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miércoles, 17 de febrero de 2010

Microbios divinos

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El dios maya del cacao. Las formas ovaladas que le rodean son el fruto del árbol. (fuente)


Theobroma cacao es la denominación científica del árbol del cacao, y lo que significa su nombre genérico es "alimento de los dioses" (del griego theo: dios; y broma: alimento). Si se coge un fruto de dicho árbol y lo abrimos, encontraremos en su interior unas semillas blanquecinas recubiertas de una pulpa pegajosa de sabor dulzón. Si uno se lo lleva a la boca una de esas semillas y la muerde le aseguró que no tendrá una experiencia agradable. Su sabor es muy amargo y desagradable. El fruto necesita ser fermentado y procesado para elaborar el chocolate.



A la izquierda puede verse el aspecto externo de la vaina del cacao. En el centro una vaina abierta mostrando las judías y la pulpa antes de ser fermentadas y secadas. Debajo de ella puede verse el aspecto de las judias secas. A la derecha se muestra el alimento compeltamente procesado: el chocolate. (fuente)



Los que descubrieron la fermentación del cacao fueron los indios mesoamericanos hace unos 3.000 años. Dicho proceso casi no ha sufrido modificaciones desde entonces. El árbol del cacao produce unas grandes vainas que contienen entre 30 a 40 semillas rodeadas por una pulpa pegajosa. A las semillas se las conoce generalmente como "judías". Cuando las vainas están maduras se recolectan y se cortan con un machete liberando la pulpa y las semillas para que la fermentación comience lo antes posible. Las vainas así cortadas se amontonan. Tradicionalmente se cubrían los montones con hojas de banano, pero cada vez más frecuentemente se almacenan en unas cámaras de calentamiento para dejarlas fermentar. La inoculación de los microorganismos se produce de forma natural. Es decir, es la microflora de la vaina, de los machetes y de las manos de los trabajadores la que va a producir la fermentación. Los primeros microorganismos que comienzan a crecer son levaduras, en concreto Candida rugosa, Kluyveromyces marxianus y por supuesto Sacharomyces cereviseae. Estas levaduras comienzan a degradar la pectina que rodea a las judías, además de comenzar a fermentar los azúcares de la pulpa produciendo etanol y CO2.




Variación de la composición de la pulpa del cacao durante la fermentación. (fuente)



Debido a la fermentación se produce un calentamiento de la mezcla que provoca la germinación de las semillas. Cuando esto sucede, la planta activa unos genes que sintetizarán enzimas proteolíticas y amilolíticas que comenzarán a degradar los polipéptidos y polisacáridos de reserva de la semilla. La mezcla se remueve para asegurar la homogenización y la aireación. Según avanza el proceso fermentativo la temperatura se va incrementando llegando a alcanzar los 50ºC. Esta temperatura provoca que las levaduras dejen de crecer y sean sustituidas por bacterias lácticas de los géneros Lactobacillus y Streptococcus. Es decir, el crecimiento de un microorganismo cambia las condiciones ambientales permitiendo que otro microorganismo pueda crecer, es lo que se conoce como una sucesión microbiana. El crecimiento de las bacterias lácticas provoca una bajada del pH, que junto con la aireación permite el crecimiento de bacterias acéticas de los géneros Acetobacter y Gluconobacter, que aprovechan el etanol para producir ácido acético.




Sucesión microbiana durante los días que dura la fermentación del cacao. (fuente)



Este es un punto clave del proceso. El acético provoca una bajada mayor del pH que junto con el calor de la fermentación, acaba matando a los brotes del interior de las semillas pero no inactiva a las enzimas líticas que han sido producidas por dichos brotes. Estas enzimas siguen funcionando y degradando los polímeros presentes en las judías y en la pulpa originando péptidos y carbohidratos que contribuirán al sabor final del chocolate. Además, los microorganismos presentes en la fermentación originan ésteres del acetato a partir del acético, que darán al chocolate su peculiar sabor.


La fermentación dura unos 5 a 7 días y al final de dicho proceso podemos tener una concentración de hasta 108 microorganismos por gramo. Si la fermentación se para muy pronto el chocolate será demasiado amargo. Si se pasa, el pH comienza a aumentar y esto permite que crezcan microorganismos como Bacillus o Aspergillus, con grandes capacidades degradativas ya que producen proteasas y lipasas. En ese caso tenemos un problema porque las lipasas comienzan a destruir las semillas liberando ácidos grasos de cadena corta lo que provocará la aparición de sabores extraños. Si se permite proseguir la fermentación el pH se va acercando a 7 lo que permite el crecimiento de Pseudomonas, Enterobacter y Escherichia, lo que puede echar a perder todo el producto.



Sucesión de los diferentes grupos microbianos de la fermentación del cacao. La fuente de las imágenes está incluida en el texto principal.


Después de la fermentación, las judías se esparcen para secarlas. Tradicionalmente se hace al sol, pero también se usan hornos de secado. En estas condiciones se favorece el crecimiento del hongo miceliar Geotrichium, que transforma el ácido láctico en succínico. Durante el secado las judías adquieren un color marrón. Es en esta forma como son exportadas desde los países productores a los países fabricantes de chocolate.




Secado de las judías del cacao (fuente)



Cuando llegan las judías a las fábricas se tuestan a 121ºC, lo que reduce aún más el gusto amargo al producirse reacciones de caramelización (reacciones de Maillard). Además, con esto se consigue eliminar a los microorganismos presentes en las semillas. Las judías se muelen y el resultado es cribado para separar los pellejos de los cotiledones. Los pellejos suelen ser usados para el compostaje o para elaborar mantecas de cacao de baja calidad. Los cotiledones se llevan a unos molinos para ser triturados a una temperatura de unos 70ºC durante unas 48 horas. Con este proceso se consigue que la manteca de cacao se licúe y libere del interior. Al finalizar tenemos una suspensión formada por la manteca y los sólidos de la judía conocida como "licor de cacao". Esta suspensión puede ser usada para alimentación pero para la elaboración del chocolate se debe de separar la fase sólida de la manteca, calentando a 100ºC y realizando un prensado y filtrado posterior.




Maquina tradicional para la molienda del cacao (fuente)



La manteca tiene un aspecto amarillento y puede ser usada, además de para alimentación, para la elaboración de cosméticos. A los sólidos se les conoce como pasta de cacao y es donde reside casi todo el sabor del alimento. Sin embargo en ese estado es completamente indigerible. La pasta es molida para ser usada posteriormente. El chocolate es una mezcla de manteca de cacao, pasta de cacao y azúcar. A mayor proporción de pasta y menor cantidad de azúcar, mejor calidad del chocolate. Pero en esta parte final también es muy importante el proceso de mezcla de esos tres componentes. En primer lugar viene el conchado, la mezcla caliente se bate durante varias horas o días, pues la fricción y el calor liberan compuestos volátiles que mejorarán el sabor. El nombre le viene dado porque las antiguas artesas diseñadas por Rodolphe Lindt, donde se llevaba a cabo la operación, tenían forma de concha. El último paso es el proceso de templado. Cuando el chocolate se enfría y solidifica, la manteca se cristaliza. Si no lo hace correctamente el chocolate se vuelve demasiado frágil o demasiado duro. En este proceso, el chocolate fundido a 47ºC se enfría hasta los 27ºC. De esa forma se evita que se formen grandes cristales que causan la fragilidad. Luego se calienta hasta los 31ºC pues esa temperatura las grasas forman un tipo de cristal que dará el aspecto brillante y crujiente característico del chocolate.




Maquina tradicional y moderna para el concheado de chocolate (fuente)



Fuentes bibliográficas:

The microbiology of chocolate
The microbiology of cacao


ResearchBlogging.orgSchwan RF, & Wheals AE (2004). The microbiology of cocoa fermentation and its role in chocolate quality. Critical reviews in food science and nutrition, 44 (4), 205-21 PMID: 15462126

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2 comentarios:

Jape dijo...

¿Tienes información sobre el proceso que se lleva a cabo con el Chocolate para beber en Colombia?. Se realiza aún una barra de sabor amargo, sin azucar y alto contenido graso, que no he visto en otra parte de latinoamérica.

Manuel Sánchez dijo...

Hola Jape. Pues lo siento, pero no tengo ni la más remota idea. Supongo que es una de las muchas formas de procesado de las judias ya tostadas. Quizás la compañía que las produce tenga una página web y allí esté la información.