Revista Investigación e Innovación en Ingenierias, vol. 6, n°. 2, pp.30-46, Julio-Diciembre, 2018. DOI: 10.17081/invinno.6.2.3110
Aprovechamiento de la fruta del árbol
de pan (Artocarpus Altilis) para la
obtención de un derivado alimenticio
(harina)
Use of the fruit of the bread tree (Artocarpus
altilis) to obtain a food derivative (our)
Eduardo Cabrera Durán, Janinna Melissa Castillo Martinez,
Universidad del Magdalena, Colombia
ecabrera7@hotmail.com
15 agosto de 2017
4 diciembre de 2017
10.17081/invinno.6.2.3110
Resumen
Abstract
Objetivo: Aprovechar la fruta del Árbol de Pan (Artocarpus altilis) para obtener
harina alimenticia.
Metodología: Se seleccionó la fruta por tamaño y grados de madurez (indica-
dos por las medidas de Grados ºBrix). De esta manera se controlaron fenómenos
de empardeamiento enzimático durante las etapas de pelado y de las activida-
des anteriores al secado, el cual fue desarrollado en un horno de acero inoxida-
ble a una temperatura entre 50ºC y 65ºC.
Resultados: La molienda fue llevada a cabo en un molino industrial de martillo.
Además, se establecieron características físico-químicas de la fruta en cada
uno de los grados de maduración resultantes, así como los análisis bromatológi-
co parcial, microbiológico y sensorial.
Conclusión: Después de comparar las propiedades alimenticias de la harina de
fruto de pan con las harinas de otras especies vegetales, se recomienda este
proceso como una alternativa creativa innovadora para la formulación y elabo-
ración de alimentos idóneos, es decir, procesados para proporcionar elementos
proteicos, acompañados de calorías no vacías.
Palabras clave: Fruta de pan, harina, rendimiento porcentual.
Open Access:
Correspondencia:
Recibido:
Copyright: Cabrera et al
Aceptado:
DOI
Objective: To take advantage of the fruit of the Tree of Bread (Artocarpus altilis),
to obtain nutritional our.
Methodology: The fruit was selected by size and degrees of maturity (indicated
by the Grade º Brix measurements), controlling in this way phenomena of enzy-
matic patching (empardeamiento) during the peeling stages and of the activi-
ties prior to drying, which was developed in an oven stainless steel at a tempera-
ture between 50ºC and 65ºC.
Results: Grinding was carried out in an industrial hammer mill. In addition, physi-
cal-chemical characteristics were established in the fruit in each of the resulting
degrees of maturity. As well as the bromatological partial, microbiological and
sensorial analyzes.
Conclusion: After comparing the nutritional properties of breadfruit our with the
ours of other vegetable species, this process is indicated as an innovative crea-
tive alternative on the use and exploitation of many vegetable species for the
formulation and elaboration of suitable processed foods. to provide protein ele-
ments, accompanied by non-empty calories.
Keywords: Fruit of bread, our, percentage yield.
Como citar este articulo (IEEE) E. Cabrera - Durán, y
J. Castillo - Martinez, “Aprovechamiento de la fruta del árbol de pan (Artocarpus Altilis) para la obtención de un
derivado alimenticio (harina)”, Revista Investigación e Innovación en Ingenierias, vol. 6, n°. 2, 2018. DOI: 10.17081/
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Introducción
La harina es el producto resultante de la deshidratación de un fruto y su
posterior molienda. El proceso de transformación más común de la fru-
ta para obtener harina comprende las etapas de recepción, almacena-
miento, selección, lavado, pelado, rodajeado y aplicación de ácido as-
córbico para la reducción del pardeamiento enzimático. Luego se realiza
el secado, molienda y empaque [1].
El árbol de pan es una especie cultivada en cultivos de “pan coger” por
moradores de los municipios de Ciénaga, la Zona Bananera y los barrios
de Gaira y Mamatoco en el departamento del Magdalena. No obstante,
dado el potencial alimenticio que posee, podría ser aprovechada de una
mejor forma. Como alimento humano, es, en efecto, de gran utilidad de-
bido a su alto contenido de carbohidratos (20 a 35%), calcio, hierro, fósforo
y vitaminas C. Además, se destaca por su importancia en la protección de
aguas y suelos.
La fruta del árbol de pan (Artocarpus altilis) posee un alto valor alimen-
ticio: su contenido proteico (8.80g/ 100g) es mayor que el de la papa
(1.90g/100g), la yuca (0.80g/100g), el maíz (7.60g/100g), el plátano
(1.20g/100g) y el arroz (7.80g/100g). Además es rico en niacina, calcio, po-
tasio y hierro
Ahora bien, la fabricación de harina de alta calidad a partir de frutas re-
quiere contar con materia prima de buena calidad y un especial cuidado
a los factores que inuyen en el proceso de secado y molienda [2-3].
El estado de madurez de las frutas es importante para obtener un produc-
to con las características deseadas, de modo que la cosecha de estas
debe efectuarse en el momento preciso. La recolección en una época
indebida favorece el desarrollo de condiciones perjudiciales para la ela-
boración y conservación del producto.
Una recolección temprana impide, por ejemplo, la maduración del pro-
ducto durante el almacenamiento. Aparte de que la fruta demasiado ver-
de es propensa a alteraciones siológicas y a una elevada transpiración.
Por otro lado, el producto cosechado tardíamente posee un tiempo de
conservación menor, y es más sensible a la podredumbre y a los efectos
adversos de la manipulación.
Deshidratación
La deshidratación es una operación unitaria de acabado que se aplica
a los diferentes tipos de alimentos, en especial a frutas y hortalizas, fun-
damentándose en la remoción y extracción de cantidades apropiadas
de humedad y/o agua libre, en forma de vapor. Esta solo se efectúa si la
presión parcial de vapor en agua en el medio que rodea en producto que
se desea secar es inferior a la presión de vapor en la supercie del cuerpo
húmedo [4].
Principios inherentes a la deshidratación de los
alimentos
Los factores determinantes para acondicionar el aire utilizado en el seca-
do de un producto, cuyo contenido de humedad es uniforme en todas sus
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partes, son: Velocidad, presión, humedad y temperatura. Estos se ndican en
la curva típica de secado (Figura 1).
La curva de secado articial comprende: un periodo preliminar de secado,
indicado en la gura por la porción “A-A”; también comprende un primer
período de intensidad de secado constante o periodo “A-B”, un primer pe-
ríodo de intensidad de secado decreciente o porción “B-C”, y un segundo
período de intensidad de secado decreciente o periodo de velocidad de-
creciente de secado de segunda fase, indicado por la porción “C-D”.
En el periodo “A-A”, la condición del aire de secado y supercie humedad
de la muestra se encuentran en equilibrio hasta el límite ascendente. En el
período “A-B”, la cantidad de agua evaporada corresponde a una deter-
minada unidad de tiempo. Además, la parte supercial del alimento está
completamente húmeda y la evaporación depende solo del estado del
aire respecto a factores como su velocidad, temperatura y contenido de
humedad [5] .
A
´
We
W2
Wc
W1
Rc
B
Velocidad de
secado (dW/dt)
D
C
A
Figura 1. Curva característica de secado articial
Cabe anotar que si las condiciones del aire permanecen constantes, la ve-
locidad de secado también permanecerá constante. Puede suponerse que
el aire forma tres capas separadas: una capa estacionaria muy na que se
halla en contacto con la supercie del alimento saturada de vapor de agua.
Por encima de esta capa se encuentra otra que se mueve lentamente, pero
con mayor rapidez en sus zonas más extensas con las cuales se une a las co-
rrientes principales de aire caliente, transportando de esta forma el vapor de
agua de la capa estacionaria [5].
El vapor de agua produce un descenso en la temperatura del producto
(Temperatura Estacionaria), fenómeno que se denomina “Enfriamiento Eva-
porativo”. En este momento, el calor que se aporta al producto con el aire
compensa totalmente la pérdida de calor por enfriamiento evaporativo. Esta
temperatura estacionaria, que es inferior a la temperatura del aire, es la mis-
ma que indica el termómetro del bulbo húmedo cuando se expone a las
mismas condiciones que el producto.
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La diferencia entre las temperaturas de los termómetros del bulbo húmedo
y bulbo seco colocados en una corriente de aire se denomina “Depresión
de Bulbo Húmedo”.
En el primer período B-C, el contenido de humedad libre en el punto B se
denomina Contenido de Humedad Critica (WC). Este período correspon-
de a la parte del ciclo de secado en el que la totalidad de la supercie no
está ya completamente mojada y v disminuye continuamente hasta que
al nal de este periodo se seca. Por consiguiente, a medida que la super-
cie mojada disminuye, la velocidad también. El segundo periodo C-D se
presenta justamente cuando la supercie está completamente seca.
El calor necesario para la evaporación se transmite desde el aire a la su-
percie seca del producto, y desde ella a través del sólido hasta la zona
de evaporación; luego el agua se evapora en el interior de producto y el
vapor se mueve a través de él hacia el seno de la corriente de aire.
Hacia el punto B, la temperatura del alimento que se deseca corresponde
a la de bulbo húmedo del aire circulante. Posteriormente, la temperatura
del alimento ocurre por efecto de la temperatura del aire (temperatura
del bulbo seco).
Esta temperatura estacionaria, que es inferior a la temperatura del aire, es
la misma que indica el termómetro del bulbo húmedo cuando se expone
a las mismas condiciones presentes en el producto.
Fruta de árbol de pan (Artocarpus altilis)
El árbol de pan (Artocarpus altilis y similares) es una especie perteneciente
al género de los Artocarpus, en la tribu de las Artocarpeae, de la familia de
las Moraceae, con cientos de variedades de árboles distribuidas desde el
sudeste asiático hasta la Polinesia, pasando por Oceanía. Entre la variedad
de especies se encuentran: Artocarpus blancoi, Artocarpus camansi, Arto-
carpus communis, Artocarpus incisa, Artocarpus mariannensis, Artocarpus
rima y Artocarpus heterophyllus. Esta ultima junto con la Artocarpus altilis
son las especies más cultivadas del género en todo el mundo [6].
El fruto desarrollado está compuesto por la unión de muchos ovarios (es sin-
cárpico) y diere según la especie de Artocarpus. Generalmente es redon-
do, ovalado u oblongo y mide entre 9 y 20 cm de ancho y más de 30 cm
de largo, como un melón. Puede pesar entre 250 g y 6 kg. La piel consta de
entre 5 y 7 capas, cada una de las cuales pertenece a una or individual.
La textura es suave y carnosa. Su color oscila entre el verde claro, el ver-
de amarillento y el amarillo. Igualmente, la piel está cubierta de pequeñas
espinas. La carne es de color amarillo oscuro, con una pulpa brosa y cre-
mosa, con un 60% de almidón y más proteínas que el plátano o el ñame.
Puede presentar muchas simientes (que también son comestibles) o puede
no tenerlas. En este último caso, el fruto se desarrolla por partenocarpia.
Los frutos d el árbol, como ya se ha dicho, son muy alimenticios, ya que
aparte de su valor proteico, son ricos en carbohidratos y contienen una
buena fuente de vitaminas y minerales.
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Tabla 1. Composición bromatológica de la fruta del árbol
de pan (Artocarpus altilis)
Alimento Parte de la Fruta
Semilla Pulpa
Humedad (g/100g) 35.1-56.8 62.7-89.2
Proteínas (g/100g) 5.25-13.3 1.3-2.24
Grasas (g/100g) 2.59-5.59 0.1-0.86
Cenizas (g/100g) 1.5-5.58 0.56-1.2
Carbohidratos (g/100g) 30.8-44.0 21.5-29.5
Fibra (g/100g) 1.34-2.14 1.08-2.1
Calorías (kcal/100g) --- 105-109
Calcio (mg/100g) 0.1 0.05
Tiamina (mg/100g) 0.25 0.08-0.09
Riboavina (mg/100g) 0.10 0.03-0.07
Niacina (mg/100g) 3.54 0.51-0.92
Acido ascórbico (mg/100g) 13.7 15.33
En su madurez siológica, la fruta de pan (Artocarpus altilis) presenta un
color verde oscuro y los segmentos de la cáscara se tornan más redondea-
dos y lisos que en las frutas inmaduras. En la cáscara de frutas listas para
cosechar se pueden encontrar manchas de látex. El amarillamiento de la
piel indica que el proceso de maduración ha comenzado [6].
Las frutas de buena calidad presentan un color verde oscuro, rme, con
pedúnculo intacto y libre de defectos (como cicatrices, mancha de sol,
rajaduras, golpes y daño de insecto) y podredumbres.
La uniformidad de forma, tamaño y peso también son factores de calidad
muy importantes. La pulpa de fruta de pan (porción comestible) contiene
entre 25-30 g/100g) (peso fresco) de carbohidratos, siendo la mitad almi-
dón.
Algunas enfermedades del fruto se maniestan usualmente después de
daños mecánicos o de daño por frío, en tanto que las pudriciones pueden
ser causadas por Phytophthora palmivora, Rhizopus artocarpi o Botryoba-
sidium salmonicola.
El árbol del pan tiene dos cultivariedades: en una, el fruto tiene semillas; y
en la otra, carece de ellas y solo se compone de una masa suave y blan-
cuzca[3].
Las semillas tiene aguijones, su peso promedio es de 1.3 kilogramos, su ta-
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Tabla 2. Distribución porcentual en peso del las partes com-
puestas de la fruta del árbol de pan (Artocarpus altilis) con
semilla.
Partes de la Fruta Peso Composición(Porcentaje)
Carne
(Pulpa) 1,3 kilogramos. 42 % es semilla (546 gramos).
58 % es bra, cáscara leñosa y
cutícula apergaminada.
Semilla 8.5 gramos 80 % es nuez comestible.
20 % es cáscara leñosa y cutícula
apergaminada
Como ya se informó, el árbol de pan (Artocarpus altilis) sin semillas (insemi-
nífero) tiene un peso pro medio por fruto de 1.5 kilogramos, y presenta al-
gunas variaciones: el tipo Barbacoas en Nariño (Colombia), por ejemplo, es
redondo, liso, y su tamaño es de 18 x 16.5 centímetros. En Jamaica y en Pro-
videncia (Colombia), es redondo, liso y mide 16 centímetros de diámetro. En
San Andrés (Colombia), es ovoide aguijoneado, y puede medir hasta 21 x 17
centímetros.
En el árbol de pan sin semillas, la hoja tiene de 7 a 11 lóbulos, los cuales llegan
casi hasta el nervio medio. En la parte basal de la copa, las hojas miden 63 x
45 centímetros y en la parte superior de la misma, alcanzan 47 x 36 centíme-
tros en promedio. El árbol de pan sin semillas se propaga principalmente por
maño de 17 x 15.5 centímetros y un número promedio de 64 semillas.
esqueje de raíz y por injerto sobre patrón de frutopán con semillas.
Tabla 3. Composición del árbol de pan (Artocarpus altilis) sin
semilla
Fruta Completa (Kg) Parte de la Fruta Composición (Porcentaje)
(Kg/100Kg)
1.50
Corteza y corazón 30
Pulpa aprovechable 70
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Figura 2. Diagrama de ujo de la producción de harina a
partir del fruto del árbol de pan (Artocarpus altilis)
Materiales y método
La presente investigación se realizo en las instalaciones de la Planta Piloto de
procesamiento Pesquero de la Universidad del Magdalena, ubicada en el co-
rregimiento de Taganga, distrito de Santa Marta (Colombia).
Se analizaron y describieron cada una de las técnicas utilizadas en el proceso
de obtención de harina a partir del árbol de pan (Artocarpus altilis) a través
de la recopilación bibliográca existente y la observación directa del tema,
en forma experimental, con el n de comprobar la validez o no de la hipótesis
de trabajo.
El procedimiento consistió en seleccionar varias muestras representativas de
la fruta y aplicarles las operaciones indicadas en el diagrama de ujo descrito
en la Figura 2.
Determinación
de grados °Brix
y pH.
Control de
Calidad
(Evaluación
Sensorial,
Microbiológica,
Microscópica y
Bromatológica)
Recepción de
Materia Prima
Pesaje
Selección y/o
Clasificación
Pelado y/o
Adecuación
Pesaje
Deshidratación
(55°C-85°C por 5
horas)
Pesaje
Molienda (Molino
artesanal
convencional)
Empaque (Bolsas
de polietileno
biorentado de
250g)
Almacenamiento
(Cuarto seco y
ventilado a
temperatura de 20°C
y
Lavado y
Desinfección
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Además, se efectuaron pruebas de laboratorio con el n de esta-
blecer los grados Brix (*), que indican el porcentaje de acidez pre-
sente en cada uno de los grados de maduración de la fruta. Por otra
parte, en el proceso para la obtención de la harina se aplicaron los
principios básicos de HACCP para identicar, valorar y controlar fac-
tores críticos que pudieran afectar el producto nal; además, se
realizaron los respectivos análisis bromatológicos, microbiológicos y
sensoriales necesarios para garantizar que la harina sea óptima para el
consumo humano.
Finalmente, se determinaron los equipos indispensables para la elabora-
ción del producto y se estimaron los costos directos e indirectos necesa-
rios para la producción de la harina de la fruta del árbol de pan (Arto-
carpus altilis).
Resultados
Producción de harina a partir de la fruta de árbol de pan
(artocarpus altilis).
Equipos y procedimiento general
Para la producción de la harina, fueron necesarios equipos que se uti-
lizaron durante las etapas del proceso y en la realización de análisis in-
dispensables para garantizar la idoneidad de la harina y sus productos
derivados para el consumo humano.
Entre los equipos utilizados se encuentran: balanza de humedad, poten-
ciometro, refractómetro, deshidratador, horno mua.
Adquisición y recepción de materia prima
Los frutos del árbol de pan (Artocarpus altilis) fueron adquiridos en el mu-
nicipio de Ciénaga, departamento del Magdalena-Colombia.
Pesaje
Los frutos enteros fueron pesados en una balanza analítica de precisión,
con el n de determinar el rendimiento del proceso.
Lavado y desinfección
el lavado se realizó con agua clorada (2 ppm), buscando reducir la car-
ga bacteriana y eliminar impurezas y suciedades.
Selección y clasicación
Para garantizar la calidad del producto nal se aceptó la fruta que no
presentara magulladuras, golpes, rajaduras, hongos, laceraciones, pica-
duras de insectos, aves o mordeduras de roedores y que tuviera un peso
no inferior a 696 gramos.
Pesaje
Se determinó el peso promedio de la muestras y se garantizó que las fru-
tas cumplieran con los parámetros de selección establecidos para obte-
ner el rendimiento del producto nal.
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Peso promedio de Muestreo 1 de la fruta del árbol de pan (Artocarpus altilis). 993,1g
Peso promedio de Muestreo 2 de la fruta del árbol de pan (Artocarpus altilis). 1172,6g
Peso promedio de Muestreo 3 de la fruta del árbol de pan (Artocarpus altilis) 1007,7g
Pelado o adecuación
La cáscara se retiró manualmente, evitando que quedara pedazos ad-
herido a la fruta, para no proporcionar a la harina sabor amargo.
Pesaje
Las tajadas nas del fruto del árbol de pan (Artocarpus altilis)
fueron pesadas igual que los desechos, cáscaras y semillas.
Tabla 4. Valores de los pesos de la fruta y los componentes como la
cáscara, la semilla, sus desechos y el peso de la pulpa resultante
Muestra Peso total Peso total Peso total Peso total
Cascara (g) Desecho (g) Semilla(g) Pulpa(g)
51 10.735 3.688 4.155 33.040
Deshidratación
Una vez se trocearon las frutas fueron llevadas al horno deshidratador
marca Montero y, posteriormente, se determinó su nuevo peso.
Molienda
Para este menester, se empleó un molino convencional alimentado
con las tajadas del fruto de pan deshidratadas para obtener harina.
Empaque
El empaque fue realizado en bolsas de polietileno biorentado, y se
selló de manera hermética en unidades de 250 gramos. Se tomaron
muestras de la harina para realizar los análisis bromatológicos y micro-
biológicos.
Almacenamiento
La harina se almacenó en un lugar seco y fresco, a una temperatura
de 28°C y 69% de humedad relativa en promedio; también se prote-
gió de la acción de insectos, roedores y de la luz solar y articial.
Rendimiento porcentual de la harina producida a partir del número
total de frutas del árbol de pan (Artocarpus altilis)
Para determinar el rendimiento total, se compararon los pesos de las
harinas producidas en los distintos muestreos y los pesos iniciales de
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las 51 frutas del árbol de pan (Artocarpus altilis). El rendimiento total fue de
17,9%, rendimiento que se considera alto respecto al rendimiento de las ha-
rinas de otras especies vegetales, que alcanzan un rendimiento aproxima-
do del 8%.
Peso inicial de las 51 frutas del árbol de pan= 51.618,0 g
Peso total de la harina = 9.232,7 g
Analisis realizados a la fruta de árbol de pan
(Artocarpus altilis)
Grado de madurez de la fruta del árbol de pan
(Artocarpus altilis)
Se establecieron seis grados de color de acuerdo con la evolución de la
maduración y las necesidades del mercado y de los consumidores.
Tabla 5. Estados de maduracion de la fruta de árbol de pan
(Articarpus altilis)
Grado de Maduración Caracteristicas
Grado 1. Verde lima
Grado 2. Ligeramente verde
Grado 3. Verde amarillo
Grado 4. Ligeramente amarillo
Grado 5. Amarillo
Grado 6. Amarillo con pintas cafés.
Color normal de la fruta fresca. Ideal para el
procesamiento de subproductos (harina y chips).
Primer cambio de color durante el ciclo de maduración.
Adecuada para el procesamiento de subproductos
(harina y chips)
Recomendado para la distribución al detallista durante
la estación fría. Apropiada para el procesamiento de
subproductos (harina y chips).
Pronunciado estado inicial del ciclo de maduración.
Listo para entregar al detallista durante la
estación caliente.
Ideal para el consumo y procesamiento de
subproductos (bocadillos, mermelada, jugos)
Color amarillo con un alto valor nutritivo y
procesamiento rápido por su alto estado de
maduración.
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