Hombre, Ciencia y Tecnología ISSN: 1028-0871 Vol. 29, No.1, ene - mar, pp. 51-59, 2025
Evaluación de la Caracterización Química Proximal del Grano Fermentado y Seco para la Renovación de Plantaciones de Cacao (Theobroma cacao L.) Tipo Criollo
Evaluation of the Proximal Chemical Characterization of Fermented and Dried Beans for the Renewal of Criollo Type Cocoa (Theobroma cacao L.) Plantations
Autores:
Ender A. Iñiguez - Freites1, https://orcid.org/0000-0001-9609- 8898
Clímaco O. Álvarez - Fernández2, https://orcid.org/0000-0002-1234- 5678
Filiación institucional: 1Profesional de Investigación, Vicerrectoría de Investigación y A suntos de Postgrado, Universidad Católica del Cibao (UCATECI), Pedro A. Rivera, Apartado No. 401, La Vega, República Dominicana.2 Profesional de Investigación, Laboratorio de Calidad y Post - cosecha en Cacao, Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA-Miranda), Sector
Tapipa, Miranda, Venezuela.
E- mail: einiguez@ucateci.edu.do, climaco48@gmail.com
Fecha de recibido: 17 oct. 2024 Fecha de aprobado: 19 dic. 2024
Resumen
Este estudio evaluó la composición química proximal del grano seco y fermentado de tres genotipos de cacao criollo (GE-06, GE - 11 y GE-20) comparados con dos muestras comerciales (OC-60 y OC-61), con el fin de determinar su potencial para programas de renovación de plantaciones. Los análisis incluyeron la medición de parámetros como contenido de humedad, proteína cruda, cenizas, fibra cruda y pH. Los genotipos
Abstract
This study evaluated the proximal chemical composition of dry and fermented grains from three Criollo cacao genotypes (GE- 06, GE-11, and GE-20) compared to two commercial samples (OC-60 and OC-61) to determine their potential for plantation renewal programs. The analyses included the measurement of parameters such as moisture content, crude protein, ash, crude fiber, and pH. The Criollo genotypes
criollos presentaron mayores showed higher protein concentrations
concentraciones de proteína (14,13% a 15,01%) y cenizas (3,98% a 4,27%) en comparación con las muestras comerciales (11,63% a 11,97% en proteína y 2,54% a 3,48% en cenizas). Los valores de pH fueron inferiores en los genotipos criollos (4,20 a 4,88) frente a las muestras comerciales (5,11), lo que podría contribuir a un perfil sensorial más complejo en el producto final. Estos resultados sugieren que los genotipos criollos son adecuados para la producción de cacao de alta calidad,
(14.13% to 15.01%) and ash content (3.98% to 4.27%) compared to commercial samples (11.63% to 11.97% for protein and 2.54% to 3.48% for ash). The pH values were lower in the Criollo genotypes (4.20 to 4.88) compared to the commercial samples (5.11), which may contribute to a more complex sensory profile in the final product. These results suggest that Criollo genotypes are suitable for producing high - quality cacao with potential for specialized markets.
con potencial para mercados
especializados. Keywords: Criollo cacao, C hemical
Palabras clave: Cacao criollo; characterization, Sensory quality, G enetic
Caracterización química; Calidad sensorial ; Diversidad genética
diversity
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Hombre, Ciencia y Tecnología ISSN: 1028-0871 Vol. 29, No.1, ene - mar, pp. 51-59, 2025 Introducción
El cacao (Theobroma cacao L.) tipo criollo se caracteriza por su calidad superior y su potencial para la producción de chocolates finos, lo que lo convierte en un recurso de alto valor económico y comercial. Sin embargo, las plantaciones de cacao criollo presentan una baja productividad y son susceptibles a enfermedades, lo que subraya la necesidad de implementar programas de renovación y mejoramiento genético. La caracterización química proximal de los granos es fundamental para identificar materiales con una composición óptima que aseguren un producto de calidad diferenciada en el mercado.
El presente estudio evaluó la composición química proximal del grano seco y fermentado de tres genotipos criollos recolectados en la región de Cumboto, Venezuela, y los comparó con dos muestras comerciales. Los resultados obtenidos contribuyen a la caracterización y conservación de los recursos genéticos locales, así como a la identificación de genotipos con potencial para programas de mejoramiento y producción de chocolates finos.
Materiales y m étodos
Selección y manejo de m uestras
Se seleccionaron tres genotipos espontáneos de cacao tipo criollo (GE-06, GE-11 y GE-20) y dos muestras comerciales (OC-60 y OC-61) recolectadas en la región de Cumboto, Venezuela. Las mazorcas fueron seleccionadas en estado de madurez óptima, asegurando que las semillas presentaran cotiledones blancos, alto índice de almendra y bajo índice de mazorca (Cedeño et al., 2019). Las almendras se extrajeron de las mazorcas y se agruparon por genotipo, etiquetándolas adecuadamente para garantizar la trazabilidad y la precisión en la evaluación de las características individuales de cada genotipo.
Proceso de fermentación y s ecado
Se utilizó un método de microfermentación para evaluar las propiedades de cada genotipo. Las almendras se colocaron en bolsas de nylon y se introdujeron dentro de una masa fermentante mayor, lo que permitió simular las condiciones de fermentación masiva empleadas en procesos a escala comercial (Guehi et al., 2010). La fermentación se llevó a cabo en cajones de madera de laurel con dimensiones de 60 cm x 60 cm x 60 cm, los cuales fueron diseñados para facilitar el drenaje y la circulación de aire (De Vuyst & Leroy, 2020). Se monitorearon las temperaturas internas a diferentes profundidades, así como las condiciones ambientales de
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Hombre, Ciencia y Tecnología ISSN: 1028-0871 Vol. 29, No.1, ene - mar, pp. 51-59, 2025 temperatura y humedad relativa. La masa fermentante se removió manualmente a las 48 horas para homogenizar la fermentación y favorecer el desarrollo de microorganismos beneficiosos. Después de completar el proceso de fermentación, las almendras se secaron al sol en tendales de madera, siguiendo protocolos que aseguran un secado gradual y uniforme (Kongor et al., 2016). El secado duró entre 5 y 7 días, dependiendo de las condiciones climáticas, hasta alcanzar un contenido de humedad del 6 al 7%. Durante el secado, se controló el volteo de las almendras para evitar el crecimiento de mohos y asegurar una calidad óptima. Caracterización química proximal del grano fermentado y s eco
Se realizaron análisis químicos proximales para determinar el contenido de humedad, cenizas, proteínas, grasas, fibra y carbohidratos totales de las muestras fermentadas y secas, siguiendo los métodos estandarizados por la AOAC (2019). Además, se cuantificaron compuestos bioactivos como polifenoles totales, teobromina y cafeína mediante técnicas espectrofotométricas y cromatográficas (Jinap & Ding, 2018). Estos compuestos son relevantes debido a su influencia en las propiedades sensoriales y los beneficios para la salud asociados al consumo de cacao.
La acidez titulable y el pH se midieron para evaluar el grado de fermentación y su impacto en la calidad del grano, ya que estos parámetros afectan directamente el desarrollo de sabores y aromas característicos del cacao fino (Saltini et al., 2013). El contenido de humedad se determinó por desecación a 105 °C hasta peso constante; la proteína cruda se calculó mediante el método de Kjeldahl (N x 6,25); las cenizas se determinaron por incineración en mufla a 550 °C; y la fibra cruda se cuantificó por digestión en ácido y álcali. El pH se midió en una suspensión de grano molido en agua destilada (1:10, p/v).
Manejo del a lmacenamiento
Las almendras secas se almacenaron en sacos de tela bajo condiciones controladas para evitar la exposición a humedad y contaminantes (Fowler et al., 2019). Se mantuvieron en almacenamiento hasta la realización de los análisis fisicoquímicos y sensoriales, garantizando su integridad y representatividad.
Análisis estadístico y validación de r esultados
Los datos obtenidos se analizaron utilizando paquetes estadísticos especializados, aplicando pruebas de normalidad y homogeneidad de varianzas para validar el uso del análisis de varianza (ANOVA) (Montgomery, 2017). Se utilizaron pruebas de comparaciones múltiples para identificar diferencias significativas entre los genotipos evaluados, y se establecieron
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Hombre, Ciencia y Tecnología ISSN: 1028-0871 Vol. 29, No.1, ene - mar, pp. 51-59, 2025 correlaciones entre las variables fisicoquímicas y las características genéticas de los materiales. La validación estadística de los resultados aseguró la robustez de las conclusiones y recomendaciones propuestas.
Figura 1 Proceso de Fermentación y Secado de las Mallas con las 5 Muestras de Cacao Criollo Destinadas al Análisis Fisicoquímico en Hacienda Las Bromelias
Los datos y resultados obtenidos a partir de este protocolo experimental se presentan en la sección de resultados y discusión, donde se abordan detalladamente las diferencias en la composición química proximal y las implicaciones de dichas diferencias en la calidad sensorial y nutricional del cacao criollo evaluado.
Análisis químico proximal del grano seco y f ermentado
La composición química proximal de los granos de cacao es un factor determinante en su calidad y valor nutricional, afectando directamente las características sensoriales y el potencial comercial del producto final (Afoakwa et al., 2013; Kongor et al., 2016). En este estudio, se evaluaron las propiedades químicas de tres genotipos espontáneos de cacao (GE-06, GE- 11 y GE-20) y se compararon con muestras comerciales (OC-60 y OC-61), enfocándose en parámetros como contenido de humedad, proteína cruda, cenizas, fibra cruda y pH. Contenido de h umedad
El contenido de humedad en los granos de cacao es crucial para su conservación y calidad, ya que niveles elevados pueden favorecer el crecimiento microbiano y la aparición de olores indeseables (De Brito et al., 2017; Fowler et al., 2019). Los resultados obtenidos muestran que los genotipos espontáneos presentaron valores de humedad que oscilaron entre 5,55% y 7,02%, mientras que las muestras comerciales tuvieron valores entre 6,91% y 6,94% . Todos los valores se encuentran dentro del rango establecido por la Norma Venezolana COVENIN 50-1995, que especifica un contenido máximo de humedad de 8%para las almendras de cacao fermentadas y secas (COVENIN, 1995).
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Hombre, Ciencia y Tecnología ISSN: 1028-0871 Vol. 29, No.1, ene - mar, pp. 51-59, 2025 Estos resultados indican que tanto los genotipos espontáneos como las muestras comerciales son aptos para el almacenamiento prolongado, minimizando el riesgo de deterioro por microorganismos y asegurando la calidad del producto (Álvarez et al., 2007). Estudios similares, como el de De Brito et al. (2017), señalan que un contenido de humedad entre 6% y 7% es óptimo para garantizar la estabilidad del cacao durante su almacenamiento y transporte.
Figura 2. Composición química proximal (resultados no expresados en base seca). Valores promedio de humedad, proteína cruda, cenizas, fibra cruda y pH.
Proteína Cruda
La proteína cruda en los granos de cacao es esencial para el desarrollo de compuestos precursores del aroma y sabor durante el proceso de fermentación y tostado (Kongor et al., 2016; Afoakwa et al., 2011). Los genotipos espontáneos evaluados mostraron un contenido de proteína cruda significativamente mayor (14,13% a 15,01%) en comparación con las muest ras comerciales (11,63% a 11,97%).
La mayor concentración de proteína en los genotipos espontáneos podría atribuirse a diferencias genéticas y al estado de fermentación. Álvarez et al. (2022) reportaron que durante la fermentación se produce una degradación de las proteínas de reserva en los cotiledones, liberando péptidos y aminoácidos que son esenciales para el desarrollo de los precursores del sabor. La variabilidad en el contenido proteico también puede estar influenciada por factores como la variedad, el origen geográfico y las prácticas de cultivo (Díaz-Marquina et al., 2019; Bertolde et al., 2011).
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Figura 3. Composición química proximal de los granos de cacao (resultados expresados en base seca). Valores promedio de humedad, proteína cruda, cenizas, fibra cruda y pH.
Cenizas
El contenido de cenizas representa el contenido mineral del grano de cacao y es un indicador de su valor nutricional (Afoakwa et al., 2013). Los genotipos espontáneos presentaron valores de cenizas entre 3,98% y 4,27%, superiores a los de las muestras comerciales, que oscilaron entre 2,54% y 3,48% .
La disminución del contenido de cenizas en las muestras comerciales podría estar relacionada con pérdidas de minerales solubles durante el proceso de fermentación, especialmente en las fases iniciales donde se produce exudación de líquidos debido a la actividad microbiana (Álvarez et al., 2022). Esto sugiere que los genotipos espontáneos, al tener una fermentación posiblemente menos intensa o diferente, retienen una mayor cantidad de minerales, lo que incrementa su valor nutricional.
Fibra Cruda
La fibra cruda es un componente importante en la dieta humana y contribuye a las propiedades funcionales del cacao (Díaz-Marquina et al., 2019). Los genotipos espontáneos mostraron un contenido de fibra cruda entre 4,84% y 6,16%, mientras que las muestras comerciales presentaron valores entre 4,05% y 4,58% (Cuadro 15).
El aumento en el contenido de fibra en los genotipos espontáneos podría estar relacionado con la generación de carbohidratos no digeribles durante el proceso fermentativo, que no son degradados por las enzimas utilizadas en el proceso (α-amilasa, proteasa y amiloglucosidasa) (Senanayake et al., 1997). Además, factores genéticos y de manejo post cosecha pueden influir en el contenido de fibra (Bertolde et al., 2011).
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Hombre, Ciencia y Tecnología ISSN: 1028-0871 Vol. 29, No.1, ene - mar, pp. 51-59, 2025 El pH
El pH es un parámetro que afecta significativamente el sabor y aroma del cacao, influyendo en la percepción sensorial del chocolate (Afoakwa et al., 2008). Los genotipos espontáneos presentaron valores de pH entre 4,20 y 4,88, ligeramente inferiores a los de las muestras comerciales, que registraron un pH de 5,11.
Un pH más bajo en los genotipos espontáneos puede indicar una mayor acidez, lo cual puede influir en las características organolépticas del producto final. La fermentación es un factor clave que afecta el pH del grano de cacao; durante este proceso, se generan ácidos orgánicos que disminuyen el pH (Schwan & Wheals, 2004). La diferencia observada sugiere variaciones en el proceso de fermentación entre los genotipos espontáneos y las muestras comerciales.
Resultados y d iscusión
Las diferencias significativas en la composición química proximal entre los genotipos espontáneos y las muestras comerciales reflejan la influencia de factores genéticos, ambientales y de manejo post cosecha (Díaz-Marquina et al., 2019; Bertolde et al., 2011). Los genotipos espontáneos mostraron mayores contenidos de proteína, cenizas y fibra cruda, así como un pH más bajo, lo que puede repercutir positivamente en la calidad sensorial y nutricional del cacao.
Estos hallazgos son consistentes con estudios previos que señalan que la variedad y el origen geográfico del cacao afectan su composición química y, por ende, sus propiedades organolépticas (Fowler et al., 2019 ).
Conclusiones
La composición química proximal del grano seco y fermentado de tres genotipos criollos recolectados en la región de Cumboto, Venezuela, y su comparación con muestras comerciales arrojó la caracterización y conservación de los recursos genéticos locales, así como la identificación de genotipos con potencial para programas de mejoramiento y producción de chocolates finos.
Los genotipos espontáneos mostraron mayores contenidos de proteína, cenizas y fibra cruda, así como un pH más bajo, lo que puede repercutir positivamente en la calidad sensorial y nutricional del cacao.
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Hombre, Ciencia y Tecnología ISSN: 1028-0871 Vol. 29, No.1, ene - mar, pp. 51-59, 2025 Bibliogr afía
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