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REVISTA IMPACTO EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Artículo de investigación
Incorporación de harinas no convencionales derivadas de frutas en
un producto de panificación
Sani Raquel Aguero Gauto
1*
, Luz María Alicia Brítez Segovia
2
y Yessica Reckziegel
3
1, 2, 3
Facultad de Ciencias y Tecnología, Universidad Nacional de Itapúa, Encarnación - Paraguay.
*Autor de correspondencia: Sani Raquel Aguero Gauto; sanyraquel5@gmail.com
Recibido: 03/06/2022 Aceptado: 11/10/2022
Resumen
El objetivo de este trabajo fue obtener harina a partir de subproductos agroindustriales como
cáscara de piña, bagazo de naranja y pulpa de mango, para utilizarla como sustituyente parcial
de la harina de trigo en un producto de panificación. El secado se realizó a 90 °C, por dos
métodos, con circulación y sin circulación de aire. Se caracterizaron los parámetros
fisicoquímicos y microbiológicos de las harinas y se evaluó la aceptabilidad del pan de molde
elaborado con harina de trigo y diferentes proporciones de la mezcla de harina de frutas. Las
curvas de secado mostraron que el secado con circulación de aire fue más eficiente. Los
análisis fisicoquímicos arrojaron valores de 8,1, 7,3 y 9,6 % de humedad; 2,8, 3,4 y 1,9 % de
cenizas; 4,2, 6,0 y 3,7 % de proteínas y 21,6, 5,9 y 11,8 % de fibra cruda, en base seca para
las harinas de piña, naranja y mango, respectivamente; y los resultados microbiológicos
mostraron un significativo crecimiento de levaduras en la harina de piña. La evaluación
sensorial mostró una mayor preferencia de los consumidores hacia el pan elaborado con un
nivel de sustitución del 5 % de la mezcla de harina de frutas. Se concluye que es posible
aprovechar los subproductos de frutas y utilizarlos como una buena alternativa a la harina de
trigo en productos de panificación.
Palabras clave: subproductos, frutas, secado, harinas, pan.
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Abstract
The aim of this work was to obtain flour from agroindustrial by-products such as pineapple
peel, orange bagasse and mango pulp, to use it as a partial substitute for wheat flour in a
bakery product. Drying was carried out at 90 °C, using two methods, with air circulation and
without air circulation. The physicochemical and microbiological parameters of the flours were
characterized and the acceptability of sliced bread made with wheat flour and different
proportions of the fruit flour mixture was evaluated. The drying curves showed that drying with
circulating air was more efficient. Physicochemical analyzes yielded values of 8,1, 7,3 and
9,6% water content; 2,8, 3,4 and 1,9% ash; 4,2, 6,0 and 3,7% protein; and 21,6, 5,9 and 11,8%
crude fiber, on a dry basis for pineapple, orange and mango flour, respectively; and the
microbiological results showed a significant growth of yeasts in the pineapple flour. Sensory
evaluation showed a greater consumer preference for bread made with a substitution level of
5% of the fruit flour mixture. We concluded that the fruit by-products can be used as a very
good alternative to wheat flour in bakery products.
Keywords: by-products, fruits, drying, flour, bread.
1. Introducción
Las frutas contienen una significativa cantidad de nutrientes, entre ellos vitaminas, minerales
y fibra, que le otorgan las propiedades nutritivas. Este grupo de alimentos contiene un alto
contenido de agua que oscila entre el 60 y 95 % del peso fresco de la porción comestible; su
forma molecular y su localización dentro del alimento, afectan las características específicas
como apariencia, textura y color (1).
El Código Alimentario Argentino; Capítulo XI. Alimentos Vegetales, establece que dentro de
la clasificación de frutas se encuentran las deshidratadas, las cuales se obtienen por medio
de la acción del calor artificial por empleo de distintos procesos controlados, para privarlas de
la mayor parte del agua que contienen (2). Estos métodos son de suma importancia para la
conservación de alimentos, ya que impiden el crecimiento de microrganismos y permiten
alargar la vida útil de los productos (3).
La producción primaria y la industrialización de frutas generan subproductos en grandes
cantidades (4), estos residuos podrían ser utilizados como nuevas materias primas para
transformar y obtener productos con propiedades benéficas (5).
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La trasformación de las materias primas sometidas a procesos tecnológicos permite obtener
nuevos productos alimenticios, como es el caso de las harinas no convencionales, que en el
Paraguay provienen específicamente del trigo refinado, cuyos componentes principales
forman parte de los productos de panificación y pastas, son muy pocas las preparaciones en
las que se utilizan los granos enteros (6). No obstante, las fibras procedentes de los vegetales
y las frutas, específicamente las que provienen de frutas tropicales, han sido consideradas de
mejor calidad nutricional y tecnológica (7).
La industria alimentaria utiliza distintos tipos de frutas, principalmente para la obtención de
jugos, generando así gran cantidad de desechos. Por otra parte, el mango es una fruta
abundante en nuestro país, cuyo aprovechamiento e industrialización son escasos, por lo que
se considera un desperdicio, pudiendo aprovecharse tanto el fruto verde como maduro (8).
En otros estudios, investigadores como Romero y Osorio (7), Cueto et al. (9) y Vergara (10),
analizaron distintos productos en polvo obtenidos de bagazo de naranja, cáscara de piña y
linaza y mango, respectivamente.
Teniendo en cuenta todo lo mencionado, el objetivo de este trabajo fue obtener harina a partir
de subproductos agroindustriales de la naranja, piña y pulpa de mango para su uso como un
sustituyente parcial de la harina de trigo en pan de molde. Para ello, se analizó el método de
secado adecuado para los subproductos, se caracterizaron los parámetros fisicoquímicos y
microbiológicos de las harinas obtenidas y se definió la formulación adecuada para el pan de
molde elaborado con harina de trigo y diferentes proporciones de sustitución con la mezcla de
harinas de frutas, por medio de la evaluación de su aceptabilidad.
2. Materiales y Métodos
2.1. Materias primas
La cáscara de piña y el bagazo de naranja se obtuvieron de un local de venta de productos a
base de frutas y de una planta procesadora de jugos, mientras que las frutas de mango en
estado inmaduro, se recolectaron de distintas zonas de la ciudad de Encarnación. Una vez
obtenida la materia prima, se realizaron las operaciones de lavado, pelado, trituración y
prensado (aplicado a la cáscara de piña y a la pulpa de mango).
2.2. Análisis del método de secado de los subproductos de frutas y la pulpa de mango
Se realizaron pruebas preliminares para definir las condiciones de secado más adecuados
para la materia prima. Se colocó una fina capa de la muestra (100 a 350 g dependiendo de
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las características de cada muestra) en placas de Petri de 20 cm de diámetro y se evaluaron
dos métodos de secado, empleando un equipo con circulación de aire, y otro sin circulación
de aire, a diferentes temperaturas (60 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C y 100 °C).
Luego de la selección de la temperatura óptima, se realizaron las curvas de secado
registrando las pérdidas de peso de las muestras en distintos intervalos de tiempo para cada
fruta, y así calcular la humedad en cada instante, según la Ecuación 1, de cambio de humedad
libre con respecto al tiempo:
𝑋𝑡 =
𝑊−𝑊𝑆
𝑊𝑆
(Ec. 1)
Donde: W es el peso del sólido húmedo (kg totales de agua más sólido seco), Ws es el peso
del sólido seco (kg sólido seco), y Xt es la relación entre el peso del agua y el peso del sólido
seco a un determinado tiempo (kg de agua/kg de sólido seco) (11).
Se registró la pérdida de peso (g) de las frutas en cada tratamiento durante el secado. Los
datos se expresaron como porcentaje de pérdida de peso (%PP) a partir de la Ecuación 2,
utilizada por Ortiz y Giménez (12) en su trabajo de investigación:
%𝑃𝑃 =
𝑊𝑖𝑊𝑓
𝑊𝑖
100 (Ec. 2)
Donde: Wi es el peso (g) variable con respecto al tiempo y Wf es el peso (g) al final del secado.
El análisis estadístico se realizó en base al % PP (porcentaje de pérdida de peso) para las
muestras a las 4 horas del secado. Se consideró este intervalo de tiempo debido a que las
frutas sometidas al tratamiento con circulación de aire lograron su peso constante en ese
periodo.
El estudio de significación de los métodos de secado utilizados en las frutas y sus
interacciones se realizó mediante un análisis de varianza (ANOVA) y para un nivel de
significancia de α= 0,05. Para ello, se utilizó el software Statgraphics Centurion XVI.
2.3. Características fisicoquímicas y microbiológicas de las harinas de frutas
En base a los resultados obtenidos en los estudios preliminares, se procedió a obtener las
harinas de frutas. Para ello, se colocó una fina capa de muestra (100 a 350 g) en placas de
Petri (20 cm de diámetro), y se introdujeron en la estufa con circulación de aire a 90 °C durante
4 h en el caso de la cáscara de piña, y 4 h con 30 min en el caso del bagazo de naranja y la
pulpa de mango.
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Una vez enfriada la muestra se realizaron los procesos de molienda, tamizado y almacenado.
Con el fin de caracterizar los parámetros fisicoquímicos de las harinas de frutas, en base a las
referencias establecidas en el Codex Alimentarius para la harina de trigo, se realizaron las
determinaciones de porcentaje de humedad, por el método de estufa universal a 130 ºC hasta
llegar a peso constante, ME-711.02-023 (AOAC, 2005) (13); porcentaje de cenizas, por
incineración de la muestra en la mufla a 550 °C, método 14.006 (AOAC, 1980) (14); proteínas,
Método Kjeldahl, 955.04 (AOAC, 1990) (15); y fibra bruta, a través de una metodología interna
del Laboratorio Agroindustrial de la Cooperativas Colonias Unidas, resumido en la
Recopilación de Técnicas de Laboratorio DV-LAI-ANA-01, el fin fue establecer el contenido
de fibra que podría aportar la harina de frutas como una alternativa para la sustitución parcial
de la harina de trigo.
El análisis microbiológico de las muestras de harina de frutas para la determinación de
coliformes totales y mohos y levaduras se realizó por el método Petrifilm, validado por la AOAC
Internacional - Método Oficial de Análisis SM (16).
2.4. Formulación del pan de molde elaborado con harina de trigo y diferentes proporciones
de sustitución con la mezcla de harina de frutas y evaluación de su aceptabilidad
Se realizaron pruebas preliminares, que consistieron en la preparación de 5 formulaciones
con distintos niveles de sustitución parcial de la harina de trigo por la harina de frutas (5, 7,5,
10, 15 y 25 %). La harina no convencional de frutas estuvo constituida por una mezcla de
proporciones equivalentes de cada una de ellas.
Cada muestra preliminar fue evaluada a través de una degustación realizada por personas
voluntarias, teniendo en cuenta atributos como el sabor y el aspecto visual del pan de molde,
de modo a tener una idea de la aceptación o el rechazo del mismo por parte de los posibles
consumidores, y de esta forma seleccionar, como mínimo, tres niveles de sustitución con la
mezcla de harina de frutas para realizar la evaluación sensorial.
Para la elaboración del producto se utilizó una máquina panificadora (Hitachi, modelo HB-
B100), según los ingredientes que se mencionan a continuación: harina de trigo (250 g), agua
(180 ml), mantequilla (15 g), azúcar (14 g), leche en polvo (5 g), sal (4 g) y levadura (3 g).
La formulación se llevó a cabo de acuerdo con la receta base, su correspondiente modificación
y la incorporación de aditivos para mejorar las características del pan, específicamente en
textura, volumen y esponjosidad, por medio de pruebas preliminares. La formulación se realizó
sustituyendo parcialmente la harina de trigo por la mezcla de harina de frutas (Tabla 1).
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Tabla 1. Formulación de pan con distintos porcentajes de sustitución con la mezcla de harina
de frutas.
Ingredientes
M1 (5 %) M2 (7,5 %) M3 (10 %)
Harina de trigo
95 92,5 90
Harina de frutas
5 7,5 10
Agua **
76 76 76
Margarina**
8 8 8
Azúcar**
5,6 5,6 5,6
Levadura**
4 4 4
Leche en polvo
2 2 2
Carragenina*
0,8 0,8 0,8
Sal**
0,4 0,4 0,4
Edulcorante*
0,2 0,2 0,2
(*) Se añadió carragenina para mejorar las características del pan y sacarina para acentuar el sabor
dulce. (**) Se modificó la cantidad de estos ingredientes como resultado de pruebas experimentales
para las muestras M1, M2 y M3. Además, se utilizó margarina como sustituto de la mantequilla utilizada
en la receta base para los tres tratamientos.
La evaluación sensorial del producto panificado se llevó a cabo por un panel de catadores no
entrenados, conformado por 50 personas, quienes evaluaron los atributos de color, sabor,
textura, aroma, esponjosidad y aceptabilidad general. Se utiliuna escala hedónica de 9
puntos en la que cada una de las muestras se presentó codificada y dispuesta en orden
aleatorio de la siguiente manera: 325, 758 y 524, correspondientes a 7,5, 5, y 10 % de
sustitución parcial de harina de trigo con la mezcla de harina de frutas, respectivamente.
3. Resultados y Discusión
3.1. Análisis del método de secado de los subproductos de frutas y la pulpa de mango
Se evaluaron dos métodos de secado, con circulación de aire y sin circulación de aire, a
diferentes tiempos y temperaturas de secado. Se optó por la temperatura de 90 ºC, debido a
que el tiempo de secado fue menor y las características organolépticas no fueron muy
diferentes entre las muestras a distintas temperaturas de secado. De acuerdo a los resultados
se obtuvieron las curvas de secado presentadas en la Figura 1.
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Figura 1. Cambio de humedad libre con respecto al tiempo para los distintos métodos de
secado en: a) NSA: Naranja sin circulación de aire, NCA: Naranja con circulación de aire; b)
PSA: Piña sin circulación de aire, PCA: Piña con circulación de aire y; c) MSA: Mango tratado
sin circulación de aire, MCA: Mango tratado con circulación de aire.
En las curvas de secado correspondientes a los tratamientos aplicados al bagazo de naranja
y pulpa de mango se evidencia una notable pérdida de humedad al comparar los métodos
utilizados, haciendo notorio que el secado realizado con circulación de aire presentó un
descenso de humedad en un menor tiempo. En cuanto a la curva de secado de las cáscaras
de piña, se observó que las humedades fueron disminuyendo casi al mismo tiempo en ambos
métodos.
Barbosa y Canovas (2000), citados por Soto (17), mencionan que el aire caliente es un factor
importante en el proceso de secado puesto que al aumentar su valor se acelera la eliminación
de la humedad dentro de los límites posibles. De igual manera, Treybal (18), concluía que en
el secado directo se obtienen bajos porcentajes de humedad y en consecuencia rapidez en el
secado. Dentro de este contexto, se evidenció una relación en el comportamiento que
a)
b)
c)
-2
0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150 200 250 300 350
XT (G DE AGUA/G MASA SECA)
TIEMPO (MIN)
MSA MCA
-1
0
1
2
3
4
5
0 50 100 150 200 250 300 350
XT (G DE AGUA/G MASA SECA)
TIEMPO (MIN)
PSA PCA
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presentaron las frutas sometidas a los diferentes tratamientos térmicos, lo que indica que tanto
el método empleado como la temperatura aplicada, inciden en la reducción de la humedad y
por ende, en el tiempo requerido para la obtención del producto seco.
Por otra parte, para los análisis estadísticos se tomaron como variable dependiente el
porcentaje de pérdida de peso (%PP) y el tiempo, como variable independiente. Para esto se
considera un nivel de confianza de 0,05. Donde los resultados obtenidos indicaron un valor
de p≤ 0,05 para el bagazo de naranja y la pulpa de mango, y un p> 0,05 para las cáscaras de
piña, lo que demuestra que existen diferencias significativas entre los tratamientos aplicados
tanto en el bagazo de naranja como en la pulpa de mango, mientras que la cáscara de piña
no presentó diferencias significativas entre los métodos utilizados.
3.2. Características fisicoquímicas y microbiológicas de las harinas de frutas.
3.2.1. Análisis fisicoquímicos y microbiológicos
Los resultados en porcentaje de humedad, cenizas, proteínas y fibra cruda se presentan a
continuación, en la Tabla 2.
Tabla 2. Parámetros fisicoquímicos de las harinas de frutas.
Muestras
Resultados (% b.s.)
Humedad Cenizas Proteína Fibra
Harina de cáscara de piña
8,1 2,8 4,2 21,6
Harina de bagazo de naranja
7,3 3,4 6,0 5,9
Harina de pulpa de mango
9,6 1,9 3,7 11,8
La harina de pulpa de mango presentó mayor contenido de humedad que las demás harinas,
lo que podría relacionarse al hecho de que para su obtención se utilizó la pulpa fresca del
fruto inmaduro, con un contenido de humedad elevado en comparación con la cáscara de
piña, y el bagazo de naranja, del que ya se ha eliminado la mayor parte del líquido en el
proceso de extracción de jugo. El porcentaje de humedad de la harina de mango fue similar
al reportado por Cerón et al. (19), quienes informaron un valor de 9,98 %. En cuanto al
contenido de cenizas y proteínas, la harina de bagazo de naranja obtuvo un mayor porcentaje,
que a su vez fue superior al informado por Romero et al. (20), quienes hallaron un valor de
2,6 y 4 %, respectivamente. En este estudio se encontró un porcentaje de fibra más alto en la
harina de cáscara de piña, y más elevado a la harina de subproductos de piña estudiada por
López (21), que fue de 13,32 %.
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24
En cuanto a los resultados microbiológicos, se consideró la norma técnica peruana RM N
615-2003 SA/DM (22), debido a que en Paraguay no existe una norma que especifique estos
parámetros, los límites establecidos son de entre 10-10
2
UFC/g para mohos y levaduras en
frutas deshidratadas. Teniendo en cuenta esto, se registró un crecimiento pronunciado de
levaduras en la harina de cáscara de piña (7× 10
2
UFC/g), mientras que las demás harinas
se mantuvieron dentro del límite admisible. Estos resultados podrían deberse a la carga
microbiana inicial presente en el alimento, lo que sugiere que no todos los microorganismos
se eliminan durante el proceso de secado. Además, se obtuvieron valores aceptables de
coliformes, puesto que las muestras analizadas no presentaron formación de colonias que
confirmen la presencia de la bacteria.
3.3. Evaluación de la aceptabilidad del pan de molde elaborado con harina de trigo y diferentes
proporciones de sustitución con la mezcla de harina de frutas.
3.3.1. Obtención del pan a partir de la mezcla de harina de frutas
La apariencia interna y externa de los panes obtenidos se pueden apreciar en las Figuras 2 y
3.
Figura 2. Apariencia de la miga de pan tras la sustitución parcial de harina de trigo con
diversos porcentajes de la mezcla de harinas de frutas: (a) 5 %; (b) 7,5 %; (c) 10 %.
Figura 3. Apariencia externa del pan tras la sustitución parcial de harina de trigo con diversos
porcentajes de la mezcla de harinas de frutas: (a) 5 %; (b) 7,5 %; (c) 10 %.
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3.3.2. Análisis Sensorial
Obtenido el producto final, se realizó el análisis sensorial con el fin de determinar su
aceptabilidad. Se presentaron 3 muestras de pan (25 g cada una), codificadas y dispuestas
en orden aleatorio y se aplicó una escala hedónica de 9 puntos, considerando 5 atributos
sensoriales: color, sabor, olor, textura y esponjosidad; así como la aceptabilidad general de
las muestras.
Los datos obtenidos para cada atributo evaluado fueron procesados mediante el programa
Microsoft Excel, y se presentan en la Figura 4.
Figura 4. Comparación de la valoración obtenida para cada atributo evaluado en las distintas
muestras de pan con diferentes proporciones de la mezcla de harina de frutas.
El pan elaborado con 5 % de sustitución parcial de harina de trigo con la mezcla de harina de
frutas fue el más aceptado en todos los aspectos, por el contrario, el producto con menor
aceptabilidad sensorial fue el elaborado con 10 % de nivel de sustitución. Esto pudo deberse
a la percepción de un sabor ligeramente ácido procedente de la harina de frutas, responsable
de acentuar en el pan el sabor agrio, ya que la incorporación de un mayor porcentaje de harina
no convencional a un panificado, afecta tanto al sabor como a las otras propiedades. De
manera similar, López (23), en su trabajo de investigación, también ha logrado características
apropiadas en un producto de panificación con un porcentaje de sustitución del 5 %.
4
5
6
7
8
9
Color
Aroma
Textura
Sabor
Esponjosidad
Aceptabilidad
General
325 (7,5%)
758 (5%)
524 (10%)
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26
4. Conclusiones
El objetivo general fue la obtención de harina a partir de subproductos de naranja y piña, y
pulpa mango para su uso como sustituyente parcial de la harina de trigo en el pan de molde.
El análisis del método de secado más adecuado para la obtención de las harinas indica que
la humedad en las frutas se redujo en un menor tiempo al utilizar el secado con circulación de
aire, con excepción de la cáscara de piña.
Las diferencias en los parámetros fisicoquímicos de las harinas podrían atribuirse a los
distintos métodos de análisis empleados (ajenos al investigador), a las variedades de frutas
utilizadas o factores que pudieron haber influenciado en las frutas por ser cultivadas en
diferentes regiones. Los resultados microbiológicos mostraron un crecimiento significativo de
levaduras en la harina de cáscara de piña, por encima de losmites permitidos, lo que podría
deberse a la carga microbiana inicial presente en el alimento, el cual indica que no todos los
microorganismos se eliminan durante el proceso de secado.
La evaluación sensorial indicó una mayor aceptabilidad del producto de panificación elaborado
con un nivel de sustitución del 5% de la mezcla de harina de frutas, lo que demuestra que la
incorporación de un mayor porcentaje de esta harina repercute directamente en las
características organolépticas del producto final, haciéndolo menos aceptable.
Con esto, se concluye que es posible aprovechar tanto las frutas como los desechos
provenientes de las mismas al aplicar un método de conservación como el secado, e
incorporarlos como un sustituyente parcial de la harina de trigo en un producto de panificación
(pan de molde), haciendo que el alimento adquiera propiedades nutricionales y sensoriales
aceptables por los consumidores.
Conflicto de interés: Los autores declaran que no existe ningún conflicto de interés con
respecto a la publicación de este artículo.
Agradecimientos: A la Facultad de Ciencias y Tecnología de la Universidad Nacional de
Itapúa y al Instituto Paraguayo de Tecnología Agraria (IPTA) por permitir llevar a cabo las
prácticas requeridas para la investigación; y a las empresas que contribuyeron con el aporte
de subproductos.
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