Resumen
- El chocolate ha sido siempre apreciado por sus características
organolépticas altamente reconocidas, sin embargo merece también destacarse su valor
energético y el valor nutricional de sus proteínas. Estas últimas han sido subestimadas
debido al poco conocimiento de los cambios sufridos o pérdidas ocurridas durante el
proceso térmico. Así el presente trabajo tiene como objetivo estudiar las
alteraciones en el valor biológico de la proteína concentrada de cacao desengrasado,
obtenida bajo diferentes tiempos de tostado (crudo, 30; 34; 38; 42 y 46 min a 150ºC en un
tostador rotatorio), utilizando métodos de ensayo biológico en ratones de laboratorio
para determinar el Cociente de Eficiencia Líquida de Proteína, NPR (RNPR%) y por la
variación de los pesos medios de los grupos alimentados con la proteína de cacao
obtenida comparada a un grupo control alimentada con caseína y otro alimentado con dieta
aproteica; todos sometidos a los tratamientos durante dos semanas. Los resultados
indican que tratamientos térmicos de 38 min coinciden con el tiempo de mejor aceptación
sensorial y los de mayor solubilidad de las proteínas para su recuperación. Los
resultados de ganancia de peso en el ensayo biológico determinan que frente al control de
caseína se consiguió una ganancia correspondiente al 40%. Sin embargo, las
muestras del cacao tostado por 42 y 46 min. no promovieron el crecimiento, indicando un
valor suficiente de las proteínas apenas para el mantenimiento de la masa corporal
inicial. Respecto a los valores de NPR y RNPR, de las dietas en estudio se
determinaron tres grupos de resultados, 1º que no existe una diferencia significativa
entre los grupos crudo, 30 y 34 min. , pero que son significativamente inferiores al
control. 2º que no existe diferencia significativa entre los grupos 30; 34 y 38, y 3º
que sí existe diferencia indiscutible inferior con los grupos 42 y 46 minutos. Por tanto
se concluye que si bien existe una deterioración de los componentes proteicos durante el
tostado, con el proceso de 38 min, se mantiene aún una buena parte de su valor
biológico.
Tradicionalmente,
el placer provocado por el sabor del chocolate se constituye en el atractivo principal
para su consumo. Debemos resaltar, también que su valor energético merece ser destacado,
y que el valor nutricional de sus proteínas no debe ser subestimado, aún considerando la
posibilidad de reducción de éste debido a los tratamientos térmicos aplicados durante
el procesamiento del cacao, siendo que poco se conoce sobre estos cambios.
El contenido
proteico del cacao (12-14% en el licor y 21-22% en el polvo desengrasado) no ha despertado
mayor importancia desde el punto de vista del aporte biológico debido a los supuestos
daños proporcionados por el calor aplicado a las proteínas durante su
procesamiento. Sin embargo, el tostado, que representa un tratamiento térmico
considerado normalmente drástico, es realizado en el cacao a una temperatura que no puede
sobrepasar los 120 ºC en el cotiledón. Aunque este tratamiento pueda
desnaturalizar la proteína, se observa que muchos otros alimentos son sometidos a
tratamientos similares o todavía más severos que el proceso de tostado de cacao, sin que
acarreen mayores daños a su valor nutricional.
Así el
presente trabajo tuvo como objetivo estudiar posibles alteraciones en el valor nutricional
de la proteína aislada de cacao, obtenida bajo diferentes tiempos de tostado, utilizando
ratones de laboratorio.
Las almendras
de cacao, fermentadas y secas de la variedad “Forastero”, producidas por los
Hermanos Brandao en el Estado de Bahía fueron suministradas por la industria procesadora
INDECA S.A., localizada en la ciudad de Embú, en el Estado de Sao Paulo, Brasil. Estas
almendras fueron reducidas a pedazos menores (nibs), enseguida los cotiledones fueron
separados de la testa y del germen con auxilio de una columna de aire. Los nibs obtenidos
fueron seleccionados por tamaño a través de cedazos, con el objetivo de obtenerse mayor
homogeneidad en el proceso de tostado.
El tostado fue
realizado en un tostador rotatorio eléctrico equipado con un controlador digital de
temperatura en lotes de 250g de nibs. Esta operación fue conducida a temperatura de
150 ºC en la camisa de calentamiento del aparato, con tiempos de 30, 34, 38, 42 y 46
minutos. El material tostado fue inmediatamente enfriado, acondicionado en embalajes
de film de polietileno y almacenado a baja temperatura (10ºC), hasta el momento de su
utilización.
Los nibs fueron
laminados en un molino de rodillos, hasta obtenerse una granulometría adecuada para la
extracción de la grasa realizada con hexano P.A. en un extractor tipo Soxhlet de 5 litros
de capacidad.
Previamente a
la preparación de los concentrados proteicos de cacao, fueron obtenidas curvas de
solubilidad de las proteínas del polvo de cacao crudo a diferentes valores de pH, a fin
de determinar las mejores condiciones para la extracción de sus proteínas. A pesar de
haber utilizado la metodología de extracción de aislados proteicos, debido al bajo tenor
de proteína obtenida en los precipitados (debajo de 60%), estos precipitados pasaron a
ser llamados con mayor propiedad de concentrados proteicos.
La obtención
de los concentrados proteicos de cacao fue realizada a partir del licor tostado en
diferentes tiempos, desengrasado y transformado en polvo, que fue suspendido en
condiciones alcalinas hasta el pH de 9.5. Este pH fue utilizado debido a que la
solubilización de las proteínas a valores de pH superiores no haber sido considerable
(Figura 1), así se evito exponer a la proteína a condiciones alcalinas extremas.
En esta condición de pH (9.5), la mayor parte de las proteínas quedaron en solución,
consiguiéndose así la remoción del material no deseado por centrifugación
(principalmente fibras). El sobrenadante fue sometido a condiciones ácidas, pH de
4.5 para alcanzar el punto isoeléctrico de las proteínas y obtenerse la remoción del
precipitado proteico por centrifugación. Este precipitado fue liofilizado y
después utilizado como fuente de proteínas en las dietas de evaluación nutricional del
alimento de los ratones.
Figura 1: Solubilidad
del Nitrógeno de la harina desengrasada
de cacao en función del pH de extracción.
Las dietas
formuladas para ser utilizadas en el ensayo biológico en la determinación del Cociente
de Eficiencia Líquida de Proteína, NPR (RNPR%), fueron ajustadas de modo que cuenten con
10% de las proteínas estudiadas y los ingredientes necesarios que acompañan la
composición, estipulada por la AIN 93G para ratones en crecimiento.
En el ensayo
biológico con las dietas preparadas conteniendo el concentrado de cacao, se utilizaron 48
ratones machos albinos, de linaje Wistar, SPF, con 23 días de edad y peso promedio
de 57,18g +/- 13.1, provenientes del Centro de Bioterio de la Universidad de Campinas
(UNICAMP), Sao Paulo. Este lote de 48 animales recién destetados fue recibido,
pesado y colocado en jaulas individuales. Luego del período de adaptación se
seleccionaron grupos de 6 animales por dieta, de modo que los pesos de cada grupo fuesen
semejantes por el valor de desviación patrón de la media de peso de cada lote.
Estos animales fueron mantenidos en las jaulas con agua y comida, también suministrados
“ad libitum“. La temperatura del ambiente fue mantenida a +/- 22ºC y la
iluminación fue de ciclos de luz/oscuridad de 12 horas. El peso y el consumo
alimenticio de los animales fueron registrados a los 3, 7, 11 y 14 días del experimento.
La solubilidad
del nitrógeno (INS) en función del pH del cacao fermentado y seco (crudo), presenta un
perfil común para proteínas vegetales (Figura 1). Los resultados obtenidos de este
análisis se encuadraron en los valores obtenidos por PEZOA (1985) para proteínas de
aislado proteico de soya. CIRCLE & SMITH (1972) también relataron perfiles muy
parecidos con los encontrados en el análisis de proteínas de cacao, para la solubilidad
de las proteínas de soya.
Los resultados
de porcentaje de extracción relacionados al grado de tostado evidenciaron la influencia
de la temperatura en la solubilidad de las proteínas, observándose que la caída en la
recuperación de proteínas es significativa cuando se sobrepasa el tiempo normal de
tostado. Se resalta que el tiempo preferido por los análisis sensoriales fue de 38
minutos. En la Tabla 1 se presentan los porcentajes de proteína presente en los
concentrados proteicos secos, obtenidos a partir de cacao tostado en los tiempos
especificados. Se observa que la etapa de tostado tiene influencia sobre los
contenidos de proteína en los concentrados, esto era de esperarse, después de observar
la influencia del procesamiento térmico en los tenores de recuperación de la proteína.
Analizando los
resultados de la Tabla 1, se observa que existe una disminución en el tenor de proteína
de los concentrados en función del tiempo de tostado. Todavía, la proteína extractable
permaneció sorprendentemente elevada durante los primeros 38 minutos del tratamiento
térmico, lo que indica que la desnaturalización térmica inicial no resultó
en pérdida significativa de solubilidad. Ya las pérdidas registradas para 42 y 46
minutos de tratamiento térmico, representaron una caída en la solubilidad, pero aún no
muy grande.
En la matriz de
los nibs, no se sabe cuál fue la temperatura final de las proteínas. Se estima que
la misma haya alcanzado valores encima de los 100ºC, al menos para los tiempos más
largos. A éstas temperaturas, albúminas y globulinas en solución deben ya llegar a la
desnaturalización y precipitación. Los resultados sugieren que los componentes de
los nibs de naturaleza no proteica, se asocian a las proteínas y aumentan su
resistencia a la desnaturalización térmica, en la medida que el calor es aplicado.
Las curvas de
ganancia de peso de los ratones en el ensayo biológico (Figura 2) representan la
influencia del tostado en la calidad nutricional de las proteínas de cacao. Se observó
que las tendencias de variación de peso fueron suaves y que la ganancia de peso de los
ratones con las dietas con proteínas de cacao fue en torno de 40% de lo obtenido con la
dieta control con caseína, con excepción de las de cacao tostado por 42 y 46 minutos.
Tratamiento(Min.) |
Proteína recuperada
(%)1 |
(%) de proteína en el
concentrado proteico (b.s.)1 |
| Crudo |
88,4ª |
61,20a ± 0,52 |
| 30 |
86,52a |
58,33b ± 0,81 |
| 34 |
84,65b |
57,55c ± 0,62 |
| 38 |
86,12a |
57,80c ± 0,53 |
| 42 |
72,65c |
48,39d ± 0,87 |
| 46 |
65,32d |
46,04e ± 0,64 |
Tabla 1: Extensión de la recuperación de
proteínas
en los diferentes tiempos de tostado estudiados
1
Todos los valores de la misma columna, con la misma letra, no difieren significativamente
entre sí (Test de Tukey a 5% de significancia)
Estos últimos
no promovieron crecimiento, indicando un valor suficiente apenas para el mantenimiento de
la masa corporal inicial; o sea produjeron balance cero.
Figura 2:
Evolución ponderada de ratones sometidos
a las dietas investigadas y dietas control (caseína e aprotéica).
La ganancia de
peso de los ratones sometidos a la dieta con proteínas de cacao crudo quedó cerca de 40%
comparada con la ganancia de peso de los ratones sometidos a la dieta control de caseína,
se observó que la caída de ganancia de peso en los grupos con proteína obtenida a
partir de tiempos de tostado de 30, 34 y 38 minutos fue relativamente pequeña y
constante, lo que indicaría que proteínas tratadas durante 38 minutos, tiempo
determinado como el más adecuado a nivel sensorial para la producción del chocolate,
tuvieron una pérdida considerada leve. Los valores de ganancia de peso para los grupos de
proteínas obtenidas a partir de cacao tostado a 42 y 46 minutos, tuvieron una caída
mucho más intensa.
Acompañando el
experimento a través de la Tabla 2, se puede observar que los grupos experimentales
cambiaron de peso diferenciándose significativamente en tres categorías, al final del
período de dos semanas:
1.-
El conjunto compuesto por los grupos crudo, 30 y 34 min.;
2.- El
conjunto de los menos tostados ( 30,34 y 38 minutos) y;
3.-
El de los más tostados (42 y 46 minutos).
Las diferencias
en las tasas de crecimiento no fueron significativamente suficientes al final de la
primera semana para discernir más que en un grupo.
Queda evidente
en este estudio que el tostado (150ºC) por tiempos iguales o superiores a 42 minutos,
llevan a la disminución del valor biológico de las proteínas hasta un punto que produce
crecimiento cero. Se evidenció también que el cacao tostado durante 38 minutos
estimuló un crecimiento, que aún siendo numéricamente inferior a aquellos tostados por
30 y 34 minutos, no fue estadísticamente diferente.
Teniendo en
vista que el tiempo de 38 minutos fue el que tuvo mejor nota en la apreciación sensorial,
podemos afirmar que no es necesario destruir todas las propiedades biológicas de las
proteínas del cacao para poder obtener las características sensoriales de un buen
chocolate.
Por otro lado,
restan pocas dudas de que el tostado ocasionó un cierto grado de deterioración de las
proteínas. Se sabe que normalmente la proteína levemente calentada es más
nutritiva de que la proteína cruda. Entretanto, la proteína del cacao tostado por
30 min. ya posee valor inferior a la proteína del cacao crudo.
Las proteínas
de cacao aquí considerado como sobretostado, por su parte, no perdieron la totalidad de
su valor biológico. El hecho de no promover el crecimiento del animal no debe ser
interpretado como siendo desprovistas de cualquier valor biológico. Esto puede ser
corroborado observando el balance metabólico (crecimiento) negativo del grupo con dieta
aprotéica.
De esta forma, aún en el cacao
tostado por 46 minutos, las proteínas poseen suficiente poder biológico para garantizar
el mantenimiento del peso del animal.
| |
Días |
| Dietas |
Inicio |
3 |
7 |
11 |
14 |
| Control (caseína) |
57,15a ± 9,98 |
73,35a ± 9,74 |
89,97a ± 10,65 |
15,20a ± 11,43 |
30,98a ± 11,65 |
| Crudo |
57,40a ± 8,65 |
61,33b ± 8,65 |
68,72b ± 9,90 |
79,08b ± 10,87 |
87,53b ± 12,43 |
| 30 |
57,35a ± 7,54 |
59,42b ± 9,98 |
5,50bc ± 10,15 |
5,23bc ± 12,14 |
4,30bc ± 12,45 |
| 34 |
56,60a ± 8,87 |
59,10b ± 9,32 |
4,70bcd ± 9,54 |
73,17bc ± 11,43 |
2,17bc ± 12,34 |
| 38 |
56,95a ± 8,90 |
58,80b ± 8,87 |
63,80bcd ±10,54 |
70,07c ± 10,43 |
80,25c ± 10,54 |
| 42 |
56,20a ± 9,64 |
57,22bc ± 9,12 |
59,77d ± 8,54 |
62,53d ± 9,12 |
64,92d ± 10,32 |
| 46 |
57,55a ± 7,54 |
58,30bc ± 8,54 |
60,10cd ± 9,87 |
61,70d ± 9,97 |
63,70d ± 10,09 |
| Control aprotéica |
58,22a ± 9,56 |
54,15c ± 8,87 |
52,08e ± 8,43 |
50,00e ± 7,54 |
47,52e ± 6,43 |
Tabla 2:
Variación de los pesos medios de los grupos de ratones
alimentados con proteína de cacao durante dos semanas
Todos los valores en gramos de una
misma columna, con la misma letra, no difieren significativamente entre sí (Test de Tukey
a 5% de significancia).
En la Tabla 3 se presentan los
valores de NPR y RNPR encontrados en el presente estudio. Con relación a los
valores de RNPR, se puede observar que los grupos 30 y 34 min. fueron significativamente
inferiores al cacao crudo. Entretanto, el grupo 38 min. fue significativamente inferior
apenas al grupo crudo, mas no a los tostados por tiempos más cortos. Ya los grupos
42 y 46 min. fueron indiscutiblemente inferiores a todos los demás grupos.
Dietas (Tiempo de tostado) |
NPR1 |
RNPR2 |
| Control (Caseína) |
4,63 ± 0,12 |
100 |
| Cruda |
3,26a ± 0,11 |
70,41a |
| 30 |
3,18ab ± 0,13 |
68,68ab |
| 34 |
3,16ab ± 0,10 |
68,25ab |
| 38 |
3,06b ± 0,09 |
66,09b |
| 42 |
2,35c ± 0,12 |
50,75c |
| 46 |
2,26c ± 0,14 |
48,81c |
Tabla 3: Valores
de NPR y RNPR de las dietas en
estudio y NPR de la dieta control
Los valores de NPR y RNPR de una misma columna, con la
misma letra, no difieren significativamente entre sí (Test de Tukey a 5% de
significancia).
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