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Revista Científica Zambos
ISSN: 3028-8843
Vol. 4 - Núm. 3 / Septiembre – Diciembre 2025
Revista Científica Zambos / Vol. 04 / Num. 03/ www. revistaczambos.utelvtsd.edu.ec
Influencia del tiempo y la técnica de extracción en la
recuperación de compuestos fenólicos a partir de la
cáscara de Ananas comosus
Influence of time and extraction technique on the recovery of
phenolic compounds from Ananas comosus peel
Reyes-Mera, Jorge Julio
1
Viáfara-Banguera, Derwin
2
https://orcid.org/0000-0001-6435-0649
https://orcid.org/0000-0003-1376-1231
jreyes@uea.edu.ec
dviafara@uea.edu.ec
Ecuador, Puyo, Universidad Estatal Amazónica
Ecuador, Puyo, Universidad Estatal Amazónica
Paredes-Ulloa, Christopher Oswaldo
3
Guamán-Castillo, José Guillermo
4
https://orcid.org/0000-0002-2087-5694
https://orcid.org/0009-0002-1811-7461
co.paredesu@uea.edu.ec
josegguamanc@gmail.com
Ecuador, Puyo, Universidad Estatal Amazónica
China, Pekin, China Railwal 19 Bureau Group
Corporation
Autor de correspondencia
1
DOI / URL: https://doi.org/10.69484/rcz/v4/n3/132
Resumen: Este estudio analizó el efecto del tiempo y la
técnica de extracción sobre la recuperación de compuestos
fenólicos totales de la cáscara de Ananas comosus,
subproducto agroindustrial con alto potencial bioactivo. Se
evaluaron dos métodos de extracción acuosa: decocción y
extracción asistida por ultrasonido (EAU), bajo un diseño
factorial 2². Los resultados estadísticos demostraron que
ambas variables influyeron significativamente en la
eficiencia (p < 0,0001), siendo la EAU más efectiva,
alcanzando hasta 18,5 mg EAG/g bs frente a 14,8 mg
EAG/g bs con decocción. El modelo predictivo mostró un
ajuste elevado (R² = 0,9498), lo que permite estimar con
precisión la concentración de polifenoles según el tiempo y
el método aplicado. Se evidenció correlación directa entre
el incremento del tiempo y la cantidad de compuestos
extraídos. Los hallazgos respaldan el uso de tecnologías
innovadoras como la EAU en la valorización de residuos
agroindustriales, al disminuir solventes orgánicos y reducir
impactos ambientales. Este trabajo aporta al conocimiento
sobre el aprovechamiento de la cáscara de A. comosus
para obtener ingredientes funcionales con aplicaciones
potenciales en las industrias alimentaria, cosmética y
farmacéutica.
Palabras clave: decocción, folin-ciocalteu, piña,
ultrasonido.
Research Article
Recibido: 30/Jun/2025
Aceptado: 22/Jul/2025
Publicado: 30/Sep/2025
Cita: Reyes-Mera, J. J., Viáfara-
Banguera, D., Paredes-Ulloa, C. O., &
Guamán-Castillo, J. G. (2025).
Influencia del tiempo y la técnica de
extracción en la recuperación de
compuestos fenólicos a partir de la
cáscara de Ananas comosus. Revista
Científica Zambos, 4(3), 80-91.
https://doi.org/10.69484/rcz/v4/n3/132
Ecuador, Santo Domingo, La
Concordia
Universidad Técnica Luis Vargas
Torres de Esmeraldas – Sede Santo
Domingo
Revista Científica Zambos (RCZ)
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Este artículo es un documento de
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Abstract:
This study analyzed the effect of time and extraction technique on the recovery of total
phenolic compounds from the peel of Ananas comosus, an agro-industrial by-product
with high bioactive potential. Two aqueous extraction methods were evaluated:
decoction and ultrasound-assisted extraction (UAE), under a 2² factorial design. The
statistical results showed that both variables significantly influenced efficiency (p <
0.0001), with UAE being more effective, reaching up to 18.5 mg EAG/g dm³ compared
to 14.8 mg EAG/g dm³ with decoction. The predictive model showed a high fit (R² =
0.9498), allowing for accurate estimation of polyphenol concentration based on time
and method applied. A direct correlation was observed between increased time and
the amount of compounds extracted. The findings support the use of innovative
technologies such as AU in the valorization of agro-industrial waste, by reducing
organic solvents and environmental impacts. This work contributes to the knowledge
on the use of A. comosus peel to obtain functional ingredients with potential
applications in the food, cosmetic, and pharmaceutical industries.
Keywords: decoction, folin-ciocalteu, pineapple, ultrasound.
1. Introducción
En los últimos años, los compuestos fenólicos han adquirido una relevancia
considerable en el campo científico, ya que son conocidos por sus propiedades
antioxidantes y potenciales aplicaciones terapéuticas en el tratamiento de
enfermedades crónicas no trasmisibles. Estos metabolitos, presentes en una amplia
variedad de plantas destacan por su capacidad para eliminar radicales libres, así como
también por su potencial para controlar las rutas metabólicas relacionadas con ciertos
trastornos inflamatorios, neurodegenerativos y la carcinogénesis (Jha & Sit, 2022). Su
importancia no se limita a la nutrición humana, convirtiéndose además en elementos
esenciales para la producción de alimentos funcionales y productos farmacéuticos
sofisticados (Patra et al., 2022; Caicedo-Aldaz & Herrera-Sánchez, 2022). El aumento
en este interés ha llevado a una búsqueda de nuevas fuentes sostenibles para su
obtención, particularmente aquellas que tienen su origen en residuos agroindustriales
que se consideraban hasta el momento desechos.
Desde la perspectiva de la sostenibilidad, el aprovechamiento de los residuos de la
industria de los alimentos se convierte en una buena estrategia para disminuir la
contaminación y fabricar otros productos con valor. La FAO (2022), revela que
aproximadamente un 33 % de los alimentos producidos por el hombre se
desaprovechan o pierden en el proceso de producción. Sin embargo, los residuos
agroindustriales, poseen altas concentraciones de las sustancias bioactivas cuya
extracción y utilización podrían sumar significativamente al desarrollo de modelos
alimentarios más sostenibles (Sorvari & Wahlström, 2024).
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La cáscara de Ananas comosus (piña) surge como un caso único de esta
problemática. Como una de las frutas tropicales más importantes en el comercio
internacional, con una producción mundial que supera los 28 millones de toneladas
anuales (FAO, 2022), su procesamiento industrial genera enormes volúmenes de
residuos, principalmente cáscaras, que representan entre el 55-65% del peso total del
fruto (Banerjee et al., 2022). Tradicionalmente considerada un desecho, numerosos
estudios han demostrado que esta matriz posee una concentración significativa de
compuestos fenólicos, incluyendo ácidos hidroxicinámicos, flavonoides y taninos, con
actividades biológicas relevantes (Jatav et al., 2022; Zhuang et al., 2025; Zhou et al.,
2023). De hecho, un estudio reciente sugiere que la actividad antioxidante de la
cáscara puede superar a la de la pulpa en ciertos sistemas modelo (Rivera et al.,
2023), lo que refuerza su potencial como materia prima para la obtención de
ingredientes funcionales.
El desafío tecnológico radica en desarrollar procesos de extracción eficientes que
permitan recuperar estos compuestos de manera óptima. Mientras que los métodos
convencionales como la maceración, Soxhlet, entre otros., presentan limitaciones en
términos de eficiencia energética y sostenibilidad (Mahmutović et al., 2024), las
técnicas emergentes como la extracción asistida por ultrasonido (EAU) o microondas
(EAM) ofrecen ventajas significativas, incluyendo menores tiempos de proceso,
reducción en el uso de solventes y mayor preservación de compuestos termosensibles
(Walayat et al., 2023; Guamán-Rivera, S. A., 2022). Sin embargo, la eficacia de estos
métodos depende críticamente de la optimización de parámetros clave,
particularmente el tiempo de extracción, cuya influencia en la cinética de liberación de
fenólicos desde matrices complejas como la cáscara de A. comosus no ha sido
suficientemente caracterizada.
La revisión de la literatura revela una notable carencia de estudios que evalúen
comparativamente el efecto sinérgico entre el tiempo y diferentes metodologías de
extracción sobre el perfil fenólico de la cáscara de piña, específicamente en la región
amazónica ecuatoriana. Mientras que algunos trabajos han caracterizado su
composición y otros han optimizado parámetros de extracción, falta evidencia
concluyente sobre cómo interactúan estos factores en la eficiencia de recuperación
(Rojas & Saavedra-Mera, 2022). Este vacío de conocimiento limita el desarrollo de
procesos escalables que maximicen el rendimiento sin comprometer la calidad de los
extractos.
Esta investigación tuvo como objetivo evaluar la influencia del tiempo y la técnica de
extracción (con asistencia de ultrasonido y decocción) en la recuperación de
compuestos fenólicos totales a partir de cáscara de Ananas comosus.
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2. Metodología
2.1. Obtención y preparación de la muestra
Las muestras de A. comosus fueron adquiridas en el mercado local “Los Plátanos”
(Puyo, Ecuador). Se seleccionaron frutos maduros, sin daños físicos y de tamaño
uniforme. La separación de las cáscaras se realizó manualmente con cuchillos
esterilizados, asegurando la eliminación completa del tejido comestible. Para el
secado, se utilizó una estufa de convección (marca: Memmert, modelo: SFE700) a
45°C durante 48 h. El contenido de humedad se determinó mediante el método
gravimétrico por diferencia de peso antes y después del secado, expresándose
posteriormente todos los resultados en base seca. Las cáscaras deshidratadas fueron
molidas mecánicamente y tamizadas empleando un conjunto de tamices de malla
Tyler para obtener partículas de 1 mm de diámetro.
2.2. Extractos acuosos
Se aplicó la extracción con ultrasonido y decocción tradicional para la obtención de
los extractos acuosos. En ambos casos se usó agua destilada como disolvente, en
una relación sólido/líquido de 1:20 (m/v). En el método por ultrasonido, se mezclaron
5 g de cáscara molida con 100 mL de agua en un recipiente de vidrio, y se colocaron
en un equipo de baño ultrasónico (marca Wisd.23, modelo WUC-D06H) a 80°C y 20%
de amplitud ultrasónica. Para la decocción, se colocó la misma cantidad de muestra y
disolvente en un sistema de reflujo hasta alcanzar la ebullición del agua. Finalmente,
todos los extractos obtenidos se filtraron usando papel Whatman No. 4 y se analizaron
inmediatamente después de su preparación.
2.3. Compuestos fenólicos totales
La cuantificación de compuestos fenólicos se realizó mediante el método de Folin-
Ciocalteu (Luna-Fox et al., 2025), donde se mezcló 1 mL de extracto acuoso con 0,5
mL del reactivo Folin-Ciocalteu y se incubó 10 min en oscuridad. Posteriormente, se
agregó 0,5 mL de Na₂CO₃ (20%), se aforó a 10 mL con agua destilada y se dejó
reaccionar 2 h protegido de luz. Finalmente, se midió la absorbancia a 765 nm en un
espectrofotómetro UV-Vis (Perkin Elmer), expresando los resultados como
equivalentes de ácido gálico por gramo de biomasa seca (mg EAG/g bs) mediante una
curva de calibración estándar (Ecuación 1).
A = 0,0734C − 0,0028
Donde A: absorbancia de la muestra y C: concentración de la muestra (mg/L).
2.4. Análisis estadístico
Se utilizó un diseño factorial 2² para examinar el impacto del tiempo y el método de
extracción en la obtención de compuestos fenólicos (Tabla 1). Cada experimento se
realizó por triplicado, incluyendo cuatro réplicas adicionales en el punto central. El
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análisis de los datos se realizó mediante el programa Design Expert (versión de
prueba, Stat-Ease Inc., Minneapolis, MN, EE. UU.).
Tabla 1
Nivel de las variables independientes
Variable
Código
Tipo
Sub tipo
Mínimo
Máximo
Tiempo (min)
A
Numérico
Contínuo
5
15
Método
B
Categórico
Nominal
Ultrasonido
Decocción
Nota: (Autores, 2025).
3. Resultados
Los resultados del ANOVA (Tabla 2) mostraron que el modelo presentó un alto grado
de significancia estadística (p < 0,0001) con un valor F de 160,86, lo que confirma su
capacidad para explicar la variabilidad en la extracción de compuestos fenólicos. Las
variables estudiadas, mostraron efectos altamente significativos (p < 0,0001 para
ambos), con valores F de 152,29 y 169,43 para el tiempo y método extractivo
respectivamente, indicando que ambos factores influyen considerablemente en el
proceso de extracción. La falta de ajuste del modelo no resultó significativa (p =
0,0510), mostrando que el modelo se ajusta adecuadamente a los datos
experimentales sin presentar desviaciones sistemáticas. El modelo demostró un buen
poder predictivo, con un coeficiente de determinación (R²) de 0,9498, indicando que
explica el 94,98 % de la variabilidad en los datos. El R² ajustado (0,9439) y el R²
predicho mostraron valores consistentes, confirmando la robustez del modelo.
Además, el coeficiente de variación (CV) fue del 5,67%, lo que refleja una baja
dispersión relativa de los datos en torno a la media (13,57) y respalda la precisión
experimental.
Tabla 2
Análisis de varianza para el modelo factorial seleccionado
Fuente
Suma de cuadrados
gl
Cuadrados
medios
F-valor
p-valor
Modelo
190,55
2
95,28
160,86
< 0,0001
Significativo
A-Tiempo
90,20
1
90,20
152,29
< 0,0001
B-Método
100,35
1
100,35
169,43
< 0,0001
Residual
10,07
17
0,5923
Falta de ajuste
4,19
3
1,40
3,32
0,0510
No significativo
Error puro
5,88
14
0,4203
DE
0,7696
%CV
5,67
Media
13,57
R
2
0,9498
R
2
-Ajustado
0,9439
R
2
-Predicho
Nota: DE desviación estándar, CV coeficiente de variación (Autores, 2025).
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El tiempo de extracción (Figura 1A) ejerció un efecto positivo en el rendimiento de
polifenoles totales, observándose una correlación directa entre el incremento del
tiempo y mayores concentraciones extraídas. Comparativamente, el método de
extracción asistida por ultrasonido presentó una eficiencia significativamente superior
frente a la decocción (Figura 1B), evidenciando diferencias estadísticamente
relevantes en los rendimientos obtenidos entre ambas técnicas bajo las condiciones
experimentales evaluadas.
Figura 1
Tiempo y método de extracción sobre la extracción de polifenoles totales en la cáscara
de A comosus.
Nota: (Autores, 2025).
La extracción con asistencia de ultrasonido produjo concentraciones de polifenoles
totales en el rango de 12,5 a 18,5 mg EAG/g bs, mientras que mediante decocción se
obtuvieron valores entre 7,4 y 14,8 mg EAG/g bs. Estos datos experimentales sirvieron
como base para desarrollar un modelo de regresión predictivo de la concentración de
polifenoles totales extraídos en el intervalo de 5 a 15 min, las ecuaciones de regresión
derivadas fueron las siguientes:
𝐏𝐨𝐥𝐢𝐟𝐞𝐧𝐨𝐥𝐞𝐬
(
𝐮𝐥𝐭𝐫𝐚𝐬𝐨𝐧𝐢𝐝𝐨
)
= 10,33 + 0,55 ∙ tiempo
𝐏𝐨𝐥𝐢𝐟𝐞𝐧𝐨𝐥𝐞𝐬
(
𝐝𝐞𝐜𝐨𝐜𝐜𝐢ó𝐧
)
= 5,85 + 0,55 ∙ tiempo
Estas ecuaciones, expresadas en unidades reales de los factores, sirve para estimar
los resultados con valores específicos de cada variable, usando sus unidades de
medida originales. Sin embargo, no son adecuadas para comparar la importancia
relativa de cada factor, ya que los coeficientes están ajustados a las unidades de cada
variable y el término independiente no corresponde al centro del diseño experimental.
Los resultados experimentales y los predichos con los modelos matemáticos se
calcularon y presentan en la tabla 3.
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Tabla 3
Resultados experimentales de polifenoles totales
Experimento
Tiempo
(min)
Método
Experimentales
(mg EAG/g bs)
Predichos
(mg EAG/g bs)
1
10
Ultrasonido
16,4
15,83
2
10
Decocción
12,6
11,35
3
15
Decocción
14,2
14,1
4
15
Ultrasonido
18,5
18,58
5
5
Decocción
7,4
8,6
6
10
Decocción
11,3
11,35
7
5
Ultrasonido
13,6
13,08
8
15
Ultrasonido
17,2
18,58
9
5
Decocción
8,2
8,6
10
5
Ultrasonido
12,5
13,08
11
15
Ultrasonido
18,2
18,58
12
10
Decocción
10,9
11,35
13
10
Ultrasonido
15,8
15,83
14
10
Ultrasonido
16,4
15,83
15
5
Ultrasonido
13,9
13,08
16
15
Decocción
13,5
14,1
17
15
Decocción
14,8
14,1
18
5
Decocción
7,9
8,6
19
10
Ultrasonido
15,6
15,83
20
10
Decocción
12,5
11,35
Nota: (Autores, 2025).
Como puede observarse en la Figura 2, la disposición de los puntos experimentales
validó la eficacia de los modelos para representar adecuadamente todo el espectro de
condiciones evaluadas. Este patrón de distribución indica que las ecuaciones
desarrolladas poseen capacidad predictiva dentro del rango de estudio, demostrando
su aplicabilidad práctica para los fines planteados.
Figura 2
Valores experimentales vs predichos de polifenoles totales
Nota: (Autores, 2025).
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El análisis de la distribución normal de los datos (Figura 3A) mostró que la mayoría de
los valores se encontraban dentro del rango aceptable (-2 a 2), confirmando que el
modelo se ajustaba adecuadamente a los datos de polifenoles. No obstante, se
detectó un valor atípico en -3, junto con una ligera asimetría en la distribución, lo que
podría señalar efectos no contemplados o variabilidad en los experimentos. En la
Figura 3B, se apreció un comportamiento similar, con la mayoría de los residuales
agrupados alrededor de cero y un valor extremo en -3,0002, lo que apuntaría a la
existencia de condiciones inusuales en ciertos ensayos. Estos resultados respaldaron
la capacidad predictiva del modelo, aunque destacaron la conveniencia de examinar
los casos desviados para optimizar su exactitud.
Figura 3
Distribución normal de los resultados experimentales (A). residuales estudentizados
externamente (B)
Nota: (Autores, 2025).
4. Discusión
El tiempo es un factor importante en la EAU de compuestos bioactivos. Estudios
previos han demostrado que, al aumentar el tiempo de ultrasonido, se incrementa la
cantidad de polifenoles extraídos hasta alcanzar un punto óptimo, después del cual el
aumento es marginal o incluso puede haber degradación de compuestos sensibles
(Dzah et al., 2020). Por ejemplo, en la extracción de polen, el tiempo óptimo fue de
14,3 min, mientras que, en hojas de té, un tiempo de 3,2 h maximizó la eficiencia
(Oroian et al., 2020; Borah et al., 2024). En propóleos, 20 min de ultrasonido fueron
suficientes para obtener rendimientos superiores a los de la maceración tradicional
(Peng et al., 2023; Guamán-Rivera & Flores-Mancheno, 2023). Sin embargo, es
importante evitar tiempos excesivos o temperaturas elevadas, ya que pueden
degradar los polifenoles.
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Diversos estudios han demostrado que la EAU es significativamente más eficiente que
métodos convencionales como la decocción o maceración para la obtención de
polifenoles. Un estudio realizado en café la EAU permitió recuperar más del 83% de
los polifenoles disponibles, mientras que el método convencional solo alcanzó el 64%,
mostrando una mejora del 19% en la eficiencia y una reducción a la mitad en el
consumo energético (Beaudor et al., 2023). En el caso del polen crudo, la EAU bajo
condiciones óptimas logró una concentración de 366,1 mg EAG/L, evidenciando una
alta eficiencia en comparación con métodos tradicionales (Oroian et al., 2020). En
propóleos, la EAU incrementó el contenido de flavonoides y ácidos fenólicos respecto
a la maceración, además de acelerar el proceso de extracción (Peng et al., 2023). En
hojas de té, la EAU combinada con hidrotropía alcanzó una eficiencia de extracción
del 68,4%, reduciendo el tiempo y la cantidad de solvente necesarios (Borah et al.,
2024). Finalmente, en granos de cerveza, la UAE permitió modelar y optimizar la
cinética de extracción, logrando una recuperación eficiente de polifenoles en tiempos
cortos (Alonso-Riaño et al., 2020).
El contenido polifenólico de la cáscara de A. comosus reportado en este estudio es
considerablemente menor al valor de 359,14 mg EAG/g encontrado por otros autores
con extracción etanólica, lo que evidencia que el método y solvente de extracción
influyen notablemente en los resultados (Jaisinghani & Patil, 2025). Otros trabajos
destacan la presencia de polifenoles y flavonoides en la cáscara, aunque sin
cuantificar exactamente el contenido total, pero sí confirman su riqueza en
compuestos bioactivos con potencial antioxidante y aplicaciones nutracéuticas (Soni
et al., 2022; Abasolo-Pacheco et al., 2025); además, estudios que emplearon
diferentes solventes reportaron valores de 6,93 mg/ml y 0,86 mg/mL para extractos
metanólicos y etanólicos respectivamente, lo que sugiere una gran variabilidad según
la metodología empleada (Namrata et al., 2017); finalmente, la literatura coincide en
que la cáscara de A. comosus es una fuente relevante de polifenoles, aunque los
valores cuantitativos pueden variar ampliamente dependiendo de factores como el tipo
de extracción, variedad de la planta y condiciones climáticas (Oi et al., 2025; Ankutse
et al., 2025).
5. Conclusiones
Se demostró que el tiempo de extracción y la técnica utilizada tuvieron un impacto
altamente significativo (p < 0,0001) en el rendimiento de compuestos fenólicos totales
obtenidos de la cáscara de Ananas comosus. Esto se respalda por los elevados
valores de F-Fisher (152,29 y 169,43), que reflejan la fuerte influencia de estos
factores en la eficiencia del proceso.
Los resultados demostraron que la extracción con ultrasonido presentó una eficiencia
significativamente mayor frente a la técnica de decocción, alcanzando
concentraciones más elevadas de polifenoles (12,5–18,5 mg EAG/g) en un tiempo de
procesamiento reducido. En contraste, el método de decocción mostró un intervalo
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inferior de recuperación (7,4–14,8 mg EAG/g), lo que evidencia su menor rendimiento.
Estos resultados respaldan el potencial del ultrasonido como método preferente para
la obtención de compuestos bioactivos, destacando su ventaja en términos de eficacia
y optimización de recursos en aplicaciones industriales o farmacéuticas.
CONFLICTO DE INTERESES
“Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses”.
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