Aprovechamiento del mucílago de cacao mocambo (Theobroma bicolor Hump & Bonpl.) para la obtención de un néctar

Use of mocambo cocoa mucilage (Theobroma bicolor Hump & Bonpl.) to obtain nectar

Andrea Arrunátegui-Jácome1; Jaime Vera-Chang1; Kerly Alvarado-Vásquez2; Frank Intriago-Flor3; Luis Vásquez-Cortez4, 2; Karol Revilla-Escobar2; Jhonnatan Aldas Morejon2*; Matteo Radice5;

Maddela Naga-Raju6; Leonilo Durazno-Delgado1; Carol Coello Loor1

1 Facultad de Ciencias Industria y Producción, Universidad Técnica Estatal de Quevedo, Quevedo, Ecuador.

2 Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria, Universidad Nacional del Cuyo, Mendoza, Argentina.

3 Facultad de Posgrado, Universidad Técnica de Manabí, Chone, Ecuador.

4 Facultad de Ciencias Agropecuarias, Carrera de Ingeniería en Agroindustria, Universidad Técnica de Babahoyo, Los Ríos, Ecuador.

5 Departamento Ciencias de la Tierra, Universidad Estatal Amazónica, Puyo, Ecuador.

6 Departamento de Ciencias Biológicas, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad Técnica de Manabí, Portoviejo, Ecuador.

ORCID de los autores:

J. Vera-Chang: https://orcid.org/0000-0001-6127-2307 K. Alvarado-Vásquez: https://orcid.org/0000-0003-0494-7085

F. Intriago-Flor: https://orcid.org/0000-0002-0377-1930 L. Vásquez-Cortez: https://orcid.org/0000-0003-1850-0217

K. Revilla-Escobar: https://orcid.org/0000-0002-8734-1216 J. Aldas Morejon: https://orcid.org/0000-0003-3592-0563

M. Radice: https://orcid.org/0000-0002-4771-8912  M. Naga-Raju: https://orcid.org/0000-0002-7893-0844

L. Durazno-Delgado: https://orcid.org/0000-0002-9446-1267 C. Coello Loor: https://orcid.org/0000-0002-2810-6208

RESUMEN

La presente investigación tuvo como objetivo aprovechar el mucilago de cacao Mocambo (Theobroma bicolor Hump & Bonpl.) para la obtención de un néctar. Se utilizó un diseño completamente al azar con arreglo bifactorial para la comparación de las medias, como factor A las concentraciones de mucilago de cacao mocambo (25%, 50% y 100%) y como factor B (CMC y sin CMC) como estabilizante. Las variables estudiadas fueron fisicoquímicas, microbiológicos y análisis sensoriales. Se obtuvo una viscosidad de 69,92, turbidez de 54,37, °Brix de 13,23, pH de 3,45 y una acidez titulable de 0,42. La colorimetría no presentó diferencias significativas en sus resultados. El tratamiento con 25% de mucilago de cacao Mocambo presentó un mayor agrado y preferencia por parte de los catadores. La utilización de mucilago obtenido de cacao Mocambo puede ser utilizado como subproducto en la industria alimentaria.

ABSTRACT

The objective of this research was to take advantage of the mucilage of Mocambo cocoa (Theobroma bicolor Hump & Bonpl.) to obtain nectar. A completely randomized design with a bifactor arrangement was used for the comparison of the means, as factor A the concentrations of mocambo cocoa mucilage (25%, 50% and 100%) and as factor B (CMC and without CMC) as a stabilizer. The variables studied were physicochemical, microbiological and sensory analysis. A viscosity of 69.92, turbidity of 54.37, °Brix of 13.23, pH of 3.45 and a titratable acidity of 0.42 were obtained. Colorimetry did not present significant differences in its results. The treatment with 25% Mocambo cocoa mucilage showed greater liking and preference on the part of the tasters. The use of mucilage obtained from Mocambo cocoa can be used as a by-product in the food industry.

Keywords: stabilizer; mucilage; mocambo; nectar; variety; byproduct.

1. Introducción

El cacao (Theobroma bicolor Hump & Bonpl.) pertenece a la familia Esterculiáceae, es una especie originaria de América del Sur, posiblemente de la Amazonía de Colombia, Ecuador y Perú. El cacao, es originario de Centroamérica, y posteriormente se expandió hacia otras regiones del mundo, siendo empleado ampliamente por los países desarrollados, además el grano del cacao constituye la materia prima de una importante industria que fabrica productos semielaborados destinados a otras industrias como pasta de cacao, cacao en polvo, manteca de cacao utilizada en confitería, chocolatería, farmacias, o bien productos elaborados destinados directamente al consumo, como chocolates en tableta y en polvo así como confituras (Mazariegos, 2009).

El cacao es la única especie del género que se cultiva comercialmente; las otras especies, entre ellas el Mocambo; a pesar de su potencial se encuentra dentro de las especies mesoame-ricanas subutilizadas y en riesgo de desaparecer, debido a que no recibe manejo agronómico, es afectada severamente por fitopatógenos, los cuales han ocasionado la desaparición de árboles procedentes de esta especie (Joya, 2018).

En la actualidad esta especie reviste importancia en algunas comunidades debido a los diversos usos que tiene, en algunas de las regiones cacaoteras en Colombia, es importante local-mente ya que hace parte de los cultivos, y en México, es utilizada para inducir maduración de frutos de musáceas y otras especies; siendo una alternativa para la variación de los mercados de frutas exóticas (Joya, 2018).

Dentro de la industria cacaotera sólo existe el uso de la parte de la semilla del fruto, la cual únicamente representa el 10% de la masa del fruto fresco, por lo que, al hablar desde la cosecha, se toma en cuenta, la cáscara y la pulpa del cacao como parte de los residuos generados que podrían ser considerados como materia prima para la elaboración de nuevos productos (Arcos, 2022).

En Ecuador se genera residuos agroindustriales a partir del acopio de cacao por tener las mayores actividades agropecuarias en función a este cultivo; muchos de las instituciones, empresas o centros no conocen los beneficios que generan estos desechos y residuos, porque no aplican las normativas vigentes para este tipo de operaciones para el aprovechamiento adecuado en su entorno (Andrade & Solórzano, 2017).

El potencial del mucílago de cacao es inmenso, debido a que puede servir como materia prima en la industria alimenticia, en otros países se utiliza en proceso de mermeladas, jugos, néctar, es posible hacer lo mismo aquí; sin embargo, hace falta mucha información relevante sobre este subproducto en condiciones ambientales del Ecuador (Alava, 2020).

Es por ello, que esta investigación tuvo como objetivo darle más importancia al mucilago del cacao (Theobroma bicolor Hump & Bonpl.) para aprovechamiento de este subproducto de la cadena productora del cacao, elaborando un néctar, en donde al reutilizar este mucilago se puede evitar la contaminación de los suelos y aguas.

2. Metodología

Esta investigación se realizó en la Facultad de Ciencias de Industrias y Producción pertene-cientes a la Universidad Técnica Estatal de Quevedo, localizada en el km 7½ del campus La María, cuyas coordenadas geográficas son 79° 28´24´00 de latitud sur, a 85 msnm, teniendo una precipitación de 2442,6 mm, 25 °C de tempera-tura, con una humedad relativa de 85,15%, donde se efectuó la recepción de la materia prima (mazorcas de T. bicolor).

Diseño experimental

Se utilizó un Diseño Completamente al Azar bifactorial, que constó de 6 tratamientos por tres réplicas con un total de 18 observaciones de estudio. Factor A: concentración del mucílago (25%, 50% y 100%), y Factor B: con CMC y sin CMC, como estabilizante (Tabla 1). Se determinó si existieron diferencias estadísticas entre medias de los tratamientos. Además, se empleó la prueba de rangos múltiples de Tukey (probabilidad, p ≤ 0,05), utilizando un software estadístico de licencia libre INFOSTAT.

Tabla 1

Factores de estudio que intervienen en el aprovechamiento del mucilago de cacao Mocambo (Theobroma bicolor Hump & Bonpl.) para la elaboración de un néctar

Muestreo

Se recolectaron las muestras de las mazorcas del cacao Mocambo Theobroma bicolor Hump & Bonpl, la cual está ubicada en los previos de la Universidad Técnica Estatal de Quevedo Campus “La María” en el km 7 1/2, cuyas coordenadas geográficas son 79° 28´24´00 de latitud sur 85 msnm teniendo una precipitación de 2442,6 mm, 25 °C de temperatura, con una humedad relativa de 85,15%. La mazorca de Theobroma bicolor Hump & Bonpl. se la encontró en un estado de madurez óptimo con un color amarillo - verdoso compuesto de 10 surcos, presentando una tonalidad marrón. Se ordenó por tamaño las mazorcas desde la más grande hasta la más pequeña. El peso encontrado en las mazorcas esta entre 607 g a 1672 g, este árbol produce hasta 40 frutos por cosecha, tiene un tamaño entre 22 a 16 cm de longitud y 42 a 15 cm de ancho.

Caracterización fisicoquímica

La viscosidad por viscosímetro de Ostwald este método tiene como objetivo verificar cuanto va a tardar en pasar las muestras de un lugar superior a otro inferior dependiendo de la viscosidad del néctar, es el tiempo que tardara en recorrer, lo cual se usó una muestra de 250 ml por cada réplica planteada determinando así la resistencia de la velocidad y del flujo.

La turbidez se midió con ayuda de un turbidímetro se determinó la turbidez del néctar de Mocambo en donde se tomó 3 microlitros de muestra de néctar con ayuda de una pipeta y se tituló hasta el tener el dato final.

La acidez se determinó con ayuda del método de acidez titulable se tomó 2 ml de muestra de néctar con ayuda de una pipeta volumétrica tamaño 10 con ayuda de un matraz (Erlenmeyer) por consiguiente se añadió entre 2 a 3 gotas del indicador como fenolftaleína y se tituló con una solución de hidróxido de sodio al 0.1 hasta poder saber el cambio de coloración; estos resultados que se van a encontrar se tuvieron en relación con la normativa (NTE INEN 2337, 2008).

El pH se determinó según la metodología descrita por la normativa (NTE INEN 0389, 1986) con la ayuda de un pH Metro el cual se tomó 50 ml de la muestra a analizar en un vaso de precipitación estéril por lo consiguiente se introdujo los electrodos en la muestra experimental durante 60 s para obtener con la lectura de pH por cada repetición.

Para los grados Brix se midieron los sólidos solubles del néctar de cacao Mocambo.

Colorimetría

Se realizó el análisis mediante un colorímetro al néctar de cacao Mocambo el cual se va introdujo 50 ml de muestra en un vaso de precipitación en donde se estableció las condiciones de simulación de las fuentes de luz mediante la definición de iluminantes, constituidos por emisores físicos de luz, de modo que influyen en la sensación visual del color y dependió del espectro de dicha fuente la calidad de observación del color.

Análisis sensorial

Para conocer la capacidad sensorial del néctar 20 panelistas semi – entrenados con énfasis en los parámetros dulzor acidez apariencia y el nivel de aceptabilidad respecto al dulzor.

Descripción del proceso

Adecuamiento de la materia prima: En esta fase debe comprender una higiene óptima donde se va a realizar la investigación y receptar de manera adecuada el mucilago, es de vital importancia tener en cuenta que un buen manejo previo de las materias primas que se va a utilizar e instrumentos tendría buenos resultados en un néctar de excelente calidad.

Despulpado: En esta etapa se procedió a separar el mucilago de cacao de las almendras y de la placenta de manera inocua.

Tamizado: El cual se utilizó para separar cualquier impureza o agente externo que afecte a la formulación o producto final en el néctar.

Mezclado: Posterior a la obtención de la pulpa del mucilago se mezcló los ingredientes según la formulación, este apartado se realizó con la utilización de una licuadora industrial.

Pasteurización: Se procedió a escoger este método de conservación alimentaria por motivo de los agentes microbiológicos evitando la presencia (Saccharomyces cerevisiae) por motivo que este organismo es termo resistente en el néctar, se aplicó pasteurización de manera moderada a todos los tratamientos a una temperatura de 75 ℃ con una duración de 10 minutos sin afectar su calidad organoléptica.

Envasado: Para esta parte se lo realizó en una temperatura caliente en envases de vidrio de 250 ml, de manera que exista un vacío.

Enfriado: Posterior al envasado se enfrió los envases con hielo, por un lapso de 5 minutos.

Almacenamiento: Se almacenó los envases con contenido, en una refrigeración 4 °C.

3. Resultados y discusión

Caracterización fisicoquímica

En la Tabla 2 se observa los dos factores de estudio en cuestión a las variables fisicoquímicas, como Factor A (Mucílago de Cacao Mocambo ) (25, 50, 100%) y Factor B (Estabilizante) con CMC y sin CMC , teniendo en cuenta que en las variables estudiadas de Factor A y B ,si existió diferencia estadística significativa en la probabilidad de Tukey (p ≤ 0,05), teniendo como resultado en el Factor A (Mucílago) , una concentración de 25 % en donde el mejor tratamiento presenta una viscosidad de 86,34 , turbidez 58,53 , °Brix de 15,22 , pH de 3,77 y una acidez titulable de 0,55 y en el Factor B (Estabilizante) presenta una viscosidad 397,88, turbidez 105,45, °Brix 13,41, pH 3,61 y una acidez titulable de 0,44. Burgos et al. (2019) compro-baron mediante las variables estudiadas físicoquímicas que influye de manera significativa la concentración del mucílago, donde indican que de acuerdo con el porcentaje van a tener variaciones.

En la Tabla 3 se observa en la interacción A*B en las variables fisicoquímicas, donde se puede visualizar diferencia estadística significativa en la probabilidad de Tukey (p < 0,05), donde el mejor tratamiento es el M0fi0 con 25% de mucilago de Cacao Mocambo Theobroma bicolor Hump & Bonpl, con CMC, teniendo así en la variable de viscosidad 69,92 una turbidez 54,37, °Brix de 13,23, pH de 3,45 y una acidez titulable de 0,42. Mendívez & Minchón (2010) realizaron un néctar donde encontraron una viscosidad de 1,125 hasta 1,890. En otra investigación realizada en mucilago de cacao por Loor & Zambrano (2020), encon-traron en la variable de turbidez valores relativamente bajos, es decir la pulpa de los néctares contenía poca viscosidad y densidad inferior a la encontrada por la presente investigación. Vega-Vega et al. (2023) indican que el mucílago contiene sólidos solubles que varían desde 13,50 – 14,47 °Brix, de igual manera indica que los sólidos solubles empiezan a disminuir debido a que durante la fermentación por acción de las levaduras y microorganismos tiende a perder todo contenido de grados brix. Por otro lado, Mendoza et al. (2020) en la investigación realizada por dichos autores encontraron un pH de 7 el cual es superior a los encontrados en la presente investigación. los autores Rojas & Rojas (2019), mencionan que los datos encontrados fueron 0,32 y mencionan que la acidez es la que ocasiona problemas de ácido volátiles y no volátiles, por lo cual una baja acidez será más favorable para el néctar de pulpa de cacao.

En la Tabla 4 se observa los resultados obtenidos en la variable de colorimetría como también el Factor A (25%; 50% y 100% de mucílago de cacao mocambo) y Factor B (con CMC y sin CMC) teniendo en cuenta que en las variables estu-diadas no existió diferencia estadística significati-va en la probabilidad de Tukey (p ≤ 0,05).

Tabla 2

Efecto del Factor A y Factor B en las variables fisicoquímicas

Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p < 0,05).

Tabla 3

Interacción A*B en variables fisicoquímicas

Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p < 0,05).

Por este motivo el Factor A tuvo como mejor tratamiento, una Luminosidad (L) de 38,24, una saturación (a) de -7,81 y un tono (b) -11,62 y en el Factor B (Estabilizante ), Luminosidad (L) de 38,38, una saturación (a) de -7,71 y un tono (b) -11,82. Talens, (2017) indica que las coordenadas de color de Cielab con respecto a luminosidad (a*) que representa los valores rojos (positivos) y verdes negativos y b* que indica el color amarillo cuales son (valores positivos) o azul que presenta (valores negativos) en cuanto a la muestra analizar.

En la Tabla 5 se muestra la interacción A*B en la variable de colorimetría, donde se puede visualizar que no existió diferencia estadística significativa en la probabilidad de Tukey (p < 0,05). Dueñas-Rivadeneira et al. (2022) en su investigación sobre la elaboración de un néctar a base de mucilago de cacao, encontró los siguientes valores L (23,42 a) a*(-1,66 a) b*(7,67); en la comparación de las autoras se puede identificar que existe variabilidad entre la variedad de cacao y muestras de experimentos.

Caracterización sensorial del néctar

Categoría sensorial: olor

En la Figura 1 se presenta los resultados obtenidos en la categoría sensorial de olor, donde se demostró que, la muestra M0Fi0 obtuvo mejor valoración, esto se debe que a menor concen-tración tenga el néctar su olor será más agradable al consumidor. Arciniega & Espinoza (2020) detallan que la categoría sensorial olor influye en el grado de aceptabilidad y calidad del producto final.

Figura 1. Categoría sensorial olor.

Categoría sensorial: textura

Para la textura (Figura 2) se visualiza que el mejor tratamiento fue M0fi0 (Mucílago de Theobroma bicolor al 25% con CMC), debido a que tenía una concentración baja lo cual no es tan viscoso. Según Buste & Zambrano (2017) el néctar realizado contenía una textura viscosa muy alta, misma que para los resultados encontrados en la investigación muestra cierta similitud.

Tabla 4

Efecto simple del Factor A y Factor B de la variable de colorimetría

Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p < 0,05).

Tabla 5

Interacción A*B en variable de colorimetría

Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p < 0,05).

Figura 2. Categoría sensorial olor.

Categoría sensorial: color

En la Figura 3 se observa que el mejor tratamiento fue M0fi0 (Mucílago al 25% con CMC), donde el color que tuvo se debe a la concentración de mucilago, a mayor mucílago de cacao el color se va a incrementar. Arciniega & Espinoza (2020) Manifiestan que el mucílago de cacao posee características fisicoquímicas excepcionales que le confieren propiedades sensoriales como sabor y aroma agradables, lo que quiere decir que al contener esta formulación una alta proporción de este líquido constituye una alta concentración de su sabor natural característico, lo que lo hace muy perceptible en el gusto del consumidor.

Figura 3. Categoría sensorial color.

Categoría sensorial: sabor

Con relación a la categoría sensorial sabor (Figura 4) se muestra que, el mejor tratamiento fue M0fi0 (Mucílago de Theobroma bicolor al 25% con CMC), además, se demostró que, el sabor va a variar de acuerdo con el porcentaje de mucilago que se agregue. Según Bances & Florencio (2020), el sabor es el atributo más apreciado en un alimento, en donde una de las cuestiones fundamentales para el área de alimentos es la calidad percibida por el consumidor.

Figura 4. Categoría sensorial sabor.

Categoría sensorial: aceptabilidad

En la Figura 5 se visualiza que el mejor tratamiento fue M0fi0 con 25% de mucílago y CMC, en donde debido a la baja concentración de mucílago que tiene no va a ver tanta variabilidad en el olor, color, sabor y textura por este motivo siendo más aceptable para el consumidor. De acuerdo con Santana et al. (2019), quienes afirman que, al utilizar mucílago de cacao de la variedad nacional y trinitario en la elaboración de una bebida hidratante, el cacao nacional confiere mayores atributos sensoriales al producto.

Figura 5. Nivel de aceptabilidad.

Conclusiones

Las distintas concentraciones de mucilago de cacao Mocambo Theobroma bicolor Hump & Bonpl y estabilizante influyeron significativamente en las características fisicoquímicas presentando valores para viscosidad (69,92 - 815,05), turbidez (54,37 – 164,92), °Brix (13,23 – 17,50), pH (3,45 – 4,33) y acidez titulable (0,42 – 0,68).  Mientras que la variable de colorimetría no incidió signifi-cativamente, es decir los tratamientos estudiados presentaron totalidades similares. Respecto al análisis sensorial, se demostró que al utilizar 25% de mucilago de cacao Mocambo (Theobroma bicolor Hump & Bonpl.) con CMC como estabilizante se obtiene la mayor aceptabilidad, por lo que, este tipo de cacao silvestre puede ser utilizado como materia prima para la elaboración de productos agroalimentarios que cumplen con los estándares de calidad.

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