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Agronomía Tropical 53(2): 133-144. 2003

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DE LA SEMILLA DE DIFERENTES TIPOS DE CACAO DE LA LOCALIDAD DE CUMBOTO, ARAGUA1

 Lucía Graziani de Fariñas*, Ligia Ortiz de Bertorelli* y Pablo Parra**

1 Trabajo financiado por el Fondo Nacional de Ciencia,
Tecnología e Innovación (Fonacit).
*Profesores. Universidad Central de Venezuela.
Facultad de Agronomía. Instituto de Química y Tecnología e
**Instituto de Botánica, respectivamente. Apdo. 4579.
Maracay 2101, estado Aragua. Venezuela.

 RECIBIDO: marzo 07, 2002. 


RESUMEN    

Para determinar las características químicas de la semilla de los cacaos, Theobroma cacao L., de la localidad de Cumboto, estado Aragua, fueron analizados los cotiledones y la pulpa + testa de los tipos criollo, forastero amazónico y trinitaria de las parcelas La Isleta, Vega de Santa Cruz y El Paraíso, usando un diseño completamente aleatorizado. Los resultados revelaron que el cotiledón y pulpa + testa presentaron valores de 49,52-52,24% de grasa; 35,86-36,87% de humedad; 13,59-13,97% de proteínas; 7,62-8,07% de azúcares totales (At); 3,59-3,67% de cenizas; 2,90-3,24% de azúcares reductores (Ar); 0,68-0,80% de taninos; 0,31-0,35% de acidez total (AT) y un pH de 6,35-6,39 y la pulpa + testa 78,00-80,02% de humedad; 35,99-46,04% de At; 17,30-19,14% de Ar; 12,47-14, 15 ° Brix; 4,27-4,31 % de proteínas; 3,39-3,41 % de At ; 0,84% de taninos y un pH de 3,45-3,56, que no difirieron entre los tres tipos de cacao, exceptuando la grasa del cotiledón que fue menor en el forastero y mayor en el trinitaria y la humedad y los At de la pulpa + testa, con porcentajes inferiores en el trinitaria. Entre las parcelas también se observó semejanza en las características, en el cotiledón sólo se diferenciaron (P<0,05) en la grasa del cacao de La Isleta (49,34%) y las proteínas de El Paraíso (12,78%) que fueron más bajos y en los Ar de La Isleta (3,39%) con el valor más alto y en la pulpa + testa en el pH que fue superior en El Paraíso (3,71) y la AT de La Isleta (3,85%) que fue mayor que la de El Paraíso (2,91%). En conclusión, los tipos de cacao de las tres parcelas, presentaron características químicas parecidas, observándose que el material de la zona no es puro, sino hibridizado y que la mayoría de las características no han sido afectadas significativamente por las condiciones del manejo de las parcelas y por el lugar del cultivo. Sin embargo, también cabe la posibilidad de que dichas características, exceptuando el contenido de grasa, no sean un indicador lo suficientemente sensible para detectar diferencias entre tipos de cacao.

Palabras Clave: Theobroma cacao L.; composición química; grano fresco.

INTRODUCCIÓN  

La información sobre la composición química de la semilla de cacao, Theobroma cacao L., es escasa. Alvarado et al. (1983) señalan un contenido entre 27,03 y 32,05% de humedad; 49,79 y 52,580% de extracto etéreo; 12,04 y 15,91% de proteínas; 3,56 y 3,97% de cenizas y 4,81 y 9,22% de fibra cruda en variedades de cacao forastero de Ecuador, valores que variaron en función de la época de cosecha. Por su parte, Liendo et al. (1997) observaron diferencias en la composición de distintos cultivares de cacao criollo venezolano y Ortiz y Graziani (1995) entre los cacaos procedentes de varias regiones del estado Aragua.

En la localidad de Cumboto, estado Aragua, han sido identificados los tres tipos de cacao mediante algunos descriptores taxonómicos descritos por Bekele et al. (1994) y la clasificación sugerida por Cheesman (1944). En dichos cacaos las características físicas varían entre los tipos y entre las parcelas, mostrando los frutos una gran diversidad de formas, textura y color tanto en el estado inmaduro como en el maduro, igualmente, la forma de las semillas, tamaño y color de los cotiledones son diversas, siendo las variaciones producto de la fecundación cruzada (Angulo et al., 2001; Graziani de Farifias et al., 2002).

El bosque cacaotero de la región costera del estado Aragua está formado por materiales muy heterogéneos, presentando los tipos criollos una marcada influencia de los forasteros y trinitarios. Esta heterogeneidad es debida a que el cacao es una planta alógama, algunas auto incompatibles y propagadas fundamentalmente por su semilla, lo cual ha ocasionado el cruzamiento entre los materiales (Sánchez, 1995) y en consecuencia poblaciones con características variables, de forma que en la zona probablemente no existan materiales puros, sino cacaos hibridizados naturalmente (Acosta et al, 2001).

Se dispone de poca información sobre la composición química del cacao de dicha zona, la cual reviste gran importancia en los programas de mejoramiento que se están realizando en el país, por lo que el objetivo de este trabajo consistió en determinar las características químicas de semillas de los tipos de cacao existentes, en la localidad de Cumboto en el estado Aragua.

 MATERIALES Y MÉTODOS  

En las parcelas La Isleta, Vega de Santa Cruz y El Paraíso, ubicadas en la localidad de Cumboto del estado Aragua, representativas de las condiciones agroclimáticas de la región: 467 a 988,5mm de precipitación anual, 25,76 °C y 68,1 % de humedad relativa (Monagas, 1995) y de la edad de las plantaciones, fueron cosechados frutos de los cacaos tipos criollo, forastero amazónico y trinitaria, distribuidos en la zona y característicos de la producción regional.

Para la identificación de los árboles de cada tipo de cacao fueron utilizados algunos descriptores taxonómicos recomendados por Bekele et al (1994) y para la clasificación de los tipos criterios sugeridos por Cheesman (1944). En cada parcela fue delimitada una extensión de 1 ha donde fueron seleccionados 5 árboles de los tipos criollos y forasteros y sólo 3 del trinitaria debido a la escasez de este material en la zona. En cada árbol se cosecharon al azar tres frutos (Canavos, 1988) en tres épocas diferentes. Para cosechar los frutos se tornó como criterio de madurez el señalado por González et al (1999) que es comúnmente usado en la región y en el muestreo fue aplicado un diseño completamente aleatorizado.

A las mazorcas cosechadas se les extrajeron las semillas y la pulpa, separando después en forma también manual el cotiledón y la pulpa + testa. Ambas fracciones fueron secadas en una estufa con ventilación forzada marca Bertuzzi a una temperatura de 38 ± 1°C por 12 horas, luego molidas y pasadas por un tamiz N° 8.

De la harina de cada fracción se tomaron muestras representativas, siguiendo la metodología señalada por Rieman et al. (1960), para realizar por triplicado los siguientes análisis químicos según los métodos de la AOAC (1990): pH (N° 970,21); acidez total titulable, ATT (N°, 942, 15); azúcares reductores (Ar) y totales, At (N° 925,35); grasa (N° 936,15); sólidos solubles, SS (N° 924,88) con un refractómetro tipo ABBE; cenizas (N° 972,15); proteínas (N° 970,20), incorporando un desgrasado previo de las muestras con éter de petróleo por 4 h y humedad (N° 931,04) en las muestras sin secar. Además se determinaron los taninos usando el método Folin Ciocalteu (Singleton y Rossi, 1965). A los resultados se les aplicó un análisis de varianza y una prueba de comparación de medias de Duncan (SAS, 1998).

 RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Características químicas del cotiledón de la semilla de cacao  

El cotiledón del cacao está constituido principalmente por grasa, cuyo contenido varió significativamente (P<0,05) entre los tipos de cacao (Cuadro 1), presentando el forastero el menor valor y el trinitaria el mayor La grasa del cacao tiene características físicas y químicas que le imparten propiedades funcionales específicas, no comparables con las de otros aceites vegetales, que son muy útiles en la manufactura de una extensa variedad de productos de chocolates, cosméticos y farmacéuticos, por lo que tiene una gran demanda en estas industrias (Liendo et al., 1997).

Otros componentes importantes fueron las proteínas y los taninos, los cuales se encontraron en cantidades que no difirieron entre los tipos de cacao (Cuadro 1). Estos compuestos intervienen en las reacciones que ocurren durante la fermentación y secado del grano.

En cuanto al pH y al resto de los constituyentes analizados en esta fracción del grano (humedad, cenizas, ATT, Ar y At) también se presentaron en cantidades que no se diferenciaron entre los tipos de cacao (Cuadro 1).

Las características del cacao tipo criollo de Cumboto difirieron de las señaladas por otros autores (Testa, 1996; Liendo et al., 1997; Portillo, 2000), quienes al analizar clones de este tipo de cacao obtuvieron valores menores de At (3,84-3,98%) y taninos (0,51-0,54%) y mayores de AT (0,40-0,43%) y proteínas (14,69-20,50%) en el cotiledón del grano. Asimismo, los resultados fueron distintos a los hallados por Lemus (1999) en dicha fracción del cacao tipo criollo de la región de Cumboto, cuyos contenidos de proteínas (15,99%), taninos (0,82%) y AT (0,37%) fueron más altos y los de Ar (0,45%) y At (1,13%) más bajos.

Sin embargo, las características del cotiledón del cacao tipo forastero fueron similares a las indicadas por Alvarado et al (1983) para variedades forasteras del Ecuador, en cambio se diferenciaron de las obtenidas por Lemus (1999) y Torres (2000) para este tipo de cacao de Cumboto y Cuyagua, respectivamente, en los Ar (0,57-1,22%) y At (1,33-4,69%) cuyos contenidos fueron menores y en la AT (0,55-0,65%) que fue mayor.

Entre las parcelas, a pesar de su distinto manejo agronómico (Angulo, 2001), no se encontraron diferencias en la mayoría de las características químicas del cotiledón, las cuales sólo difirieron (P<0,05) en los contenidos de Ar y proteínas (Cuadro 2) que fueron inferiores en la parcela El Paraíso y superiores en La Isleta.

Ortiz y Graziani (1995) en sus estudios sobre el cacao de la región Centro Norte Costera del estado Aragua, observaron que el contenido de proteína del cotiledón del cacao procedente de Cata (12,35%), Cumboto (12,35%) y Chuao (12,30%) fue igual y menor al de Cuyagua (13,75%), en tanto que la grasa (35,18-39,89%) varió entre los cacaos de la zona, siendo dichos valores inferiores a los de esta investigación.

La similitud entre la mayoría de las características químicas del cotiledón de los tres tipos de cacao y de las tres parcelas, podría atribuirse a que en la zona no existen materiales puros, sino poblaciones de cacao hibridizadas naturalmente (Acosta et al., 2001; Sánchez, 1995). 

CUADRO 1. Características químicas del cotiledón de semillas de tres tipos de cacao de Cumboto, Aragua.

Variables
%

Tipos

Criollo Forast. Amaz. Trinitario

Humedad 36,36 a 36,87  a 35,86   a
pH 6,39 a 6,36  a 6,35  a
Acidez total 0,31 a 0,31  a 0,35  a
Taninos 0,68 a 0,80  a 0,72  a
Azúcares red. 3,02 a 3,24  a 2,90  a
Azúcares tot. 8, 05 a 8,07  a 7,62  a
Proteínas 13,88 a 13,59  a 13,97  a
Cenizas 3,67 a 3,59  a 3,63  a
Grasa 50,99 b 49,52 c 52,24  a

Letras distintas en una misma fila difieren a un nivel de significación del 5% según Duncan.

CUADRO 2. Características químicas del cotiledón de semillas de cacao cosechadas en tres parcelas de Cumboto, Aragua.

Variables
%
Tipos

La Isleta La Vega

El Paraíso


Humedad 37,26 a 36,91 a 35,09 a
pH 6,37 a 6,33 a 6,40 a
Acidez total 0,31 a 0,32 a 0,33 a
Taninos 0,71 a 0,70 a 0,81 a
Azúcares red. 3,39 a 2,96 b 2,88 b
Azúcares tot. 7,76 a 8,06 a 8,01 a
Proteínas 14,43 a 14,17 a 12,78 b
Cenizas 3,62 a 3,63 a 3,65 a
Grasa 49,34 b 51,39 a 52,02 a

Letras distintas en una misma fila difieren a un nivel de significación del 5% según Duncan.

 

Características químicas de la pulpa + test

Las características químicas de la pulpa + testa tampoco mostraron diferencias significativas entre los tipos de cacao, exceptuando la humedad y los At, cuyos porcentajes fueron inferiores en el cacao tipo trinitaria (Cuadro 3). En esta fracción, los componentes que se encontraron en mayor proporción fueron la humedad, los SS y los At y Ar.  

El alto contenido de azucares en la pulpa favorece el desarrollo de las levaduras durante el proceso fermentativo, las cuales promueven la fermentación alcohólica, con un consecuente aumento de la acidez y de la temperatura que lleva a la muerte del embrión y a una lisis parcial de las paredes celulares, ocasionando las reacciones que originan los precursores del sabor a chocolate (Cros y Jeanjean, 1995). Esta acidificación de los granos tienen un efecto favorable sobre el sabor del cacao, debido a que la actividad proteolitica es optima a pH 3,5-4,5, no obstante, una acidez excesiva reduce el potencial del sabor (Biehl et al., 1985). 

CUADRO 3. Características químicas de la pulpa + testa de semillas de tres tipos de cacao de Cumboto, Aragua.

Variables
%
Tipos

Criollo Forast. Amaz.

Trinitario


Humedad 80,02 a 78,92 ab 78,00 b
pH 3,52 a 3,56 a 3,45 a
Acidez total 3,40 a 3,41a 3,39 a
Taninos 0,84 a 0,84 a 0,84 a
Azúcares red. 18,41 a 19,14 a 17,30 a
Azúcares tot. 39,49 ab 46,04 a 35,99 b
Proteínas 4,27 a 4,31 a 4,27 a
°Brix Sól. Sol. 13,43 a 14,15 a 12,47 a

Letras distintas en una misma fila difieren a un nivel de significación del 5% según Duncan.  

Entre las parcelas, la variación se observo solamente en el pH y la AT, presentando el mayor pH el cacao de la parcela El Paraíso y la mayor AT el de La Isleta (Cuadro 4), coincidiendo con Pettipher (1986) quien también noto que la pulpa de cacao de Costa Marfil, Nigeria y Malasia se diferencio principalmente en el pH y nivel de ácido cítrico. Por otra parte, estos resultados son diferentes de los señalados por Testa (1996) y Portillo (2000) en sus análisis de clones de cacao criollo venezolano, para los que se encontraron un contenido proteico (9,46%) y un pH (3,83-4,09) superiores y un porcentaje de ATT(1,79-2,28%) y taninos (0,59%) inferiores en dicha fracción. Así mismo difieren de los de Penha y Da Matta (1998) quienes hallaron menor porcentaje de proteínas (0,73-1,13%) y mayor cantidad de SS(17-19° Brix) en la pulpa de cacao de Bahía, Brasil.

En cambio son parecidos a los valores obtenidos por Lemus (1999) para el cacao de Cumboto, los cuales sólo se distinguieron en la cantidad de proteína que fue más alta en la pulpa + testa del tipo criollo (5,64%) y del tipo forastero (6,10%). Además, se asemejan a los resultados de Torres (2000) para el cacao forastero de Cuyagua, del que únicamente se diferenciaron en el pH (4,14) y en los taninos (1,70%).

 

CUADRO 4. Características químicas de la pulpa + testa de semillas de cacao cosechadas en tres parcelas de Cumboto, Aragua.  

Variables
%
Tipos

La Isleta La Vega

El Paraíso


Humedad 78,49 a 79,33 a 79,44 a
pH 3,47 b 3,38 b 3,71 a
Acidez total 3,85 a 3,45 ab 2,91 b
Taninos 0,80 a 0,88 a 0,83 a
Azúcares red. 17,20 a 19,17 a 18,75 a
Azúcares tot. 36,93 a 43,86 a 42,06 a
Proteínas 4,62 a 4,53 a 3,69 a
°Brix Sól. Sol. 13,09 a 12,33 a 14,98 a

Letras distintas en una misma fila difieren a un nivel de significación del 5% según Duncan.

 Al comparar las características químicas de la pulpa + testa con la del cotiledón, se observa que en esta ultima fracción el pH y el contenido proteico fueron mas altos, en tanto que la pulpa + testa presento mayor porcentaje de humedad, ATT, Ar y At, como era de esperar ya que se ha observado que en las células parenquimatosas de reserva del cotiledón están localizadas las proteínas vacuolares (Braudeau, 1970; Biehl et al., 1982) y que la pulpa que envuelve las semillas es azucarada y ácida por la presencia de ácido cítrico (Braudeau, 1970; Cros y Jeanjean, 1995).

La composición química de la semilla del cacao es determinante de su calidad, ya que en las fases de fermentación y secado del proceso de beneficio los componentes participan en reacciones que originan los compuestos del aroma y sabor característicos del chocolate (Cros y Jeanjean, 1995). 

En conclusión, los cacaos existentes en la localidad de Cumboto, clasificados taxonómicamente en tres tipos, presentaron características químicas parecidas, las cuales también fueron semejantes entre las parcelas, lo que sugiere que el material de la zona no es puro, sino hibridizado y que la mayoría de las características no han sido afectadas significativamente por las condiciones del manejo de las parcelas y por el lugar del cultivo. Sin embargo, también cabe la posibilidad de que dichas características, exceptuando la grasa, no sean un indicador lo suficientemente sensible para detectar diferencias entre los tipos de cacao, requiriéndose análisis más específicos para tal fin.

AGRADECIMIENTO

Los autores agradecen a la Ingeniero Agrónomo Johanna Angulo, a los técnicos Boni Escorche y Sebastián Concepción y a los productores José Medina, José Gotto y Rafael Osorio la colaboración prestada.

 SUMMARY

With the purpose of determining chemical characteristics of cocoa seed from the area of Cumboto, Aragua State, cotyledons and seed coat + puip were analyzed from La Isleta, La Vega de Santa Cruz and El Paraíso plots of criollo, forastero amazonico and trinitaria cocoas, using a complete randomized desing. Resuits revealed that the cotyledon presentes 49,52-52,24% fat; 35,8-36,87% of humidity; 13,59-13,97% proteins; 7,62-8,07% total sugars; 3,59-3,67% of ashes; 2,90-3,24% reducing sugars; 0,68-0,80% tannins; 0,31-0,35% total acidity and pH of 6,35-6,39 and seed coat + pulp 78,00-80,02% humidity; 35,99-46,04% total sugars; 17,30-19,14% reducing sugars; 12,47-14,15 °Brix; 4,27-4,31% proteins; 3,39-3,41% total acidity; 0,84% tannins and pH of 3,45-3,56. Values obtained did not differ between the three cocoa types, with the exception of the cotyledon's fat which presentes their lowest value in the forastero and their highest value in the trinitaria as w.ell as humidity and total sugars of the seed coat + pulp, which presented the lowest percentage in the trinitaria. Similarities in characteristics between the plots were also observed, in the cotyledon the only differences were in fat (P>0,05) of the cocoa from La Isleta (49.34%), proteins from El Paraiso (12.78%) that were lowest and reducing sugars the La Isleta (3.39%) with the highest value. In the seed coat + pulp differences oecurred in the pH that was superior in El Paraiso (3.71) and total acidity of La Isleta (3.85%) that was bigger than the one of El Paraiso (2.91&). In conclusion, cocoas of the three plots from Cumboto, showed similar chemical characteristics, observing that materials from the area are not pure, but are hybridized and that most characteristics have not heen significantly affected by plot handling and locality. Therefore, it may be that chemical characteristics evaluated, except fat content, are not good indictors for detecting differences between cocoa types.

Keys Words: Theobroma cacao L.; chemical composition; fresh grain.

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