacto ambiental de estos métodos y su alineación
con los principios de la química verde.
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Torres-León, Rojas, Contreras-Esquivel, Serna-Cock,
Belmares-Cerda y Aguilar (2016) y Yu y Ahmedna
(2013), por otro lado, proponen usos más generales de
los residuos de mango y uva, como la producción de
harinas (fibra dietética) o aplicaciones como
colorantes, sin enfocarse en la extracción de estos
compuestos específicos. En cambio, Gómez-García,
Campos, Aguilar, Madureira y Pintado (2020) se
enfocan en describir el potencial de los residuos de
melón en la industria alimentaria. Sin embargo, más
allá de estos usos prácticos y generales que mencionan
los anteriores autores, es esencial considerar la
extracción y aprovechamiento de compuestos
específicos para potencial aún más el uso de residuos
de las frutas mencionadas.
3.3.2. Residuos agroindustriales de vegetales
Un aspecto destacado de los compuestos fenólicos en
comparación con otros antioxidantes es su síntesis
natural en las plantas, presentándose de manera
abundante en vegetales y en sus subproductos como
tallos, hojas, cáscara y semillas (Zárate-Martínez et
al., 2021). Estos alimentos esenciales en la dieta
diaria se consumen en cantidades significativas,
convirtiendo a los compuestos fenólicos en uno de los
antioxidantes más presentes en la alimentación
humana, con una ingesta diaria que puede alcanzar
hasta 1 gramo (Zeng et al., 2023).
De acuerdo con Betrouche et al. (2022), los residuos de
tomate y linaza generados, durante el procesamiento
de estos alimentos, representan una fuente importante
de compuestos bioactivos que pueden aprovecharse. Al
incorporar estos residuos molidos directamente en la
masa de la pasta libre de gluten, en porcentajes entre
el 10-15%, se logra enriquecer el producto final con
fibra dietética, proteínas, lípidos y compuestos
antioxidantes como polifenoles y tocoferoles (Tabla 2).
Por su parte, Szabo, Mitrea, Călinoiu, Teleky, Martău,
Plamada, Pascuta, Nemeş, Varvara y Vodnar (2022)
mencionaron que los residuos de tomate, manzana y
cereales contienen una alta concentración de
polifenoles, por lo que proponen su extracción
utilizando tecnologías amigables con el medio
ambiente como la extracción asistida con ultrasonido,
y el empleo de fluidos supercríticos y enzimas, las
cuales permiten romper eficientemente las paredes
celulares y obtener extractos ricos en estos compuestos
bioactivos (Tabla 2).
Asimismo, Lucera et al. (2018) plantearon el
aprovechamiento de residuos cáscara de tomate, de
uva, brócoli, alcachofa y salvado de maíz, al incorporar
sus harinas obtenidas por secado y molienda en un 5%
en quesos untables, logrando incrementar el contenido
de fibra dietética y polifenoles (Tabla 2).
Por último, Jeong et al. (2023) realizaron un análisis
sobre el uso de residuos vegetales como componentes
en medios de cultivo para el
Lactiplantibacillus
plantarum
WiKim0125, una cepa bacteriana aislada
del kimchi (repollo chino fermentado). El estudio se
centra en la utilización de desechos de col de kimchi y
desechos de cebolla, secados y triturados, como
suplementos en el caldo de cultivo (Tabla 2).
Tabla 2 | Propiedades funcionales de subproductos de vegetales
Vegetal
Residuo
Compuesto funcional/nutricional
Tipo de producto
Referencia
Tomate y harina
de linaza.
Cáscara,
semillas.
Fibra dietética, proteínas, lípidos,
polifenoles, tocoferoles.
Pasta enriquecida.
(Betrouche, Estivi, Colombo, Pasini,
Benatallah, Brandolini e Hidalgo,
2022)
Tomate, cereal
(salvado) y
manzana.
Cáscara,
semillas.
Polifenoles.
Extracto rico en
polifenoles.
(Szabo, Mitrea, Călinoiu, Teleky,
Martău, Plamada, Pascuta, Nemeş,
Varvara y Vodnar, 2022)
Brócoli, alcachofa,
maíz (salvado),
uva.
Tallos, hojas,
cáscara y
semillas.
Fibra dietética, polifenoles.
Harina enriquecida
(Lucera, Costa, Marinelli, Saccotelli,
Del Nobile y Conte, 2018)
Col de kimchi, col
y cebolla.
Subproductos
de los
vegetales.
Lactato, monosacáridos,
disacáridos, oligosacáridos, ácido
málico, ácido cítrico, polifenoles.
Medio de cultivo para
Lactiplantibacillus
plantarum.
(Jeong, Kim, Lee, Yang y Park,
2023)
Los estudios de Betrouche, Estivi, Colombo, Pasini,
Benatallah, Brandolini e Hidalgo (2022) y Lucera,
Costa, Marinelli, Saccotelli, Del Nobile y Conte (2018)
comparten el objetivo de enriquecer alimentos como
pastas y el queso untable con residuos vegetales,
logrando incrementar compuestos bioactivos como la
fibra, los polifenoles y los tocoferoles en los productos
finales. Sin embargo, Betrouche, Estivi, Colombo,
Pasini, Benatallah, Brandolini e Hidalgo (2022)
incorporaron directamente los residuos molidos en la
formulación, mientras que, Lucera et al. (2018),
emplearon harinas obtenidas a partir de los residuos.
Los métodos mencionados subrayan la versatilidad de
los residuos vegetales como fortificantes alimentarios
y abren un campo prometedor para futuras
investigaciones. No obstante, es esencial evaluar la
estabilidad de los nutrientes durante el procesamiento
y la vida útil, así como el impacto de estas adiciones en
las características organolépticas y la aceptación del
consumidor.
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Por otro lado, Szabo, Mitrea, Călinoiu, Teleky, Martău,
Plamada, Pascuta, Nemeş, Varvara y Vodnar (2022) se
enfocaron en la extracción de polifenoles antioxidantes
de los residuos, mediante el uso de tecnologías verdes
con mayor rendimiento que los métodos tradicionales.
En contraste, Jeong, Kim, Lee, Yang y Park (2023) se
enfocaron en el microrganismo
L. plantarum
que
cultivado en residuos vegetales muestra una actividad
antimicrobiana significativamente mayor contra
patógenos
Staphylococcus aureus
,
Escherichia coli
y
Salmonella typhimurium
. Estas propiedades
mencionadas ofrecen beneficios potenciales en la
alimentación humana como agente antimicrobiano y
como modulador de la respuesta inmune. Estas
características son especialmente relevantes para el
desarrollo de alimentos fermentados y suplementos
dietéticos que promuevan la salud y el bienestar,
noción que es validada por Garnås (2023).
3.3.3. Residuos agroindustriales de la producción de
aceites vegetales
Las industrias de aceites producen enormes
cantidades desechos después de la extracción de los
lípidos en los vegetales/semillas, estos residuos se
conocen como tortas de aceite y están constituidos por
fibras y polifenoles. En consecuencia, estas industrias
con sus subproductos causan contaminación del aire,
el agua y los desechos sólidos porque los residuos
contienen alta concentración de aceites, grasas, sólidos
suspendidos y sólidos disueltos (Sadh, Duhan y
Duhan, 2018).
Los estudios analizados exploran diversas facetas de
la valorización de subproductos en la industria del
aceite; por ejemplo, Romero et al. (2018) se concentran
en analizar compuestos fenólicos y triterpenos
obtenido mediante técnicas extracción por medios de
una mezcla de dimetilsulfóxido (DMSO) y ácido
siríngico en subproductos de molinos de aceite de oliva
en España (Tabla 3).
Tabla 3 | Propiedades funcionales de subproductos de la industria de aceite
Producto
Residuo
Compuesto funcional/nutricional
Tipo de producto
Referencia
Aceite de oliva.
Orujo y hojas
de olivo.
Fenoles, Ácidos triterpénicos (incluyendo ácido
maslínico).
Ingredientes para
alimentos funcionales y
nutracéuticos.
(Romero,
Medina, Mateo y
Brenes, 2018)
Aceite de oliva.
Orujo de
oliva.
Extractos ricos en Polifenoles, Modulación del
metabolismo y respuesta inflamatoria celular
Suplementos para la
salud intestinal.
(Di Nunzio et al.,
2018)
Aceite de onagra.
Torta de
semillas de
onagra.
Proteínas con mejor capacidad de retención de agua
y aceite, solubilidad, propiedades emulsionantes y
espumantes.
Proteínas funcionales
para alimentación y
farmacia.
(Hadidi et al.,
2021)
Aceite variado
(Almendra, Nuez,
Granada, Uva).
Residuos de
prensado en
frío.
Fibra dietética, Ácidos grasos poliinsaturados y
monosaturados, Minerales (potasio, calcio, fósforo,
magnesio), Compuestos volátiles (terpenos como
limoneno).
Fuentes de fibra, ácidos
grasos y minerales para
alimentos enriquecidos.
(Karaman et al.,
2015)
Por otro lado, Di Nunzio, Picone, Pasini, Caboni,
Gianotti, Bordoni y Capozzi (2018), investigan los
efectos de un extracto rico en polifenoles de
subproductos de la industria del aceite de oliva en
células intestinales. Además, Hadidi, Ibarz y
Pouramin (2021), abordan la optimización de la
extracción y deamidación de proteínas comestibles de
subproductos del procesamiento del aceite de onagra
(Tabla 3).
Finalmente, Karaman, Karasu, Tornuk, Toker,
Geçgel, Sagdic, Ozcan y Gül (2015) determinan el
contenido total de fenoles, flavonoides y taninos
hidrolizables mediante métodos de extracción
obtenidos del prensado en frío en la industria del
aceite. Además, examinan las propiedades
fisicoquímicas, bioactivas y antimicrobianas presentes
en estos residuos (Tabla 3).
Los estudios de Romero, Medina, Mateo y Brenes
(2018), Di Nunzio, Picone, Pasini, Caboni, Gianotti,
Bordoni y Capozzi (2018), Hadidi, Ibarz y Pouramin
(2021), y Karaman, Karasu, Tornuk, Toker, Geçgel,
Sagdic, Ozcan y Gül (2015) revelan la notable
potencialidad de los fenoles y ácidos triterpénicos en
los residuos de la producción de aceite. Los compuestos
mencionados en la torta de aceite emergen como
componentes con una alta capacidad antioxidante,
esenciales en la mitigación del estrés oxidativo y, por
ende, en la prevención de artritis, enfermedades
cardiovasculares y envejecimiento prematuro
(Sánchez-Rodríguez y Mesa, 2018).
Hadidi, Ibarz y Pouramin (2021) exploran proteínas
modificadas en la torta de semillas de onagra,
destacando su aplicabilidad en la mejora de las
propiedades la mejora de las propiedades sensoriales
de textura y estabilidad de los alimentos funcionales
ofreciendo un beneficio a la textura y la estabilidad de
los productos alimenticios. Este enfoque no solo
extiende la vida útil de los productos alimenticios, sino
que también optimiza la aceptabilidad por parte de los
consumidores
Por otro lado, Karaman, Karasu, Tornuk, Toker,
Geçgel, Sagdic, Ozcan y Gül (2015) identificaron un
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alto contenido de fenoles y flavonoides en los residuos
de almendra en relación con los otros coproductos
analizado en su investigación. Este descubrimiento
subraya el potencial de los desechos de almendra como
un recurso valioso para la obtención de compuestos con
alto valor antioxidante.
3.3.4. Residuos agroindustriales de la producción de
cereales
El cultivo y procesamiento de cereales alimentarios
representan un sector importante de la industria
alimentaria. El arroz, el trigo, la cebada y el maíz
constituyen más del 90% del consumo de cereales en el
mundo (Akanbi et al., 2019). Sin embargo, el
procesamiento de este producto genera cantidades
importantes de subproductos que debido a su
composición química merecen ser reintegrados al
sistema de bioeconomía circular de forma sostenible
(Fărcaș, Socaci, Nemeș, Pop, Coldea, Fogarasi y Biriș-
Dorhoi, 2022).
Verni et al. (2019) emplearon la fermentación para
mejorar los compuestos bioactivos en salvado y germen
de cereales variados, logrando enriquecer los
ingredientes para la producción de alimentos que
contienen cereales en panaderías y productos lácteos.
Estos procesos biotecnológicos potencian las
propiedades nutricionales y funcionales de los
alimentos con el empleo de estos subproductos,
especialmente por la presencia de vitaminas y
compuestos antioxidantes, mostrando una aplicación
directa en la industria alimentaria (Tabla 4).
Tabla 4 | Propiedades funcionales de subproductos de la industria de aceite
Tipo de cereal
Residuo
Compuesto funcional/nutricional
Tipo de producto
Referencia
Variados (avena, arroz,
maíz y trigo).
Salvado y
germen.
Mejora de compuestos bioactivos a
través de la fermentación (vitaminas,
minerales, antioxidantes).
Ingredientes enriquecidos para
alimentos (panadería, lácteos).
(Verni,
Rizzello y
Coda, 2019)
Maíz, trigo, arroz.
Salvado.
Extracción de polifenoles
(antioxidantes, antiinflamatorios).
Suplementos nutricionales y
alimentos funcionales.
(Fărcaș,
Drețcanu, Pop,
Enaru, Socaci
y Diaconeasa,
2021)
Avena.
Salvado
de avena.
Ácidos fenólicos aumentados
(antioxidantes, antimicrobianos).
Productos mejorados para salud
intestinal y prevención de
enfermedades.
(Alrahmany et
al., 2013)
Arroz, trigo, avena, cebada,
sorgo, mijo, centeno, maíz.
Salvado.
Enriquecimiento con nutrientes clave
(fibras, antioxidantes).
Alimentos fortificados para
control de diabetes y obesidad.
(Patel, 2015)
Fărcaș et al. (2021), por otro lado, se enfocaron en la
extracción de polifenoles de salvados de maíz, trigo y
arroz mediante métodos fisicoquímicos. Estos procesos
resultan en la obtención de extractos ricos en
compuestos antioxidantes con potenciales aplicaciones
en suplementos nutricionales y funcionales (Hassan et
al., 2021) (Tabla 4). Además, se ha identificado que la
ingesta de polifenoles por parte del ser humano se
destaca por sus propiedades antiinflamatorias y
antioxidantes, lo que sugiere un enfoque más
orientado a la salud y la prevención de enfermedades,
ideas que fueron validadas por Samid et al. (2023).
En cambio, Alrahmany, Avis y Tsopmo (2013)
investigaron el tratamiento enzimático de salvado de
avena, incrementando la disponibilidad de ácidos
fenólicos solubles. Este proceso mejora la actividad
antioxidante y antimicrobiana del salvado, lo que
sugiere aplicaciones en productos para la salud
intestinal y la prevención de enfermedades (Li et al.
2023). Esta técnica destaca por su especificidad en
mejorar ciertos compuestos bioactivos, ofreciendo un
enfoque más dirigido hacia aplicaciones en la
nutrición.
Autores como Patel (2015) exploraron la fortificación
de salvados de varios cereales con nutrientes claves,
como fibras y antioxidantes, orientando el producto
final hacia el control de la diabetes y la obesidad. Los
nutrientes anteriormente mencionados resaltan el
papel de los alimentos fortificados en la gestión de
enfermedades metabólicas, además, estas aplicaciones
se encuentran en concordancia con los hábitos de los
prebióticos en la actualidad.
Realizando comparaciones, Verni, Rizzello y Coda
(2019) y Patel (2015), se enfocaron en la mejora y
fortificación nutricional a través de procesos de
fermentación y enriquecimiento; mientras que, Fărcaș,
Drețcanu, Pop, Enaru, Socaci y Diaconeasa (2021) y
Alrahmany, Avis y Tsopmo (2013), se encaminaron
más en la extracción y aumento de compuestos
específicos, como polifenoles y ácidos fenólicos,
mediante métodos químicos, físicos y enzimáticos.
Estas diferencias en procesos y resultados subrayan la
diversidad de aplicaciones potenciales de los
subproductos de cereales, desde mejoras nutricionales
hasta aplicaciones específicas en la salud y la
prevención de enfermedades.
3.4. Residuos agroindustriales pecuarios
3.4.1. Residuos de la industria láctea
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A nivel mundial se producen cada año
aproximadamente entre 4 y 11 millones de toneladas
de residuos lácteos sólidos y líquidos (Chaudhary et
al., 2023). Siendo la producción de queso la principal
responsable de generar cantidades significativas de
subproductos como el lacto suero (Ziara et al., 2018).
Este residuo contiene 90 % de proteínas y entre 4, 6 %
de agua y el 4-6 % restante es una combinación de
grasa, lactosa y ceniza (Foegeding et al., 2011), esta
constitución representa un gran potencial de
aprovechamiento orientado en la economía circula.
En el contexto de las aplicaciones industriales y
terapéuticas para la salud humana, los estudios
revisados revelan un notable potencial (Tabla 5). Por
ejemplo, Rico-Rodriguez et al. (2021), producen
galacto-oligosacáridos (GOS) aprovechando la lactosa
presente en el suero de queso. Este proceso se lleva a
cabo a través de la transgalactosilación enzimática,
una reacción catalizada por la enzima β-galactosidasa.
Durante este proceso, la lactosa se convierte en GOS,
son conocidos por sus efectos prebióticos, favoreciendo
una microbiota intestinal saludable y, por lo tanto,
mejoran la salud digestiva y potencialmente
fortaleciendo el sistema inmunológico.
Las bebidas probióticas, mediante la fermentación a
base de suero de Chhana, investigadas por Begum et
al. (2019), en los que se incorporaron cultivos de
Lactobacillus acidophilus
, ofrecen beneficios similares
a los expuestos por Rico-Rodriguez, Strani, Grassi,
Lancheros, Serrato y Casiraghi (2021) en la salud
gastrointestinal, además de contribuir a un mejor
equilibrio de la flora intestinal.
En el caso de las bebidas probióticas a base de suero
de leche de vaca, oveja y cabra, enriquecidas con polvo
de kiwi desarrolladas por Dinkçi et al. (2023), la
inclusión de antioxidantes naturales y aminoácidos
esenciales tienen un impacto positivo en la prevención
de enfermedades crónicas y el mantenimiento de una
buena salud metabólica.
Por último, el pineno producido a partir del permeado
de suero en el estudio realizado por Risner et al.
(2020), tiene potencial en aplicaciones terapéuticas,
como en el tratamiento de trastornos cognitivos y con
efectos antiinflamatorios, además de su uso en la
industria de fragancias y sabores.
Tabla 5 | Subproductos de la industria láctea con propiedades funcionales
Tipo de
producto
lácteo
Residuo
Compuesto
funcional/nutricional
Tipo de producto
que se desarrolla
con el residuo
Referencia
Queso.
Suero de queso (subproducto
líquido rico en lactosa y minerales).
GOS (prebióticos derivados de
lactosa).
Análisis y
producción de
GOS.
(Rico-Rodriguez, Strani,
Grassi, Lancheros,
Serrato y Casiraghi,
2021)
Chhana
(queso fresco).
Suero de Chhana (subproducto
líquido de la producción de
Chhana).
Cultivos de
Lactobacillus
acidophilus
(bacterias
probióticas).
Bebida
fermentada.
(Begum, Islam, Siddiki,
Habib y Harun-ur-
Rashid, 2019)
Leche (vaca,
oveja, cabra).
Concentrado de proteína de suero
(WPC) de leche de vaca, oveja y
cabra.
Antioxidantes naturales y
aminoácidos esenciales.
Bebida probiótica.
(Dinkçi, Akdeniz y
Akalın, 2023)
Queso.
Permeado de suero (efluente líquido
con alto contenido de lactosa).
Pineno (metabolito secundario
de las plantas con aplicaciones
industriales).
Producción de
pineno.
(Risner, Marco, Pace y
Spang, 2020)
Es importante mencionar que aunque los procesos de
producción varían (desde técnicas de fermentación
hasta ingeniería microbiana), todos los estudios
resaltaron la importancia de aprovechar el lacto suero
por características nutricionales para generar nuevos
productos con mayor valor añadido, contribuyendo a la
sostenibilidad y eficiencia de la industria láctea.
3.4.2. Subproductos de la industria cárnica
El proceso de sacrificio animal se centra
primordialmente en la obtención de carne,
considerándola el producto principal, mientras que
otros elementos derivados, conocidos como despojos, se
clasifican como subproductos (Alao et al., 2017). Estos
subproductos se dividen en dos categorías: aquellos
que son comestibles y los que no lo son (López Ramírez
y García Cáceres, 2020).
Según Bhaskar et al. (2007), los subproductos
representan entre un 60% y un 70% del peso total del
animal sacrificado, con casi un 40% de estos, siendo
comestibles y aproximadamente un 20%, no
comestibles.
Algunos subproductos son considerados comestibles en
numerosos países en vías de desarrollo y se utilizan
comúnmente para hacer embutidos. En cuanto al
aporte proteico, las proteínas derivadas de los
subproductos de la industria cárnica constituyen más
de un octavo del total de proteínas presentes en la
carne magra (Drummond et al., 2019).
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3.4.2.1. Residuos de los ganados vacuno y ovino
Las investigaciones de Bhaskar, Modi, Govindaraju,
Radha y Lalitha (2007), Banerjee y Shanthi (2012),
Darine et al. (2010) y Shirsath y Henchion (2021)
destacaron el potencial de los subproductos cárnicos en
la salud humana (Tabla 6).
Bhaskar, Modi, Govindaraju, Radha y Lalitha (2007)
enfatizaron la producción de hidrolizados de proteína
a partir de la masa visceral de las ovejas, ricas en
aminoácidos esenciales para el crecimiento y la
reparación muscular como la lisina, leucina y valina
(Tabla 6).
Tabla 6 | Residuos de ovinos y bovinas con propiedades funcionales
Tipo de
Carne
Residuo
Compuesto
funcional/nutricional
Tipo de producto
desarrollado
Referencia
Ovina.
Masa visceral de oveja.
Proteína hidrolizada.
Suplemento nutricional
en polvo.
(Bhaskar, Modi, Govindaraju,
Radha y Lalitha, 2007)
Vacuno.
Colágeno del tendón de Aquiles.
Péptidos con inhibición de
ACE.
Inhibidores naturales
para hipertensión.
(Banerjee y Shanthi, 2012)
Vacuno.
Pulmones.
Concentrados de proteína
de pulmón.
Ingredientes
funcionales para
alimentos.
(Darine, Christophe y
Gholamreza, 2010)
Vacuno
y Ovina.
Órganos internos (hígado, riñones,
corazón), huesos, sangre, piel,
tendones y grasa.
Colágenos, y
concentrados de
proteínas.
Snacks ricos en
proteínas, y alimentos
fortificados.
(Shirsath y Henchion, 2021)
Por otra parte, Banerjee y Shanthi (2012),
identificaron péptidos en el colágeno del tendón de
Aquiles bovino con capacidad para inhibir la esterasa
de acetil colina (ACE), crucial en la regulación de la
presión arterial, proponiendo un papel potencial en el
manejo de la hipertensión (Dong et al., 2023) (Tabla 6).
En cambio, Darine, Christophe y Gholamreza (2010),
se enfocan en las proteínas extraídas de los pulmones
del ganado vacuno, que pueden ser empleados como
emulsionantes o agentes espumantes en alimentos
procesados, mejorando la textura y conservación de
productos como carnes procesadas y productos
horneados (Tabla 6). Este tipo de innovación es crucial
para la industria de carnes procesadas y productos
horneados, donde la textura y la vida útil son
parámetros de calidad esenciales. Además, incitaba la
dependencia de aditivos sintéticos.
Finalmente, Shirsath y Henchion (2021), exploraron la
aplicación de subproductos cárnicos en la creación de
una variedad de productos alimenticios, como snacks
ricos en proteínas, y suplementos nutricionales,
incluyendo pastillas y polvos ricos en nutrientes. Este
enfoque es particularmente relevante en un mercado
donde los consumidores son cada vez más conscientes
de lo que comen y demandan alimentos que apoyen un
estilo de vida activo y saludable.
3.4.2.1. Residuos de los ganados vacuno y ovino
La industria avícola ocupa un lugar preponderante en
el mercado global de carnes, situándose tan solo detrás
de la porcina en términos de consumo. Es así, que la
preferencia por la carne de ave se debe, en parte, a su
ciclo de producción más corto en comparación con las
carnes de mamíferos. Esto permite que las aves estén
listas para el sacrificio en un periodo de tiempo menor,
lo que, a su vez, puede satisfacer la demanda del
mercado de manera más rápida y eficiente (Carvalho
et al., 2017). Entre los subproductos después del
faenamiento de las aves se encuentran vísceras,
cabezas y patas.
Realizando una revisión literaria de los residuos de la
producción avícolas se encontró estudios como, por
ejemplo, los realizados por Chakka et al. (2017), los
cuales investigaron la extracción y caracterización de
la gelatina a partir de patas de pollo. Los autores se
centraron en el uso de diferentes ácidos aptos para el
consumo para extraer la gelatina, evaluando sus
propiedades fisicoquímicas y funcionales (Tabla 7).
Tabla 7 | Residuos avícolas con propiedades funcionales
Tipo de
Carne
Residuo
Compuesto funcional/nutricional
Tipo de Producto que se
desarrolla con el residuo
Referencia
Pollo.
Patas de pollo.
Proteínas, principalmente
colágeno.
Gelatina comestible.
(Chakka, Moula Ali, Sakhare
y Bhaskar, 2017)
Pollo.
Patas de pollo.
Proteínas, principalmente
colágeno.
Gelatina para uso industrial.
(Rather et al., 2022)
Pollo.
Piel y hueso de pollo.
Proteínas, principalmente
colágeno.
Gelatina para uso
alimentario y farmacéutico.
(Bichukale et al., 2018)
Pollo.
Piel de pollo.
Proteínas, principalmente colágeno
y compuestos antioxidantes.
Gelatina con propiedades
antioxidantes.
(Wan y Sarbon, 2016)
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En cambio, Bichukale, Koli, Sonavane, Vishwasrao,
Pujari y Shingare (2018) examinaron la extracción de
gelatina a partir de desechos de piel y hueso de pollo
enfocado en las propiedades reológicas y funcionales de
la gelatina extraída, así como, su capacidad de
emulsificación y estabilidad, bajo diferentes
condiciones de extracción (Tabla 7).
Por último, Wan y Sarbon (2016) estudiaron el impacto
de los métodos de secado en las propiedades
funcionales y la actividad antioxidante de la gelatina
extraída de la piel de pollo (Tabla 7).
En los estudios realizados por Chakka, Moula Ali,
Sakhare y Bhaskar (2017), Rather, Majid, Dar, Amin,
Makroo, Mir, Barba y Dar (2022), Bichukale, Koli,
Sonavane, Vishwasrao, Pujari y Shingare (2018) y
García et al., se exploraron diversas técnicas para la
extracción de gelatina de residuos avícolas, cada una
con su enfoque particular en los componentes
funcionales y los procesos de obtención (Tabla 7). Estos
estudios evidencian cómo se puede elevar un
subproducto comúnmente desechado a un componente
valioso para aplicaciones culinarias, técnicas y
médicas, fomentado la economía circular.
En cuanto al método más eficaz de extracción, la
combinación de técnicas usadas por Rather, Majid,
Dar, Amin, Makroo, Mir, Barba y Dar (2022), que
incluye secado por aire caliente y liofilización, ofrece
un equilibrio óptimo entre eficiencia y preservación de
las propiedades funcionales y fisicoquímicas de la
gelatina en comparación con los métodos de artículos
revisados. El método usado por este autor permite
ajustar las condiciones de secado para maximizar la
calidad de la gelatina, particularmente en términos de
su capacidad antioxidante y propiedades reológicas, lo
cual es crucial para aplicaciones específicas en la
industria alimentaria y farmacéutica.
Los valores de rendimiento de la gelatina, así como los
valores de bloom, la viscosidad, el punto de fusión, la
capacidad de emulsificación y la estabilidad, fueron
generalmente mayores para la gelatina extraída a
45 °C, en comparación con las obtenidas a 40, 50, 55 y
60 °C. Además, el contenido más alto de
hidroxiprolina, un indicador clave de la calidad de la
gelatina, se observó a también 45 °C (Bichukale, Koli,
Sonavane, Vishwasrao, Pujari y Shingare, 2018).
En relación con los antioxidantes, en el estudio de Wan
y Sarbon (2016), los compuestos como los aminoácidos
de glicina, prolina e hidroxiprolina pueden contribuir
a la capacidad antioxidante general de la gelatina,
ofreciendo beneficios como la reducción del estrés
oxidativo y la prevención de enfermedades crónicas.
Esta característica añade un valor adicional a la
gelatina extraída, resaltando su potencial en el
desarrollo de productos saludables.
En términos de beneficios para la salud humana, la
gelatina se destaca no solo por su contenido proteico,
sino también por sus propiedades funcionales. Se
utiliza en productos bajos en grasa, aprovechando su
capacidad para actuar como agente aglutinante, y en
bebidas energéticas, especialmente para atletas,
debido a su aporte energético y capacidad de
recuperación muscular (Aksun Tümerkan, 2021).
3.4.3. Residuos de la producción acuícola
La producción acuícola se ha convertido en una
importante fuente de alimento para el consumo
humano en todo el mundo (Beltrán Meza, 2017). En
2020, los países asiáticos representaron el 70 % de la
producción pesquera total, seguidos de los productores
estadounidenses y europeos, que contribuyeron con el
12 % y el 10 %, respectivamente (Zhang et al., 2023).
La cantidad de residuos generados en el procesamiento
de pescado varía considerablemente según la especie y
puede constituir entre el 30 % y el 70 % del peso total
del pescado en su estado vivo (Ahuja et al., 2020).
En la discusión entre los autores de los estudios
analizados, se destacan las características y
aplicaciones potenciales de los productos desarrollados
a partir de residuos de pescado, enfocándose en la
salud humana y la nutrición (Tabla 8).
Tabla 8 | Residuos piscícolas con propiedades funcionales
Tipo de
Carne
Residuo
Compuesto funcional/nutricional
Tipo de Producto que se
desarrolla con el residuo
Referencia
Corvina.
Piel.
Glicina, alanina y prolina.
Gelatina para aplicaciones
variadas.
(Kumar, Chyra, Elavarasan y
Shamasundar, 2018)
Labeo
rohita.
Vejiga
natatoria.
Glicina, prolina, ácido glutámico y
alanina.
Gelatina con diferentes
propiedades según el método de
secado.
(Kanwate et al., 2019)
Nilo
tilapia.
Piel.
Glicina, alanina, ácido glutámico,
prolina, arginina, hidroxiprolina y ácido
aspártico.
Fibras ultrafinas por
electrohilado.
(Songchotikunpan et al., 2008)
Atún
listado.
Piel.
Aminoácidos como glicina y alanina.
Gelatina con diferencias entre
especies.
(Shyni et al., 2014)
Kumar et al. (2018) destacaron la gelatina obtenida de
la piel de corvina, rica en glicina, alanina y prolina,
resaltando su potencial para aplicaciones variadas en
la alimentación, como agente gelificante en postres,
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agentes espesantes en salsas y sopas, y en la
producción de cápsulas blandas para suplementos
alimenticios.
En contraste, Songchotikunpan, Tattiyakul y
Supaphol (2008), desarrollan fibras ultrafinas a partir
de la gelatina de piel de la tilapia del Nilo mediante
electrohilado, con potenciales aplicaciones en la
alimentación como matrices para encapsulación de
nutrientes o componentes bioactivos, lo que podría
mejorar la liberación controlada y la protección de
estos compuestos en los alimentos.
Autores como Kanwate, Ballari y Kudre (2019)
investigaron cómo diferentes métodos de secado (como
liofilización, secado por pulverización y secado al vacío)
afectan directamente la solubilidad y la hidrofobicidad
de la gelatina. La solubilidad es crucial, ya que
determina la facilidad con la que la gelatina puede ser
incorporada en diversas formulaciones, siendo un
parámetro esencial para su aplicación en productos
alimentarios, farmacéuticos y nutracéuticos.
En cambio, Kumar, Chandra, Elavarasan y
Shamasundar (2018) exploran la composición
aminoacídica y propiedades físicas como la fuerza de
gel Bloom y las temperaturas de gelificación y fusión
de la gelatina extraída de la piel de corvina. Estos
aspectos son fundamentales para entender la calidad
de la gelatina en términos de su resistencia y
comportamiento térmico, factores importantes para
aplicaciones en alimentos y biomateriales.
Shyni, Hema, Ninan, Mathew, Joshy y Lakshmanan
(2014) examinaron las propiedades fisicoquímicas de
las gelatinas de atún listado, tiburón y rohu,
encontrando variaciones significativas en términos de
viscosidad, fuerza de gel Bloom y composición de
aminoácidos. Identificando al residuo del tiburón como
la gelatina con mayor fuerza de gel Bloom, por lo tanto,
esta sería más adecuada para aplicaciones donde se
requiera una mayor firmeza o estabilidad del gel,
especialmente en aquellos productos donde se requiera
una mayor rigidez o consistencia del gel.
3.5. Sostenibilidad y economía circular a partir de los
residuos agroindustriales
Los residuos agroindustriales son fundamentales para
impulsar la economía circular en la industria
alimentaria, trascendiendo su rol nutricional al servir
como recursos para un sistema de producción y
consumo regenerativo. La reutilización de estos
residuos no solo atiende a la creciente demanda de
ingredientes o alimentos sostenibles, sino que también
fomenta la reducción de residuos y mejora la eficiencia
energética.
Tecnologías sostenibles aplicadas en la extracción de
compuestos bioactivos optimizan el valor de estos
subproductos, transformándolos en ingredientes
esenciales para una alimentación saludable. Al
reincorporarlos en la cadena alimentaria, se reduce la
dependencia de nuevas materias primas, afianzando
un sistema alimentario eficiente y sostenible. Este
enfoque de economía circular no se limita a la
reutilización, ya que además promueven prácticas
empresariales innovadoras que subrayan la
sostenibilidad y responsabilidad ambiental, en línea
con políticas europeas para minimizar el desperdicio y
valorizar los subproductos.
La sostenibilidad ambiental también se fortalece
mediante la gestión de residuos agroindustriales, una
práctica cada vez más esencial. Los residuos de frutas
vegetales si no se manejan adecuadamente,
contribuyen a la emisión de CO
2
(Shabir et al., 2023),
mientras que los residuos lácteos, como el suero,
tienen un alto impacto en los recursos hídricos debido
a su alta demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y
demanda química de oxígeno (DQO) (Vinocunga-
Pillajo et al. 2023). Por último, los subproductos
cárnicos de peces y ovinos contribuyen a la
degradación ambiental debido a procesos de
descomposición y la liberación de metano (Pitk et al.,
2012).
Estos desafíos recalcan la importancia de convertir los
desechos en recursos, alineándose con un modelo de
economía circular que busca la eficiencia en el uso de
recursos y minimiza el impacto ambiental.
4. Conclusiones
La presente revisión sistemática pone de manifiesto el
alto potencial de los residuos agroindustriales como
fuente de ingredientes funcionales y compuestos
bioactivos. Los estudios analizados revelan que estos
subproductos de frutas, vegetales, cereales, productos
lácteos y cárnicos contienen una amplia variedad de
nutrientes funcionales como fibra dietética,
antioxidantes fenólicos, proteínas bioactivas y ácidos
grasos esenciales.
Los compuestos identificados en los residuos
agroindustriales confieren propiedades beneficiosas
para la salud, incluyendo la prevención de
enfermedades crónicas, la reducción del estrés
oxidativo, la modulación positiva de la microbiota
intestinal, la protección cardiovascular y la
prolongación de la longevidad.
El aprovechamiento integral de los residuos
agroindustriales mediante la ingeniería de alimentos
permite desarrollar ingredientes enriquecidos para
innovar en alimentos funcionales, nutracéuticos y
dietas saludables. Estos productos mejorados pueden
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tener un impacto significativo en la calidad de vida de
la población. Más allá de los beneficios en salud y
nutrición, la reutilización de los residuos
agroalimentarios fomenta la sostenibilidad ambiental
y económica. La valorización de estos subproductos
promueve una industria alimentaria más eficiente,
reduciendo desperdicios y emisiones, en línea con los
paradigmas de la economía circular.
Contribuciones de
los autores
Danilo Reni Vinocunga-Pillajo: Concepción, adquisición, análisis, interpretación de
datos; y redacción del manuscrito; ha aprobado la versión enviada.
Fabiola Maribel Jiménez Tamayo: Redacción del manuscrito; ha aprobado la versión
enviada.
Conflicto de
intereses de los
autores
Los autores declaran no tener conflicto de intereses.
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