Obtención y caracterización fisicoquímica de un sustrato nutritivo hecho a partir de cáscaras de cacao para la producción de plántulas de hortalizas / Obtaining and physicochemical characterization of a nutritive substrate made from cacao shells for the production of vegetable seedlings

En el beneficiado del cacao se producen una gran cantidad de residuos, las mazorcas generalmente son desechadas dentro de los mismos cultivos y genera problemáticas como la proliferación de insectos y microorganismos patógenos. De estos desechos las cáscaras son las de mayor relevancia. La Escuela de Ingeniería Química de ITCA-FEPADE evaluó añadirle valor a este subproducto, incorporando desechos de cáscara de cacao en la formulación de un sustrato para el cultivo de plántulas de hortalizas. El objetivo de esta investigación fue obtener un sustrato orgánico que sirva de soporte material y nutritivo a partir de cáscaras de cacao criollo. La biomasa vegetal se caracterizó teniendo en cuenta parámetros como el porcentaje de humedad, pH, porcentaje de cenizas, contenido de potasio, nitrógeno y fósforo. Se ejecutaron pruebas comparativas de formulación del sustrato, siembra, cultivo y crecimiento de las plántulas de hortalizas de tomate y pepino, obteniendo como resultado la fórmula óptima de un sustrato y abono orgánico y el mejor medio de desarrollo. De los resultados obtenidos se concluye que, a partir de un adecuado procesamiento y aprovechamiento de las cáscaras de cacao, se puede transformar este desecho en un producto biomaterial alternativo que genera una opción de bioprospección agroindustrial. Los valores obtenidos en la caracterización fisicoquímica de las cáscaras de las mazorcas, dependen de condiciones como el tipo de suelo, variables agrometeorológicas, calidad de agua, abono y especie de la planta de cacao. El escenario de siembra condiciona el desarrollo óptimo de las plántulas; los factores como requerimiento de agua, distribución de nutrientes y estabilidad de las plántulas, se ven afectados por la relación del espacio de germinación. Como resultado de la caracterización fisicoquímica, se obtuvo: pH de 5.7, cenizas 18.83%, humedad 73.56%, celulosa 21.39%, lignina 39.81%, nitrógeno total 0.02%, fósforo total 0.02% y ausencia de potasio.

In the cacao beneficiation, a large amount of waste is produced, generally, the cacao pods are discarded within the same crops and generate problems such as the proliferation of insects and pathogenic microorganisms. The shell are the most relevant this waste. In Escuela de Ingeniería Química of ITCA-FEPADE the incorporation of cacao shell waste in the formulation of a substrate for growing vegetables was evaluated because the giving benefit to these by-products. The objective of this research was to obtain a substrate that serves as material and nutritional support for vegetable seedlings, from creole cacao shells. The vegetal biomass was characterized taking into account parameters such as moisture percentage, pH, ash percentage, potassium, nitrogen and phosphorus content. Subsequently, comparative tests of formulation, planting and growth of vegetable tomato and cucumber seedlings were carry out, obtaining as result, the optimal formula for the substrate and the best development environment. It concludes that, through an adequate processing and use of the cacao shell, it is possible to transform a waste into an alternative biomaterial product that generates an agro industrial bioprospecting option. The values obtained in the physicochemical characterization of the shells of cacao pods depend on conditions such as soil type, agrometeorological variables, water quality, fertilizer and cacao plant species. The planting environment determines the optimal development of the seedlings, factors such as water requirement, nutrient distribution and seedling stability seems affected because relation of the germination space. The results of the characterization were a pH of 5.7, ashes 18.83%, humidity 73.56%, cellulose 21.39%, lignin 39.81%, total nitrogen 0.02%, total phosphorus 0.02%, and total phosphorus 0.02% and an absence of potassium.

Capacidad antioxidante de un chocolate oscuro de granos cacao orgánico sin fermentar / Antioxidant capacity of a dark chocolate from organic and unfermented cocoa beans

Se evaluó la composición proximal, el contenido de polifenoles totales y la capacidad antioxidante de un chocolate oscuro formulado a partir de granos de cacao orgánico, seco, y no sometido al proceso fermentativo. Este producto fue elaborado con insumos y procesos desarrollados en la Granja Experimental El Cairo, ubicada en la Universidad Nacional de Colombia (GEL-UN), departamento de Arauca, Colombia. El contenido de grasa se encontró entre los rangos conocidos (>50%), siendo una característica ligada al origen genético, y a las condiciones climáticas. El alto contenido de proteínas (16,21%), evidencia que se trata de granos de cacao secos no fermentados. Tal contenido juega un papel importante en la formación de los precursores del sabor y aroma, en chocolates finos y exquisitos. El pH determinado es un indicativo de un chocolate amargo, con bajo índice de fermentación y de baja acidez acética o láctica. El contenido de polifenoles totales se relaciona de manera directa con la alta actividad antioxidante de este chocolate. Se concluye que el tipo de material genético usado como insumo, así como los procesos implementados para la obtención del chocolate, en GEL-UN, contribuyeron para la obtención de un producto tipo comercial, con propiedades funcionales, entre ellas las relacionadas con la capacidad antioxidante(AU)

Thee proximal chemical composition, the content of total polyphenols, and the antioxidant capacity of a dark chocolate formulated from organic, dry cocoa beans and not subjected to the fermentation process were evaluated. This product was made with inputs and processes developed at the El Cairo Experimental Farm, located at the Universidad Nacional de Colombia (CEF-UN), Arauca, Colombia. The fat content was found between the known ranges (> 50%), being a characteristic linked to the genetic origin, and to the climatic conditions. The high protein content (16.21%) evidenced that it´s unfermented dry cocoa beans. Such content plays an important role in the formation of precursors of flavor and aroma, in fine and exquisite chocolates. The determined pH is indicative of a dark chocolate, with a low fermentation index and low acetic or lactic acidity. The content of total polyphenols is directly related to the high antioxidant activity of this chocolate. It is concluded that the type of genetic material used as input, as well as the processes implemented to obtain chocolate, in CEF-UN, contributed to obtaining a commercial type product, with functional properties, including those related to antioxidant capacity(AU)

Fatty acid profile and solid fat content of Peruvian cacao for optimal production of trade chocolate / Composicion de acidos grasos y contenido de solidos grasos de cacao peruano para la produccion de chocolate óptimo

Using technical procedures, the fatty acid (FA) profile and solid fat content (SFC) of the Peruvian cultivar cacao beans CCN 51 and ICS 6 and the "optimal chocolate", obtained from the mixture of the first two, were determined to assess their quality. These cacao beans were found to have important nutritional values. The FA profile of the cacao beans were similar (p>0.05); however, in the FA profile, the 'optimal chocolate' had significant differences (p≤0.05) in terms of palmitic, arachidic and linolenic acid. The n6:n3 ratio for "optimal chocolate" was 12.0 ± 1.7. Cacao beans had the same SFC, and SFC was highly temperature dependent, as determined using a mathematical model for chocolate. The SFC of chocolate refers to hard cacao butter content at temperatures between 20 and 25°C, and solid fat was heat resistant from 25 to 30°C, which is considered valuable in trade chocolate production. The quality-related properties of these lipid fractions imparted nutritional and physical aspects to the optimal dark chocolate for human consumption.

La composición de ácidos grasos (CAG) y el contenido de sólidos grasos (CSG), de la fracción lipídica de los cultivares peruanos de cacao CCN 51 e ICS 6 así como del "chocolate óptimo", obtenido de las mezclas de las primeras dos, fueron determinados por técnicas analíticas para conocer su calidad. Estas variedades tuvieron valores nutricionales importantes. La CAG de los granos de cacao fueron similares, sin embargo la CAG del "Chocolate óptimo" tuvo diferencias significativas (p<0,05) para los acidos grasos palmitico, araquidico y linoleico. El ratio n6:n3 fue de 12,0 ± 1,7. El CSG de los granos de cacao fueron los mismos y tuvo una fuerte dependencia con la temperatura, también se definió un modelo matematico para el chocolate. El CSG le confiere al chocolate una consistencia dura a temperaturas de 20 a 25°C y resistentes al calor de 25 a 30°C, siendo tales propiedades una ventaja en la comercialización de chocolates. La calidad de estas fracciones lipidicas tuvieron aspectos nutricionales y fisicos en el chocolate oscuro para consumo humano.

Cardio Protective Effect of Dark Chocolate Components: Mechanisms of Actions.

Chocolate is made from the seeds of a tropical rainforest tree called “Theobroma cacao”. When compared with other food sources based on oxygen radical absorbance capacity (ORAC) measurement, dark chocolate is a major source of flavonols with highest antioxidant levels. Some of the health benefits of cocoa consumption include antioxidant properties such as polyphenolic compounds, among others are monomeric flavanols, epicatechin, catechin and oligomeric procyanidins. Both experimental and observational studies have suggested that chocolate consumption has a positive influence on human health, with antioxidant, antihypertensive, anti-inflammatory, anti-atherogenic, and antithrombotic effects as well as influence on insulin sensitivity, vascular endothelial function, and bioavailability of nitric oxide. In addition, dark chocolate consumption may alter lipid effects, by lowering total and low density lipoproteins and increasing high density lipoprotein cholesterol levels. The antioxidants found in chocolate have been shown to inhibit plasma lipid oxidation probably by scavenging free radical species. There are some experimental studies to prove that flavonoids could prevent LDL oxidation in vitro by scavenging radical species or sequestering metal ions. Dark chocolate (DC) has beneficial effects in the prevention of cardiovascular diseases (CVD) due to its antiinflammatory and antioxidant properties. Polyphenols rich dark chocolate showed progress in insulin sensitivity and decreased blood pressure in healthy subjects. Dark Chocolate has a dual effect on platelets by decreasing platelet aggregation and also it reduces platelet adhesion. Chocolate extends its great beneficial effect from being by and large a palatable pleasant and hence sustainable therapeutic option. Thus, dark chocolate may be suggested as a potential delicacy and one of the agents for the prevention and control of cardiometabolic syndrome.

Cascarilla de cacao venezolano como materia prima de infusiones / Husk of Venezuelan cocoa as raw material of infusions

En la industria del cacao se subutilizan materiales que pudieran ser ingredientes en la elaboración de productos novedosos, uno de ellos es la cascarilla de cacao. Estudios previos le atribuyen a dicho material una alta capacidad antioxidante, lo que sumado a su relativo bajo costo, lo hacen un atractivo ingrediente para la elaboración de infusiones, pero antes de promoverlo como tal, se necesita garantizar su calidad. En este estudio se evaluó la composición química, la calidad microbiológica de la cascarilla de cacao, así como también aquellos parámetros que determinan su uso como materia prima en la preparación de infusiones. Las semillas de cacao fueron cultivadas en dos estados en Venezuela. A la cascarilla de cacao se le determinó el contenido de humedad, proteínas, grasa, cenizas, carbohidratos, minerales, calidad microbiológica, ocratoxina A y las propiedades como antioxidante, contenido de materias extrañas, cenizas insolubles en HCL y extracto acuoso. Los métodos aplicados se basan en normas nacionales e internacionales. Se determinaron diferencias significativas entre las muestras mediante la aplicación de ANOVA. Un bajo contenido de humedad pero alto en cenizas, una calidad microbiológica ajustada a la norma y la ausencia de ocratoxina A se observaron en la totalidad de las muestras analizadas. El bajo contenido de materias extrañas y alto valor del extracto acuoso y alto contenido de polifenoles con actividad antioxidante permite recomendar la cascarilla del cacao como materia prima para preparar infusiones.

In the cocoa bean industry, some by-products go underutilized. Some of these components could provide other innovative products, and such is the case with the husk of the cocoa bean. Previous studies have attributed the husk with a high antioxidant capacity, which added to its relative low cost, makes it an attractive ingredient for the production of infusions. However, prior to promoting it as such, its quality needs to be guaranteed. This study evaluated the chemical composition of the husk of cocoa, its microbiologic quality and other parameters in order to be considered raw material in the preparation of infusions. The cocoa was cultivated in two different states in Venezuela. Moisture, protein, fat, ash, carbohydrates, microbiologic quality and ochratoxin A as well antioxidant properties, content of foreign matter, insoluble ash in HCL and aqueous extract were evaluated in the husk of cocoa seeds. Applied methods were in compliance with national and international norms. Significant differences were determined between the samples through the ANOVA application. A low level in moisture content, but high in ash, along with a microbiologic quality that met the norm, and an absence of ochratoxin A were observed in the totality of the analyzed samples. Low levels of foreign matter, the high value of its aqueous extract and high phenolic compounds content with antioxidant activity allow for the recommendation of the husk of cocoa as raw material for the preparation of infusions.

El chocolate, un placer saludable / Chocolate, a healthy pleasure

El cacao, que se obtiene de la almendra del árbol del cacao, fue utilizado durante cientos de años por los indígenas sudamericanos en la preparación de una bebida amarga, que los europeos modificaron en su preparación y composición, hasta originar lo que hoy se conoce como el chocolate, en sus variedades negro (u oscuro), con leche, y blanco. De ellos el más interesante es el chocolate negro, debido a su alto contenido de los flavanoles epicatequina, catequina y procianidinas. Se ha demostrado que estos flavanoles ejercen poderosos efectos antioxidantes al inhibir la oxidación de las LDL, además de producir una disminución de la agregación plaquetaria y de la presión arterial. El chocolate negro contiene una alta cantidad de flavanoles, por lo cual su consumo se asocia a una protección de la salud cardiovascular y a otras patologías. El efecto antioxidante y cardioprotector del chocolate ha sido demostrado en numerosos protocolos experimentales y estudios clínicos y epidemiológicos. El presente trabajo, actualiza el conocimiento sobre el chocolate y sus beneficios en la salud.

Cocoa, which is obtained from the beans of the cocoa tree, was used hundred of years ago by the South America indigenous population for the preparation of a strong and bitter beverage. Later, the Europeans modified the preparation and composition of this beverage to develop what we now know as chocolate, presently produced as black (or dark) chocolate, milk chocolate, or white chocolate. From these products, black chocolate is the most interesting, because of its high content of the flavanols epicatechin, catechin and procyanidins. These flavanols exhibit strong antioxidant activity inhibiting LDL oxidation, platelet adhesion and reducing arterial pressure. Consumption of black chocolate containing a high amount of flavanols is associated with beneficial effects in cardiovascular health and other diseases were oxidative process are involved, demonstrated in a number of experimental, clinical, and epidemiological studies. The present review summarizes the state of the art about the health benefits of chocolate consumption.

Propriedades reológicas de chocolates comerciais tipo cobertura / Rheological properties of chocolate coverings

As propriedades reológicas da massa de chocolate säo influênciadas por fatores como conteúdo de matéria graxa, umidade, presença de lectine e outros emulsificantes, tempo de conchagem, grau de temperagem, tamanho de partículas, temperatura entre outros. Alguns destes fatores estäo relacionados com a própria composiçäo do chocolate e outros referem-se a diferenças no processo de fabricaçäo. O chocolate é uma suspensäo de partículas näo-gordurosas, como açúcar e sólidos de cacau, em uma fase gordurosa contínua de manteiga de cacau, sendo caracterizado reologicamente como um fluído pseudoplástico. Através do modelo proposto por Casson, uma regressäo linear com os dados de tensäo de cisalhamento e taxa de deformaçäo fornece parâmetros limite de escoamento de Casson (tca) e viscosidade plástica de Casson (tca). O equipamento utilizado para as medidas experimentais foi um reômetro rotativo de cilindros concêntricos. Os resultados reológicos foram analisados e discutidos em funçäo da composiçäo química e física dos chocolates estudados.

Estudo in vitro da açäo antimicrobiana de substâncias naturais sobre S. mutans e S. sobrinus / In vitro study of the antimicrobial activity of natural substances against S. mutans and S. sobrinus

Foi analisada a atividade antimicrobiana das tinturas de malva, salva, camomila, tomilho, cacau e própolis contra S. mutans e S. sobrinus. Tomilho, cacau e própolis apresentaram atividade antimicrobiana. As Concentraçöes Inibitórias Mínimas (CIM) para S. mutans foram de 0,06 mg de tomilho por ml de meio; para o cacau, de 0,10 mg/ml, e para o própolis, de 0,04 mg/ml. Para S. sobrinus, as CIM foram de 0,04; 0,12 e 0,02 mg/ml para tomilho, cacau e própolis, respectivamente. A seguir, foi analisada a capacidade da inibiçäo de síntese de glucano, representada pela aderência ao vidro. As Concentraçöes Inibitórias Mínimas de Aderência (CIMA) para S. mutans e S. sobrinus foram de 0,02; 0,04 e 0,01 mg/ml, respectivamente para tomilho, cacau e própolis. Os resultados sugerem a possibilidade de emprego desses agentes no controle desses microorganismos na placa dentária. Maiores estudos säo necessários para a indicaçäo do seu uso na prevençäo de cáries em humanos