Transcript
MICROORGANISMOS QUE INTERVIENEN EN EL PROCESO DE FERMENTACIÓN DEL CACAO Y SU RELACIÓN CON LA CALIDAD DEL GRANOFERMENTADO, BAJO LAS CONDICIONES DE LA COOPERATIVA CEPROAA-AMAZONAS – PERÚ Marcela Arteaga cuba Blga.Mcblga Maestría en Microbiología Industrial yBiotecnologíaDocente principal Universidad Nacional deCajamarca-ede !a"n I.INTRODUCCIÓN Theobroma cacao # es la mayor cosec$aecon%mica del mundo tropical. &a calidadde los granos# depende de 'actoresintrínsecos y e(trínsecos# como el tipogen"tico# origen y característicasgeogr)'icas# grado de madure*# la'ermentaci%n y el secado. &as semillas decacao son la 'uente comercial en 'orma dec$ocolate y manteca de cacao# est)nrodeadas por una pulpa arom)tica la cualprocede de sus tegumentos. &a pulpamucilaginosa est) compuesta por c"lulasesponjosas paren+uimatosas# +uecontienen c"lulas de savia# ricas ena*,cares /-012# pentosas 3-012#)cido cítrico -312 y sales 4-/12. &a'ermentaci%n de los granos constituye unpaso esencial para la eliminaci%n de lapulpa a*ucarada +ue envuelve a lassemillas. &a pulpa provee el sustrato paravarios microorganismos +ue intervienenen el proceso# durante el cual se 'ormanlos precursores del 5aroma5 y sabor delc$ocolate# siendo el atributo comercial delcacao en grano 'ran6lin 7uerra 8842 &os a*,cares y los polisac)ridos de lapulpa de la semilla en la 'ermentaci%n dalugar a la producci%n de metabolitosalco$oles# )cidos org)nicos2 y condiciones +ue causan la muerte delembri%n e inician una serie de reaccionesbio+uímicas en la semilla# +ue inducen algrano a la reducci%n del amargor y laastringencia# activando el sabor característico del c$ocolate. 9stossabores se desarrollan plenamente en elproceso de tostado y descascarado degranos previamente 'ermentados. Unaadecuada 'ermentaci%n da origen a uncacao +ue al ser convertido en c$ocolate#es agradable al paladar y al ol'ato: locontrario# puede desmejorar la calidad delproducto de manera notable Cerveran.d. 3/;2.9l objetivo +ue dirigi% este trabajo 'ueDe'inir e implementar est)ndares de postcosec$a para el cacao criollo en laCooperativa C9<=>AA# con "n'asis en elestudio de los microorganismos +ueintervienen en el proceso de 'ermentaci%ny su relaci%n con el grano 'ermentado. II.MATERIAL Y METODOSII.1Ub!"!#$ %&'%()*!" +& ("b"' +&$/&0%"!#$ e desarroll% en las instalaciones del&aboratorio de Biología y Microbiología dela Universidad Nacional de Cajamarca ?@ilial !a"n# ubicado en el CampusUniversitario# distrito y provincia de !a"n-Cajamarca: cuyas coordenadas UM son9 M 0 3y 80;;40.83. 1 Proyecto:“Intervención integrada para el incremento de las oportunidades producvas y comerciales de los actores débiles de la cadena producva del cacao en Amazonas” CF !"#$%"FIP @igura Mapa político de ubicaci%n II.METODOLOG2AA.T'3" +& 34&0(" . &as muestras dealmendras# 'ueron tomadas en BaguaCooperativa C9<=>AA-AMAE>NA ?<9=F2. 9l an)lisis 'ue reali*ado desde eldía / $asta el día # +ue dur% todo elproceso de 'ermentaci%n. e tom%muestras de apro(imadamente / g# por la maGana y por la tarde. C4"+(' 1. S&3"0 +& " C''5&("/"CEPROAA – AMAZONAS – PERU 5'( +6" +&*&(3&$"!#$ NHMuestraDía MaGanaardeM# M3#M0# M/3M# 3#M0# MM# M3#M0# M0M# 3#M0# MM# M3#M0# M3M# 3#M0# MM# M3#M0# M0M# 3#M0# MM# M3#M0# M;M# 3#M0# MM# M3#M0# MM# 3#M0# MM# M3#M0# M; B.S&3b(" 5"(" " !4"$*!"!#$b"!&("$". &a siembra se reali*% enagar nutritivo con pJ ; y a unatemperatura de 34HC. el m"todo usado'ue el de la placa vertida o llamadatambi"n en pro'undidad# siguiendo elprocedimiento seg,n la Internationaltandard >gani*ation I> 400-3/0# con algunas variaciones. C.S&3b(" 5"(" " !4"$*!"!#$ +&7'$%'0 8 &/"+4("0 9l m"todo desiembra# 'ue el mismo +ue se utili*% parala cuanti'icaci%n de bacterias# y el mediode cultivo 'ue el de papa de(trosa agar <DA2# y el agar aboreau. D.A0"3&$' +& '0 3!(''(%"$03'094& &0)$ 5(&0&$&0 +4("$& '0 :;+6"0 +& *&(3&$"!#$. e sembr% endi'erentes medios de cultivo# teniendo encuenta la temperatura y pJ registrada enel momento de la toma de muestra: paraaislar los di'erentes microorganismospresentes en la 'ermentaci%n se us%medios de cultivo m)s especí'icos conun pJ de a ;# 9l m"todo de siembra 'ue en super'icie#siguiendo el procedimiento seg,n laInternational >rgani*ation I> 400-33/0. &as placas 'ueron puestas aincubaci%n a una temperatura de 0/HC aHC# dependiendo del día de'ermentaci%n. III. RESULTADOS Y DISCUSIONES &os recuentos de microorganismos viablesse basan en el n,mero de colonias +ue sedesarrollan en placas y de acuerdo alintervalo de temperaturas en el +uecrecen los microorganismos# lo cual esmuy amplio 0K C a L 8/K C2. &asbacterias mes%'ilas aerobias#proporcionan in'ormaci%n acerca deln,mero de bacterias viables# por lo +uerepresentan un recurso valioso adicionalpara determinar el grado de e(posici%n delos alimentos a la contaminaci%n por microorganismos. =e'leja así mismo# lacalidad sanitaria de un alimento# lascondiciones de manipulaci%n# lascondiciones $igi"nicas de la materiaprima. 9n el recuento microbiano# seestima la micro 'lora total# sin especi'icar tipos de microorganismos. Un recuentobajo de aerobios mes%'ilos# no implica ono asegura la ausencia de pat%genos o desus to(inas# de la misma manera# unrecuento elevado no signi'ica presencia de'lora pat%gena.Camac$o et al. 3//829n el presente in'orme se da a conocer elrecuento# para determinar la presencia debacterias mes%'ilas aerobias# teniendo encuenta +ue despu"s de la cosec$a del'ruto# por la manipulaci%n durante lae(tracci%n# se agregan bacterias delambiente# 9l medio de transporte de lasalmendras e(traídas de la ma*orca# es un'actor de importancia# ya +ue al ser transportados en dep%sitos inadecuados y 2 usando ac"milas# pueden contaminarsecon bacterias no deseadas. 9n la @igura3# se observa el recuento de las bacteriasdurante los / días de 'ermentaci%n tantode la maGana como la tarde. <ara saber si$ay una di'erencia signi'icativa se aplic%una AN>A la cual muestra +ue la<L/.02# con un nivel de signi'icancia de/./# indica +ue no $ay di'erenciasigni'icativa con relaci%n al crecimientobacteriano ya sea en la maGana o en latarde# pudi"ndose por tanto# evaluar estavariable por día de 'ermentaci%n.&a @igura # muestra valores muy altos de# por lo +ue el crecimiento bacteriano vaaumentando paulatinamente a medida+ue transcurren los días de 'ermentaci%n#presentando valores muy distantes: estosdatos son parecidos a lo encontrado por 7)lve* et al 3//2# donde menciona +uela 'lora de aerobios mes%'ilos aument% de;. O / ; a un m)(imo de #3 (/ U@CPg. F%4(" 1. R&!4&$' +& b"!&("0 +4("$&'0 :; +6"0 +& *&(3&$"!#$ 9n la 'igura 0# se observa el recuento delevaduras# donde se aprecia +ue laslevaduras tienen su m)(ima participaci%n 7"0" & &(!&( +6" y luego disminuye:este $ec$o# se debe a +ue e(istenlevaduras +ue soportan altasconcentraciones de alco$ol y otra no:como es el caso del genero Saccharomyces apiculatus +ue deja dereproducirse cuando la concentraci%nalco$%lica de un lí+uido alcan*a un 0- 1#pero Cascase 882 en un estudio de la'lora de $ongos 'ilamentosos y levadurasdesarrolladas durante la 'ermentaci%n decacao clones tipo criollo y 'orastero2#identi'icaron un total de 04 cepas delevaduras: esta 'ase se desarroll% durantelos dos primeros días de 'ermentaci%naisl)ndose las levaduras Saccharomycescerevisiae, S. chevalieri y S.microellipsoideus, los $ongos 'ilamentososiniciaron su desarrollo al 'inal de la 'asealco$%lica. 9l recuento de levaduras eneste trabajo# coincide con lo encontradopor 7)lve* 3//2# +uien menciona +uelas levaduras est)n presentes con unm)(imo desarrollo despu"s de 3 $oras;# ( / 2 y en la cooperativa C9<=>AAse encontr% / ( / ; U@CPg. No seencuentra signi'icancia estadística en elrecuento de levaduras por la maGana y latarde: en el AN>A muestra# <L/. con unnivel de signi'icancia de /./. 3 e aislaron 0 cepas de levaduras y /cepas de $ongos 'ilamentosos +ueseg,n observaciones microoscopicas#por las caracteristicas +ue presentanpodrian corresponder a Saccharomyces sp , Candida sp , y Pichia sp: lasrestantes# tienen características pococonocidas +ue sería importanteidenti'icarlas. 9stos g"neros soncapaces de producir de 4 a 3/1 deetanol a partir de la glucosa. ambi"n se$a observado +ue $ay levaduras +uepermanecen durante los / días de'ermentaci%n# igual +ue encontr%Cascante 882# +uien menciona +uedic$a presencia se deba posiblemente asu tolerancia a las altas temperaturas yal alco$ol.e aislaron $ongos con micelioalgodonoso de color blanco e $i'ascenocíticas# los cuales podrían estar involucrados tambi"n en la 'ermentaci%n#ya +ue estos pueden seguir generandoalgunas en*imas +ue permitan ladegradaci%n de otros a*ucares y tambi"npodrían participar en la degradaci%n dela testa para ablandarla y 'ormar e(udados Cascante# 882.omando como base los datos obtenidosen el presente trabajo# se a'irma +ue $aydi'erencia estadística entre el n,mero debacterias y levaduras observadas por lamaGana# teniendo una varian*a de<Q/.//3: esto podría deberse a laparticipaci%n mayormente de laslevaduras los tres primero días: pero larelaci%n entre las levaduras observadaspor la tarde con respecto a las bacterias#no $ay di'erencia estadística# obteniendoun an)lisis de varian*a de <Q.4#posiblemente# est" relacionada con laparticipaci%n de las bacterias y elaumento de la temperatura 'igura ;2#+ue va en aumento durante el día yprincipalmente durante los primeros días#lo cual demuestra# +ue las levaduras +ueintervienen en la primera etapa de la'ermentaci%n# son la mayoría sensibles atemperaturas altas.9n la @igura # se observa el log de lasU@CPg de bacterias y de levadurasdurante los días de 'ermentaci%n de lassemillas de cacao# en donde se puedea'irmar +ue "0 b"!&("0 : est)npresentes en toda la etapa 'ermentativa#destac)ndose un poco m)s# en el H díapor la tarde y en el día / por la maGana.Considerando +ue durante la'ermentaci%n $ay un cambio detemperatura 'igura ;2 # se podría decir +ue $ay bacterias +ue soportantemperaturas desde 34HC $asta HC yseg,n la coloraci%n 7ram reali*ada a lascolonias# se observ% bacilos y cocos7ram positivos. 9stos bacilosposiblemente correspondan a losg"neros Bacillus. 9n el documento publicado por <ortillo3//2 RConsumo de o(ígeno yproducci%n de calor durante la 4 'ermentaci%n de las almendras decacaoS# determinaron la presencia deetanol y )cido ac"tico en la pulpa enproceso de 'ermentaci%n# y de estasci'ras se calcularon el consumo deo(ígeno y la producci%n de calor de lamasa. &os resultados muestran +ue $ayun consumo sorprendentemente alto deo(ígeno y +ue la pulpa debe ser aer%bicaen todo el proceso de 'ermentaci%ne(cepto los dos primeros días. &asreacciones# 'ermentativa y o(idativa#tambi"n producen en la pulpa# su'icientecalor para e(plicar las altas temperaturasde la 'ermentaci%n: las reacciones en loscotiledones no necesitan tomarse encuenta. Muestran así mismo# laimportancia de la aireaci%n y lanecesidad de una mejor comprensi%n delos m"todos por los cuales puede ser controlada# e incluso algunos autoresmencionan +ue in'luye el tipo y la 'ormade caj%n# ya +ue se $a encontrado +ueen un caj%n cuadrado la temperaturaalcan*a .HC <ortillo et al. 3//2 . &o+ue se muestra en la 'igura ;#corresponden a valores encontrados enla Cooperativa C9<=>AA-AMAE>NA-<9=U# demostrando de esta manera +uelos movimientos en los cajones sonadecuados para una buena'ermentaci%n. &as bacterias# presentanun conjunto de reacciones +uímicas +uese producen en la c"lula y tiene tres'unciones especí'icas. &a primera esobtener energía +uímica del entorno yalmacenarla# para luego usarla endi'erentes 'unciones celulares. &asegunda es convertir los nutrientese(%genos en unidades precursoras delos componentes macromoleculares dela c"lula bacteriana: y la tercera 'unci%nes 'ormar y degradar mol"culasnecesarias para cumplir 'uncionescelulares especí'icas# por ejemplomovilidad y captaci%n de nutrientes:durante este metabolismo# se produce la'ermentaci%n alco$%lica y otras'ermentaciones como butanodiol dondepuede $aber di'erentes tipos debacterias entre las +ue se encuentran Enterobacter # Serratia y Bacillus # las +ueproducen 3#0-butanodiol durante la'ermentaci%n de la glucosa# 'ormandouna mol"cula neutra de acetoína +ueluego es reducida a 3#0-butanodiolac"ticos e isobutíricos .0 y 3.0butanediol# arela 3//42# <or lo tanto# el )cido ac"tico y el )cidoisobutírico# debido a sus altos niveles y asu valor de umbral bajo# podíandesempeGar un papel importante en lacalidad arom)tica en el secado delcacao# tal como lo menciona =odrigue*3/2. e observaron colonias Saccharomyces sp y otras con característicasmor'ol%gicas del g"nero Pichia :presencia de Candida sp# Con lapresencia de las levaduras y elmetabolismo de estas# se asegura la'ermentaci%n# la cual conduce muyr)pidamente al consumo de los a*,caressimples para dar etanol y di%(ido decarbono. &a 'ermentaci%n alco$%lica esuna reacci%n moderadamentee(ot"rmica: esto conduce a un aumentomoderado de la temperatura de la masa+ue alcan*a los 0H C e incluso a m)s de/HC: simult)neamente# los polisac)ridosen las c"lulas del tejido mucilaginosos sedescomponen por la acci%n de laslevaduras pectinolíticas# esto ocurre conmayor "n'asis los tres primeros días#pero en las observaciones reali*adasalgunas colonias de bacterias siempreest)n acompaGadas de levaduras $astael ,ltimo día de la 'ermentaci%n: alevaluar las temperaturas durante los /días de 'ermentaci%n @igura ;2# van de34H a 3 HC. 9n el trabajo R9valuaci%ndel almacenamiento en ma*orca y'recuencia de volteo del grano durante la'ermentaci%n de almendras de cacao Theobroma cacao &.2S# se menciona +ueel comportamiento de las levaduras a lolargo de la 'ermentaci%n present%di'erencias estadísticas# en la cual seobserva una tendencia donde laslevaduras alcan*an su mayor crecimiento e(ponencial a las 4 $oras:@lores 3/2: esta observaci%n escoincidente con lo encontrado en elpresente trabajo# durante los primeros /0días de 'ermentaci%n @igura NH 2: perosi se relaciona con la temperatura# $ayuna di'erencia estadística pT /.///32 lo 5
