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La química de los pueblos
Tipos de Cacao y la química de las cáscaras
El término "cacao" proviene de las lenguas mayas y aztecas. El chocolate deriva de los granos del cacao, que se encuentran en centro de la fruta del árbol Theobroma cacao, y se cree que se originó en el Amazonas y en los valles del Orinoco. Los árboles de teobroma (alimento de los dioses) pertenecen a la familia Sterculiaceae, y crecen entre los trópicos de Cáncer y Capricornio. Actualmente, África occidental produce más del 70% del cacao mundial (Awua, 2002; Amoye, 2006; Organización Internacional del Cacao, ICCO, 2008).
Tradicionalmente existen tres variedades principales de cacao y tienen nombres internacionales en español que hacen referencia a personas: Criollo, Trinitario y Forastero. Utilizando el mapa genético del cacao las investigaciones más recientes indican que hay por lo menos diez familias principales de cacao.
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El Forastero, es el más común y posee granos más pequeños, más planos y morados; crece principalmente en Brasil y África occidental. Posee una concentración elevada de taninos. El grano tiene una cáscara gruesa, es resistente y poco aromático.
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El Criollo, muy común en América e Indonesia, representa un 5% de la producción mundial de cacao. Reconocido por su gran calidad y escaso contenido de tanino. El árbol es frágil y de escaso rendimiento. El grano es de cáscara fina, suave y muy aromático.
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El Trinitario, un híbrido entre el criollo y el forastero, es más resistente a las enfermedades y se considera que tiene un grano de sabor (Fowler, 1999). Se cultiva en América Central y del Sur, y como su nombre lo sugiere, es originario de la isla de Trinidad. El cruce se produjo luego de un terremoto y heredó la robustez del forastero y el delicado sabor del criollo.
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El Nacional, es una variedad de forastero, posee buen sabor y se cultiva en Ecuador.
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La cáscara de cacao es un subproducto valioso, muchas veces descartado de la industria del chocolate. Es una materia prima deseable en un amplio espectro de productos funcionales, agroecológicos, farmacéuticos o cosméticos, así como en la producción de energía o biocombustibles en un futuro próximo. La cáscara del cacao contiene cientos de compuestos iniciales y otros que se generan durante la maduración y los procesos industriales a los que se somete. Es rica en proteínas. fibra dietética, grasas y cenizas. Además, dependiendo de las condiciones de extracción aplicadas, se determinaron diferentes concentraciones de compuestos bioactivos como las metilxantinas (teobromina, cafeína, teofilina), fenoles y taninos con capacidad antioxidantes (epicatequina, catequina, ácido clorogénico y ácido gálico). Tambien, se detectaron monosacáridos (manosa, glucosa, xilosa, arabinosa, ramnosa y fucosa) que forman parte de las pectinas, así como sus importantes productos de degradación, como la 5-hidroximetilfurfural (5-HMF), furfural, ácido levulínico, ácido láctico y ácido fórmico.
Catequina
Los Taninos de las cáscaras del cacao
Los taninos son sustancias amorfas y astringentes de composición
polifenólica, algunas hidrosolubles, de masa molecular comprendida entre 500 y 5000 g/mol que presentan junto a las reacciones clásicas de los fenoles, la de precipitar los alcaloides, la gelatina y otras proteínas. Los taninos están ampliamente distribuidos en muchas especies de plantas, donde desempeñan un papel en la protección contra la depredación (incluso como pesticidas ) y pueden ayudar a regular el crecimiento de las plantas. La astringencia de los taninos es lo que causa la sensación de sequedad en la boca después del consumo de fruta sin madurar, vino tinto o té.
Las cáscaras del cacao tienen una concentración mayor de taninos cuando están frescos y se reducen a menos de la mitad cuando se fermentan, debido a que baja el pH. Algunos expertos en alimentos argumentan que el tanino consiste en catequina, leucoantocianina e hidroxiácidos, cada uno de ellos puede mostrar color cuando reacciona con metales (Winarno, 2008).
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Las pectinas y monosacáridos de la cáscara del cacao
Mediante extracciones acuosas en caliente, se determinó que las cáscaras de cacao poseen 7.5 y 12.6% de pectinas, un tipo de heteropolisacáridos, siendo el principal monosacárido el ácido urónico, seguido de galactosa, ramnosa y arabinosa. Mediante análisis químicos y espectroscópicos se determinó que las pectinas poseen altos contenidos de acetilo y están compuestas de metoxil homogalacturonanos con inserciones de rhamnogalacturonanos que llevan cadenas laterales que contienen principalmente galactosa. Las pectinas de la cáscara del cacao son dispersiones variables de gel débil y de solución concentrada al 5% (p/v) y tienen un comportamiento de fluido no newtoniano.
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Acido urónico
Galactosa
Ramnosa
El color de la cáscara del cacao
La cáscara de cacao muestra diferentes antocianinas, carotenoides y clorofilas. Esta última, utilizada por las plantas para la fotosíntesis, le da a la cáscara del cacao su color verde inicial. A medida que madura, estas se descomponen y aparece una gama de pigmentos carotenoides y antocianinas. Los carotenoides son tetraterpenos con ocho 8 unidades de isopreno con enlaces trans. Estos compuestos, en la cáscara del cacao, son principalmente xantofilas junto con bajas cantidades de betacaroteno, que dan tonos amarillos y naranjas. En cambio, las antocianinas son pigmentos hidrosolubles que otorgan el color rojo, púrpura o azul. Desde el punto de vista de la química, las antocianinas pertenecen al grupo de los flavonoides y son glucósidos de las antocianidinas, es decir, están constituidas por una molécula de antocianidina, que es la aglicona, a la que se le une un azúcar por medio de un enlace glucosídico. Hay que destacar, que las concentraciones totales de antocianinas de la cáscara de cacao no cambian significativamente después de la fermentación con Penicillium roqueforti, en cambio, las concentraciones de carotenoides totales aumentan.
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Clorofila
Luteína
Antocianinas
Referencias:
Ohene Afoakwa, Emmanuel (2010) "Chocolate science and technology ". John Wiley & Sons Ltd. Singapure
https://www.science.gov/topicpages/c/cocoa+shell+ash.html
https://pdfs.semanticscholar.org/31ec/ac348f61c86081fe1a43cdc86933391ebcfc.pdf
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0924224416302540
https://biodiversitas.mipa.uns.ac.id/D/D1906/D190650.pdf
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926669011001142
https://www.asianjab.com/wp-content/uploads/2018/03/12-AJAB-2017-07-075_Final.pdf
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4808553/https://www.researchgate.net/publication/319974581_Effect_of_the_solid_state_fermentation_of_cocoa_shell_on_the_secondary_metabolites_antioxidant_activity_and_fatty_acids
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