La importancia de la fermentación sobre la calidad final del … · 2019-07-23 · La importancia...
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La importancia de la fermentación sobre la calidad final del chocolate
I Congreso Internacional Alternativas
Tecnológicas en Amazonía, INIAP, 10-11
Julio 2019
Dr Boulanger Renaud, CIRAD, UMR Qualisud
Equipo 1 : Calidad sensorial de los productos frescos y transformados
1. «Calidad sensorial de los productos frescos y transformados »
3. « Procesos de transformación y de estabilización de productos agroalimentarios »
2. « Control de los contaminantes de la cadena alimenticia »
Las 5 equipos de la Unidad
QUALISUD
4. « Fisiología de la calidad »
5. « Efectos sanitarios de los alimentos»
4
El sabor del chocolate
Méthylxanthines
Polyfenoles
Alcoholes
AldehídosCétonas
EsteresPyrazinas
Lactones
Pyridinas
Afoakwa, 2008; Bonvehi et al., 2005; Counet et al., 2002, Franco et al., 2013; Luna
et al., 2002; Liu et al., 2015; Magi et al., 2012; Nazaruddin et al., 2001
AzucaresCompuestos aromáticos:
Se han descrito más de
900 compuestos volátiles
Ácidos
Furanos …
6
El aroma del chocolate
Afoakwa, 2016; Braga, 2018; Counet, 2002; Crafack, 2014; Frauendorfer & Schieberle,
2008; Jinap, 1998; Liu, 2017; Nightingale, 2012; Rodriguez-Campos, 2012; Serra
Bonvehi, 2005
Pirazinas
2,5-dimethylpyrazine
2,6-dimethylpyrazine
trimethylpyrazine
tetramethylpyrazine
Avellana, Tostado,
cacao & tierra
Aldehidos
Chocolate & malta
2-methylpropanal
2-methylbutanal
3-methylbutanal
2-phenylacetaldehyde
Esteres
Afrutado2-phenylethylacetate
Ácidos
carboxílicos
Rancio
acetic acid
2-methylbutanoic acid
3-methylbutanoic acid
Alcoholes
2-phenylethanol
linalool
Afrutado & floral
Principales familias de compuestos organicos volátiles
el cacao, las etapas de transformación del cacao
I - Le cacao
Le process
Fermentati
on
Aqua Sucrose Glucose Fructose Pectines Cellulose Hemicellulose
Azote
total citrate pH
80-85% 0-2% 4-5% 4-6% 1-2% 1-1,5% 0,50% 0,10% 1-2% 3,5-4,5
Mazorcas
Cosecha y quebra
Corte fresco de grano de
cacao
Pulpa mucilaginosa
embrión o germen
cotiledón
cáscara
el cacao, las etapas de transformación del cacao
FermentaciónCacao
secoSecado
Mazorcas
Cosecha y quebra
* Remoción del mucílago.* La muerte del embrión* Disminución del amargor y la astringencia en el grano* Formación de precursores de aroma
* Reducir la humedad hasta un 7,5 / 8%. * Eliminación del ácido acético. * Continuar y generar reacciones bioquímicas en los granos. * Cambio de color (oxidación de polifenoles)* Papel en la calidad aromática.
Inicio de la fermentación
Tiempo (h)
Te
mp
era
tura
(°C
)
Desgrane: colonización delevaduras
C6H12O6
CO2
Levaduras
2 C2H5OH + 93.3 kJ
Desarrollo de bacteriasLácticas
C6H12O6 C3H6O3
Evolución de los microorganismos durante la fermentación
Inicio de la fermentación
Tiempo (h)
Te
mp
era
tura
(°C
)
Desgrane: colonización delevaduras
C6H12O6
CO2
Levaduras
2 C2H5OH + 93.3 kJ
Desarrollo de bacteriasLácticas
C6H12O6 C3H6O3
Evolución de los microorganismos durante la fermentación
Inicio de la fermentación
Tiempo (h)
Te
mp
era
tura
(°C
)Evolución de los microorganismos durante la fermentación
Inicio de la fermentación
Tiempo (h)
Te
mp
era
tura
(°C
)
48 72 96 120 144
H2O
CH3COOH + 469 kJ2 C2H5OH + 496 kJ
O2
Fermentación del grano
Anaeróbia Aeróbia Oxidativa
Evolución de los microorganismos durante la fermentación
Inicio de la fermentación
Tiempo (h)
Te
mp
era
tura
(°C
)
48 72 96 120 144
Bacterias esporuladas
Hongos filamentosos
Producción de “Off-Flavors”
Producción de “Off-Flavors”y Micotoxinas
Evolución de los microorganismos durante la fermentación
Candida aaseri
4%
Candida boidinii 1%
Candida ethanolica
9%
Candida intermedia 3%
Candida jaroonii 1%
Candida perarugosa 1%
Candida sarboxylosa 1%
Candida tropicalis 1%
Hanseniaspora meyeri 1%
Hanseniaspora opuntiae 5%
Kluyveromyces marxianus 1%
Pichia kudriavzevii
25%
Pichia kluyveri
8%
Pichia sp.
1%
Saccharomyces
cerevisiae
25%
Saturnispora diversa
1%
Schwanniomyces
etchellsii 1%
Torulaspora
delbrueckii
4%
Torulaspora franciscae
(pretoriensis)
3%
Wickerhamomyces pijperi
4%
Ejemplo de la diversidad de levaduras encontradas en
las fermentaciones
20 diferentes especias con Pichia kudriavzevii y Saccharomyces cerevisiae presente en la mayoría
Granos secos Granos sin secar
Compuestos non
volátiles
Compuestos volátiles
Análisis Sensorial
Análisis
Cosecha
Granos frescos
EnsayosFermentación
0 41 2 3
dias
15
Estudio sobre la evolución de compuestos volátiles
durante el tratamiento pos-cosecha
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0
2
4
6
8
10
0 1 2 3 4
acid
es (u.a
.)
aire (
u.a
)
días de fermentación
Influence de la fermentation
aldéhydes alcools cétones esters acides
cacao non secado
Influencia de la fermentación
Resultados sobre les COV del granos
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0 1 2 3 4
air
e (
u.a
,)
jours de fermentation
Influence de la fermentation
pyrazines furannes phénols
Influencia de la fermentación
Resultados sobre les COV del granos
Dias de fermentación
Influence de la fermentation et du séchage
0
2
4
0 1 2 3 4
jours de fermentation
aire (u
.a
.)
0
2
4
6
8
10
12
acid
es (u
.a
.)
aldéhydes alcools cétones esters acides
cacao sec
Dias de fermentación
Resultados sobre les COV del granos
Influencia de la fermentación y del secado
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
0 1 2 3 4
air
e (
a.u
.)
días de fermentación
pyrazines furannes phénols
cacao seco
Influencia de la fermentación y del secado
Resultados sobre les COV del granos
0
1
2
0 1 2 3 4
sec-f
rais
(u
.a)
jours de fermentation
Influence du séchage
aldéhydes cétones esters
Influencia del secado
Resultados sobre les COV del granos
Dias de fermentación
0.0
0.5
1.0
1.5
0 1 2 3 4
sec-
fra
is (
u.a
)
días de fermentación
Influence du séchage
pyrazines furannes phénols
Resultados sobre les COV del granos
Influencia del secado
Dias de fermentación
0
4
8
12
0
2
4
1 2 3 4 5 6 7
sa
cch
arose
(g
/kg)
Su
cres
réd
ucte
urs
(g/k
g)
dias de fermentación
Sucres = f(fermentation)
Saccharose
Glucose
Fructose
Sucres réducteurs
25
Resultados sobre les compuestos non volátiles del granos (azucares)
0
2
4
6
8
10
1 2 3 4 5 6 7
AA
L (
g/k
g)
dias de fermentación
AAL = f(fermentation)
26
Resultados sobre les compuestos non volátiles del granos (ácidos amines)
0
10
20
30
40
50
1 2 3 4 5 6 7
g / k
g
dias de fermentación
Polifenoles = f(fermentation)
Procyanidine B2
Epicatechine
27
Resultados sobre les compuestos non volatiles del granos (polifenoles)
PURINAS
El contenido (de 20 à 30 %)
Difusión / posible fuente de nitrógeno para microflora (uso)
En relación indirecta con la amargura
PROCYANIDINES (polyfenoles):
El contenido (+/- 90 %)Difusión / oxidación / polimerizacióndirectamente relacionado con la astringencia y el color
28
Resultados sobre les compuestos non volatiles del granos
Papel de estos compuestos secundarios en la
producción de compuestos aromáticos
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1/1/0 1/1/0.25 1/1/0.5 1/1/0.75 1/1/1
Fru / AAL / Epi
mg
/ m
ole
Fru
0
20
40
60
80
100
120
3-méthylbutanal 2-méthylpropanal
2,5-diMP
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
1/1/0 1/1/0.25 1/1/0.5 1/1/0.75 1/1/1 1/1/1.25
Fru / AAL / théobromine
mg
/ m
ole
/ F
ru0
50
100
150
200
250
300
350
3-méthylbutanal 2-méthylpropanal 2,5-diMP
Polyfenoles Purinas
29
Pulpa
Levaduras
Azucares +++
Etanol
1. Desarrollo de las levaduras Produccion de etanolDegradación de la pulpaIncremento de PH de 3 a 4.5.
Bacterias acéticas
2. Desarrollo de bacterias acéticas.
Acido acético
Acido acético
Proteínas péptidos + aminoácidos libres
Oxidación de los polifenoles
3. Entrada de ácido acético en el cotiledón
pH más bajo
Aparición de los precursores del aroma
Temperatura +++
O2 +++
pH = 3
Air
Air
Disrupcion celularMuerte del embriónTransformaciones bioquimicasProducción de compuestos volátiles
¿Transferencia de
compuestos aromáticos?
COV?
Cotiledón cáscara
Esquema general del desarrollo del aroma
GRANOS FRESCOS
Sustancias de reserva
Constitución aroma
PulpaCotiledón
31
Aroma fermentativo
Constitución aroma
(notas afrutadas, florales)
Aroma termico(chocolate, tostado)
Torrefacción
GRANOS TOSTADOS
Fermentación
y secado
GRANOS FERMENTADOS,
SECOS
Aroma fermentativo
Arôme termico
Constitución aroma
Sustancias de reserva