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
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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
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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.
•
Grano vulnerado. Grano que ha sufrido deterioro evidente en su estructura por el proceso de germinación
•
Grano múltiple o pelota. Es la de dos o más granos por restos de mucílago.
•
Grano negro. Es el grano que se produce por enfermedades o por mal manejo postcosecha.
27
•
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
•
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:
Cte§iftt*éiém
m •
Oefirókfórt
Origen
Kf«c««r«nef
Gf&WC<6fiCólfktiM& con color interno marróYi o rnarrón rojizo; cotiledón bien definido
Fermentación completa dé tí almendra*
tacfefettebuefi sabor a cacao sin excesodeísTríngerTÓá o amargor. En caso de Cacao tipo fiáCionaí, excelente safeor flora*
(áranos de cotiledones con color interno café con ¡Jarres violetas, con a^ieramienío mediano del cotiledón
La fermentación sé inició pero no» completó en l¿ almendra
28
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Para el establecimiento del índice de fermentación del cacao en baba se tomaron los valores referenciales de la NTE INEN 176:2006-10. Cacao en grano beneficiado Requisitos, en lo relativos a granos con buena fermentación, mínimo 65 %, ligera fermentación, mínimo11 %, violetas, máximo 18 %, pizarrosos máximos 5 %, mohos, máximo 1 %, defectuosas, máximo 1 % y total fermentado, mínimo 76 %.
Humedad NTE INEN 173: 1986-12 La determinación de la humedad se realizo al final de la etapa de fermentación. Objetivo: Esta norma tiene como objeto establecer el método para determinar el contenido de humedad en el cacao. Contenido de la humedad: Es la pérdida de la masa, expresada en porcentaje que se produce al calentar una porción molida de cacao bajo condiciones preestablecidas. Instrumental Mortero, Estufa, Ajustada a 103 + 0, 2, Capsula con tapa, metal inoxidable o de vidrio, Desecadora, provisto de material deshidratante adecuado y Balanza analítica sensible a 0.1 mg.
29
Materiales y equipos utilizados en el proceso de fermentación •
Caja experimental.
•
Caja Rhoan.
•
Lona.
•
5 fundas plásticas de polietileno color negro
•
Hojas de plátano y de bijagua
•
Balanza con capacidad de 14 kg. Con una precisión $ 0.06
•
Termómetro de mercurio de 0 a 100 °C calibrado ± 0, 1 °C
•
Papel de pH
•
Brixometro
•
2 Baldes plásticos con capacidad de 15 litros
2.7.- Secado Métodos. Secado Natural Instalaciones utilizadas fueron: Parihuela: Fue construida de madera del tipo laurel de 150 cm de largo por 100 cm.de ancho y 5,0 cm. de altura que reposan sobre travesanos levantados del suelo. Esto permite un mejor manipuleo este tipo da parihuela nos permite el correcto volteo de la muestra evitando las lluvias y la humedad. Materiales y equipos utilizados •
Caja de madera, fue construida de laurel con dimensiones de 120 cm. largo x 100 cm ancho x 5.0 cm altura, grosor de la madera 2 cm.
2.8.- Indicadores de secado •
Humedad NTE INEN 173:1986-12 La determinación de la humedad se realizo al inicio y al final de la etapa de secado.
•
Determinación practica del grado de secado: Apoyada en el chasquido que produce el grano cuando se presiona el grano con los dedos y la dificultad del desprendimiento de la cascara del cacao.
30
ASN: Arriba Superior Navidad (54 % fermentado, 25 % violeta, 18 % pizarroso, 3 % defectuoso). ASS Arriba Superior Selecto (65 % fermentado, 21 % violeta, 12 % pizarroso, 1 % defectuoso). ASSS: Arriba Superior Summer Selecto (75 fermentado 15 % violeta, 9 % pizarroso, defectos 0%. ASSPS: Arriba Superior Summer Plantación Selecta ( 85 % fermentado, 10 % violeta, 4 % pizarroso, 0 % defectuoso). Requisitos Específicos •
El porcentaje máximo de humedad del cacao beneficiado será de 7,0 % (cero relativo), el que será determinado o ensayado de acuerdo a lo establecido en la NTEINEN 173.
•
El cacao beneficiado no debe estar infestado.
•
Dentro del porcentaje de defectuosos el cacao beneficiado no debe exceder del 1 % de granos partidos.
•
El cacao beneficiado debe estar libre de: olores a moho, humo, ácido butírico (podrido), agroquímicos, o cualquier otro que pueda considerarse objetable.
•
El cacao beneficiado, hasta tanto se elaboren las regulaciones ecuatoriana correspondientes debe sujetarse a las normas establecidas por la FAO/OMS, en cuanto tiene que ver con los límites recomendados de aflatoxinas, plaguicidas y metales pesados.
•
El cacao beneficiado debe estar libre de impurezas y materias extrañas
2.10.- Clasificación Clasificación de la calidad del cacao para la exportación según las investigaciones de Vidal C, (1996). •
Extra Fino: se corresponde a los tipos de cacaos "Criollos" sometidos al proceso de la fermentación.
•
Fino de Primera (F1): Hace referencia a los tipos de cacaos híbridos y Forasteros que son sometidos a la fermentación.
•
Fino de Segunda (F2): Todas aquellas almendras que no se someten al proceso de fermentación. Usualmente se les denomina cacao corriente.
•
Requisitos exigidos por la Unión Europea según Chavez, A., Mansilla, J.(2004).
32
2.9.- Selección. Para la selección se hace una breve inspección en la que se toman en cuenta las investigaciones de Chávez, A. y Manzilla, J. (2004). Eliminar todo tipo de impurezas como: Hebras, cualquier tipo de materiales extraños, granos germinados, granos quebrados; defectos que no están permitidos en el comercio del grano. Se procede de la misma manera que la anterior etapa en tanto a gráficos, tablas y balances de masa. Indicadores •
Muestreo cacao beneficiado NTEINEN 177:1995
•
Prueba del corte NTE INEN 175:1986-12. Prueba fundamental para establecer el grado de beneficio del cacao en grano apoyado en la observación visual del cotiledón y la comparación de los patrones de estadios de fermentación.
•
Humedad NTE INEN 173:1986-12. La determinación de la humedad se realizo al inicio y al final de la etapa de beneficio.
• Requisitos. 176:2006-10.
Cacao
en
grano
beneficiado,
NTE
INEN
TABLA 1. Requisitos de calidad del cacao en grano beneficiado REQUISITOS
UNIDAD
Cíen granos pesan Buena fermentación (mfn.)
9 %
ARRIBA A.S.S.P.S 135-140 75
AS.S.S 130-135 65
CCN51
A.S.S 120-125 60
A.S.N. 110-115 44
A.S.E. 105-110 26
135-140 ™*65
Ligera fermentación* (mfn.)
%
10
10
5
10
27
11
Violeta (máx.)
%
10
15
21
25
25
18
Pizarroso (pastoso) (máx)
%
4
9
12
18
18
5
Moho (máx.)
%
1
1
2
3
4
1
%
100
100
100
100
100
100
%
0
0
1
3
«4
1
%
05
75
65
54
53
76
TOTALES (análisis sobre 100 pepas) Defectuosos (análisis sobre 500 gramos) (máx). TOTAL FERMENTADO (mía) A.S.S.P.S A.S.S.S AS.S. A.SJM. A.S£.
Arriba Superior Summ er selecta Arriba Superior Summ wPlantación Selecto Arriba Superior Selecto Arriba Superior
-■-
i
ArribaNavida erior Época SUD
ASE: Arriba Superior Época (53% fermentado mínimo, 25% violeta máximo, 18% pizarroso máximo, 4% defectuoso máximo)
31
Tecnología II
Defectos I 5%
Lona
3
Caja Exp. 40% Caja Exp. 100% Montón
II
Violáceos
10% __
2
__
1
_
2
115% 20%
II
Pizarrosos
15%
io%
_No
6%
_ 16
_
clasifica No 5% clasifica 5%
17
5%
II. Establecimiento y determinación de los balances de masa por etapas Quiebra, Fermentación, Secado, Selección y Global del proceso de beneficio apoyado con el pesaje de la totalidad de los productos y subproductos del proceso. Tabulación de los productos y subproductos por etapas del proceso del beneficio en su conjunto, así como las respectivas representaciones gráficas Se utiliza tablas de las composiciones de la mazorca, gráficos porcentuales en tres dimensiones y finalmente los balances de materiales respectivos. II. Pruebas demostrativas de aprovechamiento de subproductos y de procesamiento del cacao beneficiado. Se utilizó el mucilago durante las primeras 12 horas, de haber iniciado el proceso de fermentación, Finalmente se utilizó el cacao beneficiado, como materia prima para la elaboración de chocolate artesanal. Compostaje. Se utilizo como materia prima el mucilago después de las 12 horas de haber iniciado el proceso de fermentación, este desecho es aprovechado por los productores agropecuarios. Jalea. Este producto es elaborado a partir del mucilago recolectado con menos de 12 horas una vez iniciado el proceso de fermentación del cacao. Chocolate amargo. Una vez terminado el proceso de beneficio del cacao se obtiene la materia prima para la elaboración del chocolate.
33
Chocolate dulce. Una vez terminado el proceso de beneficio del cacao se obtiene la materia prima para la elaboración del chocolate y se le agrega los azucares y saborízantes necesarios para obtener el producto.
34
CAPÍTULO III ANÁLISIS DE RESULTADOS
A continuación se observan los resultados fundamentales de la investigación: 3.1.- Cosecha: En la Tabla 01 se establecen las características de largo, diámetro y peso de las mazorcas cosechadas.
Tabla 01. Caracterización física de las mazorcas de cacao cosechadas Experimento
No.
Peso total
Peso
Mazorcas
de
Largo
Diámetro
Mazorca
Mazorcas
cm.
cm.
Kg.
26.14 25.00
16.98 17.50
1.03 0.77
Kg. 1
2
3
Promedio Moda
41 ^__
42.48 _
Desv.Est
__
3.29
1.06
0.27
Mínimo
_____
19.50
15.00
0.63
Máximo
____
34.00
19.25
1.77
Promedio
190
167.60
0.86
Moda
^^
_
0.77
Desv.Est
^__
_
0.26
Mínimo
0.27
Máximo
1.50
Promedio
950
729.25
0.77
Moda
0.65
Desv.Est
0.25
Mínimo
0.35
Máximo
1.25
TOTAL
1181
939.33
0.88 45.00
Promedio. Granos por mazorca
Fuente por el Autor, (2008).
35
Para la realización de los experimentos, se cosecharon las mazorcas de cacao en tres momentos, el primero en el mes de Marzo donde sólo se pudo disponer de 41 mazorcas debido a la baja maduración, en el segundo experimento realizado en Abril con un incremento de la maduración se eleva la muestra a 190 mazorcas y ya en el tercer experimento realizado en Mayo en la etapa plena de cosecha logrando una población de 950 mazorcas. Para todos los experimentos el tiempo entre cosecha y fermentación fue de 3 días, el cual se mantuvo constante a fin de uniformizar la madurez y propiciar la operación de quiebra. Se observa el número total de mazorcas que se estudiaron, como el peso total 939.33 Kg. Se puede asegurar que el peso promedio es de 0.88 Kg / mazorca de los experimentos realizados. En esta tabla se observa los valores de las muestras como los mínimos y máximos de cada experimento realizado. Ejemplo en la primera muestra tenemos como valor mínimo de 0.63 Kg. 3.2.- Quiebra 3.2.1 Balance de masa de la quiebra Mazorca
i
_
Quiebra j ---- * s _____ . ______ J ------- ►
Cascaras Hebras
Cacao en baba
Ma = C + H + Cb Ma= Mazorca, Kg C= Cascaras de la mazorca, Kg H= Hebras Cb= Cacao en baba
36
Tabla. 02: Resumen Composición de las mazorcas de cacao Peso
Cacao en
Cacao
Cascaras
baba
en baba
Kg.
%
Cascaras
Hebras
Hebras Experi
Mazorca
Kg.
%
Kg.
17.91
31.61 1.13 74.41
2.13
19.24
127.34 3.80 75.89
2.26
% mentóKg. 1
42.48
7^68
2
167.60
3
729.25173.62
35.47
23.80
538.88 939.33 216.77 73.89 TOTAL 16.75 2.29 23,07 675.64
Fuente por el autor, (2009).
74.63
21.68
2.30
La Tabla 02 se observan los resultados para las variables peso de mazorca, peso de cacao en baba (peso de la cantidad aprovechada para el proceso), porcentaje de hebras y cascaras para cada experimento y el promedio. Estos últimos se presentan también en el Gráfico 01. Se observa que el cacao en baba apenas representa ei 23.07% siendo la proporción que ingresa al proceso de cacao beneficiado, mientras que la cascara representa el 74.73% y las hebras el 2.30 %, destinándose ambas preferentemente para elaboración de compost.
Ifflb
Gráfico 01 Quiebra de la composición de la mazorca
37
3.3.- Análisis de los resultados de los métodos de fermentación 3.3.1 Experimento I: Caja Experimental, en este experimento se trabaja con 40% capacidad de la caja termentadora con una altura de 23.46 cm. y una masa de cacao en baba de 7.68 Kg. 3.3.1.1. Comportamiento de la Temperatura y pH A continuación se muestran el comportamiento de los indicadores de fermentación de la Temperatura y pH de la masa del cacao en fermentación. Tabla 03. Comportamiento de la temperatura y el pH Días 1 2 3 4 5 6 7 8
Temperatura °C 23.0 24.0 25.0 27.0 29.0 31.0 38,5 38,1
pH 3,5 3,2 3,0 2,1 27 2,9 3,3 4,8
Tabla. 03 por el autor, (2009). Gráfico. 02: Curva de comportamiento de la temperatura Comportamiento de Temp'Dias
rt-i.vp./.
Se observa en la curva de la temperatura respecto a los días que el comportamiento de la temperatura fue deficiente según el proceso general de la fermentación de la Sociedad Alemana de Corporación Técnica (2008), que en el cuarto día debería alcanzar una temperatura de 40 °C como se observa apenas llega a 27 °C, con una diferencia de 13 °C esto quiere decir que la fermentación empieza pero no se
38
desarrolla correctamente, se puede dar por la falta de materia prima, la no correcta detención del calor, la temperatura llega a su pico máximo en el día siete con un incremento en los días finales. Gráfico. 03: Curva de comportamiento de! pH en la fermentación.
pHfDííis
x
ti
.
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_«_ pH/d...
'i
1
2
U
4
-5
b
7
8
Fuente por el autor, (2009). En la curva de pH (Gráfico 02) con relación a los días se observa que inicia con un pH ácido baja hasta el punto máximo de 2.1 en el día cuatro, este dato no concuerda con el proceso general de la fermentación en el tercer y cuarto día debería subir el pH a 4.5, desde el cuarto día su comportamiento se va mejorando debido a que el pH se incrementa notablemente hasta llegar a los 4.8 existe una concordancia con lo que establece la literatura de la Sociedad Alemana de Cooperación Técnica" (2008). 3.3.1.2 Cambio de coloración y olor Tabla.04 Cambio de coloración y olor INDICADORES
Días 1
Días 3-4
Días 5-8
Coloración masa
Masa fermentante
Masa fermentante
Masa color Café o
cacao
Blanco
Rosado
marrón claro
Cambio de olor
Olor agridulce
ligero olor a ácido
Olor a acido acético y
fermentación
aromático
acético y aromático
putrefacción ligera
Fuente por el autor, (2009)
39
3.3.1.3.- Prueba de corte Tabla. 05 Prueba de corte Valor referencial del cacao Beneficiado
Caja Experimental
%
Prueba de corte Buena fermentación
65
32
Ligeramente fermentado
11
33
Violeta
18
Pizarroso
1
2
Moho
5
5
Total en base a 100 granos
100
Total fermentado en base de 500 gramos
76
Defectuosos
1
28
100 6 0 2
Fuente por el autor (2009) En el cambio de color y olor, su comportamiento es errático, debido a que en el día 3-4 el color llega a rosado en cuanto al olor, ligero olor a ácido acético y aromático, según las investigaciones de la Sociedad Alemana de Cooperación Técnica" (2008). Debería estar en de color café y olor un fuerte olor a ácido acético. En la prueba de corte no cumple con lo establecido por las normas de referenciales de cacao beneficiado la fermentación es baja, apenas llega al 60% del total con granos defectuosos. Es un cacao con fermentación deficiente por ende será de mala calidad.
40
Experimento II 3.3.2.- Caja Experimental, en este experimento se trabaja con ia capacidad total de la caja fermentadora de 60 cm. y una masa de cacao en baba de 19,24 Kg. Tabla 06. Comportamiento de la Temperatura y el pH Caja experimental medición a tres niveles Días
Superior Temperatura
1 2 3 4 5 6 7 8
(°C) 21 23 26 31 36 39 42 41
Media pH.
Temperatura
Inferior pH
(°C) 3,5 2,6 3,5 3,7 4.0 4,2 4,6 5.0
22 23 25 28 31 36 41 37
3,5 2,5 3,5 3,7 3,7 4.0 4,5 4,9
Temperatura (DC) 21 22 26 29 35 39 40 38
Tabla 10. Por el autor, (2009) Parte Superior del cajón Experimental Gráfico. 04: Curva de la temperatura
Gráfico. 05: Curva del pH
Superior
■few,
i234$67
12 3 4 5 6 7 8
41
pH 3,5 2,5 3,5 3,7 3,8 4,1 4,4 4,8
Parte media de ta caja experimental Gráfico. 06: Curva de la Temperatura
SO
Gráfico. 07: Curva del pH
Paite media
Parte Medía feí, y/í
áK. t,y
v *
Ti ^
Í 2 $ 4 $ 6 7 §
A-*-*^
-^ ^ ■■■'■
▼
!
i23
:
:
■
67
Parte inferior del cajón Experimental Gráfico. 08 Curva de Temperatura
Gráfico.09 Curva del pH
Pater inferior
í i í T 8
4
y
Parte inferior
&
í i $ 4 $ 6 ? 8
El comportamiento de la temperatura en las tres alturas del cajón, se puede afirmar que no existe una diferencia marcada, en cuanto al comportamiento, respecto a los parámetros que debe cumplir una buena fermentación no cumple en la segunda etapa que debe llegar hasta los 40°C, existe una diferencia de 10 °C, en la tercera etapa la fermentación cumple los requerimientos que debe manteniéndose a 41 °C, Según la sinopsis de la fermentación establecido por la Sociedad Alemana de cooperación técnica (2008). En el comportamiento del pH cumple los requerimientos en la primera y la tercera etapa en
las tres alturas,
mientras que en la segunda
los
42
etapa
no
cumple
requerimientos se observa que llega solo a 3.7 acercándose a 4,5 que debe llegar en esta etapa, esto significa que el producto esta ligeramente ácido, por ende el olor puede ser a ácido acético fuerte. 3.3.2.1.- Cambio de coloración y olor Tabla.07 Cambio de coloración y olor INDICADORES
Díasl
Días 3-4
Días 5-8
Coloración masa
Masa fermentante
Masa fermentante
Masa color Café
cacao
Blanco
Café mediano
oscuro o marrón
Cambio de olor
Olor agridulce
Fuerte olor a ácido
Olor a ácido acético
fermentación
aromático
acético
ligeiramente suave
Fuente por el Autor, (2009) 3.3.2.2.- Prueba de corte Tabla. 08: Prueba de corte Prueba de corte cajón Experimental al 100% de su capacidad Valor referencial del Descripción
cacao Benc
Cajón %
%
Buena Fermentación
65
Ligera Fermentación
11
Violeta
18
Pizarroso
1
6
Moho
5
100 80
50 26 16
Total en base a 100 granos
100
Total Fermentado en base de 500
76
gramos Defectupsos
1
Fuente por el autor, (2009)
43
2
En este método de fermentación se observa que se acerca a los parámetros requeridos, sin embargo no los cumple en su totalidad, como se observó en la prueba de corte, se tiene mayor cantidad de granos ligeramente fermentados, y el porcentaje del total de granos fermentados si los cumple, en cuanto al color cumple con
lo
requerido, como resultado se tendrá una muestra con olor a ácido acético ligeramente suave. 3.3.3. Experimento II. Lona con un tamaño muestral de cacao en baba de 16,23 Kg Tabla 09. Comportamiento de la temperatura y pH, Días Temperatura pH _________________^C________________________
1 2 3
22 23 24
3,5 2,6 2,5
4 5 6
27 28 27
2,9 3,2 3,5
7 28 4,1 8 __________ 28 _____________ 4I8 _______ Fuente del autor (2009). Gárafico.10: Curva del comportamiento de la temperatura
Fuente por el Autor, (2009) Se puede observar según el gráfico que la temperatura se incrementa ligeramente, esto significa que no alcanza la temperatura establecida que es de 40°C que debe alcanzar en los 4 días consecutivos según la Sociedad Alemana de Cooperación Técnica" (2008). La temperatura se mantiene como punto máximo en 28 °C , no cumple el proceso de fermentación, se ha iniciado pero no se completo, esto puede
44
suceder con la tecnología errónea, la falta de materia prima, la incorrecta retención del calor y la demasiada aeración. Gráfico. 11: Curva del comportamiento del pH
Lona
41 >p,,
■
% l
$ 4 § § 7 g
Fuente por el Autor, (2009) En el comportamiento de! pH respecto a los días es muy similar a la tecnología anterior, no cumple el proceso de fermentación en la segunda etapa, como lo establece la Sociedad Alemana de Cooperación Técnica" (2008). Debe estar en 4.5, continuando con el proceso hasta el séptimo día su comportamiento se mantiene a 4.8 cercano a lo establecido por la literatura que debe llegar hasta un pH 5.5.esto se puede dar por la inadecuada tecnología y la deficiente fermentación. 3.3.3.1.- Cambio de coloración y olor Tabla. 10 Cambio de coloración y olor INDICADORES
Días 1
Días 3-4
Días 5-8
Coloración masa
Masa fermentante
Masa color
Masa fermentante
cacao
Rosado claro
anaranjado claro
Rosado claro
Cambio de olor
Olor agridulce
olor a ácido acético
Olor a acido acético
fermentación
aromático
con un olor
fuerte
aromático agridulce Fuente: por el Autor, (2009).
45
3.3.3.2.- Prueba de corte Tabla. 11 Prueba de corte
Prueba de corte
Valor referencial del
Lona
cacao Beneficiado
Buena Fermentación Ligera Fermentación Violeta Pizarroso Moho
65 11
30 32
18
30
1
6
5 100
2
76
100 56
Total en base a 100 granos Total Fermentado en base de 500 gramos Defectuosos
Fuente: por el Autor, (2009). En conclusión en todo el proceso fermentativo realizado en lona, se puede afirmar que la fermentación es deficiente de acuerdo con los parámetros que establece la sinopsis del proceso de fermentación, Según la Sociedad Alemana de Cooperación Técnica (2008). En cuanto a temperatura no llegó a 40°C, en el comportamiento del pH no existe una diferencia marcada con relación a las tecnologías antes explicadas, pero en cuanto a la coloración de la masa fermentante manifiestan que debe llegar a color café, como se observó que apenas llego a anaranjado. En el comportamiento del olor, en la segunda etapa su olor fue a ácido acético ligeramente aromático, debería tener un olor definido como lo afirma la literatura un olor fuerte a ácido acético. En la prueba de corte lo que define la etapa final de la fermentación se observó que existe una serie de incumplimientos según los valores referenciales de la norma de Cacao Beneficiado. Requisitos, que establece como mínimo un total de granos fermentados de 76% que con la tecnología investigada apenas se logra llegar a 56% lo
46
cual significa que no cumplirá con lo establecido en las Normas Ecuatorianas para el consumo nacional y la exportación. 3.3.4.- Experimento lil: Montón tamaño muestral de cacao en baba de 57.72 Kg. . Tabla. 12 Comportamiento de la Temperatura y el pH Días
Temperatura °C
pH
1
25
3,6
26 35 37 39 42 41 40
2,6 3,5 3,7 3,9 4,5 4,9 5.2
2 3 4 5 6 7 8
Fuente por el autor, (2009) Gráfico.12: Curva de la temperatura
1 2 3 4 5 6 7 8
Con esta tecnología se observa que el comportamiento de la temperatura se acercó a los parámetros requeridos por el proceso de la fermentación establecido por la Sociedad Alemana De Cooperación Técnica (2008), que debe llegar a 45 °C durante el cuarto día en la etapa final se cumplió el proceso de fermentación y disminuyó la temperatura llegando a 41 °C en su etapa final.
47
Gráfico.13: Curva del pH
i 2 3
5 1
$
En el pH se observó que en la primera y la tercera etapa cumplió con el proceso de la fermentación, pero en la segunda etapa no la cumplió debido a que existió un desenso en el primero y segundo día, en el tercero y cuarto día el pH no alcanzó al pH establecido, de 4,5 llegó solamente a 3.7. como resultado en este parámetro se obtubo un cacao fermentado con olor a ácido acético lijeramente fuerte. 3.3.4.1 Cambio de coloración y olor Tabla. 13 Cambio de coloración y olor INDICADORES Días 1
Días 3-4
Coloración masa
Masa fermentante
cacao
Café
Masa fermentante
Blanco
Café mediano
Olor agridulce
Olor agridulce
Fuerte olor a ácido
aromático
aromático
acético acético
Fuente por el autor, (2009)
Días 5-8
Masa color
oscuro o marrón Olor a acido
suave
48
3.3.4.2.- Prueba de corte Tabla. 14 Prueba de corte
Descripción
Valor referencial del
Montón
cacao Beneficiado
%
% Buena Fermentación
65
65
Ligera Fermentación
11
12
Violeta
18
17
Pizarroso
1
1
Moho
5
5
Total en base a 100 granos
100
100
Total Fermentado en base de
76
77
1
1
500 gramos Defectuosos
Fuente por el autor, (2009)
Con la tecnología de la fermentación a montón se acercó a los parámetros, pero no los cumplió en su totalidad, en el caso del cambio de coloración llegó a café ligeramente claro , no llegó a café. En el caso del olor todavía tuvo un olor a ácido acético penetrante. Esto significa que la fermentación no se realizó completamente, pero si cumple los requerimientos de la prueba de corte, debido a que se acerco a los parámetros requeridos para una buena fermentación. 3.3.5.- Caja Rohan se trabajó con el 30.18 % de la capacidad que corresponde a una altura de 18.30 cm con 115.90 Kg de cacao^en baba Tabla 15.Comportamiento temperatura en base á los días Días 1 2 3 4
Temperatura °C 24 26 30 40
pri 3,6 2,6 3,5 3,9
49
5
42
4.2
6 7 8
45 42 41
4,5 5,5 5.5
Gráfrco.14: Curva de la Temperatura
Se observó el comportamiento de la temperatura, respecto a los días en este caso cumplió todos los parámetros establecidos en cada una de las etapas como al inicio se partió con una temperatura ambiental de 24 °C en el día 4 tenemos que llega a 39 °C un grado menos de lo establecido, llegando a un punto máximo de 45 °C en el día 6, de allí se observó que la temperatura empezó a desender hasta que termino el proceso de fermentación a 41 °C. Con una completa fermentación. Gráfico. 15: Curva del pH
1 5
3 6
4
50
1 %
En este tipo de tecnología se cumplen casi todos los requerimientos, basándose en las comparaciones de la literatura y con los experimentos realizados, el pH en los dos primeros días decendio, desde el segundo día empiezo a incrementarse hasta llegar a la segunda etapa a un pH de 3.9, en esta etapa no cumplió con lo establecido, si embargo cumplió en la tercera etapa, llegando a un punto máximo de 5.5. 3.3.5.1 Cambio de coloración Tabla. 16 Cambio de coloración y olor INDICADORES
Día 1
Coloración
Masa fermentante
masa cacao
Blanco
Días 3-4
Días 5-8
Masa fermentante
Masa color Café o marrón
Ligeramente rojizo Olor agridulce
Olor agridulce
Fuerte olor a
Olor a ácido
aromático
aromático
ácido acético
acético suave
Fuente por el autor, (2009) 3.3.5.2.- Prueba de corte Tabla. 17 Prueba de corte Valor referencial cacao Beneficiado.
Caja
Descripción Buena Fermentación Ligera Fermentación Violeta Pizarroso Moho Total en base a 100 granos Total Fermentado en base de 500 gramos Defectuosos
51
65 11
68 12
18
14
1 5 100
1 5 100
76
78
1
1
Como se observa en las tablas la tecnología por el método de Rohan es la que más se acerca a los requerimientos del proceso de fermentación según lo establecido en el valor referencial para el cacao beneficiado y tenemos como resultado la masa fermentante color café o marrón con apariencia a chocolate, con un olor a ácido acético suave con inicios de olor a chocolate. 3.4.- Balance de masa de la fermentación Cacao en baba (Cb) Mucílago Agua y compuestos volátiles
1 Cacao Fermentado
Cb=M+AVf+CF Mu= Mucílago AVf= Agua y compuestos volátiles CF= Cacao Fermentado
52
%■
3.5. Resumen caracterización de la fermentación Tabla 17. Resumen caracterización de la fermentación Experimento
Cacao en baba Kg.
Cacao fermentado
Cacao fermentado
Mucílago
Mucilago
Agua y
Kg.
%
compuestos volátiles Kg.
%
%
Kg. 1 2
3 Total
7.68 16.23
4.56 10.27
58.59 63.27
1.97 3.60
25.65 22.18
1,15 2,36
14.97 14.54
19.24
11.00
57.17
4.65
24.17
3,59
18.66
57.72
34.60
59.94
13.08
22.60
10,04
17.39
115.90
60.91
52.55
29.72
25.64
25,27
21.80
216.77
121.34
55.97
53.02
24,45
42,41
17.47
Fuente por el autor, (2009)
En esta tabla se observa todo es proceso de la fermentación en cada tecnología, el porcentaje que representa en cada etapa, cabe resaltar que el cacao fermentado que sale del proceso fermentativo representa el 55. 97%, lo restante se pierde en mucílago, agua y compuestos volátiles que luego se utiliza preferentemente para compost.
53
**f
T
f?
Tabla 18. Resumen de la fermentación. Requisitos de la calidad de los granos de cacao beneficiado según NTE INEN 1762006-10 Método de fermentación
Buena Fermentación
Ligera Fermentación
%
%
Violeta
Moho
Pizarroso
%
%
%
Total en base a 100 granos
Total Fermentado en base de 500 gramos
Defectuosos %
%
CAJA EXPERIMENTAL 40% DE CAPACIDAD LONA (In situ)
32
33
28
2
5
100
60
2
30
32
30
2
6
100
58
3
MONTÓN (in situ)
65
12
17
1
5
100
77
1
50
26
16
2
6
100
75
2
68
12
14
1
5
100
78
1
65
11
18
1
5
100
76
1
CAJA EXPERIMENTAL 100% Capacidad CAJA ROHAN (In situ 30.18%) REQUISITO DE CALIDAD GRANO CCN51
Fuente por el autor, (2009) En esta tabla se muestra el resumen de los resultados de la fermentación, para la elaboración de la tabla se realizó la prueba de corte, después de la fermentación en cada una de las tecnologías objeto de estudio. Se observa que la tecnología que cumple los requerimientos de las normas NTE INEN 1762006-10. La fermentación en la caja Experimental, seguida por la tecnología de montón y finalmente en la que mejores resultados se obtuvo la fermentación por el método de la caja rohan.
54
Gráfico 16. Resumen de la fermentación
Resumen de la fermentación
En este gráfico se observa que el cacao fermentado tiene una representación del 55,97 % significa que de cada 100Kg de cacao en baba, después de los 7 días de fermentación sale con un peso de 55.97 Kg. lo demás se ha perdido entre el mucilago el agua y los compuestos volátiles que se evaporan. 3.6.- Secado Determinación practica del grado de secado: Apoyada en el chasquido que produce el grano cuando se presiona el grano con los dedos y la dificultad del desprendimiento de !a cascara del cacao. En el secado solo se realizó al inicio y al final de cada experimento 3.6.1 Balance de masa del secado CF = AVs+ CS
Cacao fermentado
CF= Cacao fermentado Secado
"l
->. Agua y compuestos volátiles compuestos
T
AVs= agua y volátiles
Cacao seco
CS= Cacao Seco
55
Tabla. 19. Balance de masa de ¡a etapa de secado Experimentos
Cacao
Cacao
Fermentado
seco
volátiles
(Kg)
(Kg)
(Kg)
4.56
0.60
13.16
3.96
86.84
Lona
10.27
1.79
17.41
8.48
82.59
Caja Experimental
11.00
1.54
14.00
9.46
86.00
100 % capacidad Montón
34.60
4.90
14.16
29.70
85.84
Caja Roñan 30.18%
60.91
8.48
13.93
52.43
86.07
121.34
17.65
14.54
20.81
85.46
1 Caja experimental
%
Agua y
%
40% capacidad 2
3
capacidad TOTAL
Fuente por el autor, (2009) Secado. Composición cacao fermentado
Gráfico.17: Resumen del secado yde los compuestos Se puede afirmar que en esta etapa del proceso la mayor cantidad se pierde en agua y compuestos volátiles, mientras que apenas el 14.54 % es de cacao seco que pasa a la siguiente etapa de selección.
56
3.6.2 Instalaciones para el auxilio del secado. Se recomienda el auxilio de calefactores de criadores de pollos a gas para contribuir al secado dentro de los tendales dado la baja insolación y la alta pluviosidad de la Amazonia de forma de asegurar la conservación y calidad del producto sin las perjudiciales afectaciones de mohos. 3.7.- Selección Se elimino todo tipo de impurezas como: Hebras, cualquier tipo materiales extraños, granos germinados, granos quebrados; defectos que no están permitidos en el comercio del grano. 3.7.1.- Balance de Masa de la selección Cacao seco
CS= CD+ CB CS=
I
Cacao seco CD=
Selección
Cacao defectuoso
I
Cacao Defectuoso CB= Cacao beneficiado
Cacao Beneficiado Tabla. 20 Balance de masa de la etapa de selección Experimentos
Cacao seco
Cacao Def.
(Kg)
(Kg)
%
Cacao
%
beneficiado Kg.
1
2
3
0.60
0.018
3.00
0.582
97
Lona
1.79
0.071
4.00
1.719
96
Caja Exp.
1.54
0.054
3.50
1.486
96.50
Montón
4.90
0.122
2.50
4.778
97.50
Caja Rohan
8.48
0.167
2.0
8.313
98
Total
17.65
0.486
3.00
16. 878
97
Fuente por el autor, (2009)
57
Selección. Composición cacao fermentado seco(8 %) !
< ■ >■ -J ■
Gráfico 18 Selección respecto al cacao beneficiado que se obtiene En conclusión las impurezas representan el 3 % como promedio en el proceso, cabe resaltar que el cacao beneficiado es de un rendimiento bajo, por lo que se requiere que cumpla los requerimientos establecidos de forma que logre el valor agregado de! proceso de industrialización. 3.8.- Clasificación Categorización de acuerdo NTE INEN 1762006-10 Clasificación
Tecnología
A.S.S.S
Montón
A.S.S.S
Caja Rohan
A.S.SS
Caja experimental 100 % capacidad
A.S.N
Lona
A.S.N
Caja experimental 30.18 % capacidad
Fuente por el autor, (2009)
A.S.S.S Arriba superior Sumer selecto A:S:N Arriba superior navidad
58
Categorización de acuerdo con los requisitos de la unión europea. Tecnología Violáceos
Defectos 15% 115%
II
II 20%
Pizarrosos 15%
II 10%
10%
Lona
No clasifica No clasifica
Caja Exp. 50% Caja Exp. 100% Montón
16
5
17
5
Caja rohan
14
5
5
Fuente por el autor, (2009) Según los parámetros exigidos por la Unión Europea las tecnologías por el método rohan es calificado como I Grado. Mientras que la tecnología de Montón y caja experimental son de II Grado. Y finalmente la tecnología de lona y la caja experimental al 50 % de su capacidad no califican por lo tanto son rechazadas.
59
3.9.- Balance de masa total del proceso de cacao beneficiado. Cosecha
Balance de masa total
i
(Base 1 Kg) Quiebra
i
Hebras 2.30% Mazorca = 0.0182 Cascaras 74.73%
CB+0.7473 C+ 0.023 H +0.056 M + 0.0452 AVf +
Mucilago 5.64%
0.1103 AVs +0.0006 CD CB= Cacao Beneficiado C= Cascara
Agua y compuestos 4.52% Cacao Fermentado
i Secado natural
Agua y compuestos Volátiles 11.03%
1 Cacao seco
i ^
\
Selección /
Cacao defectuoso 0.06
1
r
Cacao beneficiado 1.82
60
H = Hebras
" "eDraS M= Mucílaqo
"W)
3.10.- Resumen del balance de masa por etapas Tabla. 21 Resumen del Balance de masa por etapas, total del Beneficio porcentual y con base de 1000 kg de cacao en mazorca Etapas 1000 Kg Beneficio 23,07 230,70
COSECHA Y QUIEBRA Cacao en baba/Mazorca cacao
FERMENTACIÓN
SECADO
SELECCIÓN
Cascara/Mazorca cacao
74,63
746,30
74,63
Hebras/Mazorca cacao
2,30
23,00
2,30
Cacao fermentado/Cacao en baba
55,97
129,12
Mucilago/Cacao en baba Perdidas de agua y volátiles/Cacao en baba
24,45 19,56
56,41 45,17
Cacao fermentado seco/ Cacao fermentado
14,54
18,77
Perdidas de agua y volátiles/Cacao fermentado
85,46
110,35
11,03
Cacao beneficiado/cacao fermentado seco (8 %) Cacao defectuoso/ cacao fermentado seco (8 %)
97,00 3,00
18,21 0,56
1,82 0,06
5,64 4,52
Fuente por el autor, (2009) En esta tabla se resume todo el proceso de beneficio en cada una de sus etapas el porcentaje que representa, para un mayor entendimiento se tomo como referencia una base de 1000Kg se trabaja con los datos del Resumen de todas las tablas anteriores partiendo desde la mazorca y su peso hasta finalmente llegar al cacao beneficiado seco con una humedad de 7 %, para mejor visualización se muestra el siguiente gráfico.
61
Balaces de masa total del proceso de cacao beneficiado en porcentajes Gráfico. 19: Balance de masa del proceso de cacao beneficiado en porcentajes
m ti.ri'i'í
■ ¡fcSfeii
Este gráfico esta basado en el resumen de todos los experimentos, se represento en porcentajes para una mejor visualisación, se observa que el mayor porcentaje representan las cascara seguido, de las perdidas de agua y compuestos volátiles y solo representa el 1,82 % el cacao beneficiado con un porcentaje de humedad de 8 %. 3.11.- Impacto ambiental Tabla. 22: Balance de subproductos y alternativas de utilización Subproductos del cacao
%
Usos
beneficiado Cascaras de la mazorca
74.63
Hebras
2.30
Mucilago
5.64
Granos defectuosos Total
3.0
Compost Compost Vino, Jalea, licores Compost
85.57 Fuente por el autor, (2009)
Sé observó que los subproductos del proceso de cacao beneficiado representan un 85,57 %, que es un porcentaje alto, se vio la necesidad de distribuir correctamente los subproductos para evitar la contaminación ambiental. Con este tipo de alternativa no solo se evitara la contaminación si no también se abonará las "plantaciones e
62
ingresara una remuneración económica con los subproductos que se obtienen del mucilago. En el caso de la Finca de la señora Norma Shucad, de Triunfo se obtuvieron los siguientes productos. Productos elaborados de los subproductos •
Mucilago pasteurizado
•
Vino de Cacao
•
Jalea
Del cacao beneficiado •
Chocolate amargo y dulce
Cada uno de los productos relacionados anteriormente fue elaborado en dicha Finca con la participación de 15 cacahueteros de la zona con excepción del compost el cual fue trabajado juntamente con los alumnos de Ingeniería Agropecuaria. 3.12.- Caso Finca Triunfo En la finca de estudio ubicada en el triunfo cuenta con 1 Ha. de cacao cantidad minima para el proceso de cacao beneficiado, para dichas área se ha realizado el balance del área cultivada de cacao versus las instalaciones de beneficio determinando la capacidad minima de cajas para fermentación y cajas para el secado como se explica en el siguiente tabla. 3.12.1.- Balances de área del cultivo versus capacidad de instalaciones de beneficio %
Rendimiento agrícola cacao, kg/ha-año Cacao en baba que ingresa Cacao Fermentado para el secado
Kg
8.00 300,00 100.00 154.72 55.97 54.00
3750 2098
Fuente por el autor, (2009) Numero de fermentaciones por año
24
Numero de Secado por año
39
Fuente por el autor, (2009)
63
Se realizó un balance de Kg/Ha/año para determinar cuantas fermentaciones por año se van a realizar y cuantas cajas termentadoras necesito, para ello parto de un valor promedio que lo establece la literatura de los estudios realizados en Ecuador en el año se obtiene 300.00 Kg/Ha. de cacao beneficiado de esa muestra base, se saca los porcentajes utilizando los balores anteriores de cacao en baba que representa el 100 % que es lo que ingresa al proceso , se procede a la siguiente etapa el balance de cacao fermentado que representa el 55.97 % de la muestra inicial del cacao en baba.
LARGO (cm)
Propuesta cajas de fermentación ANCHO ALTO Volumen (cm) (cm) (litros)
165cm
55.0
55.0
Capacidad Compartimento (ka)
166.38
154.72
Fuente por el autor, (2009) Propuesta de Cajas para el secado LARGO (cm) 120
ANCHO (cm) 120
ALTO (cm)
Volumen (litros)
8.00
115.20
Capacidad (kg) 107.14
Capacidad por caja recomendada para secar
54.00
En el caso de las cajas del secado solo se utiliza el 50 % debido a que la masa fermentante no se puede aglomerar si no se debe desplazarla por toda la caja para que así tenga el mayor contacto con la luz solar que favorece al secado. Fuente por el autor, (2009)
Cajas para el beneficio del cacao
Cajas
Cajas para la fermentación de 154.72 kg
2
Cajas para el secado de 54.00kg
4
Fuente por el autor, (2009) Para el proceso se requiere de dos cajas de fermentación con una capacidad de 154.72 Kg se hace énfasis en este valor por que en el año hay picos de cosecha ajtos así como picos bajos, es preferible que sobre la capacidad de la caja ya que esto no
64
afecta mayormente al proceso, lo que si no se puede hacer es desperdiciar el cacao en baba. En el caso del secado se necesitan cuatro cajas, esto sucede debido a que no se puede aprovechar el 100 % de la capacidad, solo se aprovecha el 50 % para que el secado se realice de forma homogénea y favorecer al secado con la intervención directa de los rayos solares. Capacidad de área del centro destinado al beneficio del cacao •
Largo 15.00 m
•
Ancho 7.00 m
•
Altura 4.00 m
Capacidad disponible 105 m2
65
3.12. 2.- Distribución de área
15,00 m.
3.90 m.
A
11.10m Área de fermentación ocupada1.65m2 Área de proceso total (105,00 m2) 7m. Área de secado ocupada (5.67 m2)
En este caso en la finca de estudio se cuenta con un área suficiente para el proceso de beneficio, este lugar se adapto debido a que anteriormente era un área destinada al criadero de pollos apenas se utiliza un área de fermentación 1.65 m2 y en el área de secado se aprovecha solo 5.67m2 de la capacidad total. Este lugar puede ser un centro de acopio para procesar cacao de los alrededores.
*
66
Conclusiones 1. Es posible evaluar los métodos de fermentación para el beneficio del cacao de la variedad CCN51 2. Según los estudios experimentales realizados en la fermentación en cajas Rohan, es el método seleccionado como el mejor tratamiento experimental aplicados para la Amazonia. 3. Una vez realizados los balances de masa en todas las etapas del proceso de beneficio, se puede realizar una correcta utilización de los subproductos para evitar el impacto ambiental.
67
Recomendaciones 1. Continuar con las evaluaciones de los métodos de la fermentación en otras zonas de la región Amazónica. 2. ReaJizar más investigaciones acerca del tema, en las condiciones climáticas de la región amazónica.
68
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Anexos
Foto. 01 Quiebra (foto del autor)
Foto 02. Caja experimental (foto del autor)
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Foto 03 fermentación en lona (foto del autor)
H
Foto 04. Caja Rohan (foto del autor)
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Foto 05. Fermentación a Montón (foto del autor
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Foto 06. Marquesina o caja de secado (Foto del autor)
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r I
Fofo 07. Prueba de corte (foto del autor)
Foto 08. Secado natural parihuela Lona y Caja Experimental. (Fnto del autor)
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Fofo 09. Secado al sol en parihuelas (Foto del autor) \
Foto 10. Vino de cacao (foto del autor)
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Foto 11. Jalea de cacao (Foto del autor)
Foto 12. Tostado (foto del autor)
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Foto 13. Pelado del cacao (foto del autor)
Foto 14 Molienda (foto del autor)
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Foto 15. Chocolate dulce (foto del autor)
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