Por: David Pastorelly Ruiz

BIOQUÍMICA Y MICROBIOLOGÍA DE LA FERMENTACIÓN DE CACAO

investigación sobre fermentación

Los granos de cacao se derivan de mazorcas del árbol de Theobroma cacao. Cada mazorca contiene de 30 a 40 almendras cubiertas de una pulpa miculaginosa. El cacao crudo tiene un sabor y aroma astringente y desagradable, y debe ser fermentado, secado y tostado para obtener el sabor y aroma característico. Diferentes sistemas de fermentación se usan en el mundo, los más usados son montones y cajones de fermentación, aunque también se usan saquillos.

 

Hasta el momento en que las mazorcas de cacao fisiológicamente maduras y sanas son cosechadas del árbol son microbiológicamente estériles. Al extraer los granos, el efecto inmediato de esta exposición, es un ataque microbiano inicial de la pulpa ácida, rica en azúcares. Así se inicia le fermentación.

 

La fermentación del grano de cacao y del mucílago adjunto ocurre a través de un número de fases que tiene distintos perfiles microbiológicos y bioquímicos. Durante la fase anaeróbica inicial de la fermentación (de 24 a 48 h), varios géneros de levaduras, incluyendo Candida, Hanseniospora, Saccharomyces, Kloeckera, Pichia y Kluyveromyces, tienden a predominar, formando alrededor de la mitad de la microflora inicial y subiendo a casi el 90% en su pico. Las levaduras degradan los carbohidratos del mucílago y los mayores productos metabólicos son etanol y CO2.

 

Las levaduras también metabolizan citrato de la pulpa, reduciendo sus niveles y por lo tanto incrementando el pH. Desde que la masa es inicialmente aeróbica, hay una pequeña cantidad de ácido acético del etanol producido por bacterias ácido acéticas. A medida que avanza la fermentación, la masa se torna anaeróbica y el pH es reducido por la formación de acetato. En esta etapa bacterias del ácido láctico como Lactobacillus incrementan su número y predominan, mientras los colonizadores iniciales declinan.

 

Los mayores productos metabólicos durante la segunda fase de la fermentación son ácido láctico, ácido acético, CO2 y 3-hidroxibutanona. Al avanzar la segunda fase de fermentación, el lactato y acetato empiezan a matar las bacterias ácido lácticas y el volteo de la masa introduce oxígeno que permite incrementar los colonizadores finales a expensas de los secundarios. Esta etapa anaeróbica media de la fermentación es seguida por una fase final aeróbica. Estas reacciones se dan incluso durante el secado. Almendras de cacao Nacional y criollos de alta calidad pueden ser fermentadas totalmente en pocos días, mientras que la fermentación de los cacaos forasteros y trinitarios puede tomar hasta 6 días para completar todas las etapas.

Substancias de interés nutricional en el grano

Fermentación en Montón

La correcta fermentación es esencial para producir un buen sabor en el chocolate final. En este proceso el grano muere, por lo que se daña la germinación. Dentro del grano de cacao tres grupos de substancias dan interés nutricional, tecnológico y sensorial. Estos son los lípidos, las xantinas estimulantes (teobromina y cafeína), y los precursores del aroma. Esta última categoría consiste en aminoácidos y azúcares reductores, que reaccionan vía Maillard y la degradación de Strecker para dar varios compuestos presentes en el aroma del cacao: polifenoles y algunos ácidos orgánicos que contribuyen como tales al aroma en el grano fermentado.

 

Una fermentación anómala ocurre cuando se mantienen las condiciones anaeróbicas durante todo el proceso, es decir, la ausencia de oxígeno, esto favorece la presencia de bacterias de la especie Clostridium butyricum. Se produce ácido butírico y CO2 a partir de la lactosa. Es propia de bacterias del género Clostridium y se caracteriza por la aparición de olores no deseados de jamón ahumado y putrefactos.

Pruebas de corte distinguen tipos de granos y calidad de fermentación

prueba de corte

Luego de la fermentación y secado, los granos de cacao son usados para la producción de chocolate. De acuerdo a la prueba de corte se distinguen tres tipos principales de granos por el color de los cotiledones: granos bien fermentados que presentan un color café; granos con poco fermento de apariencia violeta a café violáceo y granos no fermentados que son de color pizarra. La homogeneidad o heterogeneidad del cacao en el contenido relativo de estos granos afecta la calidad del producto final.

Cacao en proceso de fermentación en cajón de madera

Fermentación en saquillos

Las almendras pizarrosas

Presentan un color pizarra o gris en más del 50% del cotiledón expuesto, indicando que no hubo ningún efecto de fermentación y que las almendras son muy compactas. El color pizarra (gris) representa un defecto muy serio para cualquier procesador de cacao, pues tienen un muy bajo aroma a cacao con altos niveles de astringencia. Los granos sin fermentar pueden ser prensados para producir manteca de cacao, pero el material sólido remanente no es usado normalmente para hacer chocolate.

Las almendras totalmente violetas

Sólo han sufrido una fermentación inicial, por lo que no aparecen los efectos de los ácidos procedentes de la pulpa. Las almendras no están hinchadas y la apariencia interna es compacta. Debido a que hace falta el efecto celular y químico en los cotiledones, no es posible aprovechar el grano para la producción de chocolate. El sabor es muy amargo y astringente, con ausencia de aroma. La calidad no es aceptable para la industria chocolatera, de modo que estos granos sólo son útiles para extraer manteca y posibles colorantes.

Las almendras con combinación de color marrón y violeta

Presentan una fermentación parcial. Los ácidos no han penetrado totalmente y una porción de las vacuolas de pigmentación está intacta. Las almendras pueden estar hinchadas con una pequeña cavidad interior, los cotiledones no son compactos y la testa está relativamente suelta. La calidad del sabor y aroma es regular, pero aprovechable para producir chocolate.

Las almendras de color marrón o café

Poseen una fermentación completa. Los ácidos acético y láctico penetraron a los cotiledones, matando al embrión y rompiendo las vacuolas de pigmentación. Normalmente estas almendras son muy hinchadas y los cotiledones no son compactos, el grano tiene los cotiledones agrietados y la testa está suelta. La calidad del sabor y aroma del grano es superior, y muy deseable para la producción de chocolate.

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