Rosario Rojas MD, PhD Unidad de Investigación en Productos Naturales Universidad Peruana Cayetano Heredia

Transcripción

1 Estudio del proceso poscosecha de Cacaos Nativos procedentes de Cusco, Junín y Piura para la Optimización de su Calidad Organoléptica y del contenido de Fitoquímicos de importancia en Salud Rosario Rojas MD, PhD Unidad de Investigación en Productos Naturales Universidad Peruana Cayetano Heredia

2 ENTIDADES PARTICIPANTES (Contrato Nº 071-FINCYT-FIDECOM-PIPEA-2012) Entidad Solicitante: Asociación Peruana de Productores de Cacao Entidades Asociadas: Cooperativa Agraria Industrial Naranjillo Asociación de Pequeños Productores de Cacao Piura Universidad Nacional Agraria de la Selva Universidad Peruana Cayetano Heredia

3 CALIDAD del cacao depende de: Grupo genético (Forastero, Trinitario, Criollo) Manejo del cultivo (abonos, sombra, poda) Cosecha (nivel de madurez) Desgranado Fermentación (método, duración, remoción) Secado (solar, artificial) Almacenamiento Tostado (duración, temperatura)

4 Cacao Chuncho del Cusco Cacao Blanco de Piura Cacao de Pangoa-Junín

5 Estudio de la Calidad del Sabor/Aroma - Análisis Sensorial - Perfil de Compuestos volátiles Compuestos Beneficiosos para Salud - Fenólicos - Ácidos grasos - Bromatológico Optimización de la calidad del Cacao para su mejor competitividad en el mercado

6 Colecta, Selección, Fermentación y Secado Granos de cacao secos y fermentados

7 Tostado y Elaboración de Pastas de Cacao Pasta de cacao

8 Variables a Optimizar VARIABLES CUSCO JUNÍN PIURA Lugar y fecha de colecta Distrito de Echarate, Prov. La Convención, Dpto. Cusco (Febrero 2013) Distrito de San Martín de Pangoa, Prov. Satipo, Dpto. Junín (Mayo 2014) Distrito de San Juan de Bigote, Prov. Morropón, Dpto. Piura (Abril 2013) Tiempo (días) de fermentación (F) Tipo se secado 3.5, 4.5 y , 5.5 y 6.5 4, 5 y 6 G y C G y C G y C Temperatura ( o C ) de tostado (T) 110 y y y 130 Tiempo (min.) de tostado (t) 20 y y y 35

9 24 pastas de cacao por cada región

10 Análisis físico, químico y sensorial ANÁLISIS MÉTODO REFERENCIA Análisis físico NTP NTP ISO , NTP ISO Análisis químico proximal AOAC AOAC (2005) Perfil de ácidos grasos GC - MS Frank et al. (2005) Polifenoles totales Espectrofotometría Nsor-Atindana et al. (2012) Flavonoides totales Espectrofotometría Nsor-Atindana et al. (2012) Actividad antioxidante (test DPPH) Espectrofotometría Othman et al. (2007) Catequina, epicatequina HPLC - DAD Natsume et al. (2000) Teobromina, cafeína HPLC - DAD Naik JP (2007) Compuestos Volátiles GC-MS y GC-O Rodríguez et al. (2011) Análisis Sensorial Panel de catadores Ficha de evaluación sensorial (APPCACAO) Minerales y Metales Pesados* ICP - MS EPA. Method 200.7: 1994

11 Análisis estadístico Para evaluar el efecto de las variables de poscosecha (fermentación, secado, temperatura y tiempo de tostado) sobre el perfil de fitoquímicos de las 24 pastas de cacao se empleó el análisis de regresión lineal múltiple. El análisis estadístico empleado para evaluar el efecto de las variables de poscosecha sobre el perfil sensorial fue realizado mediante las pruebas de Kruskal-Wallis y Wilcoxon. Para las diversas pruebas estadísticas mencionadas, se utilizó el paquete estadístico STATA versión 12.

12 RESULTADOS

13 Análisis Físico PARÁMETRO CUSCO JUNIN PIURA Morfología Pequeños, alargados, color marrón oscuro Medianos, alargados, color marrón oscuro Medianos, alargados, color marrón oscuro Longitud (cm) Peso promedio (g) % Humedad % Fermentación alcanzado

14 Análisis Químico Proximal COMPONENTE CUSCO JUNÍN PIURA % Grasa 61.2 ± ± ± 0.0 % Fibra 4.2 ± ± ± 0.2 % Proteínas 4.3 ± ± ± 0.1 % Cenizas 2.7 ± ± ± 0.1 % Carbohidratos 27.7 ± ± ± 0.0

15 Influencia del proceso poscosecha sobre el contenido de manteca COMPONENTE CUSCO JUNÍN PIURA % Grasa % Grasa con respecto a variable poscosecha* Aumenta a > T No influenciado Aumenta a > F *T: temperatura de tostado; F: tiempo de fermentación

16 Perfil de Ácidos grasos ÁCIDO GRASO CONTENIDO RELATIVO (%) CUSCO JUNÍN PIURA Palmítico (16:0) Palmitoleico (16:1) Heptadecanoico (17:0) Esteárico (18:0) Oleico (18:1) Linoleico (18:2) Araquídico (20:0)

17 Minerales MINERAL Calcio Fósforo CONCENTRACIÓN (mg/100g) CUSCO JUNÍN PIURA Otros Alimentos 125 (leche vaca) (pesc./marisc.) Hierro Magnesio Potasio (hígado pollo) 258 (almendras) 393 (plátano) Sodio

18 Fenólicos, Flavonoides y Actividad antioxidante PARÁMETRO CUSCO JUNÍN PIURA Polifenoles totales * (mg AG/g pasta cacao) Flavonoides totales (mg CAT/g pasta cacao) Actividad antioxidante (EC 50 : µg extracto cacao/ml) Se preservan a < Se preservan a < Se preservan a F y secado G t < F y < t Se preservan con Se preservan con Se preservan a secado G secado G < F y secado C Mejora a < F y secado G *cacao CCN51 de Junín (56.8 mg/g); Forastero de Ghana (52.3 mg/g)

19 Catequina y Epicatequina (HPLC) CONTENIDO (mg/100 g pasta cacao) CUSCO JUNÍN PIURA Catequina Aumenta a < F y secado G Aumenta a < F Aumenta a > F Epicatequina Aumenta a > F, secado G y < t Aumenta a < F, secado C y < t Aumenta a < T y < t

20 Teobromina y Cafeína Teob Caf HPLC

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22 Teobromina y Cafeína CONTENIDO (% en pasta de cacao) CUSCO JUNÍN PIURA Teobromina (Teob) Disminuye con > F, secado G y > T Disminuye con secado G Disminuye con secado G y > t Cafeína (Caf) Aumenta con < F y secado C Aumenta con > T Aumenta con secado C y < T Relación Teob/Caf Disminuye con > F, secado C y > T Disminuye con > t Disminuye con secado G

23 Relación de Teobromina/Cafeína versus % Cafeína (Gráfico tomado de Brunetto et al.) PIURA JUNÍN CUSCO

24 Perfil de Compuestos Volátiles Microextracción en Fase Sólida Cromatógrafo de gases Espectrómetro de masas

25 Cromatografía de Gases acoplada a Espectrometría de Masas (GC-MS)

26 Perfil de Compuestos Volátiles A b u n d a n c e 6 e e e e e e e e e e e T IC : 1 1 A.D \ d a ta.m s T im e --> Cusco: 46 compuestos Junín: 43 compuestos Piura: 45 compuestos

27 Cromatografía de Gases acoplada a Olfatometría (GC-O)

28 Cromatografía de Gases acoplada a Olfatometría M.Sc. Candy Ruiz, Pasantía en Universidad de Copenhagen

29 Compuestos Volátiles y Olfatometría

30 Análisis Sensorial (24 pastas) ATRIBUTOS SENSORIALES CUSCO JUNÍN PIURA POSITIVOS Sabor a cacao Acidez cítrica Frutal Floral Nuez Malta Aroma positivo NEGATIVOS Acidez acética Acidez láctica Acidez butírica Astringencia Amargo Sabor a crudo Aroma negativo PUNTAJE TOTAL

31 Influencia del proceso poscosecha sobre el Análisis sensorial ATRIBUTOS SENSORIALES CUSCO JUNÍN PIURA POSITIVOS Aumenta a > F y < NI NI Sabor a cacao t Acidez cítrica NI Máximo a 5.5 d F NI Frutal NI Aumenta a < t Aumenta con G Aumenta a < F, Floral < T y < t Aumenta a > T Aumenta a > t Nuez Aumenta a > F NI Aumenta con G Malta NI Aumenta a > F Aumenta a < T Aumenta a > F y > NI Máximo a 5.5 d F Aroma positivo t NEGATIVOS Mínima a 5.5 d F y NI Acidez acética secado G Disminuye con G Disminuye con F, Mínima 4.5 d NI Acidez láctica secado G y > T Acidez butírica NI Disminuye a < T Mínima a 5 d F Astringencia Disminuye a < F NI Disminuye a > t Disminuye a < F y > Amargo T Disminuye a < t Disminuye a > F Disminuye con G y Mínimo a 4.5 d F NI Sabor a crudo > t Disminuye con F, Mínimo a 4.5 d F Mínima a 5.5 d F Aroma negativo secado G y > t

32 Perfil sensorial de las 3 pastas con mejor puntuación total

33 CONCLUSIONES Las pastas de cacao provenientes de Cusco, Junín y Piura comparten las siguientes características: i) Perfil de ácidos grasos con alto contenido de ácidos palmítico, esteárico y oleico ii) Alto contenido de Ca, P, Mg y K, con bajo contenido de Na. Las principales características de cada una de las variedades estudiadas fueron las siguientes:

34 CARACTERÍSTICA CUSCO JUNÍN PIURA Contenido de Grasa hasta 62.9% hasta 64.5% hasta 56.0% Concentración de Fenoles y flavonoides totales moderada alta moderada Catequina y Epicatequina baja moderada alta Actividad antioxidante moderada buena moderada Relación Teobromina/Cafeína < Perfil de compuestos volátiles Benzaldehído (almendra), Benzaldehído (almendra), Benzaldehído (almendra), β- Limoneno (cítrico), Limoneno (cítrico), Mirceno (mango), Limoneno tetrametilpirazina (chocolate), tetrametilpirazina (cítrico), tetrametilpirazina etilfenilacetato (frutal), (chocolate), 2-fenetilacetato (chocolate), etilfenilacetato acetofenona (almendra), 2- (floral), acetofenona (frutal) y 2-fenetilacetato fenil etanol (miel), Linalol (almendra), 2-fenil etanol (floral) (flores) (miel) Principales Atributos sensoriales Floral, frutal, nuez y sabores positivos; con baja astringencia y amargor Nuez, frutal, sabor a cacao y acidez cítrica; con alta astringencia y amargor Nuez, frutal, sabor a cacao y acidez cítrica; con moderada acidez cítrica, astringencia y amargor Puntaje total máximo alcanzado en el Análisis sensorial

35 CONCLUSIONES (cont.) Las características sensoriales detectadas por el panel de catadores, sumadas a los resultados de contenido de Teobromina, Cafeína, perfil de compuestos volátiles y la olfatometría, muestran que las pastas de cacao de Junín y Piura se comportan como las de los cacaos finos de aroma del grupo genético Trinitario; mientras que las pastas de Cusco se asemejan a las de la variedad Criollo, tipo porcelana de Venezuela. Las variables poscosecha (días de fermentación, secado, temperatura de tostado y tiempo de tostado) influyen sobre la calidad organoléptica y contenido de fitoquímicos de las pastas de cacaos provenientes de Cusco, Junín y Piura. De acuerdo al análisis estadístico, para obtener una pasta de cacao con las mejores características organolépticas y de concentración de compuestos beneficiosos para la salud recomendamos utilizar las siguientes condiciones:

36 Protocolos poscosecha recomendados para optimizar Calidad organoléptica VARIABLE POSCOSECHA VALOR RECOMENDADO CUSCO JUNÍN PIURA Fermentación (días) Tipo de secado Exposición gradual al sol Exposición gradual al sol Exposición gradual al sol Temperatura de tostado ( C) Tiempo de tostado (min)

37 Protocolos poscosecha recomendados para optimizar Fitoquímicos antioxidantes VARIABLE POSCOSECHA pp VALOR RECOMENDADO CUSCO JUNÍN PIURA Fermentación (días) Exposición Exposición Exposición Tipo de secado gradual al sol gradual al sol gradual al sol Temperatura de tostado ( C) Tiempo de tostado (min)

38 AGRADECIMIENTOS Al Fondo de Innovación Ciencia y Tecnología (FINCyT) por el financiamiento del presente proyecto (Contrato 071-FINCYT- FIDECOM-PIPEA-2012). APPCACAO (Ingenieros Luis Mendoza, Yessenia y Zara Saavedra) Por el apoyo logístico brindado para la colecta y procesamiento poscosecha Sr. Victor Monrroy Condori de la Cooperativa Agraria Cafetalera Alto Urubamba (Quillabamba - Cusco) Ing. Carlos Rodríguez de SENASA Quillabamba Ing. Gerardo Pulache de la Asociación de Pequeños Productores de Cacao de Piura (San Juan de Bigote - Piura). Ing. Esperanza Dionisio de la Cooperativa Agraria Cafetalera Pangoa (Pangoa Junín).

39 AGRADECIMIENTOS Ing. Luis García (UNAS) por la colecta y caracterización morfológica y molecular de los cacaos. Red Nacional de Catadores de Cacao, integrada por los ingenieros: Mery Choy, David Contreras, Milagros Dios, Martín Domínguez, Wilfredo Gutiérrez, Abimael López, León Rufino, Yessenia Saavedra y Zara Saavedra. M.Sc. David Condori, M.Sc. Candy Ruiz y M.Sc. Ing. Edgard Asencios de la Unidad de Investigación en Productos Naturales, UPCH.

40 OPTIMIZACIÓN DEL MANEJO POSCOSECHA DEL CACAO PROVENIENTE DE LA CONVENCIÓN (CUSCO) PARA EL MEJORAMIENTO DE SU CALIDAD ORGANOLÉPTICA Y DEL CONTENIDO DE FITOQUÍMICOS BENÉFICOS A LA SALUD David Condori Tesista Maestría en Química de la Biodiversidad

41 Revista de la Facultad Nacional de Agronomía Medellín 2014, 67, Supl. 2,