EFECTO DEL SECADO AL SOL SOBRE LA CALIDAD

y Lucía Graziani de Fariñas*

* Profesores. Universidad Central de Venezuela. Facultad de Agronomía, Maracay. Instituto de Química y Tecnología. Venezuela. Apdo 4579. Maracay 2101, estado Aragua. Venezuela.

E-mail: ticoet@net-uno.net.

RESUMEN

El objetivo de esta investigación fue estudiar el efecto de algunas variables del secado natural al sol sobre los índices físicos de calidad y características químicas del grano fermentado de cacao (Theobroma cacao L.) de la localidad de Cumboto, estado Aragua. Lotes constituidos por mezclas de cacaos tipos criollo y forastero, fermentados por 4 días en un fermentador tipo trinitario, fueron secados en pisos de cemento de textura lisa, rugosa e intermedia entre ambas (tradicional), sin remover y removiendo los granos cada 1 y 0,5 h por 4 d. A las muestras de cacao seco se les determinó el color, los porcentajes de cáscara, granos con fermentación deficiente, partidos y múltiples, así como la acidez total titulable, acidez volátil, pH y taninos, además se analizó la humedad a los 0, 3 y 4 d de iniciado el secado. Los resultados revelaron que el color no varió al modificar las condiciones del secado, en cambio los granos partidos aumentaron al incrementar la rugosidad del piso y la remoción; en tanto que los porcentajes de cáscara y de granos múltiples disminuyeron al remover con mayor frecuencia. De igual manera se observó que las características químicas no fueron afectadas por la textura del piso, ni por la frecuencia de remoción utilizadas en el secado al sol de los granos de cacao.

Palabras Clave: Theobroma cacao L.; grano fermentado y seco; índices físicos; características químicas; condiciones del secado.

SUMMARY

The objective of this research was to study the effect of certain variables inherent to the natural sun drying process of cocoa, Theobroma cacao L., on quality physical indexes and on chemical characteristics of fermented seeds from Cumboto locality, Aragua State. Lotsof plants, consisting of mixed criollo and forastero cocoa types, fermented for 4 days in a Trinitarian type fermentor, were dried on a cemented surface of smooth, rugged and intermediate (traditional) textures, with turning over of seeds every 1 and 0.5 hour for 4 days and without turning over. Color, shell, seeds with deficient fermentation, split seeds and multiple seeds percentages, as well as total titratable acidity, volatile acidity, pH and tannins were determined for dry cocoa samples. Humidity was also analyzed after 0, 3 and 4 days of drying. Results showed that color did not vary when

drying conditions were modified. On the other hand, an increase of split seed percentages and a decrease of shell and multiple seed percentages were detected when roughness of surface and turning over increased. It was also observed that chemical characteristics were no affected when drying conditions were modified.

Keys Word: Theobroma cacao L.; fermented and dried seed; physical indexes; chemical characteristics; drying conditions.

RECIBIDO: febrero 19, 2003.

INTRODUCCIÓN

El secado es una etapa del beneficio del cacao en la que se elimina el exceso de humedad de los granos por calentamiento y se completa la formación del aroma y sabor a chocolate. Al finalizar la fermentación del cacao el grano queda con un contenido de humedad de aproximadamente 60%, que debe ser reducido hasta un valor próximo a 8% para evitar el desarrollo de mohos que deterioran la calidad (Rohan, 1964) y además para facilitar el almacenamiento (Cros y Jeanjean, 1995; Jinap et al., 1994), transporte, manejo y comercialización del cacao.

Es recomendable reducir la humedad hasta valores del 6 a 7%, máximo 8% (COVENIN, 1995a), ya que si se reduce demasiado la cáscara se vuelve muy quebradiza, en caso contrario existe el riesgo del crecimiento de hongos al almacenar el grano (Rohan, 1964).

Durante el secado continúa la fase oxidativa de la fermentación, por lo que juega un papel importante en la disminución de la astringencia, amargor y acidez del grano, así como en el desarrollo del color marrón a partir de los compuestos fenólicos, lo que ocurre solamente en esta etapa (Cros y Jeanjean, 1995; Jinap et al., 1994).

En la región costera del estado Aragua, el cacao es un cultivo tradicional de la zona y el beneficio del producto se ha venido realizando según costumbres culturales transmitidas por generación, las cuales varían entre los productores, pudiendo ocasionar pérdidas cuando no son aplicadas adecuadamente en el proceso.

Entre los métodos de secado, el más utilizado en la zona norte costera del municipio Costa de Oro del estado Aragua es el secado por exposición al sol en patios de cemento con diferentes texturas, como la rugosa, lisa e intermedia entre ambas, esta última, denominada tradicional, es la textura del piso usado en el Central de Beneficio de Ocumare de La Costa.

En este trabajo se evaluaron los efectos de algunas variables del secado al sol sobre características físicas y químicas de granos fermentados del cacao de la localidad de Cumboto, estado Aragua, con la finalidad de generar información acerca de la influencia de la textura del piso y la remoción de los granos sobre la calidad del producto final. Factores cuyo manejo es importante para la obtención de una mayor eficiencia y rentabilidad de la producción y de los cuales no se conoce con exactitud su acción sobre las características del grano fermentado y seco.

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio fue realizado en mezclas de cacaos tipos criollo y forastero, característicos de la zona costera del municipio Costa de Oro del estado Aragua. Esta zona presenta una precipitación anual de 467 a 988,5 mm con una marcada diferencia entre el período seco y lluvioso; este último comienza en el mes de mayo y termina a mediados de septiembre, mes de inicio del período seco. La temperatura media anual es de 25,76 ºC y la humedad relativa de 68,1%, la cual es mayor en los meses de junio a noviembre, alcanzando valores hasta de 75% en agosto (Monagas, 1995).

Las mezclas de cacaos fueron proporcionadas por productores de Cumboto, quienes las usan comúnmente en los procesos fermentativos. Las mazorcas fueron desgranadas manualmente y fermentadas durante 4 días en un fermentador tipo trinitario (caja de madera) del Central de Beneficio, ubicado en Ocumare de la Costa, removiendo la masa de cacao (semilla y pulpa) cada 24 h los dos primeros días. Como índice de fermentación se utilizó el criterio señalado por Graziani et al. (2003).

Para el secado del cacao se empleó el método natural, también llamado secado al sol, distribuyendo el material en capas de 3 cm de espesor en superficies de cemento, con un área de 1,26 m² con las siguientes dimensiones: 140 cm de largo y 90 cm de ancho y diferentes texturas. En cada tipo de superficie la remoción fue aplicada durante 2 min con una especie de haragán de madera, instrumento comúnmente usado en la zona.

La masa de cacao luego de ser removida (semillas y pulpa) cada 24 h los dos primeros días fue expuesta al sol 4 h diariamente, de 9 am a 1 pm, hasta obtener una humedad de 7-8%, la que se alcanzó en 4 días. Durante el secado, los granos fueron removidos con distintas frecuencias, manteniendo constante el espesor en cada tratamiento.

En el ensayo se utilizó un experimento factorial 3² en bloques al azar, con tres repeticiones en arreglo con parcelas divididas, donde la variable principal fue la textura del piso con tres niveles: rugosa, lisa y tradicional y la secundaria la remoción de la masa de cacao fermentado a tres niveles: sin remover, removiendo cada media hora y con remoción cada hora. A los resultados, expresados en base seca, se les aplicó un análisis de varianza y una prueba de comparación de medias de Duncan (SAS, 1998).

En el análisis físicos el color de los granos secos fue medido con un colorímetro de la Hunter Associates Laboratory denominado Color Quest II Sphere, modelo C QII/UNI-1200. Los resultados fueron expresados en los parámetros L, a_L y b_L del color de la escala Hunterlab, en la cual: "L" indica tendencia a la luminosidad (0 = negro, 100 = blanco), "a" tendencia al rojo (valores +) y verde (valores _), "b" tendencia al amarillo (valores +) y azul (valores _).

El porcentaje de cáscara fue calculado al final del secado a partir de la diferencia del peso de 100 granos secos de cacao sin pelar y 100 granos secos pelados manualmente. Los porcentajes de granos con fermentación deficiente, partidos y múltiples fueron determinados al final del secado, haciendo uso de las normas N° 50 (COVENIN, 1995a) y N° 442 (COVENIN, 1995b).

Según la AOAC (1997) fueron realizados análisis de humedad, método N° 931.04; pH, método N° 970.21 y acidez total titulable, método N° 942.15. Además, fue determinada la acidez volátil por el método Mastissek et al. (1998) y los taninos por el método Folin Ciocalteu (Singleton y Rossi, 1965). Se debe resaltar que todos los análisis se efectuaron por triplicado al final del secado, excepto la humedad que se realizó a los 0, 3 y 4 d de iniciado el proceso.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Análisis físico de calidad

En relación con el color de los granos, el análisis estadístico reveló que no hubo interacción al variar la textura del piso y la frecuencia de remoción durante el secado natural del cacao, así como al aplicar la prueba de medias de Duncan no se encontraron diferencias significativas al 5% entre los valores de los parámetros L, a_L y b_L de los granos secados en los distintos pisos, los cuales indicaron luminosidad en los granos, tendencia hacia el rojo y hacia el amarillo (Cuadro 1). Igualmente, la prueba de medias no reveló diferencias significativas entre los parámetros del color al variar la frecuencia de remoción de los granos en el secado, presentando L, a_L y b_L valores similares.

La textura del piso y la frecuencia de remoción no afectaron el color de los granos fermentados del cacao secado al sol, dado que los parámetros analizados no mostraron diferencias significativas, lo que indica que posiblemente las variables estudiadas del secado no influyeron sobre las reacciones de condensación proteína quinona que se producen después de la oxidación enzimática de los polifenoles y que originan el color marrón chocolate de los granos durante el secado (Hashim et al., 1999; Jinap et al., 1994).

Los valores correspondientes a los parámetros del color difieren de los obtenidos por Rodríguez y Rojas (2000), quienes al evaluar dicho índice en los granos fermentados de tipos de cacao criollo y forastero de Cumboto, durante el secado al sol por 5 d, encontraron valores finales del parámetro L de 44,36 en el criollo y 38,15 en el forastero, de a_L de 2,44 en el criollo y 4,50 en el forastero y de b_L de 4,61 en el criollo y 4,70 en el forastero.

Cuadro 1. Color de granos fermentados de cacao secados al sol en pisos de diferentes texturas y con distintas frecuencias de remoción.

* Letras distintas en columnas y ** en filas, indican diferencias a un nivel de significación del 5%.

L= Tendencia a la luminosidad; a_L= tendencia al rojo; b_L= tendencia al amarillo.

De igual forma estos valores difieren de los señalados por Bonaparte et al. (1998) para los parámetros L (33,93), a_L (14,64) y b_L (14,66) de mezclas de variedades de cacao de St. Lucia, Indias Occidentales, fermentadas y secadas por exposición directa al sol, diferencias que pudieron ser ocasionadas por el uso de distintos materiales y procesos. Sin embargo, los resultados coinciden con los hallados por Nogales (1999) en cacao tipo criollo de Cuyagua, estado Aragua, fermentado y secado al sol por 5 d, para L (40,04) y b_L (5,78), distinguiéndose sólo en a_L (7,71) que fue más alto.

En el porcentaje de cáscara de los granos secos, el análisis estadístico evidenció interacción al modificar la textura del piso y la frecuencia de remoción y la prueba de Duncan mostró diferencias significativas (P<0,05) entre los porcentajes de los granos de cacao secados al sol con distintas condiciones (Cuadro 2).

Los porcentajes de cáscara variaron, al cambiar la frecuencia de remoción durante el secado, de forma que en el piso tradicional, el valor obtenido sin remover la masa de cacao fue mayor al removido cada 0,5 h, en tanto que en los granos procesados en pisos con diferentes texturas y la misma frecuencia de remoción, los mencionados porcentajes fueron estadísticamente similares; sin embargo, se observó que los porcentajes de cáscara, correspondientes al secado sin remover, fueron numéricamente más altos que los hallados en los mismos pisos cuando la remoción se realizó cada 0,5 y 1 h.

Cuadro 2. Porcentaje de cáscara de granos fermentados de cacao secados al sol en pisos de diferentes texturas y con distintas frecuencias de remoción.

Letras distintas indican diferencias a un nivel de significación del 5%.

Estos resultados señalan que al aplicar la remoción durante el secado el porcentaje de cáscara disminuye, lo que puede ser atribuido al desprendimiento del mucílago causado por la fricción de los granos entre sí, con el piso y con la herramienta utilizada para la remoción, formando una película sobre el piso que se pulveriza al secarse, mientras que cuando la masa no es removida, el mucílago se adhiere al grano seco, engrosando la cáscara y dificultando su desprendimiento, lo cual puede tener importancia artesanal e industrial al incidir negativamente sobre el rendimiento del proceso y la calidad de los productos de cacao.

En cuanto a los índices físicos de los granos fermentados se observó que los resultados de los granos con fermentación deficiente, partidos y múltiples (Cuadro 3) se ubicaron dentro de los rangos establecidos por COVENIN (1995a), en la norma Nº 50, como requisito para ser considerados aptos para la elaboración de derivados del cacao, lo que confirma la calidad de los granos obtenida durante el procesamiento.

Cuadro 3. Índices físicos de granos fermentados de cacao secados al sol en pisos de diferentes texturas y con distintas frecuencias de remoción.

* Letras distintas en columnas y ** en filas, indican diferencias a un nivel de significación del 5%.

En los índices físicos, con excepción de los granos partidos, no se encontró interacción al modificar la textura del piso y la frecuencia de remoción en el secado al sol de los granos fermentados de cacao, demostrando el análisis estadístico que los granos fermentados deficientemente y múltiples del cacao secado en distintos pisos no se distinguieron entre sí, en cambio los granos partidos si variaron, de forma que el porcentaje correspondiente al piso de cemento liso difirió a un nivel de significación del 5% del rugoso, siendo el porcentaje de este último el de mayor valor.

La frecuencia de remoción tampoco influyó sobre el porcentaje de granos con fermentación deficiente, cuyos valores fueron semejantes, mientras que los porcentajes de granos partidos y múltiples mostraron diferencias a un nivel de probabilidad del 5%, presentando la mayor cantidad de granos partidos el cacao secado al sol con remociones cada 0,5 h y de granos múltiples él secado sin remover.

Como era de esperarse, la textura del piso no influyó sobre los granos con fermentación deficiente (índice relacionado con la fermentación) mientras que sí afectó el porcentaje de granos partidos, en tanto que la frecuencia de remoción aplicada en el secado afectó además del porcentaje de granos partidos, el de granos múltiples, aumentando los primeros y disminuyendo los segundos a medida que la remoción se hizo más frecuente, lo que pudo ser ocasionado por el roce entre los mismos granos, con la superficie del piso y con los utensilios usados para remover la masa de cacao.

Características químicas

En el Cuadro 4 se muestra la disminución de los contenidos de humedad de los granos fermentados a medida que transcurrió el secado al sol en los pisos de diferentes texturas y con distintas frecuencias de remoción, hasta la obtención del porcentaje de humedad (6-7%) requerido por los mercados internacionales para la comercialización y establecido por COVENIN (1995a) como requisito de calidad, el porcentaje que fue alcanzado a los 4 d de exposición al sol. En estos resultados se observa una tendencia ligeramente mayor a la pérdida de humedad en función del aumento de la frecuencia de remoción.

El análisis estadístico no reveló interacción entre las características químicas de los granos de cacao fermentados y secos al variar las condiciones del secado, y la prueba de medias (Cuadro 5) no detectó diferencias, a un nivel de significación del 5%, entre los valores promedios de los porcentajes de humedad del proceso, ni en los resultados del pH, acidez total titulable, acidez volátil y taninos para las distintas texturas del piso ni para las diferentes frecuencias de remoción.

En el secado la acidez desciende y el pH se incrementa (Jinap et al., 1994; Nogales, 1999; Rodríguez y Rojas, 2000) debido a la pérdida de ácidos conjuntamente con la evaporación del agua (Dias y Avila, 1993). Además, los compuestos fenólicos disminuyen por difusión fuera del cotiledón y por la formación de complejos con las proteínas y los polisacáridos (Brito et al., 2000). Ahora bien, las características químicas del grano de cacao fermentado no fueron afectadas al variar las condiciones durante el secado al sol, lo que en parte podría ser atribuido a que la pérdida de humedad fue muy parecida en los ensayos realizados en pequeña escala.

El cacao secado en los tres pisos presentó un pH parecido al encontrado (4,78) por Bonaparte et al. (1998) y próximo al pH de 4,97 obtenido por Rodríguez y Rojas (2000) para el cacao seco tipo forastero, pero menor que el del cacao tipo criollo (5,48) y que el señalado (5,51) por Nogales (1999).

Cuadro 4. Humedad de granos fermentados de cacao durante el secado al sol en pisos de diferentes texturas y con distintas frecuencias de remoción.

Cuadro 5. Características químicas de granos fermentados de cacao secados al sol en pisos de diferentes texturas y con distintas frecuencias de remoción.

*Promedio del proceso.

**Letras distintas en fila indican diferencias a un nivel de significación del 5%.

***Letras distintas en columnas indican diferencias a un nivel de significación del 5%.

Los valores de la acidez total titulable difirieron de los encontrados por Nogales (1999) en cacao tipo criollo (0,27%), por Rodríguez y Rojas (2000) en cacaos tipos criollo (0,81%) y forastero (1,63%) y por Jinap y Dimick (1990) en cacao venezolano (0,128meq NaOH/g).

En cuanto a los taninos, los resultados fueron mayores a los señalados por Nogales (1999) para granos secados al sol (0,45%) y menores a los obtenidos por Rodríguez y Rojas (2002) para cacaos tipos criollo (3,47%) y forastero (3,01%) secados al sol y por Brito et al. (2000) en cacao forastero seco de Brasil (157mg de ácido tánico/g). Estas diferencias en las características químicas, al igual que en el color, podrían deberse al empleo de distintos materiales y procesos.

En conclusión, las variables estudiadas del secado no afectaron las características químicas de los granos fermentados al secarlos por exposición al sol, ni el color ni los granos con fermentación deficiente, influyendo sobre los porcentajes de cáscara, granos partidos y granos múltiples.

AGRADECIMIENTO

Los autores agradecen a la FUNDACITE Aragua y al Fonacit el financiamiento de esta investigación y a ASOPROCAR el suministro de las muestras y de las instalaciones del Central de Beneficio de Ocumare de La Costa.

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