Resumen

Introducción El proceso fermentativo se realiza de distintas maneras y los métodos tradicionalmente más utilizados son la fermentación en canastas, cajas o en montones (Braudeau, 1970). Varios autores han observado además que el volumen de masa y la frecuencia de remoción inciden significativamente sobre los precursores del sabor, de forma que una elevada cantidad de masa y alta frecuencia de remoción incrementan su concentración (Puziah et al., 1998). Las almendras de cacao son ricas en polifenoles (aproximadamente 15 % de peso seco) y alcaloides (hasta 4 %) y estos contribuyen con el sabor y aroma del cacao. Los polifenoles confieren sensación de amargor y astringencia y contribuyen a los olores a verde y afrutado de las almendras, mientras que los alcaloides confieren amargor y están involucrados en la palatabilidad de los alimentos que los contienen, donde la cantidad y proporción de estos grupos de moléculas pueden variar en las almendras por aspectos genéticos y ambientales (Vásquez et al., 2016). En las últimas tres décadas los trabajos de investigación relacionados con la determinación de las propiedades funcionales del cacao se han incrementado de forma apreciable debido a que se reconoció que dicho material vegetal puede considerarse como un alimento funcional gracias a que es una fuente natural de antioxidantes, específicamente polifenoles (Pallares et al., 2016).

Objetivos El objetivo principal es: Caracterizar la cinética de consumo de polifenoles y flavonoides en el proceso de fermentación del cacao (Theobroma cacao L.) y definir una modelización estadística utilizando una regresión múltiple para la predicción de polifenoles y flavonoides en el proceso de fermentación del cacao.

Método El presente estudio se desarrolló en los laboratorios de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos de la Universidad Técnica de Ambato. Tungurahua-Ecuador 2017 y se presentó en tres fases descritas a continuación: Fase 1: Diseño experimental Para el estudio de la fermentación se utilizaron dos variedades de cacao (Nacional y CCN51) y dos fermentadores horizontal y rotatorio). Se utilizaron cuatro tratamientos definidos por un diseño experimental a*b con dos réplicas. Fase 2: Cinética de fermentación Con los datos experimentales de los polifenoles, flavonoides, humedad, pH, acidez, índice de fermentación obtenidos en el proceso de fermentación, se caracterizó la cinética de consumo y se utilizó modelos de regresión polinómica de tercer grado para definir la cinética de todas las respuestas experimentales obtenidas en el proceso de fermentación.Fase 3: Modelización estadística para polifenoles y flavonoides Para el presente estudio estadístico se utilizó un modelo de regresión lineal múltiple, también conocido simplemente como regresión múltiple, es una técnica estadística que utiliza varias variables aclarativas para pronosticar el resultado de una variable de respuesta. El objetivo de la regresión lineal múltiple es organizar la relación lineal entre las variables aclaratorias (independientes) y la variable de respuesta (dependiente) (Krippendorff, 2003).

Principales resultados Cinética de la acidez y del pH en la fermentación La acidez en el tratamiento a0b1 se determinó un valor de porcentaje de ácido acético en las almendras con un valor inicial de 0,008 % donde se observó que el valor de acidez aumentó en función del tiempo de fermentación en cada medición con un valor final de 0,142 % a las 60 horas. La cinética de la acidez en la fermentación está definida para todos tratamientos con un modelo de regresión polinomial de grado tres con coeficientes de determinación superiores 0,9043. Modelos de regresión múltiple para flavonoides Se encontró en los análisis realizados, que el fermentador rotatorio presento la mejor fermentación entre los dos fermentadores evaluados. A diferencia del tipo de fermentador, el tiempo de fermentación provocó modificaciones físicas y químicas que representaron diferencias estadísticas en las dos variedades, observándose que al aumentar el tiempo de fermentación se incrementa los valores de flavonoides y polifenoles principalmente.

Conclusiones La cinética identificada en las propiedades físico-químicas de humedad, pH, acidez, índice de fermentación en el proceso de fermentación del cacao (Theobroma cacao L.), está definida por un modelo de regresión polinómica tercer grado con coeficientes de determinación superior a r2=0,9043. La cinética definida para el consumo de polifenoles y flavonoides en el proceso de fermentación del cacao (Theobroma cacao L.) se ajusta a un modelo de regresión polinomial de tercer grado con coeficientes de determinación superior a r2=0,997 El modelo matemático de regresión múltiple para predecir el contenido de polifenoles define una correlación alta para las tres variables predictoras utilizadas acidez, Índice de fermentación y la temperatura de fermentación con un coeficiente de determinación r2= 0,9734. El modelo matemático de regresión múltiple para predecir el contenido de flavonoides define una correlación alta para las tres variables predictoras utilizadas acidez, Índice de fermentación y la temperatura de fermentación con un coeficiente de determinación r2= 0,9630.