Muestras

Cacao Chuncho: Las mazorcas se obtuvieron del sector de Puerto Carmen (729 msnm 12°36’42.2” LS y 72°41’14.0” LO) y del sector de Sullucuyoc (1020 msnm 12°38’10.7” LS y 72°34’10.2” LO), ambos del distrito de Quellouno, provincia La Convención, región Cusco. Clon SHU-1: se obtuvo en la Estación de Tulumayo (670 msnm, 9°07’45.9” LS y 76°02’31.0” LO), distrito de Rupa Rupa, provincia de Leoncio Prado, región Huánuco.

Metodología experimental

Fermentación tradicional. Se realizó según el método reportado por ^{Jiménez et al. (2011}). Los frutos de cacao Chuncho y SHU-1 se cosecharon y dejaron en reposo por 72 h, y para la fermentación se pesó 7 kg de semillas colocándose en cajas de madera que fueron cubiertas con hojas de plátano. La primera remoción fue a 48 h, la segunda 72 h, la tercera 96 h y la cuarta a los 120 h. Para la var. SHU-1 se consideró una quinta remoción a las 144 h, luego se realizó la prueba de corte (de 10 granos al azar, 9 o más granos debían tener color rojo vino con estrías profundas). Los granos se secaron mediante el protocolo ICCO (^{Condori et al., 2014}) hasta obtener una humedad de 7- 8%, y luego se almacenaron en bolsas trilamina das.

Microfermentación: Se realizó según el método reportado por ^{Nazario et al. (2014)}. Para la fermentación se pesó 1 kg de semillas en un envase de plástico con orificios, luego se llevó a una estufa (Memmert, UN75, Alemania). Los cambios de remoción y temperatura fueron: 0 h y 33 ºC ( 1 ºC, 48 h y 40 ºC ( 1 ºC, 72 h y 45 ºC ( 1 ºC, 96 h y 47 ºC ( 1 ºC, 120 h y 47 ºC ( 1 ºC, y solo para el SHU-1, la última remoción fue a 144 h y 47 ºC ( 1 ºC. Para determinar el fin de la fermentación y el secado se procedió de manera similar al método tradicional.

Obtención de los nibs y licor. Se tostaron los granos en un tostador MIKEL (Perú) a 115ºC/10 min, luego se enfrió y descascarilló. Para obtener el licor se molió en un molino (Spectra 11 L/India) hasta obtener una finura de 18 - 20 micras, luego fue moldeado en envases de plástico y enfriado a 16 °C/1 h. Para los nibs se molió hasta tener 5,4 mm de diámetro; ambos productos se almacenaron a temperatura ambiente.

Obtención del extracto hidroalcohólico. Las muestras de licor y nibs de cacao fueron desgrasados por el método Folch con algunas modificaciones. Para el extracto se siguió el método reportado por ^{Safaeian et al. (2017}). Para ello se pesó 1 g de muestra desgrasada aforándose en 10 mL de solución hidroalcohólico al 70% (H₂O/etanol V/V) obteniéndose una concentración de 100 mg/mL. Luego, la solución se agitó por 24 h en un agitador orbital 3013, GFL (Alemania), se filtró (Watman N° 40 - 2,5 µm) y centrifugó (Hettich, Mikro 22R, Alemania) a 10000 rpm/10 min a 4 °C y el sobrenadante se almacenó en refrigeración hasta su análisis.

Cuantificación de fenoles totales: Se realizó por el método colorimétrico de Folin-Ciocalteu. Para el análisis se siguió el método propuesto por ^{Ordoñez-Gómez et al. (2018)} con algunas modificaciones. Para el análisis se partió del extracto hidroalcohólico (100 mg/mL). Luego se realizó diluciones de trabajo (licor: 1/30, nibs: 1/10-1/50), de las que se tomó 100 µL y mezcló con 500 µL de solución fenol Folin Ciocalteu 2 N; después de 8 min se adicionó 400 µL de Na₂CO₃ al 7,5% y almacenó por 2 h a temperatura ambiente en oscuridad. La lectura fue registrado a 740 nm (espectrofotómetro UV/VIS - Thermo Scientific, Genesys 10, USA). Previamente se preparó una curva patrón de ácido gálico (Sigma-Aldrich; 0,1 a 1 µg/mL), el contenido de fenoles totales se reportó en mg de equivalente de ácido gálico (EAG)/g de muestra.

Cuantificación de antocianinas: Se realizó por el método de pH diferencial (^{Zapata et al., 2015}) con algunas modificaciones. Se mezcló 100 µL de extracto y 900 µL de buffer (pH 1,0: KCl (Riedel-dehaën), HCl (Merck) y agua destilada y pH 4,5: C₂H₃NaO₂ (Riedel-dehaën), HCl y agua destilada). Después de 15 min se realizó la lectura en el espectrofotómetro UV/VIS a longitudes de onda de 510 y 700nm, contra un blanco de agua desionizada. La concentración de las antocianinas fue expresada en mg cianidina-3-glucósido/g muestra.

Evaluación de atributos sensoriales. Se realizó mediante un panel de expertos catadores (cuatro) tres mujeres y un varón, profesionales que conformaron el equipo técnico que estableció la ficha de catación con protocolo estándar para el análisis sensorial de cacao a treves de alianzas estratégicas con cooperativas de Perú, Ecuador y Republica Dominicana; se utilizó la ficha de catación propuesta por equel Exchange creaticve ^{Burgos et al. (2018)}, considerando trece atributos seleccionados: aroma, acidez, amargor, astringencia, defectos, sabor (cacao, dulzura, nuez, frutas secas, frutas frescas, floral y especias) y post gusto, usando una escala de intensidad del atributo de 0 (ausente) a 5 (extremo). Para la evaluación se siguió las recomendaciones indicadas por ^{Solórzano et al. (2015)}, siendo separado para licor y nibs. Las muestras fueron identificadas con códigos numéricos; el licor previamente fue llevado a baño maría a 45 °C. Los catadores olfatearon las muestras para evaluar el atributo aroma, seguidamente se degustó para los atributos de acidez, amargor, astringencia, defectos y sabor. Luego de ser degustada completamente se evaluó el atributo post gusto. Cada juez registró en la ficha de catación el valor de la intensidad sensorial para cada atributo.

Análisis estadístico

Los resultados de la cuantificación de polifenoles y antocianinas fueron analizados mediante un diseño completo al azar (DCA) para los tratamientos y donde hubo diferencia estadística se procedió a la comparación de medias usando la prueba de Tukey (p < 0,05). Para la evaluación sensorial se utilizó el análisis descriptivo cuantitativo (QDA, y también el análisis multivariado mediante el método de componentes principales (ACP), y el análisis Cluster que generó un dendograma; así como, la correlación lineal de Pearson. Estos análisis se realizaron usando el programa InfoStat 2018P. Grupo InfoStat, FCA, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina.

Tabla 1 Cuantificación de fenoles totales y antocianinas del licor y nibs de cacaos Chuncho y SHU-1 

Los datos representan (promedio ( error estándar) del experimento (n = 3) valores de una misma columna con superíndices diferentes son significativos (p ( 0,05). (T= fermentación tradicional, M= microfermentación).

Fenoles totales

Los resultados de fenoles totales de licor de cacao Chuncho y de la var. SHU-1 vario entre 18,614 ± 0,105 a 6,351 ± 0,166 mg EAG/g muestra (Tabla 1), tradicional-Señorita ˃ microfermentación-Común, siendo estos va lores superiores a lo reportado por ^{Rojas et al. (2017}) en licor de cacao Chuncho encontró de 3,0 a 1,4 mg EAG/g, Achoccha ˃Señorita ˃ Pamuco ˃ Común. Por otro lado, ^{Delgado-Ospina et al. (2020}) en dieciocho muestras de cacao criollo reportó de 38,49 a 110,17 mgEAG/g, superior a lo obtenido en este estudio. Esta variación puede deberse a lo indicado por ^{Vázquez-Ovando et al. (2016}) quien reporta que la cantidad y proporción de los polifenoles y alcaloides puede variar por factores genéticos, ambientales y agronómicos. Los fenoles totales fueron superiores en la fermentación tradicional en comparación a la microfermentación; al respecto en la fermentación tradicional, los microorganismos entran aleatoriamente en la masa proveniente de distintos medios (suelo, cáscara, manos, cajas de fermentación, etc.), por ello el desarrollo del perfil del sabor es escasamente controlable (^{Salazar, 2017}), además ^{Delgado-Ospina et al. (2020)} señala que las prácticas de poscosecha que se lleva a cabo en las diferentes fincas afectan la microbiota, lo que explica la gran diversidad de productos de descarboxilación encontrados en los granos de cacao después del fermentados y secados.

El mayor contenido de fenoles totales en los nibs de cacao (Tabla 1) lo presentó la fermentación tradicional con Achoccha y el menor microfermentación Señorita, Achoccha y Común, cuyos valores fueron inferiores a lo reportado por ^{Vertuani et al. (2014)} en nibs de cacao de Costa Rica con 30,9 ± 1,49 mg EAG /g y en cacao convencional 20 ± 0,98 mg EAG /g. Según ^{Kongor et al. (2016)}, el genotipo del grano de cacao influye en el tipo y la cantidad de polifenoles. Al comparar los métodos de fermentación el contenido de fenoles totales fue mayor en el método tradicional con las variedades Chuncho y SHU-1, este último también fue mayor en micro fermentación. Reportes de otros investigadores precisan que el tiempo y la interacción tiempo-temperatura de fermentación influyen en el contenido de polifenoles totales (^{Acevedo et al., 2017}).

Antocianinas

En el licor de cacao varió entre el método tradicional-Achoccha a microfermentación-Pamuco (Tabla 1), habiéndose encontrado mayor cantidad de antocianinas en la fermentación tradicional y menor en la microfermentación, ^{Vázquez-Ovando et al. (2016)} indican que en la fermentación las antocianinas se reducen por acción de las glicosidasas provocando aclaramiento del cotiledón. Para los nibs de cacao Chuncho y SHU-1 (Tabla 1), el rango varió de 0,219 ± 0,001 a 0,091 ± 0,001 mg cianidin-3- glucósido/g muestra, siendo los resultados muy cercanos a lo reportado por ^{Zapata et al. (2015)} en nibs de cinco genotipos encontró entre 0,17 ± 0,00 a 0,99 ± 0, 01 mg cianidina-3-glucósido/g. El contenido de antocianinas fue afectado por los métodos de fermentación, al respecto ^{Brito et al. (2017)} indica que las principales antocianinas en los granos de cacao son cianidina 3-O-arabinósido y cianidina 3-O-galactósido y pueden ser hidrolizados durante la fermentación.

Evaluación de los atributos sensoriales en catación de licor de cacao

En la Figuras 1 y 2 se muestra los promedios de cada atributo evaluado y el análisis descriptivo cuantitativo - QDA de perfil sensorial de cada muestra. En los atributos aroma, acidez, amargor y astringencia no se encontró diferencia estadística; siendo el cacao fino el más aromático y suave que el cacao corriente. El atributo amargor estuvo presente tanto en la fermentación tradicional como en la microfermentación; cabe señalar que el amargor se describe como una sensación fuerte relacionada con compuestos químicos: purinas, polifenoles, teobromina y cafeína (^{Solórzano et al., 2015}); siendo la relación cafeína/teobromina en granos de cacao Chuncho < 1,5 y en otras variedades de cacao > 1,5 (^{Quevedo et al., 2018}; ^{Rojas et al., 2017}). El sabor dulce está presente en el método tradicional-Común y en microfermentación en Señorita, Achoccha y Común, pero poco intenso en SHU-1; este último con caracteres de cacao fino de aroma (híbrido ICS-95 x UF-296). El mayor puntaje en el sabor a frutas secas y frescas fue para microfermentación-Achoccha, el atributo frutas secas se considera a las pasas, ciruelas, higos, cereza y durazno; en el sabor frutas frescas se considera a manzana, plátano, melón, piña, cereza y uvas. Según ^{Fatma y Ali (2017}) un cacao fino se caracteriza por la presencia de notas frutales (^{Eskes et al., 2018}). El sabor floral presente en la microfermentación-Achoccha, puede atribuirse a la presencia de alcohol, ésteres (benzoato de etilo y acetato de 2-fenilo) y terpenos (linalol y oxido de linalol) (^{Machado et al., 2018}). Así mismo se encontró un marcado sabor a especias en la microfermentación en Achoccha y Pamuco y fermentación tradicional SHU-1.

Figura 1 Perfiles sensoriales de los atributos en catación de licor de cacao según sistema de fermentación tradicional. 

Figura 2 Perfiles sensoriales de los atributos en catación de licor de cacao según sistema de microfermentación. 

Según la matriz de correlación (Tabla 2) entre variables sensoriales del licor de cacao entre amargor/astringencia fue 0,90, superior a lo reportado por ^{Solórzano et al. (2015)} correlación 0,75. Así mismo, entre el sabor dulce/sabor floral fue 0,85, esto puede deberse a que el sabor floral se puede generar durante la fermentación (^{Chetschik et al., 2017}). Por otro lado, se encontró correlación inversa entre el aroma/astringencia (-0,52) y entre astringencia/sabor a fruta fresca (-0,64); durante la fermentación se desarrollan los precursores de aroma provocando la disminución de la astringencia y acidez de los granos de cacao.

Los atributos de catación del licor de cacao según el método de componentes principales (Figura 3), separa al amargor y astringencia de las demás variables y representa el 36,9% (CP1). Así mismo, el sabor a nuez representa el 24,2% de la variabilidad del segundo componente (CP2) y en general ambos componentes representan el 61,1% de la variabiliad total. El CP2 fue representado por el sabor a nuez; en el cacao Chuncho hubo presencia de no tas floral, frutal y nuez; con baja astringen cia y amargor.

Figura 3 Diagrama biplot de los atributos sensoriales de catación de licor de cacao, según el método de compo nentes principales. 

En el dendograma (Figura 4) se pudo diferenciar cuatro grupos; el primer que involucra a la microfermentación (Achoccha, Común y Señorita); donde resaltan el sabor dulce, floral, frutas frescas, frutas secas, aroma y post gusto. Las altas intensidades de estos atributos permiten calificar a estos cacaos como cacao de alta calidad sensorial (^{Cevallos-Cevallos et al., 2018}; ^{Vázquez-Ovando et al., 2016}). El segundo grupo consideró microfermentación de Pamuco y SHU-1 y tradicional SHU-1, con predominancia del sabor a especias, considerándose al Pamuco como un cacao fino de aroma. El tercer grupo considera a la fermentación tradicional de Achoccha, Común y Pamuco y el cuarto grupo fue para Señorita en fermentación tradicional, con presencia de toque de astringencia, que puede estar relacionado con la presencia de antocianinas y epicatequinas (^{Quevedo et al., 2018}); asimismo, se ha reportado que la variación de compuestos volátiles depende en gran medida de los antecedentes genéticos del cacao (^{Qin et al., 2017}).

Figura 4 Dendograma de similaridad sensorial del licor de cacao en dos sistemas de fermentación. 

Las Figuras 5 y 6 representan el análisis descriptivo cuantitativo (QDA) de los atributos sensoriales de los nibs de cacao con fermentación tradicional y microfermentación. El atributo aroma fue calificado como dominante y el sabor característico, siendo la fermentación la responsable de los precursores de sabor (^{Hu et al., 2016}). El mayor puntaje en sabor dulce fue para tradicional Común y menor para SHU-1. En todas las muestras, el sabor a nuez estuvo presente, conociéndose que la fermentación es esencial para el desarrollo de precursores de sabor (^{Hu et al., 2016}). En los nibs el atributo sabor a frutas secas y frescas expresado, coincide con otros estudios que indican que los nibs de cacaos finos tienen notas florales y picantes, frutadas y de especias y nuez (^{Kongor et al., 2016}; ^{Eskes et al., 2018}).

Las correlaciones más altas entre variables sensoriales de catación de nibs de cacao (Tabla 3) fueron entre el aroma/sabor a especias (0,72), amargor/astringencia (0,69), sabor dulce/sabor frutas secas (0,65). Se señalado que durante la fermentación del cacao la producción de precursores de sabor a chocolate aumenta con la reducción significativa del amargor (^{Moreira et al., 2016}). Así mismo, durante la fermentación, se generan sabores de flores, frutas y miel (^{Batista et al., 2015}). Las correlaciones inversas fueron entre amargor/sabor a cacao (-0,54), astringencia/posgusto (-0,51) y defectos/sabor floral (-0,61). Estos resultados pueden ser explicados por ^{Mendonça et al. (2016)} quien indica que los polifenoles son componentes importantes del sabor del cacao, responsables del amargor y la astringencia.

Figura 5 Perfiles sensoriales en la catación de nibs según sistema fermentación tradicional. 

Figura 6 Perfiles sensoriales de catación de nibs según sistema de microfermentación. 

Figura 7 Diagrama biplot de los atributos sensoriales de catación de nibs de cacao, según el método de componentes principales. 

Del análisis de componentes principales de los atributos de catación en nibs de cacao y el diagrama biplot de variables (Figura 7), el primer componente (CP1) separa el atributo post gusto de las demás variables y representa el 31,1% de la variablidad total, al respecto ^{Hu et al. (2016)} indica que la fermentación es esencial para el desarrollo de sabores deseables y precursores de aroma. Así mismo, el atributo aroma representa el 19,3% de la variabilidad del segundo componente (CP2) este atributo resaltó en los nibs de cacao chucnho y SHU-1. Según ^{Herrera y Ospina (2016)} la caracterización del impacto de los compuestos volátilesy su impacto sobre la calidad aromática del cacao, reflejan la importancia de la fermentación y secado. En general ambos componentes representan el 50,4% de la variabiliad total.

Figura 8 Dendograma de similaridad sensorial de nibs de cacao en dos sistemas de fermentación. 

Según el dendograma que involucra a las variedades de cacao según métodos de fermentación y los atributos sensoriales de catación (Figura 8) podemos diferenciar cuatro grupos; el primero representa el 70% resaltando los atributos de sabor cacao, floral, post gusto. Comparado con el cacao Nacional, este es muy particular y diferente pues reflejan suavidad y finura del cacao. El segundo representa el 10% y fue la muestra de Pamuco con fermentación tradicional destacando el sabor a nuez, astringencia y amargor. En el tercer grupo también representó el 10% y resaltó la muestra de Achoccha con fermentación tradicional, en la catación estuvo presente el sabor a frutas secas y frescas. Al respecto es sabido que la fermentación induce a numerosas reacciones que conducen a la formación de características organolépticas como el aroma a cacao aumenta y disminuye la astringencia (^{Saunshi et al., 2019}), así mismo, un cacao fino de aroma posee un alto potencial aromático y bajo contenido de sustancias amargas (^{Reynel et al., 2016}).