ETAPAS DE LA FERMENTACIÓN DEL CACAO – FORMACIÓN DE PRECURSORES DE AROMA Y SABOR.

CAMBIOS MICROBIANOS Y QUÍMICOS

Lo que realmente sucede durante la fermentación ha sido objeto de mucha investigación y todavía no está del todo claro. Durante la fermentación, la temperatura aumenta dramáticamente durante las primeras etapas y se cree que tres días en estas condiciones pueden ser suficiente para matar el embrión.

Después de la muerte del embrión, enzimas (un tipo de catalizador capaz de aumentar considerablemente la tasa de descomposición de sustancias como la grasa en componentes más simples, pero que salen de la reacción sin cambios) se liberan. Estas causan la rápida descomposición de las reservas alimentarias de las almendras y forman azúcares y ácidos, que son los precursores del sabor a chocolate.

Como la cascara del grano permanece intacta, no es posible que los microorganismos reaccionen directamente con los cotiledones en el interior, que son la parte que se utiliza para hacer el chocolate. 

Lo que habitualmente se llama fermentación del cacao, no es un verdadero proceso de fermentación en sentido estricto.

Autores clásicos como Hardy prefieren el termino cura del cacao a fermentación. El  proceso de fermentación habitual si tiene lugar fuera del grano. La pulpa blanca de las almendras, que es muy rica en azúcar y capaz de reaccionar con las levaduras que también están presentes para formar ácidos y etanol, de la misma manera que ocurre durante la elaboración de la cerveza. 

Este etanol formada al inicio de la «cura» del cacao activa otras bacterias, por ejemplo bacterias ácido acéticas y ácido lácticas, que luego lo convierten en sus respectivos ácidos. El etanol y estos ácidos pueden pasar a través de la cubierta hacia el interior del grano. Este cambio en la acidez (pH) acelera la muerte del embrión.

MÉTODO DE FERMENTACIÓN…

Hay diferentes formas de fermentación y estas darán lugar a diferentes sabores. Por ejemplo, en cajas de fermentación
las almendras se remueven todos los días. Esto airea las almendras y estimula las bacterias que requieren oxígeno (por ejemplo, Acetobacter) y alienta la producción de ácido etanoico.

Otras reacciones, por ejemplo, aquellas que involucran levaduras, son retrasadas ​​por la presencia de oxígeno, por lo que se forma menos etanol.  Esto significa que los cacaos que son de caja fermentadora tiene más probabilidades de tener un sabor ácido que el mismo tipo de cacao fermentado en pilas. Para superar esta acidez, algunos procesos de fermentación en caja acortan el tiempo de fermentación y reducen el número de volteos.

También se producen muchas otras reacciones importantes. Las proteínas y los péptidos reaccionan con los polifenoles para dar el color marrón asociado con el cacao, mientras que otros precursores del sabor son formados por reacciones
entre sacarosa y proteínas.

De particular importancia es la formación de aminoácidos. Las proteínas están compuestas por una serie de aminoácidos unidos alternativamente por el ácido y la amina (NH2), (en la práctica, el aminoácido es iónico y el NH2 está protonado o el COOH está disociado dependiendo del pH del alrededores).

Muchas de las proteínas se rompen durante la fermentación en estos ácidos en veinte formas, incluyendo valina y glicina, que son muy importantes en la formación de sabor a chocolate.

PRIMEROS DE CAMBIOS

Tan pronto los granos del cacao son extraídos de la mazorca, reciben una carga de numerosos microorganismos por el simple contacto con las manos e implementos y cuya composición dependerá del país, de la temperatura, etc.

Entre esos microorganismos, las levaduras toman un rápido incremento por el bajo contenido de oxígeno de la masa, del pH ácido y del alto contenido de azúcares de la pulpa, esta población alcanza un desarrollo máximo, declinando después de 24 horas.

FASE DE FERMENTACION EXTERNA (MICROBIANA) O HIDROLISIS.

Debido a las altas temperaturas, el pH elevado y las condiciones anaeróbicas, empiezan a desarrollarse bacterias lácticas, iniciándose la «fermentación acética», ese ambiente no es favorable para las levaduras, por lo que al haber menor cantidad de levaduras habrá menor absorción de oxígeno por ellas, esto unido a la ruptura de las células de la pulpa y por consiguiente la exudación proveniente de la pulpa, se crea un ambiente con una  mejor aireación (por cada 100 Kg de cacao forastero comercial, se pierden 16 litros en la exudaciones).

A mayor aireación se favorece el desarrollo de las bacterias acéticas, las cuales transforman por oxidación el alcohol a ácido acético, dichas bacterias llegan al cacao por las moscas de las frutas, (Drosophila melanogaster), siendo huéspedes de la masa en fermentación. La reacción de transformación del alcohol a ácido acético, la cual es exigente en una buena aireación, es exotérmica, se eleva la temperatura y cuando llega a  40-45 °C las bacterias se inactivan.

Al segundo día se produce la muerte del embrión, principalmente por la penetración del ácido acético en los tejidos de los cotiledones y por las altas temperaturas alcanzadas (44 a 50 °C). Además ocurre el desprendimiento de la cutícula de los cotiledones, el color violeta se torna marrón, el color externo blanco o rosado se torna pardo-rojizo y  aumenta el volumen del grano.

La muerte del embrión está acompañada de un aumento en la permeabilidad de las paredes celulares lo que permite una interdifusión de los componentes del jugo celular.   Se inician las reacciones enzimáticas en los cotiledones, las cuales originan la desaparición de los pigmentos coloreados y el desdoblamiento de las moléculas de las sustancias proteínicas en moléculas más sencillas (aminoácidos) y que probablemente ocasionan el sabor y aroma característico de chocolate, ésta es considerada como la reacción esencial más importante de todo el proceso de la cura del cacao.

El aroma característico del cacao es producido por un aceite esencial «cacaol», el cual se encuentra en pequeñas cantidades, 1 Tn de cacao en grano contiene ± unos 25 cc de dicho aceite. 

Después de día y medio empiezan a desaparecer los pigmentos de cianidina y a los 3 ½ a 5 ½ días desaparecen por completo, las leucocianidinas aumentan por 2 ½ a 3 ½ días para luego desaparecer como tales al combinarse con las proteínas. La epicatequina permanece inalterada en los primeros dos días y luego desaparece progresivamente.

Todas estas reacciones necesitan ausencia de oxígeno, ya que si existe el oxígeno habrá síntesis de productos intermedios de oxidación polifenólica que destruyen las enzimas hidrolíticas.

Cuando los polifenoles siguen inalterados en los granos, éstos toman un aspecto pizarroso y no desarrollan aroma y sabor de cacao, en cambio la rápida destrucción de las antocianinas va acompañada de un desarrollo rápido del sabor y aroma a chocolate. Al tercer día se ha estabilizado el equilibrio entre las bacterias acéticas y las levaduras. Esta fase es estrictamente anaeróbica, por lo que se conoce como la fase anaeróbica hidrolítica de la cura del cacao. La hidrólisis de los polifenoles del cacao por la enzima glicosidasa, ocurre a una temperatura de 45 °C y a un pH de 4,0-4,5.

Durante la fermentación se debe mantener una aireación adecuada, ya que si es escasa impediría la multiplicación de las levaduras y bacterias acéticas, lo que estaría acompañado de una reducción en la cantidad de ácido acético y del calor generado, por ser necesario el oxígeno para la producción del calor; si es muy excesiva la aireación ocurriría el desarrollo de mohos y también se impediría la formación del precursor del sabor.

El equilibrio necesario de aireación se consigue compactando debidamente las almendras en el montón o caja, cuidando de que haya un buen drenaje de las exudaciones y evitando la pérdida de calor, para ello se debe cubrir la masa de cacao con sacos, hojas de plátanos etc. El tiempo necesario para la muerte del embrión oscila entre los 2 a 5 días, ello dependerá de las condiciones en que se encuentren las almendras.

FASE AERÓBICA O DE CONDENSACION OXIDATIVA

Alrededor del 40% de la teobromina presente en los cotiledones frescos se pierde por difusión en los tejidos y migración a los tegumentos de los grano. Esta pérdida es en gran parte la responsable de la disminución del amargor de los granos bien fermentados.

Durante la fermentación del cacao se requiere de volteos de la masa, lo cual variará según sea el tipo de cacao, los objetivos de ésta práctica son:

• Suprimir los hongos de la superficie de la masa (mohos).
• Aumentar la aireación, lo que ayuda a producir un producto uniforme, al favorecer el desarrollo de bacterias beneficiosas para la fermentación y fomentar los cambios que originan la muerte del embrión.
• Evitar que los granos ubicados hacia la superficie se sequen.

 

La fermentación correcta del cacao es esencial para producir un buen sabor en el chocolate.

La fermentación del cacao es el proceso en el que muere el embrión de la semilla, para que no haya germinación y donde se forman ciertos productos químicos que con el aumento de la temperatura dan su sabor característico. Mientras que estos productos químicos por sí solos saben completamente diferente o puede que ni siquiera tengan sabor, se conocen como «precursores del sabor y aroma», ya que conducen al sabor y aroma a chocolate.

Las almendras no fermentadas pueden ser procesadas para producir manteca de cacao, pero el material  sólido restante no es normalmente usado para chocolate.

Bibliografía consultada:

• Lopez AS & Dimick PS (1995) Cocoa fermentation. Biotechnology, Vol. 9 (Reed G & Nagodawithana TW, eds), pp. 561–577. VCH Publishers, Weinheim, Basel.
• The Science of Chocolate 2nd Edition, 2008. Stephen T Beckett, Formerly Nestle´ Product Technology Center, York, UK. 
• ROHAN, T. H. 1964. El beneficio del cacao bruto destinado al mercado. FAO: Estudios agropecuarios. Organización de las Naciones Unidas para la agricultura y la alimentación. Roma. 223 p.

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