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Fermentaci�n frutal: Efectos en la calidad sensorial del licor del cacao CCN-51

 

Fruit fermentation: Effects on the sensory quality of cocoa liquor CCN-51

 

Fermenta��o de frutas: Efeitos na qualidade sensorial do licor de cacau CCN-51

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: kbonilla1@utmachala.edu.ec

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

 

 

* Recibido: 11 de julio de 2024 *Aceptado: 08 de agosto de 2024 * Publicado: �03 de septiembre de 2024

 

        I.            Universidad T�cnica de Machala, El Oro, Ecuador.

      II.            Universidad T�cnica de Machala, El Oro, Ecuador.

   III.            Universidad T�cnica de Machala, El Oro, Ecuador.

   IV.            Universidad T�cnica de Machala, El Oro, Ecuador.

Resumen

El cacao es un cultivo de gran importancia econ�mica para el Ecuador, siendo uno de los mayores exportadores a nivel mundial, considerado de alta calidad. La presente investigaci�n tiene como objetivo evaluar los efectos en las propiedades f�sicas y qu�micas y el an�lisis sensorial del licor del cacao CCN-51 agregando durante el inicio de la fermentaci�n pulpa de frutas tropicales. Se implemento un dise�o completamente al azar con siete tratamientos con tres repeticiones. Los tratamientos consistieron en la incorporaci�n de las siguientes frutas tropicales: T1 Pi�a, T2 Frutilla, T3 Ar�ndano, T4 Mora, T5 Maracuy�, T6 Naranja, y T7 Testigo sin aplicaci�n de pulpa de fruta. Las variables de estudio evaluadas durante los 4 d�as de la fermentaci�n fueron pH del cotiled�n y la testa, la temperatura, posteriormente durante el secado las variables evaluadas fueron humedad, �ndice de grano, En la prueba de corte porcentaje de fermentaci�n, An�lisis Sensorial y porcentaje de grasa. Para el an�lisis estad�stico se implement� el programa SPSS. De acuerdo al porcentaje de fermentaci�n se observ� que los tratamientos T2, T4 y T6 no mostraron diferencia significativa con valores iguales de 89,33% mientras que el T5 presento un 97,33% de granos fermentados. Los resultados mostraron diferencia significativa en los porcentajes de grasa siendo el tratamiento T6 el m�s alto con un valor de 55,24 % mientras que el T7 fue el tratamiento con el valor m�s bajo de 53,68%. En conclusi�n, la incorporaci�n de pulpa de frutas tropicales durante infiere en an�lisis qu�mico y sensorial final del licor.

Palabras Claves: humedad; an�lisis sensorial; temperatura.

 

Abstract

Cocoa is a crop of great economic importance for Ecuador, being one of the largest exporters worldwide, considered of high quality. The objective of this research is to evaluate the effects on the physical and chemical properties and sensory analysis of CCN-51 cocoa liquor by adding tropical fruit pulp during the beginning of fermentation. A completely randomized design was implemented with seven treatments with three repetitions. The treatments consisted of the incorporation of the following tropical fruits: T1 Pineapple, T2 Strawberry, T3 Blueberry, T4 Blackberry, T5 Passion Fruit, T6 Orange, and T7 Control without application of fruit pulp. The study variables evaluated during the 4 days of fermentation were pH of the cotyledon and testa, temperature, later during drying the variables evaluated were humidity, grain index, in the cutting test fermentation percentage, Sensory Analysis and percentage of fat. For the statistical analysis, the SPSS program was implemented. According to the percentage of fermentation, it was observed that treatments T2, T4 and T6 did not show a significant difference with equal values ​​of 89.33%, while T5 presented 97.33% of fermented grains. The results showed a significant difference in the percentages of fat, with treatment T6 being the highest with a value of 55.24% while T7 was the treatment with the lowest value of 53.68%. In conclusion, the incorporation of tropical fruit pulp during influences the final chemical and sensory analysis of the liquor.

Keywords: humidity; sensory analysis; temperature.

 

Resumo

O cacau � uma cultura de grande import�ncia econ�mica para o Equador, sendo um dos maiores exportadores mundiais, considerado de alta qualidade. O objetivo desta pesquisa � avaliar os efeitos nas propriedades f�sicas, qu�micas e na an�lise sensorial do licor de cacau CCN-51 pela adi��o de polpa de frutas tropicais durante o in�cio da fermenta��o. Foi implementado um delineamento inteiramente casualizado com sete tratamentos com tr�s repeti��es. Os tratamentos consistiram na incorpora��o das seguintes frutas tropicais: T1 Abacaxi, T2 Morango, T3 Mirtilo, T4 Amora, T5 Maracuj�, T6 Laranja e T7 Controle sem aplica��o de polpa de fruta. As vari�veis ​​de estudo avaliadas durante os 4 dias de fermenta��o foram pH do cotil�done e testa, temperatura, posteriormente durante a secagem as vari�veis ​​avaliadas foram umidade, �ndice de gr�os, na prova de corte percentual de fermenta��o, An�lise Sensorial e percentual de gordura. Para a an�lise estat�stica foi implementado o programa SPSS. De acordo com o percentual de fermenta��o, observou-se que os tratamentos T2, T4 e T6 n�o apresentaram diferen�a significativa com valores iguais de 89,33%, enquanto o T5 apresentou 97,33% de gr�os fermentados. Os resultados mostraram diferen�a significativa nos percentuais de gordura, sendo o tratamento T6 o maior com valor de 55,24% enquanto o T7 foi o tratamento com menor valor de 53,68%. Conclui-se que a incorpora��o de polpa de frutas tropicais influencia na an�lise qu�mica e sensorial final do licor.

Palavras-chave: umidade; an�lise sensorial; temperatura.

 

Introducci�n

El cacao es originario de Am�rica, ha sido cultivado y valorado durante miles de a�os, desde las antiguas civilizaciones mesoamericanas, fue introducida en Europa y luego extendida por todo el mundo. Actualmente el cacao es un cultivo de gran importancia econ�mica y cultural en diversas regiones del mundo siendo Am�rica Latina una de las principales zonas de producci�n (Tinoco, 2016). Seg�n (Vargas, 2016) a nivel global el comercio de cacao es de gran relevancia, dado que la producci�n y el comercio de estos forman la econom�a nacional de varios pa�ses subdesarrollados. Sin embargo, cabe se�alar que la importancia relativa de las exportaciones de productos primarios en relaci�n con el valor total de las exportaciones de los pa�ses subdesarrollados se ha reducido.

Actualmente en Ecuador el cacao nacional es altamente reconocido a nivel global, por su perfil sensorial, lidera el mercado de cacaos finos. Esta reputaci�n se puede atribuir a las condiciones ambientales favorables en las que crece como a su diversidad gen�tica. En este contexto diversos factores permiten que el cacao desarrolle aromas y sabores �nicos, muy valorados por la industria chocolatera, gracias a estas cualidades el Ecuador se ha posicionado como el tercer mayor exportador de cacao en el mundo (Vera et al., 2024). En Latinoam�rica se produce el 40% del cacao que se exporta a nivel mundial. Ecuador en 2019 se convirti� en el primer exportador de cacao en Am�rica. (Borja et al., 2021)

El cacao CCN-51 es una variedad que ocupa el 50% del �rea cultivada en el Ecuador que a su vez representa el 80% de la producci�n exportable del pa�s (Anzules et al., 2022). Durante d�cadas la exportaci�n de cacao ha representado una de las fuentes importantes de generaci�n de empleo y desarrollo econ�mico en varias provincias del Ecuador. Las grandes empresas han sido las principales exportadoras de cacao sin embargo los peque�os productores son los proveedores de esta materia prima (Borja et al., 2021)

La fermentaci�n del cacao es una etapa fundamental en la transformaci�n del grano debido a que en esta etapa se producen cambios bioqu�micos esenciales que son los encargados del aroma y sabor, determinando la calidad final del cacao desde el punto de vista f�sico y qu�mico. Entre estos cambios, se incluye el desarrollo del color marr�n a partir de compuestos fen�licos, lo cual es un indicativo de la correcta fermentaci�n del grano de cacao (Rivera et al., 2012). Es importante generar tipos de tecnolog�as y m�todos de procesamiento del cacao fino de aroma, que permitan potenciar y conservar sus caracter�sticas bromatol�gicas y organol�pticas que garanticen la calidad del cacao, mediante los diferentes tipos de fermentaci�n.

�El proceso de secado del cacao es una de las labores m�s importantes despu�s de la cosecha y fermentaci�n, esta fase es la encargada de proporcionarle el sabor y aroma al grano de cacao. El correcto secado evita la proliferaci�n de bacterias en los granos de cacao, es fundamental que el grado de humedad del grano de cacao se encuentre en los rangos establecidos para su correcto almacenamiento (Espin, 2019).

Las caracter�sticas f�sicas, qu�micas y sensoriales son las encargadas de la calidad del cacao debido a que est�n directamente relacionadas con su sabor y aroma, estas son especialmente importantes y pueden tener notas florales frutales y c�tricas. Seg�n (Machado et al., 2023) En este sentido, el perfil arom�tico y sensorial depende de varios factores como son la composici�n bioqu�mica del grano, caracter�sticas gen�ticas de cada variedad, los m�todos de procesamiento y las condiciones ambientales de la zona donde se cultiva

La fermentaci�n con pulpa de frutas puede ser un precedente en la modificaci�n de las caracter�sticas organol�pticas finales del cacao.� Esta metodolog�a permite la introducci�n de una variedad de compuestos vol�tiles que alteran el perfil qu�mico, afectando su sabor y aroma (Jimenez, 2021). La presente investigaci�n tiene como objetivo evaluar los efectos en las propiedades f�sicas, qu�micas, y sensoriales del licor del cacao CCN-51 agregando durante el inicio de la fermentaci�n pulpa de frutas tropicales.

 

Materiales y m�todos

El estudio se llev� a cabo en la Granja Experimental �Santa In�s� de la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad T�cnica de Machala, que se encuentra ubicada a 5,5 km de la v�a Machala � Pasaje en la parroquia el Cambio en la ciudad de Machala, provincia de El Oro.

 

Material vegetal

El material vegetal utilizado fue el cacao CCN -51. Este cacao se cosecho en el Cant�n Santa Rosa en el sector 13 de enero. Se utilizo 1 kilogramo de cacao CCN-51 por cada tratamiento, que fueron colocados en un caj�n fermentador.

 

 

 

 

 

 

Tabla 1. Descripci�n de Tratamientos

 

Dise�o Experimental

Se implemento un dise�o completamente al azar (DCA) para evaluar el proceso de fermentaci�n. El dise�o estaba constituido de siete tratamientos con tres repeticiones cada uno.

 

 

 

 

 

 

 

 

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T1= Pi�a���������������������������������������������� T5= Maracuy�

T2= Frutilla����������������������������������������� T6= Naranja

T3= Ar�ndano������������������������������������ Tes= Testigo

T4= Mora

 

 

Metodolog�a

La metodolog�a seguida para los diferentes procesos del grano de cacao se describi� de la siguiente manera:

 

Fermentaci�n

Durante el proceso de fermentaci�n, se emplearon 7 tratamientos incluyendo el testigo con 3 repeticiones por cada tratamiento. Se procedi� a pesar 1 kg de cacao en baba para posteriormente colocarlos en cada caj�n fermentador. Posteriormente a cada tratamiento se le agrego 50 gr de pulpa de diferentes frutas tropicales seleccionadas. Estos tratamientos se distribuyeron en T1(Pi�a), T2 (Frutilla), T3(Ar�ndano), T4(Mora), T5(Maracuy�), T6 (Naranja), Tes (Testigo).

 

 

 

 

 

 

 

 

Secado

El secado de cacao se realiz� de manera natural, las almendras fueron expuestos al sol en una malla espec�ficamente para el secado de cacao, se extendieron en toda la malla removi�ndolos por 5 d�as. Para determinar si el secado hab�a finalizado se tomaron muestra de los granos de cacao para determinar el grado de humedad. Entre los rangos de humedad es importante reducir hasta 8% para su correcto almacenamiento e impedir el desarrollo de mohos que puedan afectar en la calidad.

 

Tostado

El proceso de tostado se realiz� a una temperatura de 120 � 140�C hasta que los granos est�n listos para el proceso de descascarillado.

 

Descascarillado

El proceso de descascarillado se lo realizo de manera manual desprendiendo la cascara de los granos de cacao.

 

Variables evaluadas

Variables de Fermentaci�n

Temperatura: Se obtuvo tomando la temperatura con un term�metro met�lico, tomando la temperatura a las 24 h, 48 h, 72 h, y 96 h hasta finalizar la etapa de fermentaci�n del cacao en los cajones fermentadores.

pH de la almendra y testa: Se realiz� la toma de pH en el laboratorio de la facultad de agronom�a, usando un potenci�metro en donde se tomaron 6 almendras de cacao se maceraron con ayuda de un mortero y luego se pes� 10 gr y se disolvi� en 100ml de agua destilada, al igual que la testa se la disolvi� en 100 ml de agua destilada, este procedimiento se realiz� a las 24h, 48h 72h y 96h respectivamente.

 

 

Variables de Secado

Humedad: Para evaluar el porcentaje de humedad se utiliz� el equipo electr�nico de medidor de humedad SAMAP -O- TEST modelo H40, para proceder con la lectura se insertaron 50 semillas de cacao por cada tratamiento.

�ndice de grano: Para calcular el �ndice de grano se pes� 25 granos secos de cacao, escogidos al azar por cada tratamiento, dando como resultado el �ndice de grano.

Prueba de Corte: Se tomaron 25 almendras de cacao por cada tratamiento y se procedi� a realizar la prueba de corte con la ayuda de una guillotina cortadora de granos. Luego se procedi� a la identificaci�n de granos bien fermentados, granos violetas, granos mohosos y granos pizarrosos.

Porcentaje de Grasa: Para determinar el porcentaje de grasa se utiliz� cacao en polvo previamente triturados, se pesaron 2.5 gramos en la balanza anal�tica, posteriormente se coloc� las muestras en los dedales. Se a�adi� 70 ml de etanol al 99%, en los vasos de precipitaci�n t�picos del analizador, despu�s se colocaron los dedales con las muestras de cacao dentro del analizador de grasa y se sumergen dentro de los vasos que contienen el etanol. Se activa el equipo a una temperatura de 210�C por 2 horas.

An�lisis Organol�ptico: Para la valoraci�n sensorial se la realizo con catadores entrenados en la evaluaci�n de las principales caracter�sticas del cacao, entre los cuales se encuentra los sabores espec�ficos: cacao, floral, frutal, nuez, caramelo, amargo y Sabores b�sicos: Acidez, astringencia, verde, moho.

 

Tabla 2. Escala de atributos de la calidad de pasta de cacao

 

 

 

 

 

 

 

 

An�lisis estad�stico

Se implement� una prueba estad�stica de an�lisis de varianza (Anova) de un factor intergrupos que incluyo la comprobaci�n de homogeneidad de varianzas. Para encontrar diferencias estad�sticamente significativas entre los tratamientos estudiados, se utiliz� la prueba de rangos y comparaciones m�ltiples Prueba de Duncan (prueba post hoc). Las pruebas estad�sticas se realizaron utilizando el paquete estad�stico IBM SPSS con una confiabilidad en la estimaci�n del 95% (a = 0,05).

 

Resultados Y Discusi�n

Los resultados obtenidos del an�lisis de varianza de las variables estudiadas se�alan que existe diferencia significativa en las medias de las variables evaluadas por su valor de significancia menor a 0,05.

TRATA	TEM	pHCO	pHTE	HUM	IG	% FE	% GV	% GRA
T1	40,67	4,83	4,8	7,37	1,44	92	8	54,85
T2	39,67	5,5	5,5	7,10	1,48	89,33	10,67	54,22
T3	40,67	5,07	4,9	7,27	1,47	93,33	6,67	53,93
T4	38,33	4,87	5,1	7,20	1,51	89,33	10,67	54,36
T5	39,33	5,03	5,3	7,43	1,45	97,33	2,67	53,86
T6	41	4,83	4,6	6,97	1,48	89,33	10,67	55,24
T7	39,33	5,2	5,9	6,83	1,51	92	8	53,68
Sig. (0,05)	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,000

Tabla 3. Resultados del An�lisis de Varianza

 

Temperatura

Una de las fases fundamentales para el cacao es la etapa de fermentaci�n por lo cual la temperatura a la que llega a alcanzar durante los d�as de fermentaci�n es de gran relevancia. En la (Figura4), se demuestra que existen diferencia en los valores de temperatura al cuarto d�a de fermentaci�n. El an�lisis estad�stico evidencio que durante el primer d�a T1 presento una temperatura promedio mayor (32�C), en contraste el T5 presento menor temperatura (30�C) en comparaci�n con los dem�s tratamientos. Al cuarto d�a del proceso de fermentaci�n el tratamiento que presento mayor temperatura fue el T6 (41 �C), mientras T4 presento un valor promedio bajo (38,3 �C). Portillo, et., al (2011), comprob� que al tercer d�a de la fermentaci�n la temperatura alcanzo 40�C resultados que se asemejan a los resultados obtenidos en la investigaci�n.

 

Figura 4. Varianza de la temperatura durante el proceso de fermentaci�n

 

pH del Cotiled�n

El pH del cotiled�n durante la fermentaci�n del cacao es un factor cr�tico que afecta al proceso de fermentaci�n y a las caracter�sticas sensoriales. En los resultados obtenidos (Figura 5) se observ� en el primer d�a el Tratamiento con mayor pH fue el Testigo con un valor de 6,93 mientras que los valores m�s bajos fueron T5 y T6 con 6,73. Mientras tanto en el cuarto d�a el T1 tiene un valor menor 4,83 siendo el T7 el valor m�s alto de pH 5,2. S�nchez (2007) sugiere que un pH recomendable en un cacao de calidad se encuentra en los rangos de 5,1 a 5,4 al comienzo de la fermentaci�n. En este contexto, los resultados obtenidos discrepan de los resultados de S�nchez (2007) debi�ndose a la combinaci�n de frutas tropicales durante el proceso de fermentaci�n disminuyen el pH.

 

Figura 5 pH del Cotiled�n

 

pH de la Testa

El pH de la testa presenta diferencias estad�sticamente significativas durante el �ltimo d�a de fermentaci�n (Figura 6). El tratamiento con pH mayor durante las 24 horas fue el T7 con 3,9 mientras que el T5 tuvo un pH de 3,47. El T7 obtuvo un mayor pH durante el �ltimo d�a esto debi�ndose a que este tratamiento no se le agrego frutas durante la fermentaci�n as� que su pH no tuvo demasiada interacci�n con los �cidos c�tricos, mientras que el T6 obtuvo un pH de 4,6. Coincidiendo con (Garcia et al., 2018) donde expone que el pH final de la testa debajo de 5 se podr�a explicar por el consumo de �cido c�trico durante el proceso de fermentaci�n reduciendo as� el pH.

Figura 6 pH de la testa

 

Humedad

El contenido de humedad del grano de cacao permite el adecuado almacenamiento y comercializaci�n del cacao. Para los valores de humedad (Figura 7) en el d�a 7 los tratamientos T2, T5, T6, T7 no muestran diferencia significativa teniendo una humedad de 8 a 8,2. Finalmente el T5 presento el valor de humedad m�s alto con 7,43 mientras que la temperatura m�s baja es el T7 con un valor de 6,83.� (�lvarez et al., 2022) establece que un rango �ptimo de humedad en el cacao se encuentran entre 6,5 � 7,5% por lo cual se coincide con estos rangos en los resultados obtenidos en humedad.

Figura 7 Humedad del grano seco

 

�ndice de Grano

Para el �ndice de grano los tratamientos evaluados (Figura 8) mostraron diferencia significativa en donde el tratamiento T4 y T7 obtuvieron un valor de 1,51 gr en comparaci�n con el T1 que obtuvo 1,44 gr. Seg�n (Garc�a & Quintana, 2022) los rangos del �ndice de grano deben ser Grano Alto > 1,7 g/ grano medio 1,4-<1,7 g/grano y� bajo < 1,4. Encontr�ndonos en los rangos establecidos con granos medios.

Figura 8 �ndice de grano

 

Porcentaje de Fermentaci�n

En funci�n al an�lisis estad�stico de varianza Anova (Figura 9) se determina que los tratamientos T2, T4 y T6 no muestran diferencia significativa en el porcentaje de varianza obteniendo valores iguales de 89,33% mientras que el T5 presento un 97,33% de granos fermentados. De acuerdo (Erazo et al., 2021) en su investigaci�n se observ� un buen grado de fermentaci�n, logro obtener m�s del 80 % de granos bien fermentados, con lo cual se concuerda nuestros resultados obtenidos.

Figura 9 Porcentaje de fermentaci�n

 

Porcentaje de Granos Violetas

En el an�lisis de las medias de la (Figura 10) se observa que los tratamientos T2, T4 y T6 obtuvieron los mismos valores de 10,67 % de granos violetas, mientras que el tratamiento T5 obtuvo la media m�s baja en comparaci�n con los dem�s tratamientos con un porcentaje de 2,67%. Dichos resultados se encuentran dentro del rango mencionado por,(Servicio Ecuatoriano de Normalizaci�n INEN, 2021) en la norma NTE 176 como requisito para grano en cacao.

Figura 10 Porcentaje de Granos Violetas

 

Porcentaje de Grasa

En la variable de porcentaje de grasa seg�n el an�lisis de varianza implementado se observ� en la (Figura 11) de acuerdo a las medias una varianza significativa presentando el tratamiento T6 el mayor valor con 55,24% de grasa mientras que el T7 obtuvo un valor de 53,68% debi�ndose esto a que la variedad CCN-51 es un hibrido con varios parentales siendo esta caracter�stica una de los precursores en los resultados presentados. (�lvarez et al., 2022) manifiesta que seg�n estudios sobre muestras de cacao de todo el pa�s se han reportado valores de entre 50 -56% de manteca. Encontr�ndose nuestros resultados dentro de los rangos requeridos.

Figura 11 Porcentaje de Grasa

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An�lisis Sensorial

De acuerdo al an�lisis de Calidad Sensorial del licor ( Figura 12) que en el sabor de cacao el tratamiento T6 obtuvo la mayor calificaci�n de 3, mientras que en el sabor floral el T4 obtuvo una puntuaci�n de 2,33 sobrepasando los valores obtenidos en su investigaci�n por (Jim�nez et al., 2018) esto debi�ndose a la incorporaci�n de frutas en la etapa de fermentaci�n. En el sabor frutal los tratamientos que destacan fueron el T1 y T6 con una calificaci�n de 3. En el sabor nuez el tratamiento T2 tuvo el valor m�s alto con un 2 encontr�ndose dentro del rango. En el sabor caramelo el tratamiento T3 obtiene la calificaci�n m�s alta de 1,33 mientras que el T2 se encontr� ausente. En el sabor amargo los T1, T6 y T7 se encuentran ausentes con una calificaci�n de 0. En el sabor de acidez el tratamiento T2 tiene la calificaci�n m�s alta con valor de 1 por otra parte en los tratamientos T1, T4 y T7 tienen una acidez de 0. En el sabor astringente el �nico tratamiento que present� este sabor fue el T2 con una calificaci�n de 0,33. Finalmente los sabores verde y moho no se encontraron presentes en ninguno de los tratamientos.

 

Figura 12 Escala de Sabores. An�lisis Organol�ptico

 

Conclusiones

Los resultados demuestran que la incorporaci�n de pulpa de frutas tropicales durante la fermentaci�n influye significativamente en las propiedades f�sico-qu�micas y sensoriales del cacao CCN-51. Se observaron variaciones notables en la temperatura, pH, porcentaje de fermentaci�n y contenido de grasa. El tratamiento T6 (naranja) destaco por su mayor temperatura de fermentaci�n y contenido de grasa, mientras que T5 (maracuy�) mostro el mayor porcentaje de fermentaci�n. En el perfil sensorial, se lograron notas frutales y florales mas pronunciadas en varios tratamientos. Estos hallazgos subrayan el potencial de esta t�cnica para modular y mejorar el perfil organol�ptico del cacao, ofreciendo una herramienta valiosa para diversificar los productos de cacao ecuatoriano. Se recomienda realizar estudios adicionales para optimizar las proporciones de pulpa y evaluar la aplicabilidad en otras variedades de cacao.

 

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