Valorization strategies of dietary fiber and carotenoids from a by-product of organic tomato processing as potential ingredients in functional food formulations

La producción de productos a base de tomate genera un porcentaje de residuos del 5%, compuesto principalmente por la piel. Ésta es una fuente importante de carotenoides, como el licopeno, y contiene una cantidad adecuada de fibra dietética total (FDT). Se sabe que tanto los carotenos como la fibra dietética tienen efectos funcionales en el cuerpo humano. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo de investigación se dividió principalmente en dos partes. En primer lugar, se realizó la caracterización de la cáscara de tomate orgánico obtenida por una industria local en términos de porcentaje de macronutrientes, así como el contenido total de carotenos. En segundo lugar, se propusieron dos alternativas de valorización de estos compuestos como potenciales aditivos funcionales en el procesamiento de alimentos. La primera incluía una extracción de carotenoides mediante EAU y la encapsulación del extracto enriquecido de carotenoides mediante tecnología de secado por aspersión y el posterior análisis de las propiedades del polvo. El segundo evaluó el uso potencial de la cáscara de tomate FDT como sustituto de la grasa y la harina en las cuatro formulaciones de galletas. Cada formulación se evaluó mediante análisis fisicoquímicos, de textura, sensoriales y teóricos proximales. Para los resultados, se realizó una optimización de la EAU utilizando una proporción de disolvente de 80 acetato de etilo:20 etanol y un 2,5% p/v de biomasa - proporción de disolvente. Se obtuvo un porcentaje de recuperación del contenido total de carotenoides del 89,08%. El contenido de TDF fue de 49,46 ± 3,91 (g/100g) en base seca. En cuanto a la encapsulación, el rendimiento de secado y la eficiencia de encapsulación fueron del 67,3% ± 0,5 y del 58,1% ± 0,8, respectivamente. El análisis sensorial no mostró diferencias significativas entre las medias de la galleta de control y la galleta con 30% de sustitución de grasa. Estas galletas fueron las de mayor intención de compra por parte de consumidores

Production of tomato-based products generates a percentage of waste of 5%, composed mainly of peel. This has a significant source of carotenoids, such as lycopene, and an appropriate amount of total dietary fiber (TDF). Both carotenes and dietary fiber are known to have functional effects on the human body. Therefore, the aim of this research work was mainly divided into two parts. Firstly, characterization of organic tomato peel obtained by a local processing industry in terms of percentage of macronutrients as dietary fiber, protein, and ash, as well as total carotenoid content, was done. Secondly, two valorization alternatives of these compounds as potential functional additives in food processing were proposed. The first one included a carotenoid extraction using UAE and the encapsulation of the enriched-carotenoids extract using spray-drying technology and its subsequent analysis of powder properties. The second one evaluated the potential use of TDF tomato peel as a replacement of fat and flour in the four formulations of cookies. Each formulation was assessed using physicochemical, texture, sensory, and theoretical proximal analyses. For the results, UAE optimization was performed using a solvent ratio of 80 Ethyl Acetate:20 Ethanol and 2.5% w/v of biomass - solvent ratio. A recovery percentage of total carotenoid content of 89.08% was obtained. The content of TDF was 49.46 ± 3.91 (g/100g) on a dry basis. For encapsulation, the drying yield and encapsulation efficiencies were 67.3% ± 0.5 and 58.1% ± 0.8, respectively. Sensory analysis showed no significant difference between the means for the control cookie and 30% fat replacement cookie. Thus, these cookies were the most purchase intention by the consumers. Consequently, this study presented a solution towards unused tomato peel industrial by-product promoting the design of new functional food products with high content of carotenes and dietary fiber, increasing nutritional and health benefits to consumers.

Ingeniero de Alimentos

Pregrado