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Agronomía Tropical 51(1): 119-131. 2001

ESTUDIO DE ALGUNAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LA GRASA DE LOS COTILEDONES DE TRES TIPOS DE CACAO DE LA LOCALIDAD DE CUMBOTO

Richar Acosta*, Ligia Ortiz de Bertorelli**, Lucía Graziani de Fariñas**,
Pablo Parra** y América Trujillo de Leal**

*Alpina Productos Alimenticios C. A. E-mail: alpinaindustria@cantv.net 
**Profesores. Universidad Central de Venezuela. Facultad de Agronomía. 

Apdo. 4579. Maracay 2101, estado Aragua. Venezuela. 
torress@camelot.rect.ucv.ve

RECIBIDO: mayo 04, 2000.


RESUMEN

Con el fin de evaluar algunas características físicas y químicas de la grasa de cotiledones de frutos frescos de cacao, Theobroma cacao L,., durante tres meses fueron cosechadas mazorcas de los tipos Criollo, Forastero amazónico y Trinitario de la localidad de Cumboto del estado Aragua. A la grasa extraída con hexano se le realizaron evaluaciones de algunos índices y de la composición en ácidos grasos. Los resultados revelaron un contenido promedio de humedad de 38,34% y de grasa de 50,91%, los cuales variaron significativamente entre los tres tipos de cacao analizados. En cambio los índices de la grasa, con excepción del índice de yodo, no mostraron diferencias significativas entre sí, presentando valores promedio del índice de refracción de 1,4593; índice de yodo 32,42 g yodo/g grasa; índice de saponificación 192,73 mg KOH/g grasa; índice de acidez 0,61 mg KOH/g grasa; punto de fusión aparente 28,58 °C y punto de fusión total 34,48 °C. Los porcentajes de humedad y de grasa del cotiledón, al igual que las características de la grasa, no variaron entre los meses de cosecha, con excepción de los índices de refracción y de yodo, los cuales presentaron los valores más altos en el mes de noviembre. La grasa de los distintos cacaos presentó una composición en ácidos grasos similar. Los cotiledones de los tres tipos de cacao analizados difirieron en el contenido de humedad y grasa, mientras que las características físicas y químicas de la grasa de los tres tipos de cacao analizados fueron semejantes, exceptuando el índice de yodo que fue más alto en el Trinitario. El mes de cosecha únicamente afectó los índices de refracción y de yodo de la grasa.

Palabras Clave: Theabroma cacao L.; grasa; índices; ácidos grasos.

INTRODUCCIÓN

El grano de cacao, Theabroma cacao L., es muy rico en grasa, componente cuantitativa y cualitativamente más importante de la semilla. En cultivos venezolanos de cacao se ha obtenido entre 48,80 y 54,91% de grasa en los granos frescos (Ortíz y Graziani, 1995; González et al., 1999).

Sobre las características de este componente se han realizado diversas investigaciones, encontrándose que el contenido de grasa y los índices de yodo y de saponificación de la grasa presentan valores diferentes según el tipo de cacao (Liendo et al., 1997) y del polinizador (Beek et al., 1977). La concentración de grasa, la composición en ácidos grasos y el índice de acidez varían con el mes de cosecha (Alvarado et al.,1983).

Por otra parte, el grado de madurez de la mazorca afecta la cantidad de grasa del fruto (Packiyasothy et al., 1981; Lehrian y Keeney, 1980; Patel et al., 1994; (jonzález el al., 1999); además, durante el desarrollo del fruto la proporción de los ácidos grasos varía, permaneciendo constante a partir de los 5 meses de edad (Lehrian y Keeney, 1980; Packiyasothy et al., 1981; Patel et al., 1994).

El cacao venezolano es uno de los mejores del mundo por su característico aroma y excelente sabor. Sin embargo, la selección inadecuada de semillas y el manejo inapropiado del cultivo ha dado origen a una gran variabilidad, permitiendo una hibridización descontrolada, responsable de la constante heterogeneidad que presenta el producto. De igual forma, la introducción de material foráneo en el país ha ocasionado una disminución de la calidad del cacao nacional, no obstante, aún permanece el cacao criollo de grano, de óptima calidad (Cartay, 1997; Carreño, 1999; Vidal, 1999 . En 1998 la superficie del país cosechada de cacao fue de 61 648 ha con una producción de 17203 t y un rendimiento de 279 kg/ha, de las cuales 815 ha correspondieron al estado Aragua, donde la producción fue de 182 t y el rendimiento de 223 kg/ha (Venezuela, 1998).

En los últimos años, la economía mundial del cacao ha experimentado espectaculares transformaciones que han generado muchas expectativas en cuanto al futuro de este cultivo; los organismos internacionales están promoviendo la investigación en el rubro, a fin de suscitar el equilibrio del mercado cacaotero. Paralelamente en Venezuela existe interés por parte del gobierno, de la empresa privada, de las universidades y de las asociaciones de productores en desarrollar proyectos de recuperación y ampliación de las plantaciones existentes, así como de líneas de investigación dirigidas a caracterizar y evaluar los diferentes genotipos de cacao del país.

Actualmente la tendencia, a nivel nacional, es establecer programas de investigación para estudiar las características físicas y químicas de los diferentes tipos de cacao por región geográfica, ya que hasta el momento la mayor atención ha estado dirigida hacia los estudios relacionados con los aspectos agronómicos tendentes a perfeccionar la selección de nuevos materiales genéticos que optimicen las potencialidades del cultivo.

El litoral aragueño es una de las regiones donde hay un marcado interés por rescatar y reactivar la producción de cacao, siendo la zona de Cumboto una de las más destacadas en cuanto a cantidad. Sobre la base de esta perspectiva, el objetivo de esta investigación consistió en estudiar algunas características físicas y químicas de la grasa extraída de cotiledones de frutos frescos de cacaos Criollos, Forasteros amazónicos y Trinitarios de la localidad de Cumboto del estado Aragua, de manera de establecer parámetros que permitan identificar y comparar los tipos de cacao de la zona.

MATERIALES Y MÉTODOS

Se seleccionaron las parcelas El Paraíso, La Vega de Santa Cruz y La Isleta, ubicadas en la localidad de Cumboto del estado Aragua, por ser representativas de las condiciones agroclimáticas y de la edad de las plantaciones de la región y fueron escogidos los cacaos Criollos, Forasteros amazónicos y Trinitarios por estar ampliamente distribuidos en la zona y representar la producción regional.

En cada parcela fue delimitada una superficie de 1 ha y de acuerdo con Canavos (1988) fue establecida una unidad experimental de 2 frutos por árbol, cosechándose al azar 20 mazorcas provenientes de 10 árboles de cada tipo de cacao en los meses de julio, septiembre y noviembre de 1998.

Los árboles de cacao fueron identificados empleando algunos descriptores taxonómicos sugeridos por Bekele et al. (1994); clasificados según Cheesman (1944); el grado de madurez fue establecido sobre la base de las características físicas de los frutos (González et al., 1999).

A las mazorcas cosechadas se les extrajeron las semillas, y a éstas se les eliminó el mucílago y la testa manualmente. Los cotiledones fueron secados en un secador de aire forzado a 60 °C por 24 horas y pulverizados en un molino eléctrico. La harina obtenida fue almacenada para posteriormente extraerle la grasa con hexano a 60 ºC por 18 h en un aparato Soxhlet y preservada a 5 °C.

En el estudio fue utilizado un diseño de bloques al azar con tres 2 repeticiones, empleando un experimento factorial 32 donde los factores evaluados fueron los tipos de cacao y el mes de cosecha.

Análisis físicos, químicos y cromatográficos:

Los análisis de humedad y extracto etéreo fueron realizados según las normas COVENIN (1978) No. 374-78 y No. 1340-78, respectivamente. El índice de refracción se determinó según el método No. 921.08-B, el índice de yodo por el No. 920.158 y el punto de fusión por el No. 920.157 de la AOAC (1990). En el índice de acidez se usó la norma No. 325-96 (COVENIN, 1996) y en el índice de saponificación la No. 323-81 (COVENIN, 1981).

Los ácidos grasos fueron identificados por comparación de los tiempos de retención con los de los estándares de los ácidos palmítico, esteárico, oleico, linoleico, linolénico y araquídico obtenidos por cromatografia de gases de acuerdo con el método propuesto por COVENIN (1985) en la norma No. 2281-85. Las características y condiciones de operación fueron las siguientes: Cromatografo de gases VARIAN, modelo 3400, con inyector automático, detector a la llama (FID: Hidrogeno 30 ml/min. Aire: 300 ml/min), registrador e integrador. Columna de acero inoxidable de 2 m de largo con diámetro interno de 2 mm, empacada con 15% de DEGS sobre CROMOSORB W, AW 80/100,2 m, sst y 30 ml/min de nitrógeno. La temperatura inicial de la columna fue de 170 OC por 5 min, programada a 2 °C/min y la final de 182 °C y en el inyector y detector de 250 °C.

Análisis estadísticos:

Los análisis físicos y químicos fueron realizados por triplicado y a los valores obtenidos se les hizo un análisis de varianza y una prueba de rango múltiple de Duncan (Duncan, 1955; Steel y Torrie, 1985). Además, se realizó una prueba de correlación simple entre las variables físicas y químicas determinadas. A los resultados del análisis cromatográfico de los ácidos grasos se les aplicó una prueba descriptiva diagnostica.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los cotiledones de cacao presentaron un contenido promedio de 38,34% de humedad y de 50,91% de grasa (Cuadro 1), variando los valores a un nivel de significación del 5% entre los tres tipos de cacaos analizados, de forma que el mayor contenido de humedad (39,11%) le correspondió al cacao Criollo y el menor (37,75%) al Forastero, mientras que la más alta cantidad de grasa (52,24%) la mostró el cacao Trinitario y la menor (49,52%) el cacao Forastero, cuyo contenido fue inferior al del cacao Criollo (50,99%).

CUADRO 1. Contenido promedio de humedad y grasa de cotiledones de frutos frescos de cacaos Criollos, Forasteros y Trinitarios de la localidad de Cumboto, Aragua, Venezuela.


Tipo

% Humedad

% Grasa


Criollo

39,11 a

50,99 b

Forastero

37,75 b

49,52 c

Trinitario

38,14 b

52,24 a


Promedio

38,34

50,91


Valores en columna con la misma letra no difieren al nivel de significación del 5%.

Estos resultados se ubican dentro del rango señalado por otros investigadores para la grasa de cultivares de cacao Criollo (Ortiz y Graziani, 1995; Liendo et al., 1997; González et al., 1999) pero, son inferiores a los señalados en la literatura para variedades de cacao Forastero (Alvarado et al.,1983).

Los valores de humedad se aproximan a los señalados por Liendo et al. (1997) y difieren de los señalados por Ortiz y Graziani (1995) y González et al. (1999) para cultivares de cacaos criollos venezolanos de varias zonas de la costa aragueña.

En cuanto, al efecto de la cosecha diferencial de las mazorcas, se notó que los porcentajes de estos componentes no difirieron estadísticamente entre las muestras analizadas (Cuadro 2), lo cual reveló que no fueron afectados en forma significativa por este factor, discrepando de Alvarado et al (1983) quienes encontraron variación en el contenido de grasa de cacao Forastero cosechado en Ecuador en meses diferentes, sin embargo, esta discordancia podría atribuirse a que dichos investigadores realizaron la recolección en el período de agosto de 1979 a enero de 1980, mientras que en este estudio fue hecha en los meses de julio, septiembre y noviembre de 1998.

CUADR0 2. Contenido promedio de humedad y grasa de cotiledones de frutos frescos de cacaos cosechados en los meses de julio, septiembre y noviembre en la localidad de Cumboto, Aragua, Venezuela.


Mes de cosecha

% Humedad

% Grasa


Julio

38,41 a

50,92 a

Septiembre

38,43 a

50,94 a

Noviembre

38,17 a

50,88 a


Valores en columna con la misma letra no difieren al nivel de significación del 5%.

En los índices físicos y químicos de la grasa, con excepción del índice de yodo, no mostraron diferencias significativas entre los tres tipos de cacao (Cuadro 3), correspondiéndole a la grasa del cacao Trinitario los valores más altos de dicho índice (33,45%).

Los resultados obtenidos concuerdan con los de otros investigadores, quienes no detectaron variaciones de las características químicas de la grasa entre el cacao Forastero (Alvarado et al., 1983), ni entre distintos tipos de cacaos de diferentes regiones de Nigeria (Ekpa et al., 1993).

Por su parte, los valores de los índices de yodo y saponificación difieren de los obtenidos por Chaiseri y Dimick (1989) en cacaos de varias regiones geográficas, al igual que Liendo et al. (1997) y González et al. (1999) en cultivares de cacaos criollos de Venezuela, además el punto de fusión fue menor al señalado por Ruiz y Barriga (1993) y por González et al. (1999) en cultivares de cacaos venezolanos, coincidiendo el resto de los índices con los encontrados por estos últimos autores (Ruiz y Barriga, 1993, Liendo et al, 1997 y González et al., 1999).

CUADR0 3. lndices físicos y químicos de la grasa de cotiledones de frutos frescos de cacaos Criollos, Forasteros y Trinitarios de la localidad de Cumboto, Aragua, Venezuela.


Indices

Criollo

Forastero

Trinitario

Promedio


Refraccióna

1,4586 a

1,4591 a

1,4603 a

1,4593

Yodo (%)

31,92 b

31,90 b

33,45 a

32,42

Saponificaciónb

192,49 a

190,84 a

194,87 a

192,73

Acidezb

0,58 a

0,63 a

0,62 a

0,61

Pto. Fusión ap (°C)

28,47 a

28,55 a

28,71 a

28,58

Pto. Fusión Total (°C)

34,75 a

34,55 a

34,15 a

34,48


Valores en fila con la misma letra no difieren al nivel de significación del 5%.
a
: índice a 40 °C;b: mg KOH/g grasa.

Se observó que los índices de refracción y de yodo (Cuadro 4) variaron entre los meses de recolección en forma significativa (P≤0,05), mostrando la grasa del cacao cosechado en el mes de noviembre los valores más altos de ambos índices (índice de refracción = 1,4602; Índice de yodo = 32,95%) y las del mes de julio y de septiembre los valores más bajos de los índices de yodo (31,61%) y de refracción (1,4585). Estos resultados difieren de los obtenidos por Alvarado et at (1983), quienes observaron que el índice de acidez de los cultivares Forasteros varía con el mes de cosecha.

CUADR0 4. lndices físicos y químicos de la grasa de cotiledones de frutos frescos de cacaos cosechados en los meses de julio, septiembre y noviembre en la localidad de Cumboto, Aragua, Venezuela.


Indices

Julio

Septiembre

Noviembre


Refraccióna

1,4593 ab

  1,4585 b

1,4602 a

Yodo (%)

31,61 b

32,71 ab

32,95 a

Saponificaciónb

191,04 a

193,50 a

193,66 a

Acidezb

0,66 a

0,61 a

0,56 a

Pto. Fusión ap (°C)

28,61 a

28,80 a

28,32 a

Pto. Fusión Total (°C)

34,30 a

34,62 a

34,53 a


Valores en fila con letras diferentes difieren al nivel de significación del 5%
a
: índice a 40 °C; b: mg KOH/g grasa.

El aumento del índice de yodo relacionado con la época de la cosecha, probablemente se debió a que la recolección de frutos en el último mes estuvo precedida por abundantes lluvias en la región, lo que influyó sobre la temperatura durante la maduración del fruto, posiblemente afectando la síntesis de ácidos grasos. Berbert y Alvim (1972), Lehrian y Keeney (1980) y Ekpa et al. (1993) señalan que la dureza o suavidad de la grasa o manteca de cacao depende de las condiciones cismáticas bajo las cuales se desarrolla el fruto, especialmente de la temperatura y de las lluvias.

Entre los índices de refracción y yodo se encontró una estrecha relación, siendo significativo (P≤0,05) el coeficiente de correlación entre ambos índices (r = 0,4277), de forma que al aumentar o disminuir el índice de yodo, con muy pocas excepciones, el índice de refracción mantuvo el mismo comportamiento, lo cual concuerda con Hart y Fisher (1991) quienes señalan que el índice de refracción de las grasas aumenta con el incremento de la longitud de la cadena hidrocarbonada y con el grado de insaturación. Además, el índice de yodo mostró una tendencia inversa a la registrada por el punto de fusión total, con un coeficiente de correlación r = -0,350 por lo que a mayor índice de yodo, mayor insaturación y menor punto de fusión en la grasa, siendo el cacao Trinitario el que presentó el mayor índice de yodo (33,45 g yodo/g grasa).

En relación con la composición de la grasa, se observó que los tres tipos de cacao presentaron los mismos ácidos grasos en proporciones muy parecidas entre sí (Cuadro 5), correspondiéndole a la grasa del cacao Trinitario, el más alto contenido de ácido palmítico (28,00%) y él más bajo de esteárico (32,90%). Los principales componentes fueron los ácidos palmítico, esteárico y oleico, los cuales constituyeron el 95,87% del total de los ácidos grasos, mientras que los ácidos linoleico y araquídico representaron el 3,61%.

En promedio, la grasa de cacao presentó 62,58% de ácidos saturados y 37,21% de insaturados (Cuadro 6), composición comparable a la señalada por Liendo et al. (1997) y González et al. (1999) para cultivares venezolanos, así como a la obtenida por otros investigadores en sus estudios sobre cacao (Berbert, 1981; Ruiz y Barriga, 1993; Carperter et al., 1994) y diferente en cuanto a los porcentajes de los ácidos grasos obtenidos por Lehrian y Keeney (1980), Packiyasothy et al. (1981) y Alvarado et al. (1983) para frutos de variedades de cacao amelonado.

CUADRO 5. Composición en ácidos grasos de la grasa de cotiledones de frutos frescos de cacaos Criollos, Forasteros y Trinitarios de la localidad de Cumboto, Aragua, Venezuela.

Cacao Palmítico
%
Esteárico
%
Oleico
%
Linoleico 
%
Araquídico
%

Criollo 27,13 34,40 34,80 2,16 1,33
Forastero 27,23 34,00 34,96 2,23 1,36
Trinitario 28,00 32,90 34,53 2,36 1,40

Promedio  27,45 33,76 34,66 2,25 1,36

 

 

CUADRO 6. Porcentajes de ácidos grasos saturados e insaturados de la grasa de cotiledones de frutos frescos de cacaos Criollos, Forasteros y Trinitarios de la localidad de Cumboto, Aragua, Venezuela.


Tipo  % Total Saturados % Total Insaturados

Criollo 62,86 36,96
Forastero 62,60 37,20
Trinitario 62,30 37,49

Promedio  62,58 37,21

En conclusión, los cotiledones de los tres tipos de cacao analizados difirieron en el contenido de humedad y de grasa, mientras que las características físicas y químicas de la grasa no variaron entre sí, con excepción del índice de yodo, que fue más alto en el cacao Trinitario. Además, el mes de cosecha únicamente afectó los índices de refracción y de yodo, los cuales presentaron los mayores valores en el mes de noviembre. Es importante señalar la existencia de una alta probabilidad de polinización cruzada por estar las plantas muy cercanas entre sí en las parcelas, lo cual podría haber ocasionado que en la localidad no haya un material puro de cacao Criollo, Forastero y Trinitario, sino poblaciones de cacaos hibridizados naturalmente.

AGRADECIMIENTO

Los autores agradecen a FUNDACITE ARAGUA y al CONICIT el financiamiento de esta investigación y al doctor Rubén Vargas la colaboración prestada.

SUMMARY

With the purpose of evaluating some physical and chemical characteristics of the fat of fresh fruits cotyledons, pods of Criollo, Amazonic Foreign and Trinitarian cocoa were harvested for a period a three months in the area of Cumboto, Aragua state. Evaluations of some indexes and the composition in fatty acids were done to the fat extracted with hexane. The results revealed an average humidity content of 38,34%, and an average fat content of 50,91%, which varied significantly between the three types of analyzed cocoa. On the other hand, with exception of the Iodine index, the fat index did not show important differences between them, showing average values of a refraction rating of 1,4593; Iodine index of 32,42 g Iodinelg fat; saponification index of 192,73 mg KOH/g fat; Acidity index of 0,61 mg KOH/g fat; an aparent fusion point of 28,58 °C and a total fusion point of 34,48 °C. The percentages of humidity and cotyledon fat, like the fat characteristics, did not vary among the moths of harvested, with the exception of the refraction and Iodine index, that presented their highest value in the month of November. The fat from the different types of cocoa presented a similar fatty acid composition, being the palmitic acid, estearic acid and oleic acid, the main components, which made up to 95,87% of the total fatty acid content, while the linoteic and arachídic acids represented 3,61%. In conclusion, the cotyledons of the three types of analyzed cocoa differed in the humidity and fat contents, while the physical and chemical characteristics of the fat of the three types of analyzed cocoa were similar, excepting the Iodine index that was higher in the in the Trinitarian cocoa. Also, the collection month affected only the refraction and Iodine ratings of the fat.

Key Words: Theobroma cacao L.; fat; indexes; fatty acids.

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