Manual de control de calidad en laboratorio y centro de acopio

El proyecto “Mejoramiento de calidad de grano seco de cacao nacional a través del uso de energías renovables durante la post cosecha, para el beneficio de productores indígenas del norte paceño” es apoyado por el Programa Alianza en Energía y Ambiente con la Región Andina (AEA) del Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA), con el aporte financiero del Ministerio de Asuntos Exteriores de Finlandia (MAEF). El Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA) a través del Programa Alianza en Energía y Ambiente con la Región Andina (AEA), percibió la necesidad de facilitar un espacio de intercambio de conocimientos, experiencias y debate acerca de la inclusión de energías alternativas y medidas de eficiencia energética como alternativa para mejorar el hábitat e incrementar el desarrollo productivo de zonas rurales y periurbanas, que pueda ser replicada por los actores interesados. Las ideas, planteamientos y formas de expresión de este documento son propios de los autores y no representan necesariamente la opinión del IICA, AEA o el MAEF.

Manual de control de calidad en laboratorio y centro de acopio

Manual de control de calidad en laboratorio y centro de acopio Primera edición: Enero 2015 Editor: Wildlife Conservation Society (WCS) Autores: Elsa Alcocer (Laboratorio de Análisis y Servicio de Asesoramiento en Alimentos S.R.L.) Ximena Sandy (WCS) Colaboradores: Juan Carlos Espinoza (WCS) Omar Mejía (Asociación Chocolecos) Abel Pérez (WCS) Noel Huanca (WCS) Fotografías: Juan Carlos Espinoza (WCS) Ximena Sandy (WCS) Abel Pérez (WCS) Diseño Gráfico y Diagramación: SALINASANCHEZ S.R.L. Impresión: Artes Gráficas Sagitario S.R.L. Impreso en Bolivia

B. Pruebas durante el fermentado

Contenido Introducción 6 Consideraciones iniciales

7

Conceptos y definiciones

8

Métodos de muestreo 9 A. Muestreo primario

9

B. Muestreo compuesto

9

C. Reducción de muestra por método de cuarteo

10

Contenido de humedad

11

A. Método con horno

11

B. Método con humedímetro digital

12

Determinación del grado de fermentación 13 A. Pruebas antes del fermentado

13

A.1  Determinación del pH

13

A.2  Determinación de sólidos solubles (SS) 14

14

B.1  Pruebas físicas de control

14

B.2  Prueba del aro café

14

B.3  Prueba de la vacuola

16

B.4  Prueba de pH

16

B.5 Temperatura

18

C. Pruebas en grano seco

19

C.1  Prueba de agua

19

C.2  Prueba de corte

20

C.3  Prueba de la vacuola

24

C.4  Prueba de pH

24

Determinación de contenido de impurezas

25

Determinación del porcentaje de testa o cascarilla 26 Determinación del rendimiento de grano 27 Determinación del peso del grano 28 Índices de calidad 29 Registros y reporte de resultados 30 BIBLIOGRAFÍA

31

Anexo 1. Registros para el control de calidad de grano fresco 32 Anexo 2. Registros para control de calidad durante el proceso de fermentación 33 Anexo 3. Registro de control de calidad en grano seco 34 Anexo 4. Reporte de resultados

37

Introducción

El cacao nacional o nativo además de constituirse en un recurso genético importante para el desarrollo de estrategias de sostenibilidad en áreas de importancia para la conservación de la biodiversidad en el planeta, representa una alternativa económica para los agricultores de la región amazónica en Bolivia. El cacao en los mercados del mundo se divide en dos tipos: el corriente y el fino, el primero se usa para extraer manteca de cacao para las industrias farmacéutica, alimenticia y cosmetología y representa el 96% del cacao producido a nivel mundial. El 4% restante es el cacao fino utilizado para hacer chocolates finos, dark y gourmet, esta variedad se produce casi de forma exclusiva en América, solamente Madagascar, Papua Nueva Guinea e Indonesia son países que producen cacao fino fuera de América. El principal productor de cacao fino es Ecuador con el 69% de la producción mundial. La calidad del cacao está determinada por el genotipo, el clima y los suelos donde se cultiva, el manejo de las parcelas y la tecnología que se utilice en la post cosecha. Son estos dos últimos factores donde podemos ejercer control directo para mejorar la calidad. El cacao nacional o nativo, tanto silvestre como cultivado tiene atributos organolépticos que potencialmente podrían situarlo entre los mejores del mundo. Prueba de ello está el logro de la Asociación de Productores Agroforestales de la Amazonia Boliviana (APARAB) que fue premiado entre los 15

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mejores del mundo en la competencia “Cacao of Excellence, realizado en Paris en octubre 2013. En consecuencia, bien manejada, la gestión de calidad de un grano élite como el silvestre amazónico, puede ayudar a una organización a obtener premios importantes para mejorar los ingresos de sus asociado o por el contrario echar por tierra todo el esfuerzo realizado. Este manual tiene por objetivo apoyar la implementación de un sistema de control de calidad in situ y aportar al desarrollo de capacidades de productoras y productores de cacao. Fue elaborado en el marco del proyecto “Mejoramiento de la calidad de grano seco de cacao nacional a través del uso de energías renovables durante la post cosecha, para el beneficio de productores indígenas del norte paceño” ejecutado por Wildlife Conservation Society (WCS) y Soluciones Prácticas, con el apoyo del Programa Alianza en Energía y Ambiente con la Región Andina (AEA) del Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA), con el aporte financiero del Ministerio de Asuntos Exteriores de Finlandia (MAEF). Las pruebas y métodos descritos han sido efectuados en el laboratorio de la Asociación de Productores de Cacao Nativo Ecológico del Pueblo Leco de Larecaja- Chocoleco en un taller impartido por la Ingeniera Elsa Alcocer, especialista en control de calidad, del laboratorio de análisis y servicio de asesoramiento en alimentos LA y SAA srl.

Consideraciones iniciales

El laboratorio de control de calidad es el espacio donde se realizan los análisis de los parámetros de calidad del cacao, fundamentalmente el control de las variables de fermentación y secado del cacao para la determinación del grado comercial y rendimiento del grano. La funcionalidad de un laboratorio depende netamente de la comodidad de los analistas para realizar sus actividades y también de los materiales e insumos necesarios para trabajar, así como establecer normas de seguridad. Desde el punto de vista de la garantía de la calidad, resultados erróneos pueden deberse a la contaminación de los materiales de ensayo (por ejemplo a causa del polvo) o a la contaminación cruzada con otra muestra. Por ello, la limpieza debe estar incluida como un proceso esencial del laboratorio. Es muy importante que el laboratorio cuente con agua y su correspondiente desagüe para lavar y limpiar el material de laboratorio, con un estante o cajonería para almacenar los materiales de vidrio, los cuadernos de registro e incluso la ropa protectora. Asimismo deberán contar con un extinguidor de incendios y un botiquín de primeros auxilios. También desde el punto de vista de la calidad, es conveniente que las características del diseño eviten la acumulación de polvo, ya proceda éste de fuentes ambientales o de las muestras. La contaminación de los materiales de ensayo con polvo suele ser esporádica y desigual por lo que probablemente se pasará por alto

en las comprobaciones normales del control de calidad. Para tratar de evitar el polvo, se sugiere utilizar estantes o cajonería con puertas de cristal para los materiales de vidrio, la encimera del banco de trabajo se mantendrá libre de aparatos “fijos” innecesarios, las superficies de trabajo se deben limpiar periódicamente con paños absorbentes. Limpieza: 1. La limpieza del suelo, superficies verticales (armarios, estantes, ventanas y puertas) y superficies horizontales (mesas de trabajo y estanterías) y refrigerador. 2. Control de plagas (especialmente cuando se guardan muestras y no se hace buen manejo, éstas atraen polillas y gorgojos). 3. Los operadores deben utilizar guardapolvo, gorro, guantes y barbijo, para evitar la contaminación cruzada. Medidas de seguridad: 1. Evitar el uso de ropas sueltas y joyería. Sujetarse el pelo largo, usar indumentaria adecuada. 2. Desconectar los servicios del laboratorio (energía eléctrica y agua) cuando no se usen. 3. Mantener la zona de trabajo siempre limpia y ordenada, con todos los recipientes etiquetados con su contenido. 4. Mantener siempre libre las puertas, no bloquearlas ni siquiera temporalmente.

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Conceptos y definiciones Calidad de grano de cacao: Conjunto de

Muestra primaria: Es la cantidad de granos

pH: Es la concentración de los iones de

características organolépticas, físi-

que se toman de un saco por una

hidrógeno (H+). Los ácidos fuertes

cas y químicas del grano de cacao

sola vez.

tienen altas concentraciones de io-

que le permiten alcanzar los estándares o requisitos establecidos por los mercados. Control de calidad: Conjunto de procedimientos que se aplican para el logro adecuado de los indicadores de calidad, a partir de una muestra representativa Muestra: Grupo de granos extraídos de un lote, que sirve para obtener la información necesaria y que permite apreciar una o más características de ese lote.

Muestra compuesta: Mezcla de todas las muestras primarias de un lote. Muestra reducida: Es la cantidad de granos que se obtienen a partir de la muestra compuesta, con un método estandarizado, por ejemplo cuarteo. Muestra de laboratorio: Es la cantidad de

nes de hidrógeno y los ácidos débiles tienen concentraciones bajas. El pH, entonces, es un valor numérico que expresa la concentración de iones de hidrógeno. Grados Brix: Los grados Brix miden la cantidad de sólidos solubles presentes en un jugo o pulpa expresados en porcentaje de sacarosa.

grano obtenida de la muestra reducida para enviar al laboratorio. Muestra de ensayo: Es parte de la muestra de laboratorio que se usa para un ensayo. Lote: Cantidad de un producto elaborado en un mismo ciclo, está integrado por unidades homogéneas.

Partes del grano de cacao que se mencionan en el manual:

Pulpa mucílago

Cáscara o testa

Cotiledón

Embrión

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Métodos de muestreo El muestreo correcto es una operación clave para la validez de los resultados y debe realizarse de manera cuidadosa y sistemática para que la muestra sea representativa.

A. Muestreo Primario Se realiza en sacos de grano seco de cacao.

• Materiales ›› Saca muestras. ›› Saco de yute limpio. ›› Bolsas de plástico.

• Procedimiento: a. Con el sacamuestras tomar 100 gramos de cada tercio del saco de grano de cacao y colocarlo en un saco limpio o una bolsa si solamente se va a muestrear 1 saco. En total se tendrán 300 g.

100 g. Sacamuestras 100 g.

100 g.

El número de muestras primarias variará según el tamaño del lote. Tamaño del lote (número de sacos) 2-8 9-15 16-25 26 -50 51-90

Número mínimo de muestras primarias 2 3 5 8 13

Fuente: Extraído de NTE INEN 177:95.

B. Muestreo Compuesto El muestreo compuesto se forma con la mezcla de muestras primarias de un lote.

• Materiales: ›› Sacos de yute limpio.

• Procedimiento: a. Mezclar muy bien todas las muestras primarias en un saco limpio.

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C. Reducción de muestra por método de cuarteo • Materiales ›› Saco de grano con la muestra compuesta. ›› Lona de plástico limpia. ›› Bolsas de plástico nuevas.

• Procedimiento a. Extender en el suelo, sobre una lona de plástico limpia, los sacos de la muestra compuesta y dividirla en 4 cuadrantes. b. Eliminar dos cuadrantes diagonalmente opuestos. Levantar los dos cuadrantes que quedan y volver a mezclar. Esta mezcla reducida nuevamente colocarla sobre el suelo, dividirla en 4 cuadrantes, eliminar los cuadrantes opuestos. c. Repetir la acción hasta obtener la cantidad de muestra compuesta que se requiera (1.500 g). De la muestra reducida se obtendrá la muestra de laboratorio y de ésta la muestra de ensayo. AyD A

B

C

D

A

D

Etiquetado de muestras Las muestras reducidas se colocan en bolsas de plástico nuevas, se sellan y se etiquetan con la siguiente información: Fecha: Número de lote Cantidad de sacos del lote Procedencia Peso de la muestra

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Contenido de humedad Al finalizar la fermentación, el grano tiene un contenido de humedad de aproximadamente 60%, que debe ser reducido hasta un valor próximo a 8%, para evitar el desarrollo de mohos que deterioran la calidad del cacao y facilitar su almacenamiento, transporte, manejo y comercialización del cacao. Si se reduce la humedad a niveles menores de 6%, la cáscara se vuelve quebradiza y representa pérdidas económicas. Asimismo, si la humedad se encuentra por encima del 8% existe el riesgo del desarrollo de hongos durante el almacenamiento. La determinación de la humedad se puede realizar a nivel de centro de acopio con dos métodos.

A. Método con horno Método descrito por Gutiérrez (2007).

• Materiales y equipos ›› Horno 200°C. ›› Crisoles. ›› Balanza de precisión.

• Procedimiento: a. Pesar aproximadamente 10 g de muestra de granos enteros, tarar la balanza con el crisol de vidrio, colocar la muestra y registrar el peso. b. Ingresar al horno a 105 +/-2 °C por 6 horas en el crisol. Sacar la muestra y pesar en caliente. Realizar al menos 2 repeticiones y registrar la humedad promedio. Fecha

Cod. Muestra

Repetición

Peso inicial Pi

10/03/14 11/03/14

001 001

1 2

9,8 g 9,5 g

Hora de ingreso al horno 7:00 7:00

Hora de salida del horno

Peso final

13:00 13:00

9,11 8,83

Con los datos obtenidos realizar el siguiente cálculo: % H = (Pi – Pf) x 100 Pi Donde: %H = Porcentaje de la muestra. Pi = Peso inicial de la muestra. Pf = Peso final de la muestra. Ejemplo:

%H1= (9,8-9,11) *100 = 7,04% %H2 =(9,5-9,06) * 100 = 7,05% 9,8 9,5 %H promedio= 7,04 + 7,05 = 7,045 2

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B. Método con humedímetro digital En el mercado existen varias marcas y equipos para medir humedad de diferentes tipos de granos que proporcionan resultados rápidos y precisos. Describimos el procedimiento del humedímetro GEHAKA AGRI Mod. G600, equipo que dispone la Asociación Chocoleco.

• Materiales y equipo ›› Humedímetro para grano de cacao. ›› 100 g de muestra de grano seco.

• Procedimiento: a. Conecte el equipo y espere a que los datos de la pantalla se equilibren.

b. Arme el conjunto de la balanza del equipo y seleccione en la pantalla “cacao”, desplazando las flechas de izquierda a derecha, y cuando este aparezca presione la tecla central “YES”.

c. Coloque la muestra en la cubeta de pesaje hasta que el brazo de la balanza alcance el nivel horizontal.

d. En la pantalla le darán la opción de verter la muestra. Vaciar la muestra en la tolva y esperar algunos segundos.

e. En la pantalla aparece el % de humedad y la temperatura del grano.

f. Registrar el dato en la planilla. Repetir la operación con otros 100 g de la misma muestra y promediar el % de humedad. Fecha 10/03/14 11/03/14

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Lote 1 1

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Cod. muestra 0001 0001

Repetición 1 2

% humedad 7.5 7,2

Temperatura 7:00 7:00

Determinación del grado de fermentación La fermentación es un proceso fundamental y decisivo para obtener un grano de buena calidad. Una buena fermentación se logra controlando la calidad del grano desde la cosecha, seleccionando mazorcas maduras y sanas. En el desconchado, la apertura de la mazorca no debe dañar a los granos y durante el desgranado se deberán separar la guía, los granos germinados, vacíos y enfermos de los sanos. Al cajón fermentador deben entrar los granos seleccionados. Para asegurar la calidad del fermentado se recomienda hacer pruebas antes y durante el fermentado. El control del fermentado del grano seco permite la evaluación final de su calidad para generar los reportes de calidad.

A. Pruebas antes del fermentado Estas pruebas nos permiten asegurar que la pulpa o mucílago de los granos frescos tengan un adecuado contenido de sólidos solubles, entre 14 y 20 °Brix y un pH óptimo, entre 3–3,5 (Shaposnikova, 1951 y Steven et a, 1993). Estos rangos aseguran que el grano fresco tiene la suficiente cantidad de azúcares para ser transformados durante la fermentación y el pH ácido para el desarrollo de los microorganismos al inicio de la fermentación. Tanto el pH como los grados Brix se deben medir a la llegada al centro de acopio y a las dos horas.

A.1  Determinación del pH Prueba descrita por Stevenson et al (1993).

• Materiales y equipos ›› ›› ›› ››

pH-metro. Agua destilada para lavar los electrodos del pH-metro. Malla de algodón. Muestra de granos frescos de cacao.

• Procedimiento a. Colocar en una malla de algodón granos frescos de cacao y exprimir el jugo en un vaso de precipitados. b. Colocar el electrodo directamente sobre el jugo, esperar que se estabilice al menos un par de minutos y registrar la lectura. Fecha

Hora

Lote

Cod. Muestra

pH

°Brix

10/03/14

6:00

001

1

3,5

11

11/03/14

8:00

001

2

3,3

12

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A.2  Determinación de sólidos solubles (SS) • Materiales y equipos

›› ›› ›› ›› ››

Brixómetro. Malla de algodón. Gotero. Un vaso de precipitados. Muestra de granos frescos de cacao.

• Procedimiento a. Colocar granos frescos con pulpa de cacao en una malla de algodón y exprimirlos en un vaso de precipitados hasta obtener 3ml de jugo. b. Depositar con gotero una gota en el prisma, cerrar la tapa y dirigir el instrumento hacia la luz para realizar la lectura y registrar.

c. Limpiar con agua limpia y secar el prisma para cada lectura.

B. Pruebas durante el fermentado B.1  Pruebas físicas de control Se refiere a los cambios de aspecto y coloración que se llevan a cabo durante la fermentación y nos indican el momento óptimo para detener el proceso de fermentado. En la figura 1 se presenta una guía para detectar los cambios internos y externos de un periodo completo de fermentación.

B.2  Prueba del aro café Entre la testa y el cotiledon aparece un aro de color café. Esta prueba se realiza a partir del tercer día.

• Materiales ›› Granos de diferentes partes del cajón.

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• Procedimiento ›› Separar 5 granos de la muestra, cortar longitudinalmente y observar la aparición del aro café. Si 4 de los 5 granos tienen el aro en el borde del cotiledón, el proceso de fermentado ha concluido.

Figura 1. Transformación interna y externa del grano de cacao durante la fermentación Día 1

Día 2

Día 3

Día 4

Día 5 (punto ideal)

Día 6

Día 7

Día 8

Fuente: J. Carlos Antezana (2014).

Aspecto externo del grano Cambio de color de blanco a marrón, grano hinchado.

Aspecto interno del grano Al inicio el embrión está vivo y el cotiledón tiene color violeta, al terminar la fermentación la estructura es quebrada y de color café.

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B.3  Prueba de la vacuola La prueba de confirmación de la muerte del embrión indica claramente el grado de fermentación, la vacuola rota se muestra primeramente emanando un globo de aire, que luego se tiñe de otro color y lanzando un pigmento que enturbia la placa. El total de vacuolas rotas indican que el cacao está bien fermentado, es decir se produjo ácido acético a altas temperaturas, lo que provoca la muerte del embrión y químicamente da el paso a la producción de enzimas que dan el sabor amargo y la astringencia del cacao. La prueba de la vacuola rota se debe realizar a partir del cuarto día de fermentación.

• Materiales y equipos ›› ›› ›› ››

Estilete o bisturí. Lupa. Aceite de inmersión o glicerina, también se puede utilizar aceite de bebé. Granos en proceso de fermentación.

• Procedimiento a. Seleccionar granos de diferentes lugares del cajón fermentador hasta tener un número representativo de 10 granos. b. Dividir el grano longitudinalmente y colocar las dos mitades una al lado de la otra. c. Cubrir con aceite una de las mitades del grano. d. Observar y comparar las dos mitades con la ayuda de una lupa. e. Determinar el porcentaje de vacuolas rotas. Una vacuola intacta se presenta como un punto violeta. Una vacuola rota libera el material celular, incluido el pigmento de manera difusa. El resultado se reporta como el porcentaje de vacuolas rotas.

B.4  Prueba de pH El pH es un indicador muy confiable de la evolución del proceso de fermentación y es recomendable hacer las pruebas en el grano a partir del tercer día. El método es el descrito por Stevenson et al, (1993). El pH de los cotiledones del grano antes de la fermentación es de alrededor de 5,5. Después de la fermentación el pH debe llegar a valores alrededor de 6,6. Valores de pH = 7 indican sobrefermentación. La medición de pH se debe realizar a una temperatura de 25°C y con agua destilada o agua limpia previamente hervida para evitar la interferencia de las sales carbonatadas del agua.

• Materiales y equipos ›› ›› ›› ›› ›› ›› ››

pH-metro y muestras buffer de pH 4 y 7. Balanza analítica. Matraz Erlenmeyer de 100 ml. Varilla de vidrio. Agua destilada o agua hervida limpia. Estilete. 33 cuartos de grano de cacao sin cáscara tomados de diferentes partes del cajón fermentador. ›› Hornilla.

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• Preparación de la muestra a. Tomar muestras de grano de diferentes partes del cajón fermentador (a partir del cuarto día). b. Dividir las muestras en 3 grupos y obtener 11 granos de cada muestra. c. Hacer un corte longitudinal superficial y separar la testa o cáscara del grano. d. Cortar los 33 granos en 4 partes. e. Pesar 33 cuartas partes y colocar en un matraz Erlenmeyer.

• Procedimiento a. Calibrar el pH-metro con solución buffer 7. b. Calentar el agua a 25°C y añadir en el matraz con los granos un volumen equivalente a dos veces el peso de los granos (Relación 1:2), removiendo con una varilla.

Matraz con 33 cuartos y agua

Ejemplo: Si los 33 cuartos pesaron 7 gramos, le añadimos 14 mililitros de agua.

c. Se mide el pH con el electrodo del pH-metro, esperar a que la lectura se estabilice y registrar.

d. Después de la lectura llevar el pH-metro en un recipiente de agua destilada para neutralizar las muestras y no crear errores aleatorios.

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B.5  Temperatura El control de temperatura debe realizarse diariamente durante todo el proceso de fermentado. Es un indicador fácil de medir y preciso. El volteo se debe iniciar cuando la masa alcance alrededor de 45°C, a partir de este punto la temperatura se incrementa hasta valores cercano a 50°C para luego disminuir bruscamente a 40°C, momento en que debe suspenderse la fermentación en el cajón.

• Materiales ›› Un termómetro con punzón.

• Procedimiento a. Realizar las medidas a la misma hora. Es recomendable a medio día antes de iniciar el volteo. b. Tomar la temperatura en la superficie y en el centro del cajón. Fecha 10/03/14

Hora

Lote

Cod. Cajón

Repetición

Temperatura Superficie

Temperatura centro

12:00

001

001-1

1

35°C

33°C

12:00

001

001-1

2

33°C

32°c

12:00

001

001-1

3

33°C

32°C

Promedio

33.66°C

32.33°C

Se deberán realizar controles en cada proceso de fermentación, ya que los días requeridos pueden variar según el contenido de azucares, pH, variedad, temperatura ambiental y otros.

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C. Pruebas en grano seco Las pruebas en grano seco tienen por objeto establecer la calidad final del grano y elaborar el reporte de calidad, ya sea por lote o el consolidado de todos los lotes. Este reporte permite clasificar el grano de cacao y establecer condiciones concretas para negociar con el comprador.

C.1  Prueba de agua La prueba del agua es de resolución rápida aplicada fundamentalmente a los granos fermentados, para determinar si están bien o mal fermentados: Los granos mal fermentados tienen una estructura compacta, con densidad mayor que los granos bien fermentados, ya que el proceso de fermentación libera ácido láctico y ácido acético, dejando en la estructura del grano espacios intermoleculares que al momento del secado quedan huecos, por ende los granos son más ligeros y flotan. En los granos sobrefermentados los espacios intermoleculares son más amplios, casi como surcos, y el grano es mucho más liviano y también flota. Por lo tanto esta prueba nos indica la cantidad de granos que no están fermentados, pero no diferencia los sobrefermentados.

• Materiales y equipos ›› Probeta de 1.000 ml. ›› Litro de agua limpia ›› 100 granos de cacao seco

• Procedimiento a. Colocar el agua en la probeta

c. Voltear la probeta tapando con la mano

b. Añadir los granos

d. Esperar a que se estabilice y contar los granos que flotan y los que se decantan

Los granos que flotan corresponden a los granos fermentados y sobrefermentados y los que quedan en el fondo (decantan), son los granos mal fermentados. Si los granos en el fondo son más de 4, nos está indicando que el proceso de fermentado no ha sido el adecuado.

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Para expresar el % de fermentado, se hace la siguiente relación: % F = (NF *100) 100

Donde: %F = Grado de fermentación en %

NF = Número de granos que flotan en la probeta

Ejemplo: Si de los 100 granos 97 están flotando, el % F = 97%.

C.2  Prueba de corte La prueba de corte es el análisis más utilizado para controlar y reportar la calidad de grano seco. Es recomendable realizarla máximo hasta los 30 días después de terminado el proceso de secado, para evitar el riesgo de la oxidación del grano, que se expresa en granos de color café o marrón, y que confundan los granos sobrefermentados con los granos bien fermentados. Es una prueba que requiere que el operador sepa muy bien diferenciar las características que tiene que evaluar.

• Materiales ›› ›› ›› ›› ››

Estilete o navaja para cortar los granos. Lámpara fluorescente. Lupa. Tabla de color blanco dividida en 100 cuadriculas de 2 cm2 cada una. 300 granos de la muestra de laboratorio para 3 repeticiones por muestra.

• Procedimiento a. Tomar 100 granos al azar de la muestra de laboratorio. ›› Examinar grano por grano las características externas y organolépticas. Característica

Deseables chocolate, aromático y agradable

No deseables Sin olor: grano no fermentado Olor a vinagre: grano mal fermentado

Color por fuera

Café oscuro

Amarillo rojizo o amarillento Negro implica sobrefermentación

Consistencia del grano

Fácil de quebrar

Muy duro, se requiere una navaja

Consistencia de la testa o cascarilla

Fácil de quebrar y desbaratar con los dedos

Difícil de arrancar con las uñas, se requiere una navaja

Olor

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›› Examinar los defectos externos. Defecto Granos infestados o dañados por insectos Granos germinados Granos enmohecidos Granos vacíos

Descripción Granos que han sufrido deterioro por acción de los insectos (perforaciones, picados) Grano que ha sufrido deterioro por el proceso de germinación Granos que han sufrido deterioro total o parcial por la acción de hongos Granos atrofiados que al partirlos no tienen cotiledón

Granos chusos o arrugados

granos que no tienen la suficiente cantidad de cotiledón

Granos múltiples o pegados

Dos o más granos pegados por restos de mucílago

Granos contaminados

granos Contaminados por agentes externos (pintura, plásticos, cabellos, etc.)

›› Registro.

Control de grano seco características externas Fecha: Lote: Responsable:

Grano

Olor

Color

Daño Insectos

Moho

Múltiple

Contaminado

Vacío

Chuso

1 2 3 ….. 99 100 Total

›› Cortar longitudinalmente cada uno de los 100 granos, para de exponer la máxima superficie de los cotiledones. Colocar las dos mitades en cada una de las cuadrículas del tablero blanco y observar cada mitad a la luz del día o con luz artificial.

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Cada uno de los granos debe clasificarse en una sola categoría. Cuando hay más de un defecto, el grano se clasificará en la categoría más sobresaliente. El orden decreciente de los defectos es: a) Grano con moho. b) Pizarroso. c) Aplanado, ataque de insectos, germinado.

Ejemplo: Si el grano esta enmohecido y además tiene ataque de insectos, se clasifica en a) grano con moho.

La figura 2 es una guía de las categorías para clasificar en la prueba de corte.

Tabla de clasificación de granos de cacao

Grano fermentado

Grano semifermentado

Grano violeta

Grano sobrefermentado

Grano pizarroso

Grano enmohecido

Grano germinado

Grano con insectos

Grano plano y quebrado

Fuente: Acebey y Rodríguez, 2002

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Categoría

Descripción

Bien fermentados

Granos de color marrón o café. Poseen una fermentación completa, los ácidos acéticos y lácticos han penetrado los cotiledones con el fin de matar al embrión y romper las vacuolas de pigmentación. Normalmente estos granos están muy hinchados y los cotiledones no son compactos, el grano contiene una cavidad dentro de los cotiledones y la testa está suelta. La calidad del sabor y aroma del grano es superior y muy deseable para la producción de chocolate.

Semifermentados

Son de color marrón y violeta. Esta combinación de colores indica una fermentación parcial, los ácidos no han penetrado totalmente y una porción de las vacuolas de pigmentación están intactas. Los granos pueden estar hinchados con una pequeña cavidad interior, los cotiledones no son compactos y la testa está relativamente suelta. La calidad del sabor y aroma es regular, pero aprovechable para producir chocolate.

Violetas

En estos granos no se ha dado la fermentación, por lo que no aparecen los efectos de los ácidos provenientes de la pulpa. Los granos no están hinchados y la apariencia interna es compacta. No es posible aprovechar el grano para la industria chocolatera

Pizarrosos

Color de pizarra o gris, son granos no fermentados. Representa un defecto muy serio.

Con moho

La presencia de moho dentro los cotiledones destruyen totalmente el sabor del grano. Las condiciones que promueven la proliferación de hongos incluyen la germinación, quiebre o corte de granos, entrada de insectos, secado no adecuado y almacenamiento en condiciones húmedas (más de 85% de humedad relativa del ambiente).

Infestados

Son todos aquellos con señales de insectos dentro el cotiledón.

Germinados

Provienen de mazorcas posiblemente sobremaduras, es un defecto serio. Durante el almacenamiento hongos e insectos aprovechan el hoyo en la semilla para penetrar dentro de ellas.

Aplanados

Son inútiles para la producción de chocolate ya que el grano casi no tiene cotiledones. Estos granos provienen de cosecha de mazorcas inmaduras

›› Registro.

Control de grano seco, Prueba de corte Fecha: Lote: Responsable: Grano

Fermentados Semifermentados

Violetas

1

X

2

x

Pizarrosos

Con moho

Infestados

Germinados

Aplanados

3 …..

X

99 100 Total

3

Los resultados se expresan en porcentaje Ejemplo: % GV = (# de granos violetas) * 100

% GV = (3) * 100 = 3%

Número de granos de la muestra

100

Donde: %GV = Porcentaje de granos violetas

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El control de una muestra de grano seco fermentado adecuadamente muestra los siguientes resultados (Stevenson et al, 1993): Granos bien fermentados: 65% Granos parcial o totalmente violetas: 35% Granos pizarrosos: 0-2% Si el porcentaje de granos pizarrosos es mayor a 2% y el de violetas es mayor al 35%, el cacao no está bien fermentado. Si existen más del 65% de granos marrones o bien fermentados, significa un alto riesgo de sobrefermentación, lo cual constituye un defecto serio. Si el resultado da un 90% o más de granos marrones, hay sobrefermentación.

C.3  Prueba de la vacuola Se utiliza el procedimiento y materiales descritos en la sección B3. La prueba de la vacuola en grano seco se realiza al momento de establecer el lote de producción, esta prueba puede realizarse hasta 60 días después de terminada la fermentación, después de este tiempo es más difícil ver la disposición de las vacuolas. Si el total de granos presentan la vacuolas rotas, entonces podemos inferir que el grano está bien fermentado.

C.4  Prueba de pH Los materiales y procedimiento son los mismos que se realizan para el grano en fermentación descrito en la sección B4. El pH del grano seco de cacao debe ser de alrededor de 6,6.

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Determinación de contenido de impurezas Las impurezas se definen como materias extrañas a los granos de cacao y se clasifican en dos grupos: a. Impurezas orgánicas: son partes de tallos, hojas y otras materias orgánicas. b. Impurezas inorgánicas: son piedrecillas, arenilla, polvo, tierra y otras materias inorgánicas. Es tolerable hasta un 0,5% de impurezas, expresado en peso seco de grano.

• Materiales y equipos ›› ›› ›› ››

Cápsulas de vidrio. Balanza de precisión. Lámpara fluorescente. 300 gramos de granos de cacao .

• Procedimiento a. Se observa la muestra bajo luz clara y se van separando todas las impurezas en la cápsula de vidrio. b. Pesar las impurezas y calcular el % mediante la siguiente fórmula. % I = pi *100 Pm Donde: %I = Porcentaje de impurezas Pi = Peso en gramos de impurezas Pm= Peso total de la muestra

Ejemplo: Peso muestra: 288 gramos. Peso de las impurezas: 1,9 gramos. %I = 1,9 *100 = 1,7% 288

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Determinación del porcentaje de testa o cascarilla Esta prueba es importante porque nos indica cómo se ha llevado a cabo el proceso de fermentación y secado. Cuando el fermentado no ha sido el adecuado, por ejemplo, se han fermentado granos maduros e inmaduros, se forman sedimentos que no logran convertirse en ácido por falta de maduración (el jugo tiene grado Brix muy bajo y el pH es neutro) y no producen suficiente ácido acético al momento de la fermentación, de modo que la cáscara es gruesa y pesa más.

• Materiales y equipos ›› ›› ›› ›› ›› ››

Balanza de precisión. Mortero y pilón. Cápsulas de vidrio. Estilete. Crisoles. Muestra de 100 granos secos.

• Procedimiento a. Tarar la balanza con crisol para la cascarilla. b. Tomar 100 granos secos sin tostar. c. En un mortero quebrar el grano para separar la testa. d. Retirar la testa o cascarilla de cada grano y colocar en un crisol. e. Registrar el peso de la cascarilla. f. Tarar la balanza con el segundo crisol. g. Pesar los granos sin testa (nibs) y registrar el peso. El porcentaje se calcula con: %T= (Pt *100) Pt + Pn Donde: %T = Porcentaje de la testa (cascarilla) Pt = Peso de la testa en gramos Pn= Peso de los nibs en gramos

Tabla 1. Relación entre peso de grano y porcentaje de testa Peso del grano

Porcentaje de testa

0,5 - 0,7

13,8

0,8 – 0,9

13,1

0,9 – 1,0

12,0

1,0 – 1,1

11,7

1,1 – 1,2

10,8

1,2 – 1,3

11,1

1,3 – 1,4

10,9

Fuente: Rohan T.A. validado por E. Alcocer para cacao híbrido.

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Determinación de rendimiento de grano Es la cuantificación de la masa potencial del grano a ser empleada en un proceso industrial. Se calcula a partir de: ›› Porcentaje de impurezas. ›› Porcentaje de testa o cascarilla. ›› Porcentaje de humedad. %R = (100 - %H - %T - %I) 0,99 Donde: %R = Porcentaje de rendimiento. %H = Porcentaje de humedad. %T = Porcentaje de testa. %I = Porcentaje de impurezas.

Ejemplo: Muestra: % H = 7,0; %T = 12; %I = 1,2 % R = (100 -7 -12 -1,2) = 80%

0,99

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Determinación del peso del grano Es el dato que corresponde a la medida del peso hectolítrito o densidad del grano. Generalmente se lo realiza al momento de acopiar para determinar el tamaño de los granos, antes del zarandeo. Esta determinación guarda relación con la masa potencial del grano de cacao a ser empleado en un proceso industrial, expresado como porcentaje de la masa.

• Materiales y equipos ›› Cápsulas de vidrio. ›› Balanza de precisión.

• Procedimiento a. Tomar al azar 100 granos de la muestra de grano seco. b. Pesar y registrar el peso. Dividir el peso entre 100.

Peso promedio de grano = Peso de 100 granos

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100

Índices de calidad Los índices y rangos de calidad pueden variar según la norma de cada país o según los requisitos que tenga el comprador. El sistema instituido por la FAO es aceptado en todo el mundo: GRADO I. Granos enmohecidos

Máximo 3%

Granos pizarrosos

Máximo 3%

Granos dañados, germinados, aplanados

En total máximo 3%

GRADO II Granos enmohecidos

Máximo 4%

Granos pizarrosos

Máximo 8%

Granos dañados, germinados, aplanados

En total máximo 6%

Fuente: Stevenson et al., 1993

Un norma de referencia es la ecuatoriana de “Cacao Arriba” que se presenta en la Tabla 2.

Tabla 2. Requisitos de las calidades de “Cacao Arriba” según la norma ecuatoriana Requisitos

Unidad

Peso de 100 granos

CACAO ARRIBA

CCN 51

ASSPS

ASSS

ASS

ASN

ASE

g

135-140

130-135

120-125

110-115

105-110

135-140

Granos bien fermentados (mínimo)

%

75

65

60

44

26

65

Granos ligeramente fermenTAdos * (mínimo)

%

10

10

5

10

27

11

Total fermentados (mínimo)

%

85

75

65

54

53

76

Granos violetas (máximo)

%

10

15

21

25

25

18

Pizarrosos (máximo)

%

4

9

12

18

18

5

Granos con moho (máximo)

%

1

1

2

3

4

1

Defectuosos (máximo sobre 500 g)

%

0

0

1

3

4

1

ASSPS: Arriba Superior Summer Plantación Selecta ASSS: Arriba Superior Summer Selecto ASS: Arriba SuperiOR Selecto ASN: Arriba Superior Navidad ASE: Arriba Superior época * Coloración marrón violeta Fuente: Programa Nacional de Biocomercio Sostenible- Ecuador (2005)

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Registros y reporte de resultados Todas las pruebas deben estar registradas en un cuaderno de laboratorio y luego deben pasarse los resultados a la matriz de registros. Los reportes están referidos a la presentación de resultados finales y describen las características del grano de cacao. En los anexos 1–3 presentamos modelos de registros para las pruebas descritas en el manual y en el anexo 4 un modelo de reporte de calidad de grano basado en la prueba de corte. a. Registros para el control de calidad de grano fresco. Anexo 1 b. Registros para control de calidad durante el proceso de fermentación. Anexo 2 c. Registros de control de calidad de grano seco. Anexo 3 d. Reporte final de calidad. Anexo 4

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BIBLIOGRAFÍA ACEBEY, G. y RODRÍGUEZ, A.2002. Manual sobre el manejo post cosecha del cacao. CONACADO. República Dominicana. ALCOCER, E. 2012. Manual de análisis de control de calidad, LA y SAA SRL. BAUTISTA, L., 2009. Guía técnica del cultivo de cacao. Centro para el Desarrollo Agropecuario y Forestal, Inc. CEDAF. República Dominicana. CONACADO. República Dominicana, 2002. CROS, E. and N. JEANJEAN. 1995. Cocoa quality: effect of fermentation and drying. Plantations, recherche, developpement. 24:25-27. CODEX ALIMENTARIUS COMISSION-CCA. 1979. Recommended International Code of practice. General principies of food hygiene FAO/WHO, Food Standard Programme, Rommme, v. A. COCOA, CHOCOLATE AND CONFECTIONARY ALLIANCE – CCCA. 1984. Cocoa beans. Londres. GUTIÉRREZ, M. 2007.Prácticas de control de calidad de cacao en centro de acopio. APROCAP, Región Piura. GTZ- Piura- Perú. GUTIÉRREZ, M. 2009. Guía de gestión de calidad en centro de acopio, secado y fermentado de cacao. Informe final de consultoría. Dirección General de Competitividad Agraria. Ministerio de Agricultura. Perú. LUTEHERAN WOLD RELIEF. 2013. Aprendiendo e Innovando sobre la cosecha, fermentación y secado del cacao. Guía Numero 8.Caja de herramientas para cacao: Aprendiendo e innovando sobre el manejo sostenible del cultivo de cacao en sistemas agro forestales. NORMA TÉCNICA ECUATORIANA: NTE INEN 177:95 RIVERA VILAS, L.M. 1995. Gestión de Calidad Agroalimentaria. Ed. Mundi-Prensa. ROHAN, T. A. 1964. El beneficio del cacao bruto destinado al mercado. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. Roma, Italia. 223 p. ROHAN, T. A. s.f. Processing of raw cacao for the market. FAO. Agricultural Studies no. 60. SAPOSHNIKOVA, K. 1951. Variaciones en la acidez, en el control de los sacáridos y en el peso de las semillas durante la fermentación del cacao de Venezuela. Agronomía Tropical Vol II N° 3. STEVENSON, C., CARVEM, J. y VILLANUEVA, G.1993. Manual para análisis de cacao en laboratorio. Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura- IICA. San José de Costa Rica. WILLIAMS, S. 1986. Official methods of analysis of the AOAC. 14 ed. Arlington.

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Anexo 1. Registros para el control de calidad de grano fresco REGISTRO 1 CCGF

REGISTRO DEL CONTROL DE CALIDAD DEL GRANO FRESCO Fecha

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N° lote

Hora

N° de muestra

pH

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°Brix

Observaciones

Responsable

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N° Cajón

N° Lote

Fecha inicio de fermentado

Fecha de prueba Hora Número de ganos Número de con aro café granos sin aro

Prueba del aro Vacuolas intactas

Vacuolas rotas

Prueba de vacuola pH T superfice T interna

Temperatura (°C) Observaciones

REGISTRO DEL CONTROL DE CALIDAD DURANTE EL PROCESO DE FERMENTACIÓN

Anexo 2. Registros para el control de calidad durante el proceso de fermentación

Responsable

REGISTRO 2 CCGFF

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Peso promedio de un grano (g)

REGISTRO 3 CCGS

Prueba de agua Prueba de vacuola % Humedad % Impurezas % testa o cascarilla % N° Fecha de Numero Fecha de Numero Peso Peso Peso Peso % % % FerRendimiento de inicio de Prom % Vacuolas Vacuolas ph de prueba de granos impurezas muestra %I testa nibs %T Humedad Humedad mentade grano LOTE secado Humedad intactas rotas granos (g) (g) (g) (g) R2 R1 ción decantados flotando

REGISTRO DE CONTROL DE CALIDAD EN GRANO SECO

Anexo 3. Registro de control de calidad en grano seco

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Olor N° Grano característico extraño 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 ... 98 99 100 TOTAL

Fecha

Color característico extraño

Consistencia característica no desable

N° LOTE Daño por insectos Moho

Múltiple

Vacío

N° Muestra

Chuso

REGISTRO DE CONTROL DEL GRANO SECO - CARACTERISTICAS EXTERNAS

Contaminado Observaciones

REGISTRO 4 CCGS CE

REGISTRO 5 CCGS PC

REGISTRO DE CONTROL DEL GRANO SECO - PRUEBA DE CORTE Fecha N° Grano 1

N° LOTE Grano Grano fermentado semifermentado

Grano violeta

Grano Grano Grano Pizarroso con moho infestado

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 ... 98 99 100 TOTAL

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N° Muestra Grano germinado

Grano Grano Vacio Arrugado

Observaciones

Anexo 4. Reporte de resultados Rep. CCUI

Reporte de calidad de grano seco (uso interno) DATOS GENERALES Lote:

Cod. Muestra:

Número de sacos/lote:

Origen:

Cod. Productor:

Fecha de análisis:

Nombre deL responsable:

Firma:

REPORTE DE RESULTADOS DEL CACAO NACIONAL Parámetro Humedad Cascarilla o test pH de cotiledón grano seco Impurezas Rendimiento de grano Peso promedio de un grano

Unidad

Análisis interno Granos bien fermentados Granos semifermentados Total fermentados Granos violetas Granos Pizarrosos Granos con moho Granos con insectos Granos con otros defectos

Unidad

% % g

Valor            

% % % % % % % %

Valor                

% %

Análisis externo Color Olor Presencia de insectos Moho

Descripción         Comentarios

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Mejoramiento de calidad de grano seco de cacao nacional a través del uso de energías renovables durante la post cosecha, para el beneficio de productores indígenas del norte paceño. Ejecutado por:

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