Transformaciones bioquímicas del cacao (Theobroma cacao L.) durante un proceso de fermentación controlada

Katherine Rojas Rojas, Carlos Wilson Hernández Aguirre, Alejandra Mencía Guevara
{"title":"Transformaciones bioquímicas del cacao (Theobroma cacao L.) durante un proceso de fermentación controlada","authors":"Katherine Rojas Rojas, Carlos Wilson Hernández Aguirre, Alejandra Mencía Guevara","doi":"10.15517/RAC.V45I1.45694","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"espanolLas levaduras, las bacterias acido lacticas y acido aceticas, involucradas en la fermentacion 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 fermentacion es dificil de controlar por la complejidad de este proceso y las multiples variables que la afectan, entre ellas la genetica del cultivo. Objetivo. Analizar las transformaciones bioquimicas de diferentes grupos geneticos del cacao (Theobroma cacao L.) durante una micro fermentacion controlada. Materiales y metodos. Se establecio una metodologia de micro fermentacion, con un cultivo iniciador de H. opuntiae y Acetobacter spp. en 4 grupos geneticos, obtenidos de clones comerciales del CATIE e hibridos de fincas de Upala. A lo largo de la fermentacion se analizaron glucosa, fructosa, etanol, acido lactico y acetico en pulpa y metilxantinas (teobromina y cafeina) y (-)-epicatequina en grano. Resultados. No se encontraron diferencias significativas en el contenido y comportamiento de azucares, acidos organicos o etanol en pulpa a lo largo de la fermentacion, pero si en el tiempo de fermentacion. Se observo una disminucion de metilxantinas y epicatequinas, debido a reacciones enzimaticas y no enzimaticas. El contenido promedio de epicatequina resulto ser el compuesto distintivo entre los grupos geneticos del CATIE y cafeina en los cacaos comerciales. Conclusion. La metodologia empleada posee un efecto regulador en el comportamiento de algunos metabolitos estudiados en pulpa de diferentes geneticas a lo largo de la fermentacion, asi como epicatequina y metilxantinas en grano EnglishYeasts,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 nonenzymatic 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","PeriodicalId":31178,"journal":{"name":"Agronomia Costarricense","volume":"45 1","pages":"53-65"},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2021-02-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"3","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Agronomia Costarricense","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.15517/RAC.V45I1.45694","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
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Abstract

espanolLas levaduras, las bacterias acido lacticas y acido aceticas, involucradas en la fermentacion 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 fermentacion es dificil de controlar por la complejidad de este proceso y las multiples variables que la afectan, entre ellas la genetica del cultivo. Objetivo. Analizar las transformaciones bioquimicas de diferentes grupos geneticos del cacao (Theobroma cacao L.) durante una micro fermentacion controlada. Materiales y metodos. Se establecio una metodologia de micro fermentacion, con un cultivo iniciador de H. opuntiae y Acetobacter spp. en 4 grupos geneticos, obtenidos de clones comerciales del CATIE e hibridos de fincas de Upala. A lo largo de la fermentacion se analizaron glucosa, fructosa, etanol, acido lactico y acetico en pulpa y metilxantinas (teobromina y cafeina) y (-)-epicatequina en grano. Resultados. No se encontraron diferencias significativas en el contenido y comportamiento de azucares, acidos organicos o etanol en pulpa a lo largo de la fermentacion, pero si en el tiempo de fermentacion. Se observo una disminucion de metilxantinas y epicatequinas, debido a reacciones enzimaticas y no enzimaticas. El contenido promedio de epicatequina resulto ser el compuesto distintivo entre los grupos geneticos del CATIE y cafeina en los cacaos comerciales. Conclusion. La metodologia empleada posee un efecto regulador en el comportamiento de algunos metabolitos estudiados en pulpa de diferentes geneticas a lo largo de la fermentacion, asi como epicatequina y metilxantinas en grano EnglishYeasts,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 nonenzymatic 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
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受控发酵过程中可可(可可树)的生化转化
参与可可发酵的西班牙酵母、乳酸和醋酸细菌负责消耗果肉中的化合物,以在可可豆中形成风味前体。然而,由于这一过程的复杂性和影响它的多个变量,包括作物遗传学,发酵很难控制。目标。分析可可(Theobroma caco L.)不同遗传群在受控微发酵过程中的生化转化。材料和方法。建立了一种微发酵方法,以仙人掌和醋酸杆菌为起始培养物,分为4个遗传组,分别从CATIE的商业克隆和UPALA农场的杂交后代中获得。在整个发酵过程中,分析了果肉中的葡萄糖、果糖、乙醇、乳酸和乙酸以及谷物中的甲基黄嘌呤(可可碱和咖啡因)和(-)-表儿茶素。结果。在整个发酵过程中,果肉中糖、有机酸或乙醇的含量和行为没有显著差异,但在发酵时间上存在显著差异。由于酶和非酶反应,甲基黄嘌呤和表儿茶素减少。表儿茶素的平均含量被证明是商业可可中CATIE和咖啡因遗传群之间的独特化合物。结论。所采用的方法对发酵过程中不同遗传物质在纸浆中研究的一些代谢物的行为具有调节作用,参与可可发酵的英国谷物中的表儿茶素和甲基黄嘌呤、乳酸和醋酸细菌负责消耗纸浆中的化合物,在可可豆中形成风味前体。然而,由于这一过程的复杂性和影响它的多个变量,包括作物的遗传学,可可发酵很难控制。目标。分析可可(Theobroma cacoo L.)不同遗传群在受控微发酵过程中的生化转化。材料和方法。通过在4个遗传群中开始培养仙人掌和醋酸杆菌,开发了一种微发酵方法,这些遗传群生长在CATIE克隆花园中,并由UPALA地区不同农场的杂交种组成。在整个发酵过程中,对纸浆中的葡萄糖、果糖、乙醇、乳酸和乙酸进行了分析,并对豆类中的甲基黄嘌呤(茶碱和咖啡)和(-)-表儿茶素进行了分析。结果。发酵过程中纸浆中糖、有机酸和乙醇的含量和动态没有显著差异,但在发酵时间上存在差异。观察到甲基黄嘌呤和表儿茶素由酶和非酶反应引起的减少。事实证明,表儿茶素的平均含量是商业可可中CATIE遗传群与咖啡之间的独特化合物。结论。所使用的方法通过发酵对不同遗传的纸浆中一些研究代谢产物的行为以及豆类中的表儿茶素和甲基黄嘌呤有调节作用
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