FUNDAMENTOS DEL SECADO DEL CACAO - … · fermentación del cacao el grano queda con un contenido de humedad de aproximadamente 60%, que debe ser reducido hasta un valor próximo

FUNDAMENTOS DEL SECADO DEL CACAO

Por Ing. Rocío Valdivia Arrunátegui

FUNDAMENTOS DEL SECADO DE CACAO

El secado es una etapa del beneficio del cacao en la que se elimina el exceso de humedad de los granos por calentamiento y se completa la formación del aroma y sabor a chocolate. Al finalizar la fermentación del cacao el grano queda con un contenido de humedad de aproximadamente 60%, que debe ser reducido hasta un valor próximo a 8% para evitar el desarrollo de mohos que deterioran la calidad y además para facilitar el almacenamiento, transporte, manejo y comercialización del cacao.


La calidad del chocolate producido del cacao depende de la fermentación y del secado.

Siendo ambas operaciones criticas en el logro de un buen producto final.

El secado en una visión practica se realiza para evitar la pudrición y disminuir el peso del mismo para su posterior comercialización.

FUNDAMENTOS DE SECADO DE CACAO

• En la siguiente transparencia podemos ver como van cambiando las características del cacao durante las etapas de procesamiento hasta el secado (Bertorelli et al 2009).

• Observe que disminuyen las proteínas por la reaccion de maillard y que disminuyen los taninos (menos astringencia) también aumenta el pH (Bertorelli et al 2009) como ya se vio en otros autores.



Estudios recientes muestran que durante el cacao continua la fermentación, pues se amontona el cacao y se coloca en los mismos cajones fermentadores cubiertos con un plástico grueso después de la exposición diaria al sol, lo que prolonga la fase fermentativa (Nogales et al., 2006)



Además durante el secado se da la fase oxidativa de la fermentación, por lo que juega un papel importante en la disminución de la astringencia, amargor y acidez del grano, así como en el desarrollo del color marrón a partir de los compuestos fenólicos azucares reductores y proteinas, lo que ocurre solamente en esta etapa.


Con el secado violento no se logra un resultado uniforme debido a la interrupción de la hidrólisis enzimática las antocianinas generando almendras purpuras que le confieren un sabor astringente (Zambrano et al., 2011)


• Durante la fermentación debido al aumento de temperatura se liberan enzimas. Estas enzimas liberadas en la fermentación son proteasas y las poli fenol oxidasas.

• También durante la fermentación se liberan ácidos (ácido láctico y ácido acético), así como etanol (en concentraciones muy reducidas). La combinación entre el aumento de temperatura y el cambio de la acidez matan la germinación. Dependiendo de la aireacion durante la fase de fermentación la fermentación acética proporciona más o menos ácidos al cacao, los cuales tienen que ser eliminados por el secado mayormente lento y a temperatura baja, no mas de 55ªC.

• Otras reacciones que involucran a las proteínas y péptidos que reaccionan con los polifenoles proporcionan el color marrón asociado al cacao y al chocolate. Es particularmente importante la formación de aminoácidos durante esta fase, éstos proceden de la rotura de moléculas de proteína durante esta fase. Dos de los aminoácidos importantes en la formación de su sabor son: valina y glicina.

http://es.wikipedia.org/wiki/Proteasa

http://es.wikipedia.org/wiki/Polifenol_oxidasa

http://es.wikipedia.org/wiki/Polifenol_oxidasa

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_l%C3%A1ctico

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_ac%C3%A9tico

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_ac%C3%A9tico

http://es.wikipedia.org/wiki/Etanol

http://es.wikipedia.org/wiki/Fermentaci%C3%B3n_ac%C3%A9tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna

http://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ptido

http://es.wikipedia.org/wiki/Polifenol

http://es.wikipedia.org/wiki/Marr%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Amino%C3%A1cido

http://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna

http://es.wikipedia.org/wiki/Valina

http://es.wikipedia.org/wiki/Glicina


En resumen durante el secado se presentan algunos cambios:

♦Inactivación de enzimas

♦El color de los cotiledones cambia de color a café

♦Se inicia la percepción al aroma de chocolate

♦Se volatiliza el ácido acético y láctico y disminuye el amargo del cacao

FUNDAMENTOS DEL SECADO DECACAO

* Si bien durante el secado se inactivan las enzimas es después que han hecho efecto sobre los compuestos como poli fenoles generando un color marrón y sobre las proteínas degradándolas hasta aminoácidos como la valina y glicina.


• El cambio de color se da básicamente del color crema al marrón por lo que en lectura de colorímetro se da una variación de la característica b que es el color amarillo disminuyéndola lo que significa que se esta poniendo marrón.

También hay un aumento de luminosidad L y de la tendencia hacia el color rojo a.



Fíjese por otro lado como los azucares disminuyen por la reacción de Strecker perteneciente a la serie de reacciones de Maillard que también dan un color marrón (Nogales et al., 2006)


* La formación del aroma a cacao es consecuencia de la degradación de proteínas (valina y glicina) y a la reacción de maillard cuyos últimos compuestos formados son las pirrazinas.


• Como se volatiliza el acido acético el pH tiende a aumentar tal y como se vio en el cuadro 4.

• También la acidez titulable disminuye.

(Nogales et al, 2006)


El secado del cacao puede ser solar, aprovechando la temperatura ambiente de la zona de cosecha.

Sin embargo este tipo de secado depende de la temperatura, humedad relativa velocidad del aire y el numero de horas de insolación aprovechables.


• Secado solar extendido

Este secado se realiza en piso de cemento sobre alguna tela. El piso puede ser liso, rugoso o textura intermedia. Se puede mejorar añadiéndole un techo removible.




• Secado en Bandejas móviles

Las bandejas móviles e pueden desplazar fácilmente mediante carriles además se pueden apilar para economizar el espacio.


FUNDAMENTOS PARA EL SECADO DE CACAO

• Secado en secador de túnel

Este secador tiene la ventaja de que protege al cacao de la humedad de la lluvia , del polvo y animales además de que aumenta la temperatura de secado dentro del túnel.


FUNDAMENTOS DEL SECADO DE CACAO (secado solar)

- Ventajas ♦Permite una temperatura moderada y uniforme, ♦Se obtiene un cacao de mejor calidad, de aroma más fino, y con un color más claro.

- Desventajas: ♦Este tipo de secado despende del clima, ♦Si es demasiado lento el sabor de las habas es muy ácido, ♦Se contamina fácilmente por materias extrañas como tierra, polvo, hojas, piedras, entre otras.


En secadores artificiales de cacao. En estos últimos hay que considerar el costo de energía.





Últimamente se ha sugerido parar el secado cuando el pH de la haba sea de 5 (Zambrano et al 2011).


Precauciones que se Deben Tener en Cuenta Durante el Secado

Para obtener un producto de calidad es necesario tener en cuenta una serie de recomendaciones durante el secado, ya sea que se realice por el método desecado natural o artificial:

• Secar los granos de cacao hasta un 6-7% de humedad, si esta por debajo del 6%,se obtienen granos quebradizos y si esta por encima del 8%, son más propensos al ataque de hongos y de insectos.

• El secado se debe realizar lentamente, si se hace rápidamente en las primeras etapas del secado se puede inactivar las enzimas mucho antes de que se hayan completado los cambios químicos necesarios. Lo anterior se presenta cuando se utilizan altas temperaturas mayores a los 65°C, con una humedad baja. Cuando el secado es rápido, las habas se aplastan, se endurecen y se arrugan.

• Es necesario remover constantemente las habas, con el fin de eliminar el mucílago que quedo de la fermentación, pulir el grano y con el fin de exponer toda la superficie del grano al calor. Sino se efectúa la remoción de las habas, se obtienen granos con grumos de mucílago seco y con manchas oscuras formadas en la parte en donde hace contacto el grano con la superficie. Se recomienda que los patios o lugares para el secado de cacao no deben ser usados para secar otro tipo de producto como coco o pescado, ya que el cacao absorbe fácilmente olores y sabores desagradables, disminuyendo su calidad


FACTORES A CONSIDERAR DURANTE EL SECADO DE CACAO:

• Temperatura

• Tiempo de secado

• Removido

• Espesor de la capa de secado

• Otros.


• Temperatura Temperaturas bajas de secado (menores a 20°C) determinarían mayor tiempo de secado. Si el tiempo de secado se prolonga podrían crecer hongos. Por otro lado Temperaturas altas de secado (mayores a 60°C) podrían generar una capa superficial seca mientras el interior todavía estaría húmedo. Impidiendo la salida de acido acetico. También podrían inactivar enzimas responsables del sabor de chocolate.



FUNDAMENTOS DEL SECADO DEL CACAO

TEMPERATURA

Últimamente se están realizando investigaciones que relacionan la temperatura del secado de cacao para evaluar su cinética y reducir el tiempo de esta operación sin embargo hay que tener en consideración que el secado del cacao no solamente disminuye la humedad sino que genera una serie de compuestos que le dan sus características al producto final.


TEMPERATURA

Para analizar la cinética del secado se usa la ecuación de arrhehenius la cual nos ayudara a encontrar la difusividad efectiva es decir que tan rápido pierde agua el cacao durante el secado (Do)

D=Do*e –Ea/T

Donde D es la difusividad, Do es la difusividad efectiva Ea es la energía de activación y T es la temperatura absoluta.


TEMPERATURA

En este sentido Hii et al., (2008)han hecho un gra aporte al hallar la difusividad efectiva del cacao obtenido de Jengka siendo esta de 1.87*10 -10 m2/s.

Otros investigadores que han analizado la cinetica del secado de cacao son Ndukwu Mac Manus Chinenye et al (2010) encontrando que esta difusividida efectiva era 8.64*10 -4 m2/s


• Tiempo de secado El tiempo de secado depende del tipo de secador y de la temperatura de secado. Como la temperatura no puede ser muy alta para evitar acumulación de humedad y ácidos. El secado normalmente se realiza entre 3 a 5 días. En secado solar se expone el cacao al sol durante horas en que el brillo solar es alto hasta que la humedad del cacao sea la deseada. Existen también exposiciones al sol escalonadas en donde el tiempo de exposición se va aumentando día a día: por ejemplo el primer día se expone al sol 2 horas , el segundo día 3 horas, el tercer día 4 horas al cuarto día 6 horas y al quinto día 5 horas. De tal manera que cuando es guardado continua la fermentación de tipo oxidativa que genera características organolépticas de cacao.


* Tiempo de remoción del grano

Como los granos de cacao no pueden ir individuales en la superficie de secado (pues se necesitaría un área muy grande de secado) se suele aplicar un espesor de granos normalmente de unos centímetros. Los granos que están en la parte inferior no recibirían el calor solar por lo que es necesario remover la capa de granos para que todos estén expuestos igual cantidad de tiempo al calor solar.

FUNDAMENTOS DEL SECADO DE CACAO (Remocion)

Resultados señalan que al aplicar la remoción durante el secado el porcentaje de cáscara disminuye, lo que puede ser atribuido al desprendimiento del mucílago causado por la fricción de los granos entre sí, con el piso y con la herramienta utilizada para la remoción, formando una película sobre el piso que se pulveriza al secarse, mientras que cuando la masa no es removida, el mucílago se adhiere al grano seco, engrosando la cáscara y dificultando su desprendimiento, lo cual puede tener importancia artesanal e industrial al incidir negativamente sobre el rendimiento del proceso y la calidad de los productos de cacao.

Ademas si no hubiera remoción la almendra presentaría residuos de pulpa seca adheridos y con manchas obscuras en los puntos de contacto de dos granos, o el grano y el material de la superficie en la cual descansa este, si el contacto se mantiene largo tiempo



• Espesor de los granos

El espesor de los graos estaría determinada por el espacio disponible para realizar el secado, si este espacio es limitado el cacao tendría que secarse en mayor espesor con frecuentes remociones.


• Procedencia

Resultados señalan que la procedencia y variedad del grano influyen en la velocidad en que el grano pierde humedad.

Preliminarmente hicimos una comparación entre grano de Piura y grano de Satipo y encontramos lo siguiente:



La diferencia entre ambos podría estar ligada a diferente composición ligada a diferencias en las labores culturales de una localidad a otra.

BIBLIOGRAFIA • Ndukwu MacManus Chinenye, A.S. Ogunlowo, and O.J. Olukunle. COCOA BEAN (Theobroma cacao L.)

DRYING KINETICS. Chilean Journal of agricultural research, 70 (4), 2010.

• Ligia Ortiz de Bertorelli, Gustavo Camachoy Lucía Graziani de Fariñas*EFECTO DEL SECADO AL SOL SOBRE LA CALIDAD DEL GRANO FERMENTADO DE CACAO Agronomía Trop. v.54 n.1 Maracay ene. 2004

• UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD. ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA. CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 301119 – TECNOLOGIA DEL CACAO , 2010.

• Rigel Liendo. El secado de cacao. Investigador INIA Centro Nacional de Investigaciones Agricolas Maracay, estado de Aragua, 2005.

• NOGALES, Jairo; GRAZIANI DE FARINAS, Lucía y ORTIZ DE BERTORELLI, Ligia. Cambios físicos y químicos durante el secado al sol del grano de cacao fermentado en dos diseños de cajones de madera¹. Agronomía Trop. [online]. 2006, vol.56, n.1

• MACMANUS CHINENYE, Ndukwu; OGUNLOWO, A.S y OLUKUNLE, O.J. Cocoa Bean (Theobroma cacao L.)Drying Kinetics. Chilean J. Agric. Res. [online]. 2010, vol.70, n.4 [citado 2013-03-07], pp. 633-639

• ORTIZ DE BERTORELLI, Ligia; GRAZIANI DE FARINAS, Lucía y ROVEDAS L, Gervaise. Influencia de varios factores sobre características del grano de cacao fermentado y secado al sol1. Agronomía Trop. [online]. 2009, vol.59, n.2

• ZAMBRANO, Alexis et al. Caracterización de parámetros físicos de calidad en almendras de cacao criollo, trinitario y forastero durante el proceso de secado. Agronomía Trop. [online]. 2010, vol.60, n.4


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