Efecto del Tostado Sobre los Metabolitos Secundarios y la Actividad Antioxidante de Clones de Cacao Colombiano

Effect of Roasting on the Secondary Metabolites and Antioxidant Activity of Colombian Cocoa Clones

 

Sandra Zapata Bustamante¹; Angélica Tamayo Tenorio² y Benjamín Alberto Rojano³

 

¹ Ingeniera Biológica. Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín - Facultad de Ciencias - Escuela de Química. A.A 3840, Medellín, Colombia. <szapatab@unal.edu.co>
² Ingeniera Biológica. Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín - Facultad de Ciencias - Escuela de Química. A.A 3840, Medellín, Colombia. <atamayo@unal.edu.co>
³ Profesor Asociado. Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín - Facultad de Ciencias - Escuela de Química. A.A 3840, Medellín, Colombia. <brojano@unal.edu.co>

 

Recibido: Junio 18, 2013; Aceptado: Marzo 25, 2014.

doi: http://dx.doi.org/10.15446/rfnam.v68n1.47836

 

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Resumen. El tostado es una de las operaciones tecnológicas más importantes en el procesamiento de los granos de cacao; este proceso conduce a la formación de los productos de la reacción de Maillard (RM) los cuales son cruciales para el desarrollo de la calidad organoléptica de los granos de cacao y sus productos asociados. En el presente estudio se evaluó el efecto del tostado sobre el contenido de metabolitos secundarios y la actividad antioxidante en cinco clones de cacao cultivados en Colombia. En los extractos metanólicos de los diferentes clones de cacao se determinó el contenido de fenoles totales, taninos condensados, antocianinas totales, catequina y epicatequina, teobromina y cafeína. Además, se determinó la actividad antioxidante por medio de la actividad atrapadora del radical ABTS•+, el método ORAC y la capacidad atrapadora de radicales superóxido. En conclusión, el efecto del tostado en los clones de cacao no tuvo un comportamiento uniforme sobre los cambios en los contenidos de los diversos metabolitos secundarios y la actividad antioxidante.

Palabras clave: Compuestos fenólicos, alcaloides, capacidad atrapadora de radicales libres, ORAC.

Abstract. Roasting is one of the most important technological operations in the processing of cocoa beans; this process leads to the formation of products of the Maillard reaction (RM), which are crucial for the development of organoleptic quality of cocoa beans and its associated products. The aim of this study was to evaluate the effect of roasting on the content of secondary metabolites and antioxidant activity in five Colombian cocoa clones, by different methodologies. The methanolic extracts of the cocoa beans were analyzed for total phenols content, condensed tannins, total antiocianins, catechin and epicatechin, theobromine and caffeine. The antioxidant activity was determined by ABTS assay, ORAC method and superoxide radical scavenging method. The effect of roasting on cocoa clones did not have an unspecified behavior. In conclusion, the effect of roasting of cacao clones was not uniform on the various contents of secondary metabolites and antioxidant activity.

Key words: Phenolic Compounds, alkaloids, free-radical scavenging activity, ORAC.

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Los alimentos como frutas, vegetales y granos contienen una alta variedad de compuestos polifenólicos con propiedades antioxidantes, que han recibido gran atención debido a sus funciones fisiológicas como antimutagénicos y antimicrobianos (Amin et al., 2004; Othman et al., 2007; Jonfia-Essien et al., 2008; Folmer et al., 2014; Nile y Park, 2014). Los polifenoles son producidos en el metabolismo secundario de las plantas y juegan un papel importante en los procesos de maduración, mecanismos de defensa y caracterización sensorial de los productos alimenticios derivados de las plantas (Cimato et al., 1990; Wollgast y Anklam, 2000, Pal y Verma, 2013).

El cacao (Theobroma cacao L.), es particularmente rico en polifenoles que representan entre el 12 y 18% del peso seco de los granos, y se encuentran fuertemente asociados con la actividad antioxidante y con las características organolépticas de los productos elaborados a partir de los granos (Bravo, 1998; Wollgast y Anklam, 2000; Jonfia-Essien et al., 2008; Latif, 2013). Los polifenoles se encuentran en las células pigmentarias de los cotiledones, y le aportan colores que van del blanco hasta un morado oscuro, dependiendo específicamente de la cantidad de antocianinas almacenadas (Osman et al., 2004; Krysiak, 2006). En los frutos de cacao, se pueden distinguir tres tipos de polifenoles: catequinas o flavan-3-oles (37%), antocianinas (4%) y proantocianidinas (58%). La principal catequina es (-)-epicatequina con un máximo de hasta el 35% del contenido de polifenoles. También se han encontrado en cantidades menores (+)-catequina (+)-galocatequina y (-) epigalocatequina (Wollgast y Anklam, 2000; Ortega et al., 2008).

En diversos estudios se ha reportado que el cacao y sus derivados presentan una gran variedad de propiedades beneficiosas para la salud en humanos.

En algunos informes se señala que el consumo de cacao o chocolate reduce el riesgo de contraer enfermedades cardiovasculares. Los polifenoles del cacao generan una disminución en el colesterol total, regulan la presión arterial sistólica y diastólica, e inactivan los radicales superóxido, el hidroxilo y los radicales lipídicos; así mismo, inhiben la peroxidación lipídica (LDL) in vitro e in vivo. Adicionalmente, se ha observado el mejoramiento en la capacidad vasodilatadora de las arterias braquiales, en pacientes con enfermedad de las arterias coronarias, al suministrarles bebidas de cacao (Keen et al., 2005; Heiss et al., 2010; Jia et al., 2010; Schinella et al., 2010; Cherniack, 2011).

El tostado es una de las operaciones tecnológicas más importantes en el procesamiento del cacao. Durante el tratamiento térmico, se producen compuestos derivados de las reacciones entre azúcares reductores y aminoácidos, conocidas comúnmente como las reacciones de Maillard o pardeamiento no enzimático (Yamaguchi et al., 1981). Estas reacciones generan una variedad de productos, intermediarios y pigmentos marrones (melanoidinas); los cuales contribuyen a la actividad antioxidante, sabor y color del grano tostado (Yamaguchi et al., 1981; Summa et al., 2006; Oliviero et al., 2009). Entre estos compuestos se encuentran alcoholes, éteres, tiazoles, pironas, ácidos, esteres, aldehídos, iminas, aminas, oxazoles, pirazinas y pirroles (Misnawi et al., 2004). El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto del tostado sobre el contenido de metabolitos secundarios como fenoles totales, taninos condensados, antocianinas totales, catequina, epicatequina, teobromina y cafeína; y la actividad antioxidante por ABTS•+, ORAC y capacidad atrapadora de radicales superóxido; en cinco clones de cacao cultivados en Colombia.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

Material vegetal. Se utilizaron cinco clones de cacao fermentados y secos (CCN 51, ICS 1, ICS 60, ICS 95 y TSH 565) procedentes de la granja Tierradura, ubicada en el municipio de Miranda en el departamento del Cauca, Colombia. Los frutos en estado de colecta con edades similares y sin presencia de patógenos en su corteza, fueron seleccionados de forma aleatoria en las diferentes partes del árbol. El tostado se realizó con 100 g de muestra de semilla con cáscara, las cuales fueron distribuidas uniformemente en una parrilla de acero inoxidable en un horno (Binder®, ED 53-UL); a 180 ºC durante 10 min (Oliviero et al., 2009).

Reactivos y equipos. Los reactivos utilizados correspondieron a: ABTS [2,2-Azinobis-(3-etilbenzotiazolin -6-sulfonico)], NADH [Nicotinamida adenina dinucleótido], NBT [nitroazul de tetrazolio], PMS [Metosulfato de fenazina] Trolox (Sigma-Aldrich®). El AAPH [2,20-Azo-bis34 (2-amidinopropano) dihidrocloruro] usado como una fuente de radicales peroxilos, Acido 6-hidroxi-2,5,8-tetrametilcromano-2-carboxilico), fluoresceinato de sodio, ácido gálico, catequina, (-)-epicatequina, teobromina, cafeína, glucosa y fructosa (Sigma-Aldrich®). El metanol, fosfato ácido de sodio, fosfato básico de sodio, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, vainillina, reactivo de Folin y carbonato de sodio (Merck®). Las medidas de absorbancia se realizaron en un espectrofotómetro UV-Vis Jenway® 6405. Las lecturas de fluorescencia se hicieron en un espectrofluorímetro Perkin Elmer® modelo LS- 55. Los estudios cromatográficos por HPLC se efectuaron en un cromatógrafo Shimadzu® LC-20AD.

Extracción metanólica. Se homogenizaron 10 g de muestra macerada de granos de cacao en 100 mL de metanol. La mezcla se almacenó en un shaker (New Brunswick, Innova® 4400) a 150 rpm, 30 ºC durante 48 h y finalmente, se filtró. El extracto obtenido se utilizó para la determinación de la capacidad antioxidante y el contenido de metabolitos secundarios.

Extracción de metabolitos secundarios para el análisis de HPLC. La preparación del extracto se realizó siguiendo la metodología descrita por Gu et al. (2006). Se extrajo 1 g de muestra macerada de granos de cacao en 10 mL de metanol en un tubo de polipropileno de 50 mL, durante 15 min en un sonicador (VWR Scientific®, B1500A-DTH). El tubo fue centrifugado a 4.000 rpm durante 10 min en una centrifuga (Thermo Scientific®, Heraeus Biofuge) y el sobrenadante fue decantado a un tubo limpio de 50 mL. La muestra se extrajo con otros 10 mL de metanol. Los extractos de metanol se combinaron y fueron filtrados a través de un filtro Sartorius® de 0,45 μm antes de la inyección en el equipo.

Determinación de fenoles totales. Se utilizó el método de Folin-Ciocalteu. En un tubo de reacción se adicionaron 50 μL del extracto metanólico, 425 μL de agua destilada y 125 μL del reactivo Folin-Ciocalteu (grado analítico, Merck®). Se agitó y luego se dejó en reposo por 6 min. Posteriormente se adicionaron 400 μL de Na2CO3 al 7,1%. Después de 1 hora en la oscuridad se leyó la absorbancia a 760 nm (Singleton y Rossi, 1965). Se usaron soluciones de ácido gálico entre 50 - 500 μg mL-1 para construir la curva de calibración. Los resultados se expresaron como mg de ácido gálico / g de cacao.

Determinación de taninos condensados. Se empleó una técnica para estimación espectrofotométrica de taninos condensados, según el protocolo de Hagerman et al. (1998). En un tubo de reacción se adicionaron 230 μL del extracto metánolico y 670 μL de una solución de vainillina 10.000 ppm (en ácido sulfúrico al 70%). Se agitó y se incubó en un baño de agua a 20 °C durante 15 min. Luego se evaluó la absorbancia a 500 nm. El contenido de taninos se expresó como mg de catequina / g de cacao.

Determinación del contenido total de antocianinas. Se usó el método diferencial de pH. Las lecturas se realizaron a 530 y a 700 nm para la eliminación de interferencias debidas a la turbidez de fondo, en buffers a pH 1,0 y 4,5, utilizando la ecuación (1) y un coeficiente de extinción molar de 26900. En un tubo de reacción se adicionaron 100 μL del extracto y 900 μL del buffer. Se agitó y luego se dejó en reposo por 30 min (Gaviria et al., 2009). Los resultados obtenidos se expresaron como mg de cianidina-3-glucósido / g de cacao.

Donde A es la absorbancia.

Determinación de (+)-catequina y (-)-epicatequina. Se realizó mediante un análisis cromatográfico por HPLC según el protocolo de Oliviero et al. (2009), con algunas modificaciones. Se utilizó un cromatógrafo (Shimadzu®, LC-20AD), equipado con un auto inyector SIL-20A /HT, un módulo de comunicación CBM-20A y un detector con arreglo de fotodiodos (PDA) SPD-M20A, calibrado a 280 nm. La separación de (+)-catequina y (-)-epicatequina se llevó a cabo en una columna C-18 ultra acuosa cuyas dimensiones eran 5 μm de tamaño de partícula, 250 mm de longitud y 4,6 mm de diámetro. Como fase móvil se utilizó metanol (A) acidulado con ácido fórmico al 0,1% (B), con gradientes de elución de 0,01 min 60% de A; 5-12 min 80% de A; 13-14 min 60% de A. La razón de flujo de la fase móvil fue 1,0 mL/min. La identificación de los picos se realizó comparando con estándares de (+)-catequina y (-)-epicatequina (Sigma-Aldrich®).

Determinación de teobromina y cafeína. Se hizo por HPLC según el protocolo de Brunetto et al. (2007), con algunas modificaciones. Se empleó un cromatógrafo (Shimadzu®, LC-20AD), equipado con un auto inyector SIL-20A /HT, un módulo de comunicación CBM-20A y un detector con arreglo de fotodiodos (PDA) SPD-M20A, calibrado a 280 nm. La separación de teobromina y cafeína se llevó a cabo en una columna C-18 ultra acuosa. Como fase móvil se utilizó metanol al 100% en modo isocrático a un flujo de 1,0 mL/min. La identificación de los picos se realizó comparando con estándares de teobromina y cafeína (Sigma-Aldrich®).

Actividad atrapadora del radical ABTS•+. La actividad antioxidante se estableció siguiendo la metodología de Re et al. (1999), con algunas modificaciones (Álvarez et al., 2011). El radical catiónico ABTS•+ se generó por la reacción de oxidación del ABTS (3,5 mM) con persulfato de potasio (1,25 mM). Después de 24 h de reacción, se ajustó la absorbancia con buffer fosfato pH 7,4 hasta 0,70 unidades, a una longitud de onda de 732 nm. Para la evaluación se hicieron reaccionar 990 μL del reactivo ABTS con 10 μL del extracto de cacao. Como referencia se usó la misma cantidad de ABTS y 10 μL del solvente de la muestra (metanol). Las mezclas se dejaron en reposo y en ausencia de luz durante 30 min. Posteriormente se midieron sus absorbancias a 732 nm. Los resultados se expresaron como valores TEAC (μmol de trolox / g de cacao).

Método ORAC. El ensayo ORAC se determinó por la metodología descrita por Ou et al. (2001), con algunas modificaciones (Mesa et al., 2010; Naranjo et al., 2011). Se prepararon 3 mL de la siguiente solución: 21 μL de una solución de fluoresceína 10 μM, 2899 μL de buffer fosfato 75 mM (pH 7,4), 50 μL de AAPH 600 mM y 30 μL de extracto de cacao o Trolox 500 μM (estándar). La fluorescencia se registró cada 60 s a 37 °C, usando un espectrofluorímetro Perkin Elmer® LS45 con una multicelda termostatizada. Las lecturas se realizaron a una λ de excitación de 493 nm y una λ de emisión de 515 nm. El valor ORAC se calculó con la ecuación 2 y los resultados fueron expresados como valores TEAC (μmol de trolox / g de cacao).

AUC es el área bajo la curva y f es el factor de dilución de los extractos.

Evaluación de la capacidad atrapadora de radicales superóxido. El ensayo evalúa la capacidad de los antioxidantes para atrapar los radicales superóxido, los cuales son generados por el sistema NADH/PMS. La actividad se determinó siguiendo el procedimiento descrito por Barreca et al. (2010), con algunas modificaciones. La reacción se llevó a cabo en buffer fosfato 75 mM, pH 7,4. Las soluciones se adicionaron en las siguientes cantidades: 60 μL de NBT 156 μM, 60 μL de NADH 468 μM, 15 μL de extracto de cacao y finalmente 165 μL de PMS 10 μM. Luego de 5 min de reacción, se registró la absorbancia a 560 nm. Los resultados obtenidos son reportados como mg de catequina / g de cacao.

Análisis estadístico. Todas las determinaciones se realizaron por triplicado y se expresaron los valores como los promedios ± la desviación estándar (DE). Las diferencias estadísticas se determinaron mediante análisis de varianza (ANAVA) y test de mínima diferencia significativa (LSD), con un P<0,05 para comparación de medias en cada una de las variables analizadas (contenido de metabolitos secundarios y actividad antioxidante) en los diferentes tratamientos (tostar y sin tostar); usando el paquete estadístico SAS 9.2. Las regresiones lineales fueron calculadas con un nivel de significancia del 95% (P<0,05), mediante el paquete estadístico STATGRAPHICS Centurion XV.

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La Tabla 1 muestra el contenido de metabolitos fenólicos en los granos de cacao crudos sometidos al proceso de tostado. Los valores variaron en un intervalo de 21,69 - 38,64 mg g-1 en granos sin tratar, y 20,60 - 42,79 mg g-1 en granos tostados. El contenido de compuestos fenólicos de granos de cacao y productos derivados ha sido definido entre un rango de 45 - 52 mg g-1 en licor de cacao, 34 - 60 mg g-1 en granos de cacao y 20 - 62 mg g-1 en polvo de cacao (Nazaruddin et al., 2006). La diferencia entre los valores reportados y los obtenidos puede atribuirse a las variedades de granos evaluados. Cabe resaltar que existen factores internos y externos que afectan la calidad y/o cantidad de los compuestos fenólicos en las plantas, como la diversidad genética (variedad y origen de la muestra), etapa de madurez, variables ambientales (intensidad de la luz, clima, temperatura, uso de fertilizantes, heridas), método de extracción, procesamiento y almacenamiento (Vallejo et al., 2003; Niemenak et al., 2006; Schinella et al., 2010).

En los granos de cacao sin tratar sometidos al proceso de tostado, se observó un incrementó en el contenido de fenoles totales en los clones ICS 60 y TSH 565; efecto que se atribuye a los tratamientos térmicos que producen compuestos derivados de las reacciones entre azúcares reductores y aminoácidos, conocidas comúnmente como las reacciones de Maillard o pardeamiento no enzimático. Varios estudios han demostrado que estas reacciones generan una variedad de productos, intermediarios y pigmentos marrones (melanoidinas); los cuales contribuyen a la actividad antioxidante, sabor y color de los alimentos, además son agentes reductores que pueden ser detectados por el método de Folin - Ciocalteu (Yamaguchi et al., 1981; Summa et al., 2006; Oliviero et al., 2009).

El contenido de taninos condensados estuvo en un rango entre 32,09 - 77,24 mg g-1 para granos sin tratar, y de 20,79 a 58,31 mg g-1 en granos tostados. Gu et al. (2006) reportaron que el contenido total de procianidinas en cacao en polvo natural, varía entre un rango de 32,19 y 48,79 mg g-1. Miller et al. (2006) registraron valores entre 19,28 y 23,71 mg g-1; y en un estudio posterior obtuvieron valores entre 22,86 a 40,25 mg g-1 en el mismo producto (Miller et al., 2008).

Después del tostado, el clon ICS 60 presentó un aumento en el contenido de procianidinas; mientras que los demás clones mostraron una disminución después del procesamiento. Este comportamiento irregular ha sido mencionado en diferentes estudios para diversas frutas. En melocotón por ejemplo, el procesamiento térmico causó una reducción del 5 al 11% de compuestos monoméricos a partir de procianidinas pentámericas, y alrededor del 30% para hexámeros y heptámeros (Hong et al., 2004). Sin embargo, un estudio con el jugo de uva sugirió un aumento en la mayoría de las procianidinas después de la pasteurización (Fuleki y Ricardo Da Silva, 2003). Así mismo, se ha observado que la pulpa de arándanos azules sometida a un proceso de extrusión, el cual utiliza temperaturas y presiones altas, mejora el contenido de procianidinas de bajo peso molecular y reduce las procianidinas de alto peso molecular incluyendo polímeros (Khanal et al., 2007); la disminución de procianidinas de alto peso molecular puede deberse a que estos compuestos interactúan irreversiblemente con polisacáridos a través de puentes de hidrógeno y/o interacciones hidrofóbicas (Le Bourvellec et al., 2004).

En el contenido de antocianinas se observó una disminución después del proceso de tostado, esto puede deberse a su inestabilidad a altas temperaturas. El contenido de azúcares como fructosa y glucosa tienen un efecto negativo sobre el contenido de antocianinas. La velocidad de degradación es asociada a la velocidad a la cual el azúcar es convertido a compuestos tipo furfural, como el 5- hidroximetilfurfural (HMF) (Markakis et al., 1957); estos compuestos son producidos por las reacciones de Maillard durante el tostado de los granos. Además, las altas temperaturas utilizadas en el proceso de tostado afectan el contenido de antocianinas, causando una pérdida del azúcar glicosilante en la posición 3 de la molécula y una apertura del anillo con la consecuente producción de chalconas incoloras (Timberlake, 1980). Yue y Xu, (2008) demostraron que el 30% de las antocianinas de un extracto de arándano fueron convertidas térmicamente a antocianidinas, al calentar un extracto a 100 ºC durante 30 min; sugiriendo que las antocianinas podrían descomponerse a moléculas pequeñas o perder su azúcar conjugado para convertirse en su antocianidina correspondiente durante el tratamiento térmico.

Contenido de (+)-catequina y (-)-epicatequina. En los granos de cacao sometidos al proceso de tostado la catequina mostró valores entre 0,22 y 2,25 mg g-1 en granos sin tratar, y 0,02 y 3,35 mg g-1 en granos tostados. En cuanto al contenido de epicatequina, se observa que fue mayor que el contenido de catequina con valores que variaron en un intervalo de 3,14 y 10,20 mg g-1 en granos sin tratar, y 0,01 y 3,12 mg g-1 en granos tostados (Tabla 1). El contenido de catequina y epicatequina para otros materiales genéticos ha sido reportado en un rango entre 2,25 y 3,91 mg g-1 en granos sin tratar (Nazaruddin et al., 2006) y 2,70 - 12,35 mg g-1 en granos de cacao secos (Othman et al., 2010); respectivamente.

Se evidencia un incremento en el contenido de catequina en los clones sin tratar CCN 51 e ICS 1, en las demás variedades hubo una reducción de este componente; mientras el contenido de epicatequina disminuyó en todos los clones evaluados durante este tratamiento. Este comportamiento fue apreciado por Payne et al. (2010), quienes afirman que durante el tostado a 120 ºC hubo pérdidas de epicatequina, mientras el contenido de catequina aumentó en un 696% en el grano sin fermentar, 650% en el grano proveniente de Costa de Marfil y 640% en los granos fermentados de Papua Nueva Guinea; sugiriendo que el tostado por encima de 70 °C genera cantidades significativas de (-)-catequina, probablemente debido a la epimerización de (-)-epicatequina.

Contenido de teobromina y cafeina. En la Tabla 2 se presenta el contenido de metilxantinas (teobromina y cafeína) en los granos de cacao sometidos al proceso de tostado. El contenido de teobromina varía en un intervalo de 2,75 y 4,38 mg g-1 en granos sin tratar, y 0,81 y 3,11 mg g-1 en granos tostados. Por otro lado, el contenido de cafeína fue menor con respecto al contenido de teobromina para los clones de cacao evaluados. Los valores varían de 0,43 y 3,54 mg g-1 en granos sin tratar, y 0,16 y 1,21 mg g-1 en granos tostados.

Se observa que el contenido de metilxantinas en los granos de cacao disminuyó después del proceso de tostado. Durante el tostado del cacao, hay un incremento en el contenido de algunas sustancias relacionadas con dicetopiperazinas (DKPs o dipéptidos cíclicos), influenciando negativamente en la calidad sensorial del cacao. Estos compuestos interactúan con los alcaloides de purinas, disminuyendo el contenido de teobromina y cafeína. Durante el tostado, puede originarse un sabor metálico amargoso de las DKPs y pronunciarse cuando estas DKPs se combinan con alcaloides de la purina (Bonvehi y Ventura, 2000).

Contenido de azúcares reductores. Los azúcares reductores son compuestos que definen algunas características sensoriales de los productos alimenticios comercializados a partir de granos de cacao. La composición de los azúcares reductores en el grano de cacao, está determinada por algunos factores como: genotipo, condiciones agroclimáticas del cultivo, tipo de fermentación, secado y proceso de industrialización (De Brito et al., 2000). El contenido de glucosa de los clones estudiados varió en un intervalo de 0,70 y 0,95 mg g-1 en granos sin tratar, y 0,70 y 0,80 mg g-1 en granos tostados. El contenido de fructosa arrojó valores entre 0,54 y 0,66 mg g-1 en granos sin tratar, y 0,52 y 0,66 mg g-1 en granos tostados (Tabla 3). El contenido de fructosa y glucosa en los granos tostados no mostraron cambios estadísticamente significativos, comparados con los granos sin tratar. Estos resultados difieren con los datos de Redgwell et al. (2003), quienes encontraron una disminución en los niveles de glucosa y fructosa después del tostado. Un factor que puede interferir en el contenido de azucares disponibles es la alta concentración de polifenoles durante el proceso de tostado, que reduce las degradaciones de aminoácidos libres y azúcares reductores; y por ende, la formación de productos de las reacciones de Maillard como pirazinas (Misnawi et al., 2004).

Actividad antioxidante. La actividad atrapadora del radical ABTS•+ arrojó valores de 384,36 y 686,29 μmol Tx g-1 en los granos sin tratar, y 225,40 y 802,58 μmol Tx g-1 en los granos tostados, donde el mayor cambio se presentó para los clones ICS 60 y TSH 565. Los valores ORAC variaron entre 1.473,22 y 2.873,58 μmol Tx g-1 en los granos sin tratar, y 577,35 y 2.467,09 μmol Tx g-1 en los granos tostados; mostrando un aumento para el clon TSH 565 después del procesamiento del grano. La capacidad atrapadora de radicales superóxido arrojó valores entre 8,22 y 31,54 mg g-1 en los granos sin tratar, y 5,47 y 29,38 mg g-1 en los granos tostados. El proceso de tostado incrementó esta propiedad en las variedades ICS 60 y TSH 565 (Tabla 4).

El efecto del proceso de tostado sobre los clones de cacao no tuvo un comportamiento definido, se observaron cambios positivos como negativos en la actividad antioxidante de los granos de cacao dependiendo de la variedad (Figura 1). Suazo et al. (2014) apreciaron efectos similares en granos de cacao Nicaragüense al comparar diferentes temperaturas de tostado, mostraron que el efecto sobre el contenido de fenoles totales y actividad antioxidante no era uniforme; reportando un efecto positivo sobre la actividad antioxidante en granos tostados a 150 °C.

Figura 1. Efecto del proceso de tostado sobre la actividad antioxidante de los granos de cacao. A) Método ABTS•+, B) Método ORAC.

El aumento de la actividad antioxidante por las diferentes metodologías, coincide con el contenido de fenoles totales, mostrando una posible correlación entre estos metabolitos y la actividad antioxidante de los granos de cacao. En numerosos estudios han concluido que el contenido fenólico puede contribuir significativamente a su capacidad antioxidante. Gu et al. (2006) obtuvieron una alta correlación entre el contenido de procianidinas, una clase de polifenoles, y la actividad antioxidante por ORAC. Othman et al. (2007) obtuvieron correlaciones positivas entre la actividad antioxidante evaluada por FRAP y el contenido fenólico. Schinella et al. (2010) demostraron que la capacidad atrapadora de radicales DPPH·, ABTS·+, FRAP, superóxido, ácido hipocloroso y peroxinitrito, aumentaba en proporción directa con el contenido de compuestos fenólicos de extractos de cacao con diferentes concentraciones de polifenoles.

Además, la capacidad antioxidante puede incrementarse por el desarrollo de nuevos compuestos con potencial antioxidante. Estos compuestos son producto de las reacciones de Maillard, en particular, melanoidinas; que son responsables de la actividad atrapadora de radicales libres (Yamaguchi et al, 1981; De Brito et al., 2000; Oliviero et al., 2009; Suazo et al., 2014).

 

CONCLUSIÓN

El contenido de metabolitos secundarios y por ende, el potencial antioxidante de los granos de cacao dependieron del clon utilizado y del proceso de tostado al que fueron sometidos. No es posible establecer un efecto general del tostado sobre el contenido de metabolitos secundarios y la actividad antioxidante de los granos de cacao, ya que los clones mostraron comportamientos diferentes. Sin embargo, el contenido de compuestos fenólicos y los productos de las reacciones de Maillard pueden contribuir significativamente sobre la capacidad antioxidante y finalmente sobre las características organolépticas finales de los granos de cacao tostados.

 

AGRADECIMIENTOS

A Colciencias por el apoyo a la Joven Investigadora Sandra Zapata Bustamante. A la Dirección de Investigaciones (DIME) de la Universidad Nacional de Colombia sede Medellín por el apoyo financiero a través del proyecto 20101007959. Igualmente, se agradece a la Federación Nacional de Cacaoteros (FEDECACAO), por el suministro de las muestras; especialmente al Ing. Juan Carlos Agudelo.

 

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