TESIS FERMENTACION DE CACAO.pdf

UNIVERSIDAD ESTATAL AMAZÓNICA

TESIS DE GRADO EN OPCIÓN AL TITULO DE INGENIERO AGROINDUSTRIAL

TITULO: “EVALUACIÓN DE TECNOLOGÍAS PARA LA FERMENTACIÓN DEL CACAO BENEFICIADO CCN-51 {Theobroma cacao L)”

AUTOR: Mirian Noemí Riera Trelles

TUTORES: MSc. FRANCISCO MEDEL PACHECO CONSULTANTE: DR. SILVIO MENESES

PUYO, 07 DE JULIO, 2009

Agradecimientos Primeramente agradezco a Dios por darme la fuerza y la inteligencia necesaria para poder estudiar una carrera profesional, a mis hermanos que de una u otra manera me han brindado su apoyo, a toda mi familia, especialmente a mi padre que creyó y confío en mi, que me brindo su apoyo incondicional en todo momento, a mis queridos profesores por guiarme por la senda del saber día a día, a todos mis amigos, vecinos y finalmente a mis seres queridos.

DEDICATORIA El presente trabajo esta dedicado a la Universidad Estatal Amazónica, a toda mi familia especialmente a mi papá y a mis seres queridos que han sido motivo de inspiración para la culminación de mis estudios.

Declaración expresa Yo Mirian Noemí Riera Trelles portadora de la C.l. 160052566-9Declaro que: Hechos ideas y doctrinas expuestas en esta tesis son de mi exclusiva responsabilidad, y que el patrimonio intelectual de la misma corresponde a la Universidad Estatal Amazónica.

Mirian Noemí Riera Trelles

RESUMEN El presente trabajo "investigativo, hace referencia al estudio y comparación de las tecnologías, en el proceso de fermentación y secado de cacao beneficiado en condiciones Amazónicas. Se aborda los principales problemas que representa aplicar una tecnología en condiciones de la amazonia, para ello se realizó una investigación bibliográfica selectiva juntamente con experimentos para observar detenidamente el comportamiento en cada etapa, se utilizaron medios estadísticos aritméticos como; curvas, barras y gráficos comparativos de tres dimensiones, tablas descriptivas para la explicación del comportamiento de dichas tecnologías durante todo el proceso de beneficio. Se realiza la evaluación de los diferentes métodos de fermentación como: lona, montón, cajas rohan, los mismos que se tomaron como base comparativa con las normas de evaluación del índice de fermentación, los requerimientos mínimos que debe cumplir el cacao destinado al beneficio. En el trabajo investigativo se abordan temas como los en cada etapa como son: la cosecha y quiebra, fermentación, secado, selección para el beneficio, el comportamiento del pH, la temperatura, las características físicas y pruebas organolépticas. Con el trabajo se demuestra que es posible el proceso de cacao beneficiado con la utilización de la caja rohan y el adecuado control del proceso en cada una de las etapas. La provincia de Pastaza cuenta con las condiciones climáticas necesarias para el cultivo de cacao, este cultivo no requiere de grandes exigencias técnicas ni económicas, pero si requiere conocimiento del tema. PALABRAS CLAVES Beneficio, condiciones amazónicas, theobroma cacao L. CCN-51, Métodos de fermentación

SUMMARY The present investigative work makes reference to the study and comparison of the technologies, in the process of fermentation and drying of cocoa benefitted under Amazon conditions. It is approached the main problems that it represents to apply a technology under conditions of the Amazonia, for he/she was carried out it together a selective bibliographical ¡nvestigation with experiments to observe the behavior attentively in each stage, arithmetic statistical means were used as; curves, bars and comparative graphics of three dimensions, descriptive charts for the explanation of the behavior of this technologies duríng the whole process of benefit. Is carried out the evaluation of the different methods of fermentation like: canvas, heap, boxes rohan, the same ones that took like comparative base with the norms of evaluation of the index of fermentation, the mínimum requlrements that it should complete the cocoa dedicated to the benefit. In the investigative work topics like those are approached in each stage like they are: the crop and crash, fermentation, drying, selection for the benefit, the behavior of the pH, the temperature, the physical characteristics and tests organolépticas. With the work it is demonstrated that it is possible the process of cocoa benefitted with the use of the box rohan and the appropriate control of the process in each one of the stages. The county of Pastaza has the necessary climatic conditions for the cultivation of cocoa, this cultivation doesn't require of big technical neither economic demands, but rf it requires knowledge of the topic. KEYWORDS Benefit, Amazon conditions, Theobroma cocoa L. CCN-51, Methods of fermentation

ÍNDICE INTRODUCCIÓN ......................................................................................................... 1 CAPITULO l ................................................................................................................. 3 ANÁLISIS BIBLIOGRÁFICO ........................................................................................ 3 1.1.- Cultivo y Botánica ............................................................................................ 3 1.1.1.-Exigencias en suelo ........................................................................................ 4 1.1.2.-Variedades comerciales ................................................................................. 4 1.1.3.- Primeros frutos .............................................................................................. 4 1.1.4.- Plagas ........................................................................................................... 5 1.1.5.-Enfermedades: ............................................................................................... 5 1.1.6 Breve descripción de la cadena de cacao a nivel mundial ................................ 6 1.2.- Beneficio del cacao .......................................................................................... 7 1.2.1.- Cosecha ........................................................................................................ 7 1.2.2-Quiebra ........................................................................................................... 8 2.2.3.-Fermentación.................................................................................................. 9 1.2.3.1 Sinopsis del proceso de fermentación ..................................................... 12 1.2.3.2.- Indicadores de fermentación ..................................................................12 1.2.4.- Métodos de fermentación realizados en Ecuador .....................................13 1.3.- Prueba del corte.......................................................................................... 15 1.4.-Secado ............................................................................................................17 1.4.1.- Secado Natural ........................................................................................ 18 1.4.1.1.- Instalaciones ......................................................................................... 18 1.4.2.-Secado Artificial ........................................................................................19 1.4.3 Indicador práctico del secado.....................................................................19 1.5.- Selección ........................................................................................................ 19 1.6.- Almacenamiento .............................................................................................20 CAPITULO II .............................................................................................................. 21 MATERIALES Y MÉTODOS ...................................................................................... 21 2.1 Caracterización cultivo de cacao y ubicación .....................................................21 2.2.- Diagrama de flujo proceso de beneficio de cacao ............................................22

2.3.-Cosecha .......................... 2.4.- Quiebra ........................... 2.5.- Métodos de fermentación ............................................................................... 25 2.5.1.- Lona ....................................................................................................... 25 2.5.2.- Montón.................................................................................................... 25 2.5.3.-Caja experimental .................................................................................... 25 2.5.4.- Caja Rohan: ............................................................................................. 25 2.6.- Indicadores de fermentación .......................................................................... 26 2.6.1 Temperatura .............................................................................................. 26 2.6.2.-pH ............................................................................................................ 26 2.6.3.- Cambio de coloración del mucílago y el grano: ......................................... 26 2.6.4.- Olor de la fermentación ............................................................................ 26 2.6.5.- Hinchamiento del grano: ........................................................................... 26 2.6.6.- Prueba del corte NTE INEN 175:1986-12 ................................................. 27 2.7.-Secado........................................................................................................... 30 2.8.- Indicadores de secado ................................................................................... 30 2.9.-Selección........................................................................................................ 31 2.10.- Clasificación................................................................................................ 32 CAPÍTULO III ............................................................................................................. 35 ANÁLISIS DE RESULTADOS .................................................................................... 35 3.1.- Cosecha: ........................................................................................................ 35 3.2.-Quiebra .......................................................................................................... 36 3.3.- Análisis de los resultados de los métodos de fermentación ............................. 38 3.3.1

Experimento I: ................................................................................... 38

3.3.1.1. Comportamiento de la Temperatura y pH................................................ 38 3.3.1.2 Cambio de coloración y olor ................................................................... 39 3.3.1.3.- Prueba de corte .................................................................................... 40 3.3.2.1.- Cambio de coloración y olor.................................................................. 43 3.3.2.2.- Prueba de corte................................................................................... 43 3.3.3.1.- Cambio de coloración y olor ................................................................. 45 3.3.3.2.- Prueba de corte .................................................................................... 46 3.3.4.1 Cambio de coloración y olor .................................................................... 48

3.3.4.2.- Prueba de corte................................................................................... 49 3.3.5.1 Cambio de coloración ............................................................................. 51 3.3.5.2.- Prueba de corte ................................................................................... 51 3.4.- Balance de masa de la fermentación............................................................... 52 3.5. Resumen caracterización de la fermentación.................................................... 53 3.6.-Secado ........................................................................................................... 55 3.6.1 Balance de masa del secado...................................................................... 55 3.6. 2 Instalaciones para el auxilio del secado ..................................................... 57 3.7.-Selección........................................................................................................ 57 3.7.1.- Balance de Masa de la selección ............................................................. 57 3.8.-Clasificación ................................................................................................... 53 3.9.- Balance de masa total del proceso de cacao beneficiado ............................... 60 3.10.- Resumen del balance de masa por etapas .................................................... 61 3.11.- Impacto ambiental ....................................................................................... 62 3.12.- Caso Finca Triunfo........................................................................................63 3.12.1.- Balances de área del cultivo versus capacidad de instalaciones de beneficio .............................................................................................................63 Conclusiones ............................................................................................................. 67 Recomendaciones ......................................................................................................68 Bibliografía..................................................................................................................69 Anexos .......................................................................................................................72 Quiebra....................................................................................................................... 72 Caja Experimental ....................................................................................................... 72 Fermentación en lona................................................................................................. 73 Caja Rohan................................................................................................................ 73 Fermentación en montón ........................................................................................... 74 Caja del secado ......................................................................................................... 74 Prueba de corte.......................................................................................................... 75 Secado de la fermentación en lona y en caja experimental ....................................... 75 Secado en el la finca de estudio................................................................................76 Elaboración devino.................................................................................................... 76 Jalea de mucílago ....................................................................................................... 77

Tostado para el chocolate.......................................................................................... 77 Pelado...................................................................................................

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Molido......................................................................................................

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Elaboración de chocolate ........................................................................................... 79

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INTRODUCCIÓN A partir del siglo XIX con el desarrollo en Europa de la industria del chocolate es cuando la producción de cacao se incrementa a un ritmo acelerado. En función de esto Brasil y Ecuador se convierten en países productores según Ramírez, P. (2006). En la actualidad se esta incrementando los cultivos de cacao en Pastaza debido a la demanda en el mercado, que cada vez necesitan más materia prima de calidad, los municipios están donando a los agricultores plantas de cacao para así ayudar a contribuir el desarrollo agroindustrial, uno de los incentivos que ha motivado el cultivo son los cotizados precios en el mercado nacional e internacional. Latra, A (2003). Expone que en

Ecuador es más bien un productor pequeño, cuya

producción abarca aproximadamente el 3% de la producción mundial. No obstante, es importante mencionar que de este total, aproximadamente el 4% corresponde a cacao fino o de aroma, de alta cotización en el mercado internacional. Es en esta variedad que el Ecuador tiene una fuente de competitividad, pues con una participación de 60% del mercado externo, es el primer productor de cacao fino o de aroma en el mundo. Chávez, A. y Masilla, J. (2004), El beneficio del cacao es un proceso que obedece a los principios básicos de conservación de alimentos y se hace con la finalidad de mejorar la calidad del grano. En el Ecuador han realizados estudios científicos, de los métodos de la fermentación del cacao de la variedad CCN-51 y su comportamiento durante todo el proceso fermentativo; cabe resaltar que los estudios han realizado principalmente en la costa, que cuenta con condiciones climáticas diferentes a las de la Amazonia por ende se ha visto la necesidad de realizar un estudio minucioso de los métodos de fermentación, para poder recomendar un método efectivo en las condiciones climáticas de la amazonia.

Planteamiento del problema: No existen evaluaciones de los métodos de fermentación para el beneficio de cacao, en las condiciones de la región Amazónica ecuatoriana que aseguren los requisitos de

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calidad del cacao beneficiado de la variedad CCN51, de forma que contribuya a darle valor agregado a la industrialización del cacao. Hipótesis

Con la evaluación y selección de un método de fermentación para el cacao beneficiado en ia variedad CCN-51, se asegurará los requisitos de calidad en las condiciones de la región amazónica ecuatoriana. Objetivo General de la tesis

Evaluar los métodos de fermentación que asegure los requisitos de calidad del cacao beneficiado de la variedad CCN51. Objetivos específicos

1. Evaluar métodos de fermentación y beneficio del cacao en la variedad CCN51. 2. Determinar los balances de masa en todas las etapas del proceso de beneficio. 3. Seleccionar un método de fermentación efectivo para la variedad CCN51 en las condiciones amazónicas.

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CAPITULO I ANÁLISIS

BIBLIOGRÁFICO

1.1.- Cultivo y Botánica Según el articulo científico "Sociedad Alemana De Cooperación Técnica" (Extraído 16 de octubre del 2008), Expone que Theobroma cacao pertenece a la familia de las esterculiáceas. El árbol del cacao alcanza una altura de 8 a 10 m. Los botones aparecen en la madera añeja en viejas axilas foliares en el tronco y en las ramas (caulifloria). El árbol puede florecer durante todo el año, siempre que en el curso del año no haya períodos de sequía o variaciones de temperatura muy marcadas. Las frutas de baya se desarrollan de las flores en 5 - 6 meses. Las flores aparecen al principio de la época de lluvia y son polinizadas por insectos, sobre todo por los de las familias Forcipomyia y Lasioshelea. Según el articulo científico "Sociedad Alemana De Cooperación Técnica" (Extraído 16 de octubre del 2008), expone que la forma de la fruta del cacao es similar a la del pepino, tiene aprox. 26 cm de largo, 8 - 10 cm de diámetro y pesa 300 - 400 gr. La cascara carnosa de 20 mm de grosor cubre la pulpa gelatinosa y agridulce que contiene un alto grado de azúcar. La fruta contiene 25 - 50 con promedio de 46,0 granos de semilla en forma de almendra, de sabor agridulce y dispuestas en 5 - 8 filas oblongas, una junta a la otra. Frutos: de forma amelonada característica miden entre 15 y 25 cm en su interior se encuentran de 20 a 40 semillas recubiertas por una pulpa mucilaginosa. Manual de cultivo de cacao UEA (2008), Theobroma cacao L, pertenece a la familia de las Sterculiaceae, es un árbol que alcanza una altura de 8 a 10 m. La ubicación taxonómica de la especie es: > Reino ........................ Plantae > División .................... Magnoliophyta > Clase ....................... Magnoliopsida > Subclase ................... Dilleniidae > Orden ....................... Málvales > Familia..................... Sterculiaceae > Género ..................... Theobroma

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> Especie ..................... T. cacao Sergi. (Extraído 24 de Abril del 2008), Expone que las Exigencias climáticas y del suelo > Lluvia abundante. > Temperaturas entre 25-30 grados. > Suelo muy rico en humus (materia orgánica vegetal) >

Protección contra los vientos intensos

>

Protección contra la luz solar directa

>

Altitud sobre el nivel del mar 400 a lOOOmetros como máximo

1.1.1.-Exigencias en suelo. El cacao requiere suelos muy ricos en materia orgánica, profundos, franco arcillosos, con buen drenaje y topografía regular. El factor limitante del suelo en el desarrollo del cacao es la delgada capa húmica. Esta capa se degrada muy rápidamente cuando la superficie del suelo queda expuesta al sol, al viento y a la lluvia directa. Por ello es común el empleo de plantas leguminosas auxiliares que proporcionen la sombra necesaria y sean una fuente constante de sustancias nitrogenadas para el cultivo. 1.1.2.- Variedades comerciales Según las investigaciones de Gaitan, T. (2005) Se distinguen dos variedades de cacao: a) Forastero (= Trinitario) o cacao amargo. Originario de las Américas es la raza más cultivada en las regiones cacaoteras de África y Brasil. Se caracteriza por sus frutos de cascara dura y leñosa, de superficie relativamente tersa y de granos aplanados de color morado y sabor amargo. Dentro de esta raza destacan distintas variedades como Cundeamor, Amelonado, Sambito, Calabacino y Angoleta. b) Criollo, híbridos o cacao dulce. Actualmente están sustituyendo a (as plantaciones antiguas de Forasteros debido a su mayor adaptabilidad a distintas condiciones ambientales y por sus frutos de mayor calidad. Se caracterizan por sus frutos de cascara suave y semillas redondas, de color blanco a violeta, dulces y de sabor agradable. 1.1.3.- Primeros frutos >

Excepcionalmente a los 4 años

>

Normalmente a los 6 años

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Según el programa de bio-comercio sostenible del Ecuador "Cacao Arriba" (2005), El Ecuador es el primer productor de cacao fino de aroma con el 60%. Si analizamos la participación de este cacao esta representa solamente el 4%. Sin embargo, la tendencia de crecimiento del consumo se estima del 5 al 10% anual. Esto demuestra que existe una oportunidad interesante para Ecuador en este nicho que es un cacao amigable con la biodiversidad. López, R. y Flores, F. (2008) Investigaron que el cacao tiene las siguientes plagas y enfermedades 1.1.4.- Plagas Los insectos plaga en los cacaotales son dañinos, además existen insectos benéficos como los polinizadores, predadores y parásitos de otros insectos plagas. Los insectos plagas son muchos, pero son combatidos por sus predadores.Dentro de los insectos plagas podemos citar: Afidos (Toxoptera aurantü, Aphys gossypü), Cápsidos de cacao o monalonion (Monalonion braconoides), Salivazo (Clastoptera globosa), Chinches, Barrenador del tallo (Cerambycidae), Gusanos medidores o defoliadores, Zompopos (Atta spp.), Trips, Barrenadores del fruto ( Grupo Mármara), Crisomélidos, Escolítidos (Xyleborus), Gallina ciega (phyllophaga sp) y Acaras Los controles pueden ser con medidas culturales y químico este último se pueden considerar aplicaciones de insecticidas biológicos (Nim). 1.1.5.- Enfermedades: Entre las enfermedades más dañinas, está la escoba de bruja (Crinipellis perniciosa), la podredumbre negra (Phytophthora palmivora, P. Megakarya), la Moniliasis o Monilia (Moniliophthora roreri), el virus del tallo hinchado (CSSV) y, en la región del Pacífico, es cáncer basidio u oncobasidíum theobromae (VSD). Con excepción del CSSV y El Mal de Machete' (Ceratocysfís fimbriata Eli. & Halst). Estas enfermedades son causadas por hongos y pueden ser tratadas hasta cierto punto con funguicidas preferiblemente de contactó (Oxicloruro de Cu Dosis: 1 kilo/Mz), practicas de poda de sombra, no usar aguas estancadas entre otras prácticas culturales que ayudan a reducir la incidencia de enfermedades hasta un 80 %, lo que permite convivir con las mismas.

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En el Ecuador las mayores plagas de insectos que atacan al cacao según. López, R. (2008). Son las siguientes. Hormigas arrieras (Afta ssp.): las cuales cortan las hojas jóvenes del cacaotero, en ataques muy fuertes dejan solo las nervaduras de las hojas, atacando también los cojinetes florales. Pulgones: que succionan también la savia de las hojas más jóvenes, y se las encuentran en las ramas, flores, frutos y chupones recientes que crecen bajo sombra, además de ser vectores de enfermedades virales. Chinches de hoja y corteza (Sahlbergella singularís, Distantiella theobroma, especies Heiopeitis) Barrenador del tronco (Xyleborus sp.), penetra al interior de tronco del cacao formando galerías en su interior el mayor daño lo ocasiona al actuar como vector del hongo de la enfermedad del machete. Trips (Selenothríps rubrocinatus, Heliothrips rubrocinctus) Insectos chupadores que atacan flores hojas, flores y mazorcas. Cuando afectan a las hojas estas se decoloran, se tornan amarillas y terminan de color herrumbroso antes de caer. 1.1.6 Breve descripción de la cadena de cacao a nivel mundial A partir del siglo XIX con el desarrollo en Europa de la industria del chocolate es cuando la producción de cacao se incrementa a un ritmo acelerado. En función de esto Brasil y Ecuador se convierten en países productores. Más tarde los colonizadores de África promueven el cultivo en ese continente. El cacao llega primero a Ghana, de la mano de los misioneros suizos, y luego se difunde por Nigeria, Camerún y Costa de Marfil. Según al investigaciones de Ramírez, P. (2006). Latra, A (2003). Expone que en Ecuador es mas bien un productor pequeño, cuya producción abarca aproximadamente el 3% de la producción mundial, la misma que para el 2002 se ubicó en alrededor de 2835 millones de toneladas métricas. No obstante, es importante mencionar que de este total, aproximadamente el 4% corresponde a cacao fino o de aroma, de alta cotización en el mercado internacional. Es en esta variedad que el Ecuador tiene una fuente de competitividad, pues con una participación de 60% del mercado externo, es el primer productor de cacao fino o de aroma en el mundo. Otros productores importantes son Indonesia, Papua Nueva Guinea y Colombia, que tienen una participación dentro del mercado de 10, 8 y 8%.

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Según el Subprograma Corporación Técnica. (2001). La producción de cacao esta distribuido en las siguientes regiones. •

Costa existen 249 000 Ha de cacao representa el 86.72 %

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Sierra existen 321 00 Ha de cacao que representa el 11.18 %

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Región Amazónica 6 000 Ha que representa el 2.09 %

1.2.- Beneficio del cacao Chávez, A. y Masilla, J. (2004), El beneficio del cacao es un proceso que obedece a los principios básicos de conservación de alimentos y se hace con la finalidad de mejorar la calidad del grano, esta determinado por las siguientes etapas, cosecha, quiebra, fermentación, secado y selección. La demanda de granos de calidad por parte de los industriales aunado al desconocimiento de los agricultores en prácticas de beneficio plantean la necesidad de capacitar a estos últimos en técnicas básicas que les permitan obtener un producto de buena calidad que satisfagan los requerimientos exigidos por los compradores. Granos mal fermentados, humedad elevada, mezcla de almendras sanas con enfermas, demasiada impurezas son factores negativos que afectan la calidad. 1.2.1.- Cosecha Chávez, A. y Manzilla, J. (2004). Expone que la cosecha se inicia cuando el fruto o mazorca está maduro. La madurez de la mazorca se aprecia por su cambio de pigmentación: de verde pasa al amarillo o del rojo y otros similares al amarillo anaranjado fuerte o pálido. No obstante, en frutos de coloración roja - violácea muy acentuada el cambio de color puede no ser muy aparente y se corre el riesgo de no cosechar a tiempo las mazorcas que han alcanzado madurez plena. Debido a esta dificultad las mazorcas pueden madurar y germinar.

Recomendaciones para una cosecha exitosa. Basados en los estudios realizados por Reyes, H., Vivas, J., Romero, A. (2000). Hay que evitar la cosecha de frutos verdes. Almendras provenientes de frutos que no han alcanzado la maduración lo cual no permite que los granos se separen y por lo tanto, se apelotonan al picar los frutos.

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1. Eliminar los frutos enfermos. Granos de frutos enfermos toman una coloración negra, debido a la reacción que se produce con los hongos y a la pérdida, por descomposición, de mucilago. 2. Debe evitarse cosechar mazorcas sobremaduras. Estos frutos generan almendras sobremaduras, debido a los cambios producto de la germinación de las mismas, que originan compuestos indeseables. 1.2.2.-Quiebra Chávez, A. y Mansiilas (2004), Expone que se denomina quiebra a la operación que consiste en partir la mazorca y extraer las almendras las cuales una vez separadas de las Hebras, serán sometidas a la fermentación. •

El tiempo entre el desgrane y la puesta en fermentación no debe exceder las 24 horas.

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Para realizar la quiebra se pueden utilizar machetes cortos acondicionados especialmente para esta labor. Para ello, se efectúa un corte longitudinal a las mazorcas con sumo cuidado a fin de no cortar las almendras que permanecen adheridas a la Hebras lo más recomendable es utilizar mazos para la quiebra.

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Debe evitarse causar heridas en las almendras. Cuando las mazorcas se parten con objetos cortantes como machetes, se pueden dañar granos que al tener la superficie expuesta (al romperse la cascarilla), se predisponen a sufrir ataques de hongos e insectos. Para evitar herir las almendras se recomienda utilizar mazos de madera para partir los frutos sin dañar los granos.

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Manejo de los restos de cosecha. Luego que se cosechan los granos, las cascaras de los frutos se transforman en restos que pueden ser focos de contaminación de hongos patógenos y de insectos. Para evitar esta situación, la cosecha se realiza dentro de la plantación, los restos deben amontonarse y tratarse con una solución fungicida.

En el tiempo de quiebra existen contradicciones entre autores, Antonio Chávez, A. y Manzanillas, J. (2004). Exponen que deben guardarse 5 días, mientras que Humberto Reyes (2000), Afirma que se deben reunir las suficientes mazorcas, abrirlas en ese momento para colocarlas en el fermentados Lo que si los dos autores coinciden es que no se debe dejar pasar más de 24 horas entre la quiebra y la fermentación.

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2.2.3.- Fermentación Según el articulo científico publicado en agricultura orgánica de la "Sociedad Alemana de Cooperación Técnica" (2008) La fermentación tiene como objetivo eliminar los restos de pulpa que están pegados a la almendra, matar el germen dentro de la almendra e iniciar el desarrollo del aroma, sabor y color de la almendra. Las semillas frescas del cacao se encuentran en una pulpa blanca de sabor dulce aromático que representa 15 - 20% del peso fresco. La pulpa consiste en un 80% de agua, 10 - 15% de glucosa y fructosa así como de 0,5% de ácidos no volátiles (principalmente ácido cítrico) y de pectina; tiene un coeficiente pH de 3,5. El mucilago de las semillas ofrece excelentes condiciones de vida a los microorganismos, que juegan un papel importante durante toda la fermentación. Al principio domina la fermentación por alcohol mediante las levaduras. La pulpa empieza a descomponerse y su mucilago se derrama. Los métodos de fermentación deben ser construidos y colocados de tal forma que el mucilago de fermentación pueda drenar. En la ciudad de Ambato se realizo un estudio de Identificación de bacterias que interviene en la fermentación de la almendras de cacao realizados por Avila, M., Gamboa, L y Naranjo, I. (1990) Con el propósito de aislar, purificar e identificar bacterias que interviene en la fermentación de la almendras de cacao se tomaron muestras de la capa superior e intermedia de la masa de cacao la misma que se encontraba a una temperatura de 40 °C correspondiente al tercer día de fermentación en Buffer estrato-estéril. Para el tratamiento y análisis de las muestras se procedió a incubar en agar-extracto de levadura, por espacio de una semana a 30 °C, procediendo luego a realizar diluciones hasta 10 °C con la finalidad de obtener le menor numero de microorganismos. Se logro aislar cepas de acuerdo a sus características microscópicas que correspondieron a cocos y basilos. Mediante pruebas bioquímicas se obtuvieron cepas puras de Micrococcus varians, Micrococcus lutens, Micrococcus cerens, Staphylococcus epidermis, Staphiloccocus xilasus y Bacillus. Después de permanecer 48 horas en el recipiente de fermentación el cacao será ventilado para iniciar la siguiente fermentación aerobia de vinagre y ácido láctico que desintegra el alcohol y el resto de azúcar. Este paso se efectúa mayormente a mano vaciando el cacao en otros recipientes. El ácido acético penetra en las semillas y al tercer día de fermentación el coeficiente pH de los cotiledones se reduce de 6,6 a 4,8.

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El fuerte desarrollo de calor, junto con la penetración del ácido acético en las semillas causa la muerte de los embriones y el inicio de los procesos enzimáticos, es decir del desarrollo del aroma. Según el tipo de cacao, el tipo de recipientes y la temperatura ambiental este proceso dura entre 96 y 120 horas y requiere ventilación de la masa fermentante cada 48 horas Según Reyes, H., Vavas, J. y Romero, A. (2000), que la fermentación es un proceso bioquímico interno y externo de la semilla en la que ocurren cambios notables en su estructura. La fermentación consiste en lo siguiente: > Descomposición y remoción del mucílago azucarado que cubre el grano fresco, para facilitar el secado, la conservación y almacenamiento. > La elevación de la temperatura que mata al embrión, para facilitar el desarrollo del sabor a chocolate. > Destrucción de las células pigmentadas o cambios en la pigmentación interna. > La transformación del sabor astringente de los cotiledones. > El desarrollo de sabor y aroma del chocolate. Reyes, H., Vavas, J. y Romero, A. (2000). Afirma que la fermentación puede caracterizarse como un proceso con dos etapas: a) Una etapa de hidrólisis o alcohólica, en condiciones anaeróbicas, donde intervienen microorganismos como levaduras, que transforman el azúcar de la pulpa en alcohol y anhídrido carbónico, a la vez que comienza a elevarse la temperatura. Conforme se produce el descenso de la pulpa, hay penetración de aire y se favorece la oxidación del alcohol a ácido acético, con la intervención de bacterias acéticas. El ácido acético provocó la muerte del embrión y de las almendras al penetrar en el tejido cotiledonar y a su vez la permeabilidad de las paredes celulares, permitiendo la interdifusión de los componentes del jugo celular. Así, las enzimas se ponen en contacto con los polifenoles y proteínas y se inician las reacciones hidrolíticas que dan lugar a cambios en los pigmentos cianidinglucósidos, provocando el inicio de la formación de los precursores del sabor a chocolate. Toda esta fase hidrolítica ocurre a temperaturas cercanas a 45 °C y con pH de 4,0 a 5,0.

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b) La etapa de oxidación se inicia inmediatamente cuando hay mayor penetración de oxígeno y consiste esencialmente en la oxidación y condensación de los compuestos polifenólicos en productos complejos, aminoácidos volátiles solubles e insolubles que tienen poco o ningún sabor. Paralelamente con la condensación oxidativa, disminuye el contenido de humedad, hasta el punto en que la falta de agua detiene la actividad enzimática. Cuando el oxígeno tiene acceso a las células de los cotiledones durante la fase de condensación oxidativa, el color de la superficie de las almendras se vuelve pardo y esto se realiza en toda la almendra, conforme se inicia el secado y se facilita la penetración del oxígeno al interior del cotiledón. Un indicador de fermentación satisfactoria es la presencia de un anillo periférico de color pardo, indicativo de que debe iniciarse el tendido del cacao para su secado. En los cacaos criollos se presenta al tercer día y en los trinitarios entre el quinto y sexto día de fermentación. En síntesis, deben considerarse los siguientes pasos para una buena fermentación del cacao. Reyes, H., Vavas, J. y Romero, A. (2000). Expone los siguientes. 1. Deben separarse los frutos de acuerdo con el tipo de cacao (Criollo o Trinitario), pues requieren distintos tiempos de fermentación. 2. Las cajas de fermentación o cestos deben limpiarse previamente al inicio del proceso, eliminando restos, hongos o insectos que puedan estar presentes. 3. La fermentación debe programarse para reunir suficientes mazorcas y abrirlas al mismo tiempo, para llenar el fermentador inmediatamente. De otra manera, la falta de mucílago provoca fallas en el proceso, por no existir el volumen suficiente para alcanzar la temperatura requerida en el proceso. 4. El fermentador debe tener una buena cobertura, bien sea con hojas de plátano, bijagua sacos de nylon o plástico, para evitar la pérdida de calor que es indispensable para el proceso de fermentación. 5. Es necesario voltear la masa de granos en fermentación, periódicamente cada 48 horas como mínimo, para asegurar la aireación requerida y contribuirá a la uniformidad del proceso. 6. Debe procurarse que los drenajes de los fermentadores estén siempre destapados para evitar la acumulación indeseable de los líquidos, que producen malos olores,

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encharcamíento aerobios, del proceso de fermentación en la parte inferior del termentador. 7. El proceso debe durar el tiempo necesario de acuerdo con ef tipo de cacao, pues si este se disminuye, muchas almendras quedan sin fermentar y si se aumenta, ocurrirá la sobrefermentación que provoca malos olores y cambios en ei cacao que perjudican significativamente la calidad del producto final. 1.2.3.1 Sinopsis del proceso de fermentación Según el articulo

científico publicado en Agricultura

Orgánica de

la

"Sociedad Alemana de Cooperación Técnica" (2008). 3er-4o día

1er día • Pulpa muy acida (pH 3,5)

•

• masa fermentante de color blanco

•

• pH 6,5 del interior de

•

lasemilla •

interior de la semilla de color violeta

•

no hay desarrollo de calor

• olor agridulce, aromático

5o -V día

masa fermentante está acida (pH 4,5) masa fermentante de color café clara pH 4,5 del interior de la semilla

•

interior de la semilla de

color violeta, sus bordes de color café • aumento de temperatura de la masa fermentante a45-50°C • fuerte olor a ácido acético

• masa fermentante está acidulada (pH5,5) • masa fermentante de color café • pH 5,5 del interior de ía semilla • interior de ía semilla color café • temperatura de la masa fermentada se reduce a 4CTC • el olor a ácido acético es menos fuerte

1.2.3.2.- Indicadores de fermentación Basados en el estudio de Cabrera, S. y Carlos, L. (2006). a) Temperatura, la cual debe aumenta por encima de 40 °C en los termentadores trinitarios, al cabo de 48 horas, y por encima de 36 °C a las 24 horas, b) El mucílago que cubre el grano empieza a perderse y cambia su color blanco por uno rojo claro o rosado. c) Al partir un grano con un objeto afilado, escurre un liquido abundante de color vino tinto.

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Para saber si el cacao ya está bien fermentado, además del tiempo transcurrido, se debe constatar que: a) La temperatura en el sistema comience a descender. b) El grano se hinche. c) Se ha producido la muerte del embrión. d) Al partir las almendras en sentido longitudinal, se observa un color pálido en el centro, rodeado por una circunferencia de color café oscuro. 1.2.4.- Métodos de fermentación realizados en Ecuador. Identificación De Mercados y Tecnología Para Productos Agrícolas Tradicionales De Exportación. (2001). •

Sacos

•

Montón

•

Cajas

1.2.4.1- Fermentación en lona o saco. Según el Subprograma de Cooperación Técnica. (2001)), Consiste en dejar las almendras en dichos sacos para que ocurra el proceso de fermentación. En estos se debe ser cubierto con plástico u hojas de plátano, o bijao para evitar la pérdida de temperatura.

Reyes, H., Vavas, J. y Romero, A. (2000). Según sus investigaciones afirma que para la fermentación del cacao en sacos de polietileno o yute se colocan las almendras dentro de estos, se cierran, se cuelga y se los deja fermentando. Para que tengan mejor aireación durante dos o tres días y facilitar el drenaje del mucílago, al cabo de los cuales son extraídas para someterlas al proceso del secado. Este método de fermentación no es muy aconsejable ya que se dificulta las necesarias remociones, resultando un proceso fermentativo muy heterogéneo con un bajo porcentaje de granos fermentado y con un elevado porcentaje de granos en mal estado, en este tipo de tecnología existe gran dificultad con la retención del calor debido a los poros que permite la entrada de aire y la salida del calor. 1.2.4.2.- Fermentación a montón Según Chávez, A. y Manzanillas, J. (2004). La fermentación en montones consiste en amontonar el cacao en baba sobre un tendal de caña, esterilla de guadua, madera,

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cemento o sobre hojas de plátano a fin de permitir el drenaje de la baoa aei cacao, &r. cubren los montones con hojas de plátano, banano y bijao para evitar la tuga ae CG.V, . i_a razón para que la altura de la caja sea de 10 cm, es que en la fermentación de montones solamente fermenta bien la parte superficial, posiblemente debido a la aireación. A dichos montones transcurridos 48 horas se realiza el volteo, cubriéndolas con hojas nuevas nuevamente. Este método tiene un costo mínimo y el tamaño del montón varia de acuerdo al cacao cosechado siendo la cantidad mínima para generar el calor necesario 36.36 Kg (80 libras) de cacao en baba. 1.2.4.3.- Fermentación en cajones Según las investigaciones realizadas por Gaitán, T. (2005).

En este sistema se

dispone de cajas en el piso de las cajas debe tener ranuras de 5 mm para dejar que ei aire circule libremente. El espacio entre orificio no debe ser menor de 5 cm, ni mayor de

10 cm.

Estas cajas se ponen unas sobre otras formando una

escalera. Posiblemente este método es el que puede usar más ventajosamente, un pequeño productor, pues las cajas son fáciles de manejar y, si se cuenta con una cantidad suficiente de ellas se puede fermentar cualquier cantidad de almendras. Durante la fermentación la temperatura en la masa de almendras puede subir hasta 50PC aproximadamente. Cuando la temperatura llega a 45 °C, los embriones de la semilla mueren, y ese momento marca el inicio de los cambios bioquímicos que luego darán el sabor y el aroma a chocolate. En general el tipo Criollo necesita de 3 a 4 días; los tipos Forasteros necesitan de 6 a 8 días, es importante también establecer (a relación con los otros factores del ambiente. Recomendación para una buena fermentación basadas en el estudio de Subprograma de Cooperación Técnica. (2001). •

Remover las almendras cada 48 horas o cambiarlas de cajón.

•

Utilizar pala de madera para la remoción

•

Mantener limpios los cajones de fermentación.

Las paredes divisorias entre compartimentos, de preferencia son removibles para facilitar los volteos. El cajón deberá tener unas patas de 10 cm de alto para evitar el contacto con la tierra. La madera con que se aconseja construir el cajón de la debe ser blanca (menos pino), puesto que las maderas obscuras y/o resinosas segregan substancias que contaminan el sabor del cacao.

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El grosor de la madera debe ser de 2 cm, el piso del cajón deberá tener perforaciones cada 20 cm. a fin de facilitar el drenaje del mucílago y evitar encharcamientos y ahogo del cacao. 1.3.- Prueba del corte. Según Jane, P. (Consultado 26 de marzo del 2008) La clasificación del cacao en los países productores, se basa en la estimación visual de la calidad por medio de un procedimiento conocido como "prueba del corte". La prueba del corte consiste en cortar a lo largo unos 100 granos como mínimo, para desnudar la sección con la mayor cantidad de la parte media de los cotiledones. Se examinan individualmente y se determina el porcentaje de grano de distintas categorías. Si se necesita medir el grado de fermentación, se establecen tres categorías adicionales. 1.

La primera es de granos totalmente fermentados, de color pardo, con las espiras de los cotiledones que tienden a separarse cuando el grano está convenientemente seca.

2.

Si se puede apreciar algo de color azul o púrpura, entonces estos granos, que están parcialmente fermentadas, se clasifican como parcialmente parda o parcialmente púrpura. Si toda la superficie de corte es azul o púrpura, sin manchas pardas y los cotiledones están juntos comprimidos fuertemente, se clasifica el grano como completamente púrpura.

3.

Los granos menos fermentados, que se definen en esa clasificación, son de color gris; esto es debido a que las células pigmentadas no han liberado sus contenidos y no se ha producido ninguna de las transformaciones químicas de la fermentación.

En la práctica, ninguna fermentación es uniforme, y como la fermentación excesiva acarrea pérdida, tanto de intensidad como de calidad de sabor, el grado ideal de fermentación debe ser del 70-80 % de granos completamente fermentados y 20-30 % parcialmente pardas y parcialmente púrpuras. En Ecuador se han estudiado diferentes métodos de fermentación realizados por Cabreara S, Carlos L. (2006). El trabajo se realizo en el cantón Naranjal; hacienda La Selva, cantón El Guabo. Se utilizo semilla de cacao proveniente del cruzamiento natural entre cacao tipo nacional con el venezolano. Las mazorcas fueron cosechadas el mismo día en que se dio inicio a las pruebas experimentales, utilizándose solamente mazorcas maduras, en el mismo momento se separaron los granos de la mazorca, pl

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Diseño experimental fue de bloques al azar, con 7 tratamientos y 3 repeticiones. Los tratamientos fueron: •

T1 - montón grande (240 Ib) cubierto con hojas de bijao,

•

T2 - montón pequeño (120 Ib) cubierto con hojas de bijao,

•

T3 - montón grande (240 Ib) cubierto con laminas de polietileno,

•

T4 - montón pequeño (120 Ib) cubierto con laminas de polietileno,

•

T5 - cajas grandes de madera, capacidad 220 Ib,

•

T6 - cajas pequeñas, capacidad 115 Ib,

•

T7 - cestos de bejuco, capacidad 170 Ib.

En todos los tratamientos se tomo la temperatura cada 6 horas. El volteo de los tratamientos se realizo cada 24 horas durante los 4 días que duro el proceso. Para la calificación de las almendras beneficiadas se tomaron 100 al azar de cada tratamiento y se examino sus características físicas de acuerdo al sistema propuesto por las normas establecidas. Como resultado a los experimentos que se realizó se llego a la conclusión que las muestras que mejor resultado dieron fue la fermentación en cajón de más grande capacidad (100Kg), seguida de la fermentación de montones grandes (109.09 Kg.) Las dos muestras estuvieron cubiertos con hojas de bijagua en los que se observo lo más altos porcentajes de las almendras bien fermentadas las temperaturas que se alcanzaron es de 49.5 a 51.5 °C el tratamiento a montones alcanzó la máxima temperatura y también fue en la muestra que subió más rápido temperatura, Según Jiménez, B. (2000). Explica en el siguiente artículo científico, sobre los efectos de dos métodos de fermentación realizados en la Universidad Estatal de Guaranda. El trabajo experimental se inicio el mes de mayo de 1998; el objetivo principal fue desarrollar una tecnología estándar de fermentación aplicable a cada uno de los principales grupos de cacao tipo Nacional (clones recomendados por el INIAP; Nacional x Trinitario y Trinitario) y en el país obtener un producto de calidad. La investigación se realizo en tres pruebas y cada una de estas en dos fases: campo y laboratorio. La fase de campo se desarrollo en las fincas de la vía Quevedo Santo Domingo. Las almendras procedentes de estas fincas se utilizaron para realizar la segunda prueba de fermentación y la primera y la tercera prueba se efectuó con material de la EET-Pichilingue. Para los análisis de los resultados se utilizo un diseño de Bloques al Azar, con parcelas divididas, con tres repeticiones. El cacao Nacional

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por Trinitario presento diferencia estadística, al beneficiar en caja de madera en comparación al método de montones, como también con los niveles de fermentación. La masa perdió el 60 por ciento de humedad durante el proceso de fermentación. El grupo de cacao proveniente de los clones recomendados por el INIAP, estadísticamente presento una diferencia altamente significativa al realizar el beneficio en cajas de madera. El pH presento diferencias significativas mediante el método de cajas en comparación al de montones, en todos los niveles, siendo el mayor a los 7 días de proceso con respecto a 5 y 6 días de tratamiento. Y la masa de cacao perdió el 61 por ciento de humedad a los 7 días de tratamiento. Se confirmo que los resultados obtenidos de cacao Nacional por Trinitario. Se obtuvieron resultados preliminares de las principales características organolépticas (sabor, acidez, amargor y astringencia) de los grupos de cacaos estudiados. Se concluye que las almendras beneficiadas en cajas de madera obtuvieron un mayor porcentaje de fermentación que las tratadas en montón. 1.4.-Secado Según las investigaciones de Vidal, C. (1996) El secado del cacao es el proceso durante el cual las almendras terminan de perder el exceso de humedad que contiene, y en el caso del secado natural el cacao completa su índice de fermentación. En esta etapa se requiere que el producto alcance una humedad de 7 u 8 %. Sin embargo, se ha determinado que al llegar a una humedad menor al 7 %, los problemas de condensación y por ende de presencia de moho, se reducen casi totalmente. Dependiendo de las condiciones del sitio de proceso, es necesaria la utilización de secadores a gas. Estos solo deben ser usados en caso de que no se logre obtener un cacao secado naturalmente al sol, puesto que una sobre exposición al secador de gas, puede deteriorar el sabor y aroma del producto. Tipos de Secadores 1. Natural al sol: Presenta la ventaja de la lentitud a temperaturas moderadas. El inconveniente es la dependencia de la climatología. 2. Secadores artificiales: En secaderos: la única ventaja es no depender de la estabilidad atmosférica. Presenta grandes inconvenientes, como son las temperaturas altas y la excesiva rapidez en el secado.

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1.4.1.- Secado Natural Según López, R. y Flores, F. (2008). En el secado se produce también una transformación enzimática durante la cual se oxidan algunas sustancias, los cotiledones de las cascaras de las semillas se vuelven más cafés, el aroma achocolatado empieza a desarrollarse. Además se volatiliza su ácido acético excesivo. Para garantizar que el grado de estabilidad y conservabilidad de las almendras de cacao sea suficiente, es necesario que el secado se efectúe con sumo cuidado. Los granos se secan sobre instalaciones especiales como: esteras o tejidos de madera, plástico o metal que se colocan a una altura suficiente del suelo para evitar las impurezas de polvo o de animales domésticos. Los rayos solares favorecen la buena coloración y el buen desarrollo de las diferentes etapas de aromatización. Un secado lento y cuidadoso al sol, suele demandar hasta 7 días. Pasados estos días el contenido de humedad deberá ser inferior a 8 %. De especial importancia es el secado uniforme y cuidadoso removiendo constantemente las almendras con un rastrillo. 1.4.1.1.- Instalaciones •

"Programa de bio-comercío sostenible del Ecuador (2005)." Con referencia a las instalaciones de secado manifiesta:

•

Los tendales pueden ser de cemento los cuales deben tener una ligera pendiente para facilitar el drenaje.

•

Otro tipo de tendal son las denominadas marquesinas que son de madera o de caña con un caballete sobre el cual se despliega una lámina plástica térmica transparente para evitar las lluvias y las bajas humedades.

•

Parihuelas para secado, que pueden construirse de madera, bambú o guadua, de dos metros de largo por 80 centímetros de ancho, que reposan sobre travesanos levantados del suelo. Sus medidas permiten el fácil manipuleo y protección de los granos en caso de lluvias.

•

El otro tipo es de caña picada sobre montículos de arena para o cual se utiliza la caña de bambú que resulta económico para el productor.

Para garantizar que el grado de estabilidad y conservabilidad de las almendras de cacao sea suficiente, es necesario que el secado se efectúe con sumo cuidado. Los granos se secan sobre instalaciones

antes descritas, especiales como esteras o

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tejidos de madera, plástico o metal que se colocan a una altura suficiente del suelo para evitar las impurezas de polvo o de animales domésticos. Una práctica que se debe erradicar es el uso de las carreteras asfaltadas para el secado de cacao, puesto que el asfalto contiene materiales pesados que dañan la calidad, así mismo el humo de los escapes de los automotores contaminan el cacao, los cuales se adhieren trastornando los sabores y adquiriendo un olor indeseable. 1.4.2.- Secado Artificial Es de mencionar que las condiciones que se obtienen con el secado artificial no son las mismas que proporciona el secado natural, lo único que garantiza es un rápido secado del producto. En el caso del uso de secado artificial la temperatura juega un papel importante, debiéndose iniciarse con no más de 35 °C, no se puede elevar por encima de 60 °C, puesto que si no las almendras se tuestan y no se secan. Según los estudios realizados por Garciani, L, Ortíz, L, Álvarez, N. y Trujillo, A. (2003) El secado artificial puede solucionar este problema sin que por ello se pierda la calidad organoléptica. En el estudio se usaron las siguientes condiciones: temperatura del aire 60 °C, velocidad del aire 0.5 m/sg con lo que garantiza un cacao de buena calidad y de características muy similares al obtenido con secado natural. En todo caso se evitará el contacto del cacao con el humo del combustible, pues éste afecta al sabor y olor, y con ello a la calidad 1.4.3 Indicador práctico del secado Se sabrá que ha completado el secado del cacao cuando a la presión de los dedos índice y pulgar, se rompan los granos fácilmente Según los estudios realizados por Garciani, L, Ortíz, L, Álvarez, N. y Trujillo, A. (2003). 1.5.- Selección Chávez, A. y Manzilla, J. (2004). Expone que terminado el secado es conveniente limpiar el producto de impurezas a fin de obtener un producto de mejor valor comercial. Finalmente la producción debe ser empacada y almacenada. De acuerdo a los parámetros de calidad del grano del cacaip exigidos. La selección del grano también nos permite eliminar todo tipo de impurezas como: Hebras, cualquier tipo de impurezas, granos germinados, granos quebrados; defectos que rtQ. están permitidos en el comercio del grano. 19

1.6.- Almacenamiento Concluido el secado es necesario almacenar el cacao en lugares ventilados y libres de humedad para evitar la contaminación con olores extraños, los granos se envasan en sacos de yute y si todavía están calientes producto del secado al aire libre, se deja enfriar antes de ensacarlos. Se debe evitar del todo la contaminación por humo según las investigaciones Identificación De Mercados y Tecnología Para Productos Agrícolas Tradicionales de Exportación. (2001). Atribuyase a Flores, F. y López, R (2008) En las regiones de clima moderado el cacao se puede almacenar sin mayores problemas durante años. En las regiones tropicales húmedas, al contrario, se producen rápidamente afección de parásitos y mohos debido a las altas temperaturas y la gran humedad. Como el cacao es un elemento fuertemente higroscópico puede ser que un producto que se exponga en regiones con 80 a 90 % de humedad ambiente después de unas cuantas semanas vuelva a acusar un contenido hídrico de más de 10 % perdiendo de esta manera su almacenabilidad. El factor crítico de almacenabilidad es de 8 %. El cacao se embalará en sacos que permitan su ventilación, estos sacos se almacenarán uno sobre otro sobre tarimas o tablones de madera durante poco tiempo en la región de producción. Los espacios de almacenaje estarán bien ventilados. La temperatura del almacén en ningún caso sobrepasará la temperatura exterior. El almacenaje de las almendras de cacao se efectuará en lugares oscuros, secos, bien ventilados y a bajas temperaturas. • A corto plazo: a temperaturas medias de 16 °C y humedad relativa de 55 % ■ A largo plazo: a temperaturas medias de 11 °C y humedad relativa de 55 %

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CAPITULO II MATERIALES

Y MÉTODOS

2.1 Caracterización cultivo de cacao y ubicación El tipo cacao objeto de estudio es el Criollo o cacao nacional Theobroma cacao L CCN-5. Ubicación según Pérez, G. (2009). Proveniente de la finca de la señora Norma Shucad a 2 Km. De la parroquia El Triunfo en la vía Arajuno perteneciente a la provincia de Pastaza con temperaturas (25-29 °C) y uniformes a lo largo de todo el año y con precipitaciones que superan los 2.000mm llegando inclusive llegan a 4517,4 mm. Anuales, altura de 1020 msnm, dicha finca de suelo arcilloso, con buen drenaje, abundante materia orgánica, con una acidez que va desde 4,5 y 5,5 posee una extensión territorial de 6 Ha, de las cuales sólo 1 ha esta dedicada el cultivo del cacao, destacando un grupo de cultivos asociados al cacao característicos de la Amazonia cómo: Plátano Cv. Hartón y Yurimagua. Borojó. Borojoa sorbilis (Ducke) Cuatr. / Borojoa patinoi Cuatr, Cítricos Citrus lemon (Limón) y Citrus sinensis (Naranja). Maní de árbol. (Caryodendrom orinocense, Fréjol {Phaseolus vulgaris L.) Cv. Determinado o Trepador. Maracuyá {Passiflora edulis) Sacha Inchi (Maní de monte). Plukenetia volubilis L, Papachina {Colocasia escu/enfa), Pina. Ananas comosus L. Hawaiana Café. Coffea arábica L Cv, Caturra I Coffea canephora P. Cv. Robusta y una variedad de plantas maderables existentes en la zona, Triunfo ubicación de !a finca objeto de estudio, según Pérez, G. (2009).

A continuación se muestra el diagrama de flujo de la etapa de beneficio del cacao

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2.2.- Diagrama de flujo proceso de beneficio de cacao ------------------------ -. Cosecha de la Mazorca

i

________ . Cascaras

i

^»

^ Hebras Mucílago

Cacao en baba ^^

Agua y compuestos volátiles

Fermentación Cacao fermentado

i Agua y compuestos volátiles

i i

Cacao seco humedad máx. 8 %

Selección

Granos defectuosos

1 Cacao Beneficiado

i Almacenaje

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2.3.- Cosecha. Fueron recolectados 3 muestras de cacao tipo Criollo o cacao nacional Theobroma cacao L CCN-51, en las muestras experimentales las mazorcas fueron cosechadas de forma aleatoria en el primer experimento, mientras que en la segundo y tercer experimento fue selectiva, tomando en cuenta el índice de maduración según Chávez, A. Manzilla, J. (2004). Se toma en cuenta que la mazorca no este enferma, sobremadura, o su estado de madurez este incompleto. Materiales utilizados ©

Tijeras (2) podadoras para la recolección de las mazorcas y evitar daños a la planta

•

Carretilla (1) para transportar las mazorcas a el área de quiebra

•

Lonas (3) para recolectar las mazorcas de la planta hacia la carretilla

•

Solución desinfectante formol al 3 % para desinfectar la tijera

Se cosecharon 1181 mazorcas con peso de 939.33 Kg. con un promedio de 0.88 Kg con un mínimo de 0.27 Kg y un máximo de 1.77 Kg el peso más común entre las mazorcas fue de 0.73 Kg cada experimento se realizó con un mes de diferencia, se dejo reposar por tres días antes de iniciar la quiebra. Se utiliza medios estadísticos aritméticos, como la moda, el promedio la desviación estándar, mínimo máximo, etc. Para la correcta caracterización de las mazorcas utilizadas 2.4.- Quiebra Se reúne la cantidad necesaria de materia prima dejando reposar por tres días, se realiza la quiebra, En el momento de la quiebra, se tomó como base las investigaciones realizadas por Chávez, A. Manzilla, J. (2004). Destacando la separación de granos enfermos, sobremaduros y otras afectaciones, un desgrane que no provoque daños al grano y un tiempo entre desgrane y fermentación no mayor de 24 horas, Materiales utilizados •

Mazos o martillos (2) para romper las mazorcas

•

Guantes para no contaminar el cacao en baba que ingresa al proceso

•

Baldes (3) con capacidad de 15 litros para recolectar y trasegar el cacao en baba a la fermentación.

•

Sacos para el acopio y transporte de las cascaras de las mazorcas de cacao

23

I. Principios básicos y estrategia de los Experimentos de fermentación y beneficio •

Aleatorización: Este principio se garantiza, ya que la muestra se toma al azar y de igual forma se le aplican a los indicadores y métodos.

•

Control experimental: Este principio se garantiza en todas las fases de la experimentación, teniendo en cuenta que:

a)

La muestra está compuesta de muestras elementales de forma tal que es representativa de toda la población como única muestra.

b)

La fermentación por los diferentes métodos y el secado natural se realiza con la protección de las condiciones de intemperie que prevalecen en la región amazónica de la provincia de Pastaza.

c)

No mezclar cacao en baba de diferentes días de quiebra

d)

El tiempo de fermentación se acoto a ocho (8) días que es el tiempo normalmente requerido para alcanzar índices de fermentación normados de la variedad del cacao CCN51.

e)

El volteo es importante para que la fermentación se produzca de forma correcta, esta estrategia permite uniformizar la fermentación que exista la correcta aeración para dar lugar a los cambios bioquímicos necesarios.

•

Estrategia: Fermentación. La estrategia experimental se planifica de la siguiente forma dada la disponibilidad de la cosecha de cacao: a) Método de fermentación de caja experimental a dos valores de altura de cacao en baba a fermentar que corresponden al 40 y 100 % de la capacidad total de la caja. b) Método de lona c) Método de montón d) Método de caja Rohan Medición y evaluación de los indicadores de fermentación, con sus respectivas tabulaciones y representaciones gráficas.

•

Secado: El secado establecido para el montaje experimental del beneficio de secado fue el natural y no estuvo acotado el tiempo de secado ya que su terminación se determinaba cuando se alcanzaba la humedad mínima de conservación, ya sea por la determinación del % de humedad como por la evaluación práctica del secado.

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• Beneficio: Evaluación del cumplimiento de los requisitos específicos y clasificación del cacao beneficiado con sus respectivas tabulaciones y representaciones gráficas. 2.5.- Métodos de fermentación 2.5.1.- Lona. Se utilizó lona de nylon con capacidad de 40 Kg. De color blanco, previamente limpiada la que se colgó en un lugar adecuado con un balde en el suelo para la recolección adecuado drenaje del mucílago. Para esta tecnología se utiliza como medios estadísticos tablas comparativas, gráfico de líneas con marcadores de serie, para el comportamiento del pH y la temperatura, durante el proceso de fermentación. 2.5.2.- Montón. Para este tipo de fermentación se utilizó una caja que fue construida de laurel con dimensiones de 120 cm. largo x 100 cm. Ancho x 5 cm. Altura, grosor de la madera 2 cm con orificios en el fondo de 2 cm de diámetro, Se utilizaron hojas de plátano para cubrir al cacao en baba y evitar la disipación del calor y a continuación se cubrió con plástico de polietileno color amarillo, pero sin que este tenga contacto con la muestra. En la parte inferior de la caja se coloco un envase adecuado para el drenaje del mucílago. 2.5.3.- Caja experimental. La caja experimental cuadrada se construyo de laurel, con dimensiones de 18.60 cm. largo X18.60 cm ancho X 60.00.cm altura. Un grosor de 2 cm con patas de 10.00 cm del suelo. Con un Volumen de 20.76 litros y una capacidad de carga de 19.31 Kg, con perforaciones en la parte inferior de 1,5 cm. cada 5.0 cm para facilitar el drenaje del mucílago cuenta con tres alturas diferente, Se utilizó una bandeja plástica la recolección de mucílago.

Se tapó la parte superior del cacao en baba con hojas de bijao y adicionalmente se cubrió la muestra con plástico de polietileno color negro para evitar las pérdidas de calor de la masa fermentante.

2.5.4.- Caja Rohan: Se construyo de laurel con dimensiones de 240 cm de largo, con 3 compartimentos de 80 cm. largo x 80cm. ancho x 60 cm. altura con grosor de 2 cm, en la parte inferior del cajón tiene perforaciones 2 cm. Cada 20 cm para facilitar el drenaje del mucílago, con una altura del suelo de 10 cm, con compartimjenjps

25

movibles, para realizar en la misma caja la fermentación por escalera, con una capacidad de volumen 384 litros y capacidad de carga de 357.12 Kg. El cargue del cacao en baba a fermentar se realiza en el primer compartimento y después a intervalos de 48 horas se realiza el pase y volteo consecutivamente a los siguientes compartimentos Se utilizó hojas de plátano para cubrir la muestra, tapando con plástico de polietileno de color negro sin que tenga contacto con la masa fermentante, para evitar contaminaciones la función del plástico es evitar perdidas de calor. Se tomó como base los siguientes indicadores para evaluar el proceso de la fermentación. 2.6.- Indicadores de fermentación 2.6.1 Temperatura. Para controlar la temperatura se utilizó un termómetro calibrado de 0 a 100 °C y precisión de ± 0, 1 °C En el primer y el segundo experimento la frecuencia de medición de la temperatura fue cada 6 horas , mientras que en el tercer experimento realizado en la propia Finca se midió la temperatura cada 24 horas. La temperatura fue medida diariamente y a la misma hora en 3 puntos a 7 cm. de la superficie de la masa de cacao. En el cajón experimental las mediciones de temperaturas se realizaron en tres altura de cajón, parte inferior, medía y superior. 2.6.2.- pH. La concentración de iones de hidrógeno se expresa como pH. Es una medida del equilibrio de la concentración de iones de hidrógeno y su evolución esta determinada por la formación de ácidos en la capa mucilaginosa. El potencial de hidrogeno se midió con papel de pH, cada 6 horas en las dos primeras muestras mientras que en la tercera muestra cada 24 horas. 2.6.3.- Cambio de coloración del mucílago y el grano: Este indicador se realiza por observación visual en el momento del volteo de los granos en fermentación o en la inspección del proceso. 2.6.4.- Olor de la fermentación. Este indicador se realiza sensoríalmente cada día al momento del volteo de los granos en fermentación. En la fermentación ocurren variaciones en el olor que van desde agridulce aromático, hasta un fuerte olor de ácido acético. 2.6.5.- Hinchamiento del grano: Este indicador se realiza por observación visual en el momento del volteo de los granos en fermentación. La hinchazón del grano empieza 26

en el segundo día de fermentación y es comprobado definitivamente, con la realización de la prueba de corte. 2.6.6.- Prueba del corte NTE INEN 175:1986-12. Prueba fundamental para establecer el grado de fermentación del cacao en grano apoyado en la observación visual del cotiledón y la comparación de los patrones de estudios de fermentación. Procedimiento. Se cortan los 500 gramos longitudinalmente por la mitad, de tal manera que quede expuesta la máxima superficie de los cotiledones. Se examina visualmente las dos mitades de cada grano a plena luz del día o bajo una luz artificial equivalente. Grano de buena fermentación. Grano fermentado cuyos cotiledones presentan en su totalidad una coloración marrón o marrón rojiza y estrías de fermentación profunda. Para el tipo CCN51 la coloración variará de marrón a marrón violeta Grano ligeramente fermentado. Grano cuyos cotiledones ligeramente estirados (índice de fermentación) presentan un color ligeramente violeta debido al mal manejo durante el beneficiado. Grano violeta. Granos cuyos cotiledones presentan un color violeta intenso, debido al mal manejo durante el beneficiado. Grano pizarroso (pastoso). Es un grano sin fermentar, que al ser cortado longitudinalmente, presenta en su interior un color gris negruzco o verdoso y de aspecto compacto. Grano mohoso. Grano que ha sufrido deterioro parcial o total en su estructura interna debido a la acción de hongos. Grano defectuoso. Se considera como grano defectuoso a los que se describen. •

El grano dañado por insectos. Grano que ha sufrido deterioro en su estructura (perforaciones), debido a la acción de insectos.

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Grano vulnerado. Grano que ha sufrido deterioro evidente en su estructura por el proceso de germinación

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Grano múltiple o pelota. Es la de dos o más granos por restos de mucílago.

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Grano negro. Es el grano que se produce por enfermedades o por mal manejo postcosecha.

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Grano plano- vano o granza. Es un grano cuyos cotiledones se han atrofiado hasta que a tal punto que cortando la semilla no es posible obtener una superficie de cotiledón

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Grano partido (Quebrado). Fragmento de grano entero que tiene menos del 50% del grano entro.

La metodología de la determinación de la evolución y establecimiento del índice de fermentación se complementa con la fotografía digital de las muestras de las pruebas de corte. A continuación se muestran las fotografías referenciales que permite la evaluación de la fermentación y defectos de los granos de cacao:

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