Colegio de ingenieros agrónomos de Tabasco

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Colegio de ingenieros agrónomos de Tabasco

REPORTE TECNICO

Título del Proyecto: Estandarización al sistema de fermentación y secado en 4 genotipos de cacao theobroma cacao (Carmelo C1, blanco marfil, complejo

trinitario y criollo totonaco) para aumentar su calidad

Responsable Científico: M. C. CUTBERTO LAZARO CEPEDA

Institución: COLEGIO DE INGENIEROS AGRONOMOS DE TABASCO

M. C. CUTBERTO LAZARO CEPEDA RESPONSABLE CIENTIFICO

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REPORTE FINAL

Estandarización al sistema de fermentación y secado en 4 genotipos de cacao Theobroma cacao (Carmelo C1, blanco marfil, complejo trinitario y criollo totonaco)

para aumentar su calidad.

Responsable Científico: M. C. Cutberto Lázaro Cepeda.

ABSTRACT

In this study, commercial Mexican cocoa beans Marfil, Carmelo1 and Totonaca (criollo varieties) and Guayaquil (trinitario) were evaluated for flavor compounds and sensory evaluation in order to obtain data for determining cocoa bean quality that will be of great importance for quality insurance within the fields of cocoa exports and raw material control in chocolate producing companies. To characterize the fermentation, dried and sensory analysis of three varieties of criollo cocoa, a serial of essays were carried out as a part of a Cooperation Project relative to the aromatic quality of Criollo cocoa. Cocoas were fermented during 4 days in 100 cm3 wood boxes and the samples was dried to

sun during 6 days until reach a 8% RH. Instrumental measurements were taken at harvest and also during sensory analysis. The products were evaluated for flavor compounds and sensory evaluation (as cocoa liquor). A quantitative descriptive analysis was used to evaluate the flavor intensity of the chocolates by a trained panel using a 10-point rating scale for selected flavor attributes, namely sweet, sour taste , astringency , bitter taste, fruity taste, floral flavor, nutty, malt, cocoa and burnt. Panelists were asked to smell and taste the sample against a standard chocolate. The observed temperaturas during fermentation in the treatments indicated that a correct process was made. The sensory analysis shows that in three samples a strong cocoa flavor intensity was detected. However from the panelists’ observations it emerged that a fine chocolate flavor was found in dark chocolate prepares from Totonaca cocoa beans. The sensory panel showed that liquors prepared with the 3 samples have outstanding fruity notes and significant levels of other evaluated flavors. The results to the material evaluated are similar to the criollo cacao varieties, known worldwide as a raw material for fine liquors and chocolates.

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INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo se llevó a cabo la caracterización y estandarización de la fermentación y el secado (tratamiento poscosecha) de material genético cultivado en diversas fincas de la región de la región sur este del pais. La evaluación de la calidad aromática del material fue llevada acabo mediante la elaboración de pasta de cacao (licor) y chocolate obtenido con el cacao seco de los tres distintos clones evaluados, para la obtención del perfil de sabor de las tres variedades de material analizado.

La fermentación de cacao (Theobroma cacao L) es un proceso bastante complejo, donde intervienen reacciones microbiológicas y bioquímicas. Los microorganismos (levaduras y bacterias ácido-lácticas) desempeñan un papel preponderante desde el punto de vista favorable. Durante la fermentación se forman los precursores del aroma y del sabor característico de los granos de cacao (Cross y Jean Jean, 1998).

En Tabasco, México, la fermentación de cacao depende fuertemente del saber-hacer artesanal del productor. Se sabe que la temperatura juega un papel importante durante la fermentación de las almendras, razón por la cual se llevará a cabo una medición para evaluar el comportamiento en el interior de la masa fermentativa durante el proceso de fermentación de granos de cacao.

El aroma cacao y en particular del cacao tostado, ha sido objeto de numerosos trabajos, donde los más recientes se refieren en la puesta en evidencia del desarrollo de la fracción aromática en cacao Criollo, en función del tratamiento poscosecha.

Según Ziegleder (1990), el linalol es un compuesto clave que permite la clasificación de los cacaos en función de su origen. Las almendras de cacaos "finos" que provienen del Ecuador (sabor Arriba), de Trinidad y de Venezuela contienen más de linalol que los cacaos corrientes (Ghana, Costa de Marfil y Brasil). Este contenido de linalol, puede ser hasta ocho veces más elevado, contribuyendo con la calidad aromática de estos orígenes de cacaos y sería responsable de sus notas florales y afrutadas.

El sabor y aroma está muy relacionado con los diferentes genotipos de cacao.

El sabor inherente del cacao de una fuente particular de granos está determinado principalmente cada genotipo (Gomez, 2008).

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Un punto dominante en la calificación del cacao de exportación se basa en la características organoléptica (sabor y aroma), tales como el amargor y la astringencia, que están intrínsecas en las almendras de cacao, requisito fundamental para la elaboración de chocolates finos (Lemus et al.,2001).

El cacao debe desarrollar el aroma y el característico deseado para que sea calificado como de primera calidad. Estas cualidades se desarrollan solamente cuando las almendras, son debidamente fermentadas, secadas y tostadas, (Moreira, 1994).

En los cacaos finos, tratan de encontrar delicados matices de sabor característico a frutas y aroma floral. En los sabores básicos se preocupan más de que no tengan sabores extraños y la acidez amargor y astrigencia son ligeros, ya que los sabores intensos de estas notas básicas son características de un cacao mal fermentado. Además, describe que los peores defectos que se pueden encontrar en los licores de cacao son el sabor a humo, ocasionado por el secado artificial del cacao y el olor a jamón ahumado ocasionado por una sobre fermentación.

Para el fabricante, la evaluación sensorial es la única prueba confiable para determinar si puede utilizar determinado cacao para sus productos. Esta prueba permite medir, analizar e interpretar reacciones de las características de los alimentos, los cuales son percibidos por los sentidos de la vista, olfato y gusto es decir sabor y aroma (Gómez, 2008).

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METODOLOGIA Material Vegetal

En el presente trabajo se utilizaron mazorcas de cacao provenientes de cuatro tipos de cacao Criollo denominados: Carmelo 1, blanco Marfil, Criollo Totonaca, provenientes de Zococolco de Hidalgo, Veracruz, y Guayaquil en Villa Aldama Comalcalco, en la zona de la Chontalpa en el Estado de Tabasco México. Zona caracterizada por precipitaciones promedios de 1600 mm/año, temperatura de 32º C y una humedad derelativa promedio de 80 %.

Tratamiento poscosecha

Después de la cosecha (aproximadamente 6000 mazorcas/cajón), las almendras fueron fermentadas durante 4 días en cajones de madera cuadrados de 100 cm3. La masa de fermentación fue cubierta con sacos de

yute.

Y en el prototipo de fermentador en escalera de la misma capacidad, Así mismo el proceso se condujo en una sala cerrada, con paredes bloque con temperaturas promedios de 30 ºC y humedad relativa de 82%. Las tomas de muestras se realizaron diariamente y efectuadas en 3 puntos del cajón situados entre 30 y 35 cm de la superficie para la medición de temperatura y pH con un medidor marca Hanna instruments.

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El secado solar se efectuó en área verde sobre estructuras de madera y malla metálica en capas delgadas, durante 6 días hasta que el contenido de humedad estuviese alrededor de 8 %.

Figura 1 secado al sol

Análisis sensorial

Un panel seleccionado de 10 jueces para diferenciar sabores básicos y característicos fue entrenado durante 3 meses en el instituto tecnológico de villahermosa.

Las muestras procesadas (licor) fueron catadas por el panel sensorial en la identificación de sabores básicos (amargo, astringente y ácido) y característicos (cacao/chocolate,

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dulce/caramelo, panela/malta, nuez, frutal, frutos secos, floral, especias y madera), determinando la intensidad de cada sabor presente en las muestras para el establecimiento del perfil de sabor de cada una de las variedades de cacao analizadas: Guayaquil, Marfil, Carmelo 1 y Totonaca.

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RESULTADOS

Temperatura y pH de fermentación.

El aumento en la temperatura es un indicador clave del estado de fermentación, el cual es generado por reacciones exotérmicas de hidrólisis de proteínas y carbohidratos efectuados por enzimas proteolíticas y levaduras. El cacao criollo desarrolla su punto máximo de temperatura entreel segundo y el tercer día del proceso. Para el las variedades analizadas, este valor coincide con lo reportado en la literatura (Portillo et al., 2005; Cross et al., 2008). En la tabla siguiente se presentan los resultados de la temperatura de fermentación alcanzada en las cajas de madera durante la fermentación de cuatro días del material analizado.

FERMENTACIÓN

HORA CARMELO MARFIL Guayaquil

0 Hrs 27 28.6 28.8 23 Hrs 28 29 29.8 24 Hrs 29 29.5 30 47 Hrs 29.5 29.8 30.9 48 Hrs 30 30.5 31 72 Hrs 31.9 32 37.5 82Hrs 36 37 40.2 91 Hrs 40 39 42 93 Hrs 40 40.5 43.5 94 Hrs 39.5 41 44 95 Hrs 37 38 44.5 102 Hrs 40 TEMPERATURA °C

La temperatura alcanzada como máxima fue de 40ºC después del tercer día de fermentación para ser secadas al sol al cuarto día una vez que la temperatura en la caja empezó a descender. Diversos estudios realizados sobre material criollo señalan que esta etapa es clave para la formación de los precursores de aroma en esta variedad de cacao fino. La curva característica de evolución de temperatura se muestra en la siguiente figura. En donde puede apreciarse un comportamiento muy similar de las dos variedades de tipo criolllo y el comportamiento característico del cacao guayaquil, que alcanza una temperatura mas elevada y dos días mas en el proceso de fermentación.

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El pH de los materiales criollos que fueron analizados en el estudio comienza en un valor de 4 característico de la variedad criollo según reportes de cacao de Venezuela y Ecuador. La evolución y caida del mismo es característico de una buena fermentación debido a la conversión de alcoholes en ácido acético principalmente. Una caída mas pronunciada del pH se observa en el cacao tipo trinitario denominado guayaquil debido al tipo de reacciones en los cotiledones debido a la diferencia de compuestos fenólicos.

HORA CARMELO MARFIL GUAYAQUIL

0 Hrs 4.6 4.17 5.4 23 Hrs 4 3.31 4.13 47 Hrs 5.5 5.3 3.85 71 Hrs 3.73 4.21 3.62 94 Hrs 3.84 2.87 3.55 95 Hrs 2.77 2.75 2.85

Ph

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Perfil de Sabor (Análisis sensorial)

El análisis sensorial mediante perfil de aroma y sabor se realizó con la finalidad de lograr la diferenciación de la calidad de cacao de acuerdo a la variedad y conocer las diferencias cualitativas en sus atributos de sabor y aroma.

En los resultados los panelistas detectaron sabores muy similares las cuales se muestran en la tabla siguiente:

Perfil de Sabor

atributos marfil Carmelo1 Totonaca

Cacao / chocolate 5,0 4,5 5,0 Dulce 1,0 2,0 1,0 Amargo 6,0 4,0 5,0 Astringencia 2,5 3,0 4,0 Acidez 3,0 4,5 4,0 Panela malta 3,0 3,0 3,0 Nuez 2,0 2,0 3,5 Frutal 1,0 2,5 2,0 Frutas secas 2,0 2,5 2,0 Floral 1,0 1,5 2,0 Sabor a especias 1,0 2,0 3,0 Sabor a madera 3,0 3,0 3,5

Tabla 1 Resultados Sensoriales de la pasta de cacao por variedad

En la tabla anterior se muestran los perfiles de sabores básicos, específicos y adquiridos para las diferentes variedades, analizadas mediante la técnica de Análisis sensorial. Esta técnica permitió conocer sus características similares. Entre las dos variedades de cacao producidas en el estado. Además, se detectó un sabor a chocolate fino en las 3 muestras de cacao.

Sabores básicos

El análisis sensorial es un indicador del estado defermentación de la almendra, determinado por labaja intensidad en sus notas que para sabores básicos comoacidez, astringencia y

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amargo ponen de manifiesto un buen proceso de fermentación en las tres variedades, sin embargo el sabor amargo en las tres variedades se aprecia un valor elevado.

Sabores específicos

Las tres variedades proveen una almendra blanca con características de sabor semejantes a las reportadas por Portillo et al. (2005), para cacaos criollos catalogados en el mundo como finos y dearoma. La variedad catalogada como Totonaca presentó las mejores características sensoriales. Para esta variedad se registraron notas de sabores frutales, florales y nuez con puntajes de 2.5 y 3. Las otras dos variedades Marfil y Carmelo 1 presentaron notas de menor intensidad, sin embargo se detectaron en su perfil de sabor. Estosvalores son significativos por ser poco desarrolladosen licores de cacao y que posicionan a las almendras analizadascomo posible materia prima de chocolates finos. Las 3 muestras analizadas (Marfil, Carmelo 1 y Totonaca) presentaron un fuerte sabor a cacao (chocolate) con valores que oscilan entre 5 y 4.5. Las tres variedades presentaron perfiles interesantes de ligero sabor a malta, especias, madera y frutas secas.

Los resultados comparativos se presentan en la siguiente tabla, y de manera individual en las gráficas de “araña” subsecuentes.

Grafica 1 Resultado del análisis Sensorial

Perfil de Sabor del licor de cacao por Variedad tipo Criollo

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 Marfil Carmelo1 Totonaca

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Grafica 2 Perfil de sabor Variedad Marfil

MARFIL: Presenta un vigoroso sabor a chocolate, es ligeramente dulce, con buena

apariencia externa, moderada acidez, ligeramente astringente, fuerte amargor, con notas ligeras de sabor afrutado, aroma floral y nueces. Con un poco de sabor a malta, madera y especias. 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 Cacao / chocolate Dulce Amargo Astringencia Acidez Panela malta Nuez Frutal Frutas secas Floral Sabor a especias Sabor a madera

Marfil

Marfil

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Grafica 3 Perfil de Sabor Carmelo 1

CARMELO I: Presenta un fuerte sabor a chocolate, con notas moderadas a caramelo, con

buena apariencia externa, moderadamente ácido, ligeramente astringente, de vigoroso amargor, con moderadas notas de sabor afrutado, ligero aroma floral, nuez y un poco de sabor a malta 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 Cacao / chocolate Dulce Amargo Astringencia Acidez Panela malta Nuez Frutal Frutas secas Floral Sabor a especias Sabor a madera

Carmelo1

Carmelo1

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Grafica 4 Perfil de Sabor Variedad Totonaca

TOTONACA: Cacao de fuerte sabor a chocolate, moderadamente dulce, de buena

apariencia externa caracterizada por una suave acidez bien balanceada, ligeramente astringente yde moderado amargor. Con notas interesantes de sabores afrutados, aroma floral y con un sabor a nuez que a escala internacional podrían distinguirlo como un cacao fino y de aroma. 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 Cacao / chocolate Dulce Amargo Astringencia Acidez Panela malta Nuez Frutal Frutas secas Floral Sabor a especias Sabor a madera

Totonaca

Totonaca

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BIBLIOGRAFIA

Cros E. et N. Jeanjean. 1998. Formation de l’arômecacao. Cacao et chocolat. Production, utilisation,caractéristiques. J. Pontillon. Paris. Ed. Tec&Doc:188-206.

Gómez A. 2008. Evaluación sensorial de licores de Ecuador y Venezuela.Seminario Internacional. Bogotá.

Jeanjean N. 1995. Influence du génotype, de lafermentación et de la torréfaction sur ledéveloppment de l’arome. Rôle des precurseursd’arôme. Thèse de Doctorat, Université deMontpellier II. Francia. 200 p.

Lemus M, Graziani L, Bertorelli O, Trujillo A. 2001. Efecto del mezcladode cacaos tipo criollo y forastero de la localidad de Cumbotesobrealgunas características físicas de los granos durante la fermentación.Agronomía Tropical 52(1):45-58.

Portillo E, Graciani L, Cros E. 2005. Efecto de algunos factores poscosechasobre la calidad sensorial del cacao criollo porcelana (Theobroma cacaoL.). RevistaFacultad de Agronomia22(4):394-406.

Ziegleder G. 1990. Linalolcontents as characteristicsofsomeflavor grade cocoas. Z Lebensm. Unters.Forsch. 191: 306-309.

Ziegleder G. 1991. Composition of flavorextractsofraw and roastedcocoas.Z Lebensm. Unters. Forsch.92: 521-525.

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