EFECTO DEL CONTENIDO DE GRASA EN LA CONCENTRACION DE POLIFENOLES Y CAPACIDAD ANTIOXIDANTE DE Theobroma cacao L. “CACAO”

Abstract

Cocoa beans (Theobroma cacao L.), were processed to four days of fermentation and seven days of natural drying. The content of total polyphenols was determined by Folin-Ciocalteu method. Most abundant polyphenols in cocoa are especially catechins type flavonoid metabolites, anthocyanins and proanthocyanins, most of them are all responsible for the antioxidant and its concentration may vary by factors such as temperature exposure, fermentation, drying or effects with due to fat content in the composition. Polyphenols content in cocoa bean with and without fat was 5,39±0,26% and 6,26±0,26% respectively. On the other hand, antioxidant capacity with and without fat was 337,42±19,27 and 411,15±11,72 mM equivalents to trolox/g dm respectively. The polyphenol content and antioxidante capacity between with and without fat showed significant differences (p<0,05), being defatted cocoa beans the high content of polyphenols and antioxidant capacity resulting as an effective process to the improvement of nutritional quality.

Full text

19
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EFECTO DEL CONTENIDO DE GRASA EN LA CONCENTRACIÓN
DE POLIFENOLES Y CAPACIDAD ANTIOXIDANTE DE
Theobroma
cacao
L. "CACAO"
Eect of fat content in polyphenols concentration and antioxidant capacity of
Theobroma
cacao
L."cacao"
Marili del Rosario Castro1, José A. Hernández1, Shaneri Marcilla1, Javier S. Córdova1, Fitzgerald A. Solari3, Gabriela C. Chire2
1
Universidad Nacional Mayor de San Marcos.
2
Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional Agraria La Molina.
3
Instituto Tecnológico de la Producción
RESUMEN
Los granos de cacao (
Theobroma cacao
L.) fueron sometidos a cuatro días de fermentación y siete días de secado natural.
El contenido de polifenoles totales fue determinado por el método Folin-Ciocalteu. Los polifenoles más abundantes del
cacao son metabolitos tipo catequinas avonoides, antocianinas y proantocianinas. Estos son responsables de la actividad
antioxidante y su concentración puede variar por factores de temperatura, fermentación, secado o efectos de la grasa que
contiene. El contenido de polifenoles en el grano de cacao con y sin grasa fue 5,39±0,26% y 6,26±0,26%, respectivamente.
Por otro lado, su capacidad antioxidante con y sin grasa fue 337,42±19,27 y 411,15±11,72 mM equivalentes a Trolox/g ms,
respectivamente. El contenido de polifenoles y capacidad antioxidante entre los granos grasos y desengrasados mostraron
diferencias signicativas (p<0,05), siendo los desengrasados quienes presentaron más de ambas características, por lo que
sería un proceso efectivo para el mejoramiento de su calidad nutricional dependiendo del destino.
Palabras clave: Cacao, grasa, capacidad antioxidante, polifenoles,
Theobroma cacao
.
SUMMARY
Cocoa beans (
Theobroma cacao
L.), were processed to four days of fermentation and seven days of natural drying.
The content of total polyphenols was determined by Folin-Ciocalteu method. Most abundant polyphenols in cocoa are
metabolits catechin avonoid type, anthocyanins and proanthocyanins. Most of them are responsible for the antioxidant
and their concentration may vary by factors such as temperature, fermentation, drying or eects due to fat content in the
composition. Polyphenols content in cocoa bean with and without fat was 5,39±0,26% and 6,26±0,26%; respectively. On
the other hand, antioxidant capacity with and without fat was 337,42±19,27 and 411,15±11,72 mM equivalents to TROLOX/g
ms; respectively. The polyphenol content and antioxidante capacity between beans with and without fat showed signicant
dierences (p<0,05), being defatted cocoa beans the high content of polyphenols and antioxidant capacity resulting as an
eective process to the improvement of nutritional quality.
Keywords: antioxidant capacity, cocoa, fat, polyphenols,
Theobroma cacao
.


polifenoles presentes en plantas y frutos, los cuales han
recibido especial atención debido a sus propiedades
funcionales como antioxidantes, anticancerígenos,
antiinamatorios y antibacteriales (1).
La composición química de los granos de cacao
depende de varios factores entre los que se pueden
citar: tipo de cacao, origen geográco, grado de
madurez, calidad de la fermentación y el secado. Sus
principales constituyentes químicos son: agua, grasa,
compuestos fenólicos, materia nitrogenada (proteínas
y purinas), almidón y otros carbohidratos (2).
El contenido de grasa usualmente varía del 50 al 55%
en cacao fresco, estando constituida principalmente por
glicéridos como el ácido oleico, palmítico y esteárico (3, 4).
INTRODUCCIÓN
Desde hace más de dos siglos, el cacao en
grano se ha destacado como un rubro de
gran importancia comercial en el ámbito
mundial, por ser materia prima para la obtención
de diversos productos de las industrias de alimentos
(contería, bebidas), cosmetológica y farmacéutica.
Perú, es uno de los países productores de cacao no y
de aroma; el cacao Cutivar nativo, procedente de Piura,
es uno representantes en la categoría.
El creciente interés en los últimos años por el
consumo de alimentos que además de nutrir tengan
un impacto favorable en la salud, ha incentivado
el estudio de componentes naturales como los

20
Los polifenoles de la semilla están almacenados
en células distribuidas en grupos a través de los
cotiledones. La cantidad total de polifenoles solubles
(porcentaje de masa seca, libre de grasa) presentes
en las semillas de cacao frescas, puede variar entre 15
y 20%, pero en las fermentadas esta concentración se
reduce hasta un 5%. Sin embargo, existen diferencias
entre variedades y en algunas semillas se puede
encontrar aproximadamente 2/3 de la cantidad de
polifenoles que hay en otras otras variedades (5).
Debido a lo anterior, en el presente trabajo de
investigación se evaluó la cantidad de polifenoles y la
capacidad antioxidante del cultivar Nativo de Piura y la
importancia del desengrasado del grano con el n de
evaluar su efecto sobre el contenido de polifenoles y su
capacidad antioxidante.
MATERIALES Y MÉTODOS
Diseño de la investigación
Es una investigación experimental, se desarrolló
el benecio (fermentación y secado) del Cacao, y
se registró el contenido de polifenoles y capacidad
antioxidante.
Materia prima
Mazorcas de cacao Cultivar Nativo (6), procedentes
del distrito de Chulucanas, provincia de Morropón,
departamento de Piura, en Perú, cosechados en mayo,
a 1500 a 2000 msnm.
Lugar de ejecución
Las evaluaciones se realizaron en el Laboratorio
de Investigación del Instituto Tecnológico de la
Producción – ITP, en Lima, Perú.
Metodología
Las mazorcas fueron abiertas para retirar el
cacao en baba, iniciando el proceso de benecio a un
mismo tiempo de aguante en mazorca de cacao. La
variable independiente fue el proceso de benecio
(fermentación y secado) y la variable dependiente el
contenido de polifenoles y capacidad antioxidante:
Materiales: placas de metal, desecador de vidrio
con agente deshidratante, tubos de ensayo, gradillas,
micropipetas, espátulas, olas, magneto, bolsas de
polipropileno, material de vidrio, termómetro infrarrojo,
termohigrómetro, cajas de madera tornillo de 15 x 15 x
15 cm (fermentador cuadrado (7) con perforaciones de
0,4 cm de diámetro a los costados y en el fondo, para
evacuar los jugos) (gura 1) y secador solar.
Equipos: estufa, incubadora con termostato,
refrigeradora, molino de cuchilla (Moulinex®), balanza
analítica, balanza de precisión, centrifuga, selladora,
potenciómetro, licuadora, agitador magnético, equipo
de titulación, guillotina, mua, determinador semi-
micro Kjeldhal, extractor Soxhlet, digestor para bra
cruda, espectrofotómetro Perkin-Elmer.
Reactivos: acetona, metanol, ácido clorhídrico, rectivo
Folin-Ciocalteu, carbonato de sodio, agua desionizada,
proteínas, cloruro férrico hexahidratado, tripiridil
triazina (TPTZ), acetato de sodio, ácido sulfúrico y éter
de petróleo, reactivo trolox, reactivo FRAP.
Procedimiento
Selección de mazorcas: se separaron frutos
putrefactos, con daños físicos, dañados por insectos,
germinados, etc. con el n de obtener semillas sanas
que fermenten adecuadamente y permitan obtener un
producto nal de alta calidad.
Quiebre: se realizó con la ayuda de un cuchillo, el cual
parte a la mazorca transversalmente, con cuidado de
no dañar los granos de cacao en baba.
Desgrane: se extrajo manualmente el cacao baba de
23 mazorcas para hacerlo fermentar, se separaron las
raicillas y los granos pegados para evitar la formación
de granos múltiples que diculten el secado.
Fermentación: se colocaron 1,8 kg de cacao en baba
en las cajas, cubriéndolas con sacos de yute para
impedir la liberación de calor al exterior, nalmente
fueron puestas a temperatura ambiente de 20 ± 2°C.
En el transcurso de la fermentación, las primeras 48
horas fueron sin remoción, luego de esto se realizó
el volteo cada 24 horas con la nalidad de producir
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Figura 1. Caja fermentadora y mazorcas de cacao Cultivar Nativo de Piura.

21
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aireación y lograr que la masa alcance una temperatura
homogénea (8, 9). Finalmente, transcurridos cuatro días
se obtuvieron los granos fermentados.
Secado: El mismo día en la tarde, los granos de cacao
fueron expuestos al medio ambiente y a la luz solar
(24-26°C), extendiendo la masa sobre un secador
solar portátil, formando una capa de un centímetro de
espesor sin granos superpuestos, variando las horas de
exposición al sol y guardados en un lugar seco durante
la noche (10). El primer día fue de dos horas, luego se
fue aumentando una hora diaria hasta el día siete (10),
obteniendo en total 1,2 kg de granos para determinar el
grado de fermentación mediante la prueba de corte (11).
Composición química proximal del cacao
fermentado
El contenido de humedad (AOAC 931.04), cenizas
(AOAC 972.15), proteína cruda (%N x 6.25) (AOAC
970.22), grasa cruda (AOAC 920.75a) y bra cruda
(AOAC 930.20a y AOAC 962.09e) se determinaron de
acuerdo a los métodos ociales (12). Los carbohidratos
totales se calcularon por diferencia (13) según la
siguiente formula:
%
Carbohidratos
totales =100 −(%
Proteína
cruda +
%
Grasa
cruda +%
Ceniza )
Evaluación de contenido de polifenoles y
capacidad antioxidante
Los granos de cacao, previamente molidos
y homogeneizados, se desengrasaron con éter de
petróleo con agitación constante durante cuatro
horas a temperatura ambiente y posteriormente se
extrajeron sus polifenoles según el método de Folin-
Ciocalteu (F-C) propuesto por Singleton (14), usando
0,5 g de muestra que fueron tratados con 20 mL de
metanol/agua acidicados con
HCl 2N (50:50 v/v, pH 2), tras lo
que se agitó durante una hora.
Luego de centrifugar, se recogió
el sobrenadante y el residuo se
trató con 20 mL de acetona/
agua (70:30 v/v) y se volvió a
agitar durante 1 hora. Finalmente, ambos
sobrenadantes se combinaron. Se utilizó
una curva estándar con ácido gálico, se
tomaron los valores de absorbancia a 750
ŋm, los resultados se expresaron en g ac.
gálico / 100 g muestra. La determinación
de capacidad antioxidante en los
sobrenadantes se efectuó directamente
tomando alícuotas de los mismos (15, 16).
La capacidad antioxidante fue evaluada por método
FRAP (17, 19), que mide la capacidad de reducción de
hierro por acción de antioxidantes hidrofílicos usando
la curva estándar de TROLOX (antioxidante análogo
de la vitamina E). En el método, 900 μL del reactivo
FRAP, que contiene TPTZ, FeCl3 y tampón acetato, se
mezclaron con 90 μL de agua desionizada y 30 μL de
la muestra o el blanco (los disolventes usados para la
extracción). Tras incubar a 37°C, se tomaron los valores
de absorbancia a 595 ŋm a los 30 minutos, dado que a los
cuatro minutos −tiempo requerido habitualmente para
la formación del complejo hierro-TPTZ− la reacción aún
no había terminado (19). Los resultados se expresaron en
mmoles equivalentes de Trolox / g ms.
Análisis estadístico
Todos los valores de las mediciones de polifenoles
totales por F-C y de actividad antioxidante se
sometieron a un tratamiento estadístico seguido del
análisis de varianza ANOVA, para determinar si existen
diferencias signicativas entre las variables evaluadas;
nalmente se usó la prueba a posteriori de Tukey, que
permitió establecer las diferencias signicativas entre
las medias y clasicar los productos en dos grupos. Las
diferencias fueron consideradas a un nivel de p<0,05.
El análisis estadístico se realizó usando el software
estadístico Minitap 16 para WINDOWS.
RESULTADOS
Los granos secos alcanzaron un grado de
fermentación del 80% según la prueba de corte (11).
Los resultados de composición química proximal se
observan en la tabla 1 en base húmeda y en base seca.
Tanto los granos de cacao beneciado inicial
como los posteriormente desengrasados, presentan
Tabla 1. Análisis proximal del grano de Cacao.
Componente Base humeda (%) Base seca (%)
Humedad 55,49 ± 0,143
Ceniza 1,76 ± 0,001 3,95 ± 0,001
Proteína 7,25 ± 0,008 16,29 ± 0,008
Grasa 13,67 ± 0,004 30,71 ± 0,004
Fibra 15,71 ± 0,097 35,30 ± 0,097
Tabla 2. Contenido de polifenoles y capacidad antioxidante del grano de cacao.
Muestra Polifenoles
(g ác. gálico/100g grano cacao) Capacidad antioxidante FRAP
(mM equivalente a TROLOX/g ms )
Cacao beneficiado 5,39 ± 0,26
a
337,42 ± 19,27
a
Cacao beneficiado
desengrasado 6,26 ± 0,26
b
411,15 ± 11,72
b
(a) y (b) diferencia signicativa p<0,05.

22
diferencia signicativa (p<0,05) en el contenido de
polifenoles y en la capacidad antioxidante, como se
observa en la tabla 2. Debe entenderse que el término
beneciado comprende los procesos de fermentación
y secado solar.
DISCUSIÓN
Los valores del contenido de polifenoles en el cacao
fermentado antes y después de proceso de desengrasado
fueron 5,39 y 6,26%; respectivamente. Estos contenidos
pueden estar relacionados a las temperaturas de
fermentación (temperatura máxima 38-40°C) y secado
solar (24-26°C) inicial que ayudaron a mantener los
porcentajes de una manera adecuada. La literatura reporta
una correlación inversa entre el contenido de polifenoles
y capacidad antioxidante con las temperaturas de
fermentación y secado de los granos de cacao, siendo las
temperaturas de secado mayores a 40°C las que disminuyen
los valores alrededor de 30% del valor inicial (2).
Zambrano (8) encontró para el cacao criollo sin
tostar, valores entre 33,97 y 44,56 mg de ácido gálico/g
de grano sin tostar (equivalente a 3,397 y 4,456 g/100
g de grano sin tostar) y Rivera (19) reporto para granos
fermentados por cinco días un valor de 38,36 mg de
ácido gálico/g de grano fermentado (equivalente a 3,836
g/100g de grano fermentado) y para cuatro a tres días de
fermentación valores comprendidos entre 40 a 50 mg
ácido gálico/g de grano fermentado (equivalente a 4-5 g
ácido gálico/100g de grano fermentado), concluyendo
que el tiempo de fermentación inuye en el contenido
de polifenoles totales. Cabe resaltar que estos valores
son a partir de granos sin desengrasar por lo que serían
memores al tener grasa en su composición.
Por otro lado, los valores del contenido de
polifenoles del cacao beneciado desengrasado fueron
mayores en 16,1%, esto debido a que la disminución de
la grasa que interere en la cuanticación de la calidad
nutricional antes mencionada.
La capacidad antioxidante muestra un patrón
similar al contenido de polifenoles totales, siendo
los valores obtenidos de 411,15 mM equivalentes a
TROLOX/g de materia seca, que representa el 21,9%
más que el cacao beneciado desengrasado con 337,42
mM equivalentes a TROLOX/g ms de materia seca.
CONCLUSIONES
Se concluye que existen diferencias signicativas
(p<0,05) en el contenido de polifenoles y capacidad
antioxidante entre el grano de cacao (
Theobroma
cacao
L.) en bruto y el grano de cacao beneciado
desengrasado, ambos del cultivar Nativo de Piura,
siendo este proceso efectivo para incrementar el
contenido de polifenoles y por tanto mejorar la
capacidad antioxidante.
El desengrasado afecta la calidad nutricional,
incrementado su contenido en 16,1% para polifenoles
y 21,9% para su capacidad antioxidante.
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23
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Manuscrito recibido el: 20/07/2015
Aceptado para su publicación el: 20/04/2016
Correspondencia
Nombre: Gabriela C. Chire Fajardo
Dirección: Av. Los Quechuas 123, Salamanca,
Lima 03 - Perú.
Av. La Molina s/n, Lima 12 - Perú.
e-mail: gchire@lamolina.edu.pe