Biochemical transformations of cocoa (theobroma cacao l.) during a controlled fermentation process

Resumen Introducción. Las levaduras, las bacterias ácido lácticas y ácido acéticas, involucradas en la fermentación de cacao, son las responsables del consumo de los compuestos en la pulpa para desarrollar los precursores de sabor dentro del grano de cacao. Sin embargo, la fermentación es difícil de controlar por la complejidad de este proceso y las múltiples variables que la afectan, entre ellas la genética del cultivo. Objetivo. Analizar las transformaciones bioquímicas de diferentes grupos genéticos del cacao (Theobroma cacao L.) durante una micro fermentación controlada. Materiales y métodos. Se estableció una metodología de micro fermentación, con un cultivo iniciador de H. opuntiae y Acetobacter spp. en 4 grupos genéticos, obtenidos de clones comerciales del CATIE e híbridos de fincas de Upala. A lo largo de la fermentación se analizaron glucosa, fructosa, etanol, ácido láctico y acético en pulpa y metilxantinas (teobromina y cafeína) y (-)-epicatequina en grano. Resultados. No se encontraron diferencias significativas en el contenido y comportamiento de azúcares, ácidos orgánicos o etanol en pulpa a lo largo de la fermentación, pero sí en el tiempo de fermentación. Se observó una disminución de metilxantinas y epicatequinas, debido a reacciones enzimáticas y no enzimáticas. El contenido promedio de epicatequina resultó ser el compuesto distintivo entre los grupos genéticos del CATIE y cafeína en los cacaos comerciales. Conclusión. La metodología empleada posee un efecto regulador en el comportamiento de algunos metabolitos estudiados en pulpa de diferentes genéticas a lo largo de la fermentación, así como epicatequina y metilxantinas en grano. Abstract Introduction. Yeasts, lactic acid and acetic acid bacteria, involved in cocoa fermentation are responsible for consuming the compounds in the pulp to develop flavor precursors within the cocoa bean. However, cocoa fermentation is difficult to control due to the complexity of this process and the multiple variables that affect it, including the genetics of the crop. Objective. To analyze the biochemical transformations of different genetic groups of cocoa (Theobroma cacao L.) during a controlled micro-fermentation. Materials and methods. A micro-fermentation methodology was developed with a starter culture of H. opuntiae and Acetobacter spp. in 4 genetic groups, grown in the CATIE Clonal Garden and hybrids from different farms in the Upala area. Throughout the fermentation process glucose, fructose, ethanol, lactic acid and acetic acid were analyzed in pulp, and methylxanthines (theobromine and caffeine) and (-)-epicatechin in the bean. Results. No significant differences were found in the content and dynamics of sugars, organic acids and ethanol in pulp throughout the fermentation, but differences were found at fermentation time. A decrease in methylxanthines and epicatechin triggered by enzymatic and non-enzymatic reactions was observed. The average epicatechin content proved to be the distinctive compound between CATIE's genetic groups and caffeine in commercial cocoa. Conclusion. The methodology used had a regulatory effect on the behavior of some of the studied metabolites in pulp of different genetic throughout fermentation, as well as epicatechin and methylxanthines in the bean.