Evaluación química de precursores de aroma y sabor del cacao criollo merideño durante la fermentación en dos condiciones edafoclimáticas

Abstract

En el presente trabajo se evaluó algunos parámetros asociados con los compuestos de aroma y sabor del cacao , Theobroma cacao L., Criollo Merideño (CM) cultivado bajo dos condiciones edafoclimáticas. Un primer lote establecido en el Campo Experimental San Juan de Lagunillas del Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA-Mérida), Venezuela , a una altura de 1.050 m.s.n.m con temperatura media anual de 26 ºC y otro lote ubicado en la población Zea del mismo estado, a 850 m.s.n.m y 22 ºC, respectivamente. Los análisis se efectuaron en muestras de cotiledones frescos durante el proceso de fermentación. En ambos casos se evaluó el porcentaje de: cascarilla, humedad , grasa y punto de fusión , contenido de ácidos volátiles, azúcares totales, polifenoles, purinas totales, teobromina, cafeína y pirazinas. Los resultados muestran que el cacao CM en San Juan de Lagunillas (SJL), presentó menor acidez titulable al inicio del secado y volátil al final de la fermentación, en comparación con el CM en Zea. Así mismo, se observó ligeras diferencias en el contenido de grasas, azúcares totales , pirazinas, cafeína y teobromina, lo que indica que las condiciones edafoclimáticas generaron cambios en el comportamiento químico de los precursores de aroma y sabor . Todos los parámetros químicos fueron corregidos en función de la humedad de la muestra durante el proceso de fermentación y relacionados con una muestra de cacao fermentado Forastero de Ghana.

Full text

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NOTA TÉCNICA
EVALUACIÓN QUÍMICA DE PRECURSORES DE AROMA Y SABOR
DEL CACAO CRIOLLO MERIDEÑO DURANTE LA FERMENTACIÓN
EN DOS CONDICIONES EDAFOCLIMÁTICAS
CHEMICAL EVALUATION OF AROMA AND FLAVOR OF PRECURSORS
OF THE CRIOLLO MERIDEÑO COCOA DURING FERMENTATION
IN TWO EDAFOCLIMATIC CONDITIONS
Alexis Zambrano*, Carlos Romero*, Álvaro Gómez**, Gladys Ramos**, Carlos Lacruz***,
María del Rosario Brunetto*, Gallignani Máximo*, Lubin Gutiérrez* y Yelitza Delgado*
*Profesores. Universidad de Los Andes (ULA). Facultad de Ciencias. Estado Mérida. Venezuela.
**Investigadores y ***Técnico Asociado a la Investigación. INIA Mérida. Venezuela.
E-mail: alexiszve@yahoo.com.
RESUMEN
En el presente trabajo se evaluó algunos parámetros asociados
con los compuestos de aroma y sabor del cacao , Theobroma
cacao L., Criollo Merideño (CM) cultivado bajo dos condi-
ciones edafoclimáticas. Un primer lote estable cido en el
Campo Experimental San Juan de Lagunillas del Instituto
Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA-Mérida),
Venezuela , a una altura de 1.050 m.s.n.m con tempe ratura
media anual de 26 ºC y otro lote ubicado en la población Zea
del mismo estado, a 850 m.s.n.m y 22 ºC, respectivamente.
Los análisis se efectuaron en muestras de cotiledones frescos
durante el proceso de fermen tación. En ambos casos se
evaluó el porcen taje de: cascarilla, humedad , grasa y punto
de fusión , contenido de ácidos volátiles, azúcares totales,
polifenoles, purinas totales, teobromina, cafeína y pirazinas.
Los resultados muestran que el cacao CM en San Juan de
Lagunillas (SJL), presentó menor acidez titulable al inicio del
secado y volátil al fi nal de la fermen tación, en compa ración
con el CM en Zea. Así mismo, se observó ligeras diferencias
en el conte nido de grasas, azúcares totales , pirazinas, cafeína
y teobromina, lo que indica que las condiciones edafocli-
máticas generaron cambios en el comportamiento químico
de los precursores de aroma y sabor . Todos los parámetros
químicos fueron corregidos en función de la humedad de la
muestra durante el proceso de fermen tación y relacionados
con una muestra de cacao fermen tado Forastero de Ghana.
Palabras Clave: azúcares; Criollo Meri deño; fermen-
tación; precursores de aroma; Theobroma cacao L.
SUMMARY
The present study evaluated some parameters associated
with the aroma and fl avor compounds in cocoa, Theobroma
cacao L., Merideño Creole (MC) grown under soil and
climatic conditions. A lot set in the Experimental Station of
the San Juan de Lagunillas (INIA-Mérida), Venezuela at an
altitude of 1,050 m.a.s.l. and average annual tempe rature of
26 ºC and another in the town of Zea, Zea municipality of
Mérida and 850 m.a.s.l. 22 ºC average tempe rature. Tests
were conducted on samples of fresh cotyledons during the
fermentation process. Both cases evaluated the percentage
of fi ber, moisture, fat and its melting point, content of
volatile acidity, total sugars, polyphenols, total purines,
theobro mine, caffeine and pyrazine. The results show that
the MC cacao in San Juan of Lagunillas, a low acidity at
the start of drying compared to MC in Zea as well as a less
volatile acidity at the end of fermentation. It was also noted
slight differences in fat content, total sugars, pyrazine and
content of caffeine and theobromine, indicating that soil
and climatic conditions have led to changes in the chemical
behavior of the precursors of aroma and fl avor. All chemical
parameters were corrected according to the moisture of the
sample during the fermentation process and were associated
with a sample of fermented cocoa of Ghana.
Key Words: aroma precursors; fermen tation; Merideño
Creole; sugars; Theobroma cacao L.
RECIBIDO: febrero 02, 2010 ACEPTADO: septiembre 19, 2010
Agronomía Trop. 60(2): 211-219. 2010

Vol. 60 - 2010 AGRONOMÍA TROPICAL Nº 2
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INTRODUCCIÓN
En los últimos años el mercado del cacao, Thebroma
cacao L., resulta cada vez más exigente en cuanto a
la uniformidad y las características aromáticas de la
almendra . De este modo, se abren nuevas oportunidades
para los productores e investigadores en este rubro.
A los productores se les permitirá ofrecer un producto
de calidad defi nida, capaz de satisfacer las necesidades
del cliente y a los investigadores les brindaría un campo
que aunque no es nuevo, aún requiere estudios deta llados
para defi nir criterios de calidad confi ables y reproducibles
(Cros y Jeanjean, 1995).
En este sentido, el benefi cio de la postcosecha representa
una de las etapas de mayor relevancia en la formación
de compuestos de aroma y sabor, siendo la fermentación
fundamental para los precursores de aroma. Esta etapa
incluye dos fenómenos distintos pero no inde pendientes.
El primero es una fermentación micro biana de la pulpa
que contribuye a degradar el mucílago presente alre dedor
de las almendras de cacao; y el segundo es un conjunto
de reacciones bioquímicas internas en las mismas que
conducen a una modifi cación de la compo sición fenó-
lica, a la formación de los precursores de aroma que
se consumirán en el tostado y a la formación de una
fracción volátil.
Algunos autores indican que los aminoácidos y azúcares
reductores resultaron ser los precursores del sabor y
aroma del cacao, formando estos compuestos las pira-
zinas luego de un tratamiento térmico por la reacción
de Maillard (Cros y Jeanjean, 1995).
En ese sentido, el contenido de azúcares reductores
puede signifi car un criterio para evaluar el proceso de
fermentación del cacao. Además, los azúcares reduc-
tores como la fructosa y glucosa representa n no más
del 25% del contenido inicial de sacarosa después de la
fermentación . De este modo, la fructosa (0,2-0,4%) fue
superior a la glucosa (0,07-0,1%).
Por otra parte, los contenidos de fructosa y glucosa son
bajos pero equivalentes para granos, poco o no fermen-
tados, mientras que el tostado del cacao bien fermentado
produce un consumo prácticamente total de los azúcares
reductores y de aminoácidos (Rohan y Stewart, 1967;
Biehl et al., 1989).
MATERIALES Y MÉTODOS
Localización de los ensayos
Fue realizado en un Campo Experimental del Instituto
Nacional de Investigaciones Agrícolas del Estado Mérida
(INIA Mérida), en una parcela de estableci miento del cacao
CM en SJL, ubicada geográfi camente en Los Andes
venezolanos, formando parte de la cuenca media inferior
del río Chama, municipio Sucre. El área de estudio se
sitúa entre las coordenadas 8°28’30” y 8°32’00” LN,
entre los 71°19’00” y 71°22’30” LO a una altitud de
1.150 m.s.n.m.
La topografía en general se encuentra infl uenciada por
el control estructural proveniente de la falla de Boconó,
presentándose una fosa tectónica entre el Páramo El
Tambor y las estribaciones de la Sierra Nevada. En la
localidad San Juan de Lagunillas, se distinguen dos
grandes unidades de relieve: la unidad de vertiente,
ubicada principalmente al Norte del área con pendientes
mayores al 30% y la unidad de fondo de valle, la cual
es producto de las acumulaciones provenientes tanto
del río Chama como de las diversas quebradas afl uentes
del mismo.
Estas acumulaciones poseen pendientes promedio de 30%
en las terrazas viejas y del 8% en las terrazas recientes
(Concha e Izquierdo, 1982). El campo experimental se
encuentra dentro de los rangos de pendiente de 5 a 12%,
caracterizado por ser inclinado, de forma plana, loca lizado
en los conos terraza y con una superfi cie desigual .
De acuerdo a las condiciones geomorfológicas el Campo
Experimental San Juan de Lagunillas del INIA Mérida,
descansa sobre sustratos de origen coluvial, como son los
torrentes de detritus o lava torrencial, cuya característica
principal es una matriz compacta de sedimentos arcillosos
con inclusiones de bloques subangulares. Este material
parental le confi ere a los suelos una textura gravosa de
media a fi na, franco arcillosa y arcillosa, debido a las
condiciones hidroclimáticas del municipio Sucre. Estas
texturas permiten retener las pocas precipi taciones, las
cuales no exceden los 600 mm anuales, mostrando un
défi cit durante todo el año (Concha e Izquierdo, 1982).
Con respecto a la temperatura, existe una moderada
variabilidad de este parámetro, debido a que las condi-
ciones topográfi cas proporcionan una marcada diferencia
en la zona, creando el efecto de corrientes de aire (bolsón
semiárido de San Juan de Lagunillas), que arrastran la
humedad presente en el ambiente, la cual precipita en

213
ZAMBRANO et al. - Precursores de aroma y sabor del cacao Criollo Merideño
los alrededores de Tabay y La Mucuy. Como conse-
cuencia, las temperaturas oscilan entre los 18 y 30 ºC,
determinando una amplitud térmica entre 12 y 14 ºC,
condición que favorece la adaptación de cultivos de
almacenamiento como la caña panelera.
Por otra parte, el período más seco se ubica entre
diciembre y marzo, durante el cual ocurren las menores
precipi taciones y corresponde con un descenso de las
temperaturas, siendo este período más fresco que el
comprendido entre junio y agosto donde se registran
las mayores precipitaciones . Se observa que la evapo-
transpiración supera durante todo el año la preci pitación,
traduciéndose en un défi cit anual de agua de 116 mm,
cuando el suelo no llega en ningún momento a cubrir
por completo la evapotrans piración potencial.
Por consiguiente, se hace necesario la aplicación de riego
oportuno, uniforme y efi ciente que permita almacenar
una lámina de agua en el volumen de suelo ocupado
por las raíces (Gurovich, 2001) de acuerdo a su estado
fenológico. Cabe destacar que el Campo Experi mental
San Juan de Lagunillas posee un sistema de riego que
le permite controlar los problemas de défi cit de agua.
Cacao Criollo Merideño en Zea: ubicado en la calle 4,
Nº 895, Quinta Eluí en la población de Zea, municipio
Zea del estado Mérida a una altura de 850 m.s.n.m. y
tempe ratura media de 21,9 ºC. Geográfi camente el área
de estudio se sitúa entre 08°22’83” LN y 71°46’95” LO.
Su geomorfología corresponde a abanicos aluviales
coalescentes y la unidad geomorfológica en la cordillera
de Los Andes. El tipo de relieve es de valle. La forma
del terreno es plana con pendiente < 2%.
Igualmente, los suelos son ácidos con pH cercanos a 5,1;
además, exhiben bajos contenidos de materia orgánica
(3,05%) y capacidad de intercambio catiónico (18,6
C-moles kg-1). Presentan una textura franco arcillo are-
nosa con drenajes internos y externos rápidos. En cuanto
al clima, presenta una precipitación media anual entre
1.102 y 1.335 mm y una temperatura media de 21,9 ºC.
El tipo de paisaje es montañoso, donde la vege tación de
la zona está compuesta principalmente por cacao CM
e híbridos, parchita, café, cambur, aguacate, naranja y
yuca, así como, sombra permanente de cambur , aguacate,
naranja y bucare.
Entre las limitaciones agronómicas más importantes se
destaca la escasa profundidad y pedregosidad variable
donde en ciertos sectores existe una capa de grava y
piedras a una profundidad de 20 cm.
Muestra vegetal
Cacaos criollos: CM en SJL proce dente del Campo
Expe rimental San Juan de Lagunillas, municipio Sucre y
CM en Zea derivado del terreno de la familia Benavides,
municipio Zea, ambos del estado Mérida.
Forastero: cacao de Ghana (muestra refe rencial) sumi-
nistrado por Guittard Chocolate Company.
Preparación de la muestra: una vez cosechado el cacao
las semillas se sometieron a un proceso de fermen tación
durante 3 d. Este último proceso se realizó por triplicado
en cajones de madera de 60 cm3 durante un año, bajo
condiciones de laboratorio. El volteo de la masa fermen-
tante se realizó cada 24 h. Posteriormente, se efectuó el
proceso de secado durante 6 d. Una vez que se secaron
las muestras, se tomaron tres réplicas a las que se le
aplicaron los diferentes análisis fi sico-químicos.
La muestra Forastero de Ghana se trató como los demás
cacaos una vez concluido el proceso postcosecha.
Seguidamente, se molieron, tamizaron ( 42 mesh) y
se desgrasaron de acuerdo al método de extracción con
Soxhlet (IOCCC, 1996), almacenando las muestras a
-20 ºC para su conservación y análisis.
Para la determinación de polifenoles totales se empleó
el método de Azul Prusiano (Budini et al., 1980), los
azúcares totales se determinaron por los métodos de
fenol-sulfúrico (Dubois et al., 1956). Las purinas totales
(teobromina, cafeína y teofi lina) se determinaron por el
método de extracción con agua caliente (IOCCC, 1988).
Para el análisis cromatográfi co de purinas se utilizó un
cromatógrafo líquido de alta resolución con detector
UV-arreglo de diodos y con limpieza de la muestra en
línea, aplicando un sistema de columnas acopladas en
la modalidad de transferencia indirecta.
La extracción de los analitos se realizó en una preco-
lumna fabricada en el laboratorio de 50 x 4,6 mm
empaca da con una fase sílice C18 (Alltech), de diámetro
de partícula de 35 a 750 μm. Finalmente, 0,01 g del polvo
desgrasado se sometió a un proceso de extracción con 10 ml
de H2O hirviendo durante 20 min. La solución se dejó
enfriar a temperatura ambiente, se centrifugó a 3.000 g y
el sobrenadante se hizo pasar a través de un fi ltro Milli-
pore de 45 μm de diámetro de poro. Seguidamente , 10 μl
de esta solución se inyectó en el sistema croma tográfi co.
Preparación de licores de cacao: la preparación del
licor de cacao incluyó el tostado en estufa de circulación

Vol. 60 - 2010 AGRONOMÍA TROPICAL Nº 2
214
forzada de aire. Las muestras de cacao CM se tostaron a
110 °C durante 20, 25 y 30 min y la muestra referencial
de Ghana fue tostada a 145 °C por 30 min, de acuerdo a
la metodología propuesta por Sukha et al., 2007.
Por consiguiente, las semillas de cacao se fragmentaron
y descascarillaron usando un molino de café de uso
domés tico. Posteriormente, las almendras tostadas
se rompieron hasta obtener trozos (nibs) de tamaño
0,5-0,25 cm, separándolos de la cáscara en un descas-
carillador de cacao marca John Gordon Interna tional.
Simultáneamente, los nibs se molieron en un mortero
(modelo 0, Pascall Co., UK) que se calienta inicialmente
a 40 ºC con una pistola de aire caliente (Black and
Decker). La fabricación tuvo una duración de 90 min
permitiendo que se formara un buen licor , luego fueron
almacenados a -20 ºC en envases plásticos estériles de
120 ml de capacidad.
Para la determinación de pirazinas se realizó sobre muestras
de licor de cacao, en este caso el tostado de las almendras
se realizó a un tiempo y temperatura defi nidas de acuerdo
a las características de tamaño de las semillas, se esta-
bleció 110 ºC por 25 min de acuerdo a las recomendaciones
sugeridas por Guittard Chocolate Company, mientras que
el cacao de Ghana se tostó a 145 ºC por 30 min, mediante
el acoplamiento instru mental utilizando un automues-
treador automático de espacio de cabeza (EC, Perkin Elmer
HS - 40) conectado a través de una transferencia capilar
termostatizada al inyector de un cromatógrafo de gases
(CG) VARIAN 3800.
La columna capilar seleccionada fue de sílice fundida
de polietilenglicol AV – WAX (VARIAN) de 30 m
x 0,25 mm de diámetro interno y con un espesor de
película de 0,25 mm y el detector un espectrómetro de
masas VARIAN Saturno 2000, utilizando He como gas
portador a un fl ujo de 1,0 ml.min-1.
Para ello, se realizó la extracción sólido-gas de los analitos
en un vial de 22 ml de capacidad del EC. Se pesó 0,30 g de
polvo de cacao previamente homoge neizado y se añadió
0,60 ml de metanol, el vial se cerró herméticamente, se agitó
en un vortex por 1 min para asegurar proceso de la muestra
y se termostatizó a 105 ºC durante 15 min. Finalizado el
tiempo de este último, el vial se presurizó 3 min con N2
para facilitar la inyección del espacio de cabeza en la
columna durante un tiempo de 0,08 min.
La separación de las pirazinas en la columna croma to-
gráfi ca se llevó a cabo utilizando las siguientes condi-
ciones de trabajo: programa de temperatura del horno
50 ºC (2 min) a 70 ºC (1 min) con una velocidad de
calentamiento de 10 ºC.min-1, luego a 120 ºC (1 min) a
4 ºC.min-1 y por último a 200 ºC (10 min) a 20 ºC.min-1. La
temperatura del inyector se fi jó a 220 ºC. El modo de inyec-
ción empleado fue splitless con un tiempo de apertura de
la válvula de 0,40 min y el detector de masas se operó
bajo la modalidad de impacto electrónico utilizando
220, 50 y 220 ºC como temperatura para la trampa, el
manifold y la línea de transferencia, respecti vamente.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Para el caso del cacao CM en SJL durante la fermen-
tación, la temperatura máxima alcanzada en los dos tipos
de cacao estudiados osciló entre 45 y 50 °C. El porcentaje
de cascarilla no superó el 13,5% en peso de la almendra.
Se consiguió que el pH en la testa al fi nal del proceso
fue 4,66 y en cotiledones 4,71 (Cuadro 1). Este cacao
presentó menor acidez titulable al inicio del secado en
comparación con el CMZ, así como, una menor acidez
volátil (alrededor de 18 mg CH3COOH) al fi nal de la
fermentación (Cuadro 2).
El CM en Zea presentó mayor contenido de grasa
(cercano al 53%), mientras que el CM en SJL no superó
el 50%, aunque los puntos de fusión resultaron ser
iguales , indicando que la dureza de la manteca de cacao
en ambos casos fue similar. Sin embargo, los niveles de
grasa se vieron afectados por las condiciones edafocli-
máticas. Resul tados similares indicó Wintgens (1991)
al evaluar la infl uencia de los factores genéticos y las
condiciones agroclimáticas sobre la calidad de dife rentes
tipos de cacao en varios países.
Mediante la determinación de los compuestos precur-
sores de aroma en el cacao CM en SJL, se obtuvo el
30,92 mg glucosa.gm-1 como azúcares totales, mientras
que en las purinas totales (cafeína, teobromina y
teofi lina) un 2,38% de teobromina. Finalmente, se
evaluó los niveles totales de compuestos fenólicos
y sus princi pales clases: ciani dinas, procia ni dinas
y fl avanoles. Se alcanzó el 47,71 mg ácido gálico.g-1
como polifenoles, al mismo tiempo que las cianidinas
no superaron el 0,53 mg cianidina.g-1 y las prociani-
dinas el 47,47 mg cianidina.g-1, para los dos cacaos
CM estudiados. En el cacao Foras tero de Ghana, estos
valores fueron superiores (Cuadro 3).
Cabe destacar, que los polifenoles están directamente
relacionados con la astringencia del cacao (Sukha et al.,
2006). Estos resultados corresponden con los obtenidos
por Elwers et al., 2009 cuando señalan que los cacaos
criollos no tienen o casi no tienen antocianinas.

215
CUADRO 1. Análisis físico-químicos del cacao Criollo Merideño en San Juan de Lagunillas, fermentado y seco.
Muestra Muestra Muestra
Variable Unidad de medida 1 2 3 CV
Cascarilla Contenido (%) 11,30 12,12
19,52 0,12
Acidez pH testa 1 4,26 14,58 14,30 0,04
pH cotiledón 16,23 14,70 15,37 0,14
Acidez titulable (meq NaOH.gm-1) 11,00 12,90 11,91 0,49
Acidez volátil (mg CH3COOH.gm-1) 18,24 14,83 14,17 0,38
Polifenoles Polifenoles totales (mg ácido gálico.g-1) 44,56 33,97 24,09 0,3
Flavanoles totales (mg catequiza.g-1) 33,14 26,17 28,49 0,12
Cianidinas totales (mg cianidina.g-1) 10,56 10,50 10,54 0,06
Procianidinas totales (mg cianidina.g-1) 57,05 45,99 39,36 0,19
Purinas Purinas totales (% teobromina) 12,82 11,95 12,40 0,18
Teobromina (%) 11,79 11,38 11,60 0,13
Cafeína (%) 10,99 10,63 10,81 0,22
Relación teobromina/cafeína 11,81 12,19 11,98 0,1
Azúcares Azúcares totales (mg glucosa.gm-1) 25,04 28,44 35,32 0,16
Grasa Contenido (%) 48,22 47,96 51,59 0,04
Punto de fusión (ºC) 32,50 32,40 32,70 0,05
CV: Coefi ciente de variación
gm: Gramo de muestra
ZAMBRANO et al. - Precursores de aroma y sabor del cacao Criollo Merideño
En cuanto al contenido de purinas totales, el cacao CM en
SJL fermentado y seco mostró 2,38 mg teobromina.gm-1,
mientras que el cacao CM en Zea presentó una concen-
tración media de 2,52 mg teobromina.gm-1. Respecto a la
relación teobromina/cafeína en función de la concen tración
de cafeína se encontró que el cacao CM en Zea arrojó
menor relación teobromina/cafeína que el cacao CM en
SJL. Dicha relación no permitió diferenciar entre los dos
tipos de cacaos, pero sí entre éstos y el cacao Forastero
de Ghana (Cuadro 3), indicando que dichos cacaos son
genética mente iguales. Sin embargo, las dife rencias eda-
foclimáticas afectaron la concentración de com puestos
precursores de aroma, como el caso de los azúcares
polifenoles, también los ácidos volátiles y no volátiles .
En la Figura, la curva indica que los CM están agru pados
en la parte inferior derecha con relaciones teobromina/
cafeína menores a dos, mientras que el cacao Forastero
de Ghana presenta valores superiores a ocho, siendo la
zona entre dos y seis la ubicación del cacao Trinitario.
Así mismo, se encontró que no existen diferencias entre
los resultados de purinas totales por colori metría y la
sumatoria de metilxantinas obtenidas por cromatografía
líquida de alta resolución en el método desarrollado. En
estudios similares Davrieux et al. (2004) muestran que
existe relación entre el contenido de metilxantinas y el
genotipo del cacao.
Con relación a los licores se evaluaron los niveles de
los compuestos volátiles (2-metil pirazina; 2,5-dimetil
pirazina; 2,6-dimetil pirazina; etil pirazina; 2,3-dimetil
pirazina; 2,3,5-trimetil pirazina y 2,3,5,6-tetrametil
pirazina), tal como demuestra el Cuadro 4. Por otra
parte , se observó que en ninguno de los cacaos CM se
halló la etil pirazina, mientras que en el cacao Forastero
de Ghana, aún cuando se encontró en concentraciones
bajas , estuvo presente en todas las evaluaciones.
En este sentido, se podría inferir que la etil pirazina podría
ser utilizada como criterio para distinguir entre el cacao
Criollo y el Forastero. No obstante, la diferencia de área
de pico (concentración) de los distintos compuestos
volátiles , no sólo están asociadas al tipo de cacao, sino
también a la temperatura y tiempo de tostado , las cuales a
su vez dependen del material genético en estudio (Sukha
et al., 2006).

Vol. 60 - 2010 AGRONOMÍA TROPICAL Nº 2
216
CUADRO 2. Análisis físico-químicos del cacao Criollo Merideño en Zea, fermentado y seco.
Muestra Muestra Muestra
Variable Unidad de medida 1 2 3 CV
Cascarilla Contenido (%) 13,35 12,99 13,48 0,02
Acidez pH testa 4,65 14,79 14,55 0,03
pH cotiledón 14,73 14,90 14,51 0,04
Acidez titulable (meq NaOH.gm-1) 12,94 12,38 13,35 0,17
Acidez volátil (mg CH3COOH.gm-1) 16,80 18,47 17,43 0,42
Polifenoles Polifenoles totales (mg ácido gálico.g-1) 44,56 53,23 43,30 0,11
Flavanoles totales (mg catequiza.g-1) 37,08 24,97 33,2 0,2
Cianidinas totales (mg cianidina.g-1) 10,53 10,47 10,5 0,06
Procianidinas totales (mg cianidina.g-1) 50,86 42,70 46,8 0,09
Purinas Purinas totales (% teobromina) 12,69 12,61 11,84 0,2
Teobromina (%) 11,37 11,36 11,24 0,06
Cafeína (%) 10,72 10,77 10,75 0,03
Relación teobromina/cafeína 11,90 11,77 11,65 0,07
Azúcares Azúcares totales (mg glucosa.gm-1) 31,20 31,32 30,25 0,02
Grasa Contenido (%) 43,92 56,32 44,35 0,15
Punto de fusión (ºC) 31,80 32,80 32,40 0,02
CV: Coefi ciente de variación
gm: Gramo de muestra
CUADRO 3. Análisis físico-químicos del cacao Forastero de Ghana, fermentado y seco.
Muestra Muestra
Variable Unidad de medida 1 2 CV
Cascarilla Contenido (%) 11,87 11,12 0,04
Acidez pH testa 15,05 15,11 0,01
pH cotiledón 15,55 15,52 0,004
Acidez titulable (meq NaOH.gm-1) 11,75 12,08 0,12
Acidez volátil (mg CH3COOH.gm-1) 17,30 13,62 0,48
Polifenoles Polifenoles totales (mg ácido gálico.g-1) 53,64 66,37 0,15
Flavanoles totales (mg catequiza.g-1) 38,42 11,72 0,75
Cianidinas totales (mg cianidina.g-1) 12,49 12,30 0,06
Procianidinas totales (mg cianidina.g-1) 76,48 78,83 0,02
Purinas Purinas totales (% teobromina) 12,56 12,47 0,03
Teobromina (%) 12,15 12,29 0,05
Cafeína (%) 10,19 10,20 0,04
Relación teobromina/cafeína 11,32 12,05 0,04
Azúcares Azúcares totales (mg glucosa.gm-1) 15,47 25,24 0,34
Grasa Contenido (%) 50,10 50,34 0,003
Punto de fusión (ºC) 30,7 33,4 0,06
CV: Coefi ciente de variación
gm: Gramo de muestra

217
Por lo tanto, los resultados obtenidos demuestran
un incremento de la concentración de las pirazinas a
medida que transcurre el tiempo y la temperatura de
torre facción. En términos generales se evidenció que
el cacao CM en Zea, presentó menores contenidos de
pira zinas en el cacao CM en SJL. Lo anterior indica que
proba ble mente su concentración se ve infl uenciada por
factores tales como el tiempo, temperatura de tostado ,
la concentración y tipo de aminoácidos, los cuales son
variables importantes a ser consideradas en futuras
investigaciones .
Análisis estadístico: en la determinación de teobromina
y cafeína, la linealidad del ensayo se realizó con ocho
puntos de la curva de calibración preparada por dilución
de los analitos en agua y con cacao en polvo enri quecida
con teobromina y cafeína para concen traciones desde
2,0 a 20,0 y 1,0 a 10,0 μg.ml-1, respectivamente. En las
curvas de calibración no se consiguió diferencia signifi -
cativa (P<0,05) dado que no hay interferencias de matriz.
La concentración más baja que se pudo cuanti fi car con
exactitud y precisión, fue de 0,50 μg.ml-1 para la teobro-
mina y la cafeína. Por otra parte, el límite de detección
fue de 0,10 μg para la teobromina y cafeína por cada
mililitro, usando 20 μl de extracto en la inyección.
Por otra parte, la aplicación de la prueba de Duncan a los
parámetros físicoquímicos señala que existen diferencias
signifi cativas mayores al 5% entre los distintos tipos
de cacao, especialmente en lo referente al contenido de
pirazinas.
CONCLUSIONES
- El método propuesto permite determinar el contenido
de metilxantinas en muestras de cacao fermentadas
y no fermentadas.
- La determinación de la relación teobromina/cafeína
permitió clasifi car los cacaos de acuerdo a su genotipo
en la forma clásica de forasteros y criollos.
- Los cacaos estudiados pueden ser genéticamente
iguales, pero las diferentes condiciones edafocli-
máticas condicionan ciertos parámetros, tales como:
polifenoles, contenido de purinas totales, grasa,
azúcares y pirazinas.
- La presencia de etil pirazina podría ser utilizada como
criterio para diferenciar entre cacao fi no (Criollo) y
cacao común (Forastero).
FIGURA. Clasifi cación de los diferentes tipos de cacao en función del genotipo.
ZAMBRANO et al. - Precursores de aroma y sabor del cacao Criollo Merideño
Teobromina/cafeína
Cafeína
0
2
4
6
8
10
12
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40
Cacao Criollo Merideño
en Zea
Cacao Forastero de Ghana
Cacao Criollo Merideño
en San Juan de Lagunillas

Vol. 60 - 2010 AGRONOMÍA TROPICAL Nº 2
218
AGRADECIMIENTO
Al Proyecto ICCO-CFC-INIAP-INIA, para esta-
blecer parámetros físico-químicos y organolépticos para
diferenciar entre cacao fi no y ordinario.
BIBLIOGRAFÍA
Biehl, B., B. Meyer, G. Crone and L. Pollenn. 1989.
Chemical and physical changes in the pulp during
ripening and post harvest storage of cocoa pods. J.
Sci. Food Agric. 48:189-208.
Budini, R., D. Tonelli and S. Cirotti. 1980. Analysis
of total phenols using the Prussian blue method. J.
Agric. Food Chem. 28:1.236-1.238.
Concha, M. y S. Izquierdo. 1982. Clasificación de
tierras con fi nes agrícolas (Aplicación del índice de
Storie) sector San Juan de Lagunillas. ULA. Mérida-
Venezuela. 91 p.
Cros, E. and N. Jeanjean. 1995. Cocoa quality: effect
of fermentation and drying. Plantations, recherche,
développement. 24:25-27.
Davrieux, F., S. Assemat, R. Boulanger and E. Cros.
2004. Determination of cocoa purine content by near
infrared spectroscopy. XIV international conference of
investigation of the cocoa, Ghana, Poster Presen tation.
Dubois, M., K. Gilles, J. Hamilton, P. Robers and
F. Smith. 1956. Colorimetric method for determi -
nation of sugar and related substances. Anal. Chem.
28:350-355.
Elwersl, S., A. Zambrano, C. Rohsius and R. Lieberei.
2009. Differences between the content of phenolic
compounds in Criollo, Forastero and Trinitario cocoa
seed (Theobroma cacao L.). Eur Food Res Technol.
229:937-948.
Gurovich, R. L. A. 2001. Riego. In: Agenda del Salitre.
Sociedad Química y Minera de Chile S.A. 11ed.
edición . Capítulo V. 139-172 pp.
International Offi ce of Cocoa, Chocolate and Sugar
Confectionary (IOCCC). 1988. Determination of
purines in cocoa and cocoa products. Analytical
Method N° 28.
International Offi ce of Cocoa, Chocolate and Sugar
Confectionary (IOCCC). 1996. Determination of the
Fat Content of Cocoa Powder by Soxhlet Extraction.
IOCCC. Analytical Method N° 37.
Rohan, T. and T. Stewart. 1967. The precursors of chocolate
aroma: production of reducing sugars during fermentation
of cocoa beans. J. Food. Sci. 32:399-401.
Sukha, D. A., D. R. Butler, F. Amores, J. C. Jimenez, G.
Ramos, A. Gomez, A. Zambrano, N. Hollywood and
J. Ravushiro. 2006. The CFC/ICCO/INIAP cocoa
project “To establish the physical, chemical and orga-
noleptic parameters to differentiate between fi ne and
bulk cocoa” – some highlights from the organoleptic
component. Presented at the 15th ICRC, San José,
Costa Rica.
Sukha, D. A., D. R. Butler, P. Umaharan and E. Boult.
2007. The use of an optimised organoleptic assess ment
protocol to describe and quantify different fl avour
CUADRO 4. Áreas de pico de licores de cacao Forastero Ghana, Criollo Merideño (CM) procedentes de San Juan
de Lagunillas (SJL) y Zea, bajo diferentes condiciones de torrefacción de acuerdo al tipo de cacao.
Tipo de cacao Condiciones 2 Metil 2,5 Dimetil 2,6 Dimetil Etil 2,3 Dimetil 2,3,5 Trimetil 2,3,5,6 Tetrametil
torrefacción pirazina pirazina pirazina pirazina pirazina pirazina pirazina
Ghana 145 °C x 30 min 737453 1328733 401910 180197 306797 1577173 14696233
CM en SJL 110 °C x 25 min 92103 136250 43793 0 120273 535867 6281463
110 °C x 30 min 97287 138590 45577 0 165520 888793 6706070
CM en Zea 110 °C x 25 min 931757 62637 75427 0 75467 531100 3783510
110 °C x 30 min 302503 270873 72233 0 241950 993913 5948523

219
ZAMBRANO et al. - Precursores de aroma y sabor del cacao Criollo Merideño
attributes of cocoa liquors made from Ghana and
Trinitario beans. Eur Food Res Technol. 226:405-413.
Wintgens, J. N. 1991. Infl uence of genetic factors and
agroclimatic conditions on the quality cocoa. II Inter-
national congress on cocoa and chocolate. Munich,
Alemania, 55 p.