En la Venezuela colonial, la producción agrícola eran actividades distintivas, donde la manufactura del cacao representaba una rentabilidad económica. Evento que fue cambiando con la dependencia petrolera ocurrida al inicio de 1920, generando un éxodo de los venezolanos hacia las áreas urbanas, dejando los campos y por consiguiente el desarrollo agrícola se vio afectado.
Con la aparición conceptual del Desarrollo Sostenible, la utilización de los recursos renovables se vuelve imperante y debe ser eficiente, que permita la preservación de la biodiversidad con una conciencia social sin dejar a un lado la adquisición de dinero a cambio productos.
En este sentido, los deterioros ambientales surgen como problemáticas y los residuos generados por los cultivos deben transformarse y reutilizarse utilizando técnicas adecuadas para tratar dichos desechos, con el objetivo de disminuir daños a los suelo al aire, agua entre otros.
Es por ello que contribuyendo al desarrollo de alternativas que mejoren la economía del país sin dejar a un lado la responsabilidad ambiental, se propone la creación de un agente antimicrobiano a base de uno de los residuos más representativos en cuanto a su cantidad producida luego de las labores post cosecha en los cultivos de Theobroma Cacao L , como lo es la cascara o mazorca; debido a las sustancias químicas que contienen como es el caso de la teobromina, cafeína y teofilina quienes poseen una acción bactericida inhibiendo la multiplicación de bacterias cuyos vectores de transmisión principal son los alimentos.
En Venezuela, la producción de este fruto data desde hace más de 400 años y se utilizó como moneda de intercambio, el mismo marcó la estratificación social de la población en dicha época, los poseedores de unidades productivas cacaoteras con amplia extensión de tierras eran los terratenientes los cuales utilizaban mano de obra esclava en la producción de sus rubros.
De igual forma es imperantes resaltar que Theobroma cacao L, fue el primer fruto de exportación venezolana quien junto con el café, eran conocidos como el Oro Negro de la época, eso debido a la amplia productividad varietal de dichas especies y a los beneficios económicos que podían ser obtenidos utilizándolos. Lo que permitió ubicar a Venezuela como el primer productor mundial de cacao, convirtiéndose en la fuente principal de ingresos durante un largo período de la época colonial.
En la actualidad, Venezuela no exporta dicho rubro a gran escala; destaca dentro de los países productores de cacao, ya que en su extensión territorial se desarrollan diversas especies como el Criollo, Trinitario, Forastero, Porcelana, Guasare, Chuao, entre otros siendo estos últimos productos cotizados a nivel internacional por las exquisitas características organolépticas que de ellos derivan, (Fundacite Zulia, 2010).
Como toda fruta, el cacao requiera condiciones mínimas para su crecimiento y desarrollo, por eso debe sembrarse en microclimas adaptados para esta labor. Algunas consideraciones que deben ser tomadas al momento de realizar el proceso de siembra es que el árbol de cacao es susceptible a elevadas concentraciones de flujo fotónico las cuales se encuentran entre 400-600 μmol m-2 s-1. Lo cual representa aproximadamente el 30% de radicación solar que podría recibirse en un día despejado según lo expuesto por (Balasimha y Col., 1991; Raja Harun y Hardwick 1987; Barrera, 2006; Vespa, 2008).
Cabe resaltar, que la intensidad lumínica alrededor de las plántulas del Theobroma Cacao L actúa sobre otros factores microclimáticos determinantes como la temperatura, humedad relativa, evaporación y disponibilidad de agua en el suelo; además posee una fuerte incidencia en la fertilidad de la plantación y velocidades de incorporación de hojarasca que sumados afectan tanto el crecimiento del fruto como su producción.
Otro parámetro que debe considerarse al momento de la siembra es la variabilidad de la temperatura, la cual influye directamente sobre el incremento del peso seco de las plántulas y las conductancias estomáticas, es por ello que dependiendo del cacao que desee cultivarse puede oscilar entre los 20-33ºC, según (Jaimez y col 2008). Además para que la absorción de nutrientes por parte de las raíces del árbol sea eficiente, es necesario contar con la disponibilidad de agua para que se realicen los procesos de osmosis y posteriormente con ayuda de la radiación solar, la fotosíntesis.
MORFOLOGÍA DE LA PLANTA
Cumpliendo con los factores mencionados anteriormente la planta puede alcanzar una altura que va desde de 6 a 20 metros con una raíz pivotante, la cual crece hacia abajo de forma recta; inmediatamente debajo del cuello, se desarrollan la mayoría de las raíces secundarias a unos 15 a 20 cm de profundidad en la porción superior de la capa del suelo. La raíz pivotante no se desarrolla en plántulas reproducidas asexualmente; en su lugar se generan raíces primarias y secundarias, de crecimiento horizontal. (Batista, 2009)
El mismo autor expresa que durante su formación y crecimiento, las hojas exhiben pigmentaciones diferentes, son completamente verdes, de lámina simple, entera, de forma que va desde lanceolada a casi ovalada. Están unidas al tronco o a las ramas por medio a los pecíolos, siendo los del árbol más largos. Su tamaño varía dependiendo de caracteres genéticos, por ejemplo la variedad Criolla presenta un follaje superior a las del cacao Forastero.
Sus flores están conformadas por cinco pétalos; cuando ésta es fecundada origina una drupa conocida como mazorca. Existen diversos factores que determinan el tamaño y forma de los frutos, dentro de estos se encuentran las características genéticas, medio ambiente donde se desarrolla el árbol, así como el manejo en la plantación.
El fruto del Theobroma Cacao L, posee varios elementos constituyentes dentro de los que destacan:
cáscara de la mazorca de cacao, que es el recubrimiento o parte externa del rubro, varía en cuanto a su coloración dependiendo del grado de madurez o la variedad del fruto que se haya cultivado verde, amarrilla, violeta o naranja.
mucílago o pulpa presenta un color blanco, sabor ácido-azucarado y se encuentra recubriendo las semillas (Kaltvatchev, Garzaro, & Guerra, 1998) hacen referencia a que la pulpa mucilaginosa está formada principalmente por células esponjosas y parenquimatosas, dicha sustancia presentan un contenido de savia azucarada (10-13%), pentosas (2-3%), ácido cítrico (1-2%), y sales (8-10%). Durante el proceso de cosecha de las semillas de cacao (el producto de exportación), la pulpa es removida por fermentación e hidrolizada por microorganismos. Estas a su vez están protegidas por una pequeña película que posee un color marrón denominada cascarilla
Almendras de cacao, cuyo tamaño y forma varían según la variedad genética presente; en el Criollo los granos tienen de 3 a 4 cm de largo, casi ovaladas, alargadas, de color blanco, rosado o violeta pálido, y en la variedad Forastera tienen de 2 a 3 cm de largo con formas aplanadas, redondeadas de color púrpura.
Posterior a la siembra es necesario realizar diversas labores fitosanitarias como podas programadas, fertilización, eliminación de plagas y enfermedades, entre otras que permitan mantener el cultivo en óptimas condiciones. El período de tiempo que debe esperarse desde la fundación del cultivo hasta la primera cosecha de las mazorcas varía entre 5-6 años dependiendo de las condiciones antes mencionadas y del material genético que se esté cultivando; la recolección de los frutales puede realizarse manual o mecánicamente.
Debido a diversos aspectos culturales, en Venezuela se realiza la cosecha durante dos período al año; el primero inicia en el mes de septiembre y termina en diciembre, y el segundo comienza en el mes de marzo finalizando en mayo. Los frutos recolectados son cortados manualmente y colocados en cestas en el cacaotal, luego son partidos separando la cáscara de las semillas este proceso se denomina desgrane y después se procede a la fermentación de las mismas.
Diversos autores establecen que si se retarda el tiempo entre la cosecha y el desgrane, aumentará la temperatura de manera drástica durante el proceso de fermentación disminuyendo la obtención de subproductos, lo que conlleva a la reducción de las características sensoriales finales. Este tiempo varía dependiendo de la zona donde se cultive el material y está entre los 5-15 días; durante dicho tiempo se desarrollan las características sensoriales propias del cacao como su aroma y sabor; es por ello que son fundamentales durante la elaboración de los productos derivados de este rubro.
TRATAMIENTO DEL FRUTO
Una vez obtenido el fruto, se debe pasar por un proceso fermentativo, dicho procedimiento beneficia a el Theobroma cacao L, dicha reacción se realiza aumentando la temperatura de las semillas de cacao las cuales aún están unidas al mucílago, generando posteriormente la migración de ciertos ácidos ubicados en la pulpa. Al realizar este proceso se logra impedir la germinación del grano, aumentar su volumen y tornarlo oscuro.
La fermentación de las almendras consiste en depositar las que fueron extraídas de los frutos en cajas de madera, cestas o barriles destinados para este proceso. Dichos fermentadores son apilados para mantener constante la temperatura de la matriz y lograr un proceso eficiente; además es necesario remover los cajones continuamente con herramientas preferiblemente de madera para que se desarrollen las reacciones uniformemente.
De acuerdo a Schwan, Rose, & Board, (1995), los microorganismos juegan un papel fundamental en el proceso de fermentación, los mismos aparecen en el siguiente orden, primero las levaduras, luego las bacterias lácticas y finalmente las acéticas. Este proceso involucra dos fases una anaerobia en ausencia total del oxígeno y otra aerobia la cual requiere de este elemento para su progreso; que son fundamentales que ocurran para el buen desarrollo de las características del cacao.
En este sentido y en opinión de Schwan, Rose, & Board, (1995), la fase anaeróbica, es realizada por bacterias acido lácticas y levaduras, cuyos metabolitos principales son etanol y ácido láctico. Dichos microorganismos contribuyen a la ruptura del ácido cítrico presente en el mucílago provocando un aumento del pH de 3.5 a 4.2. La acidez generada en los granos de cacao y la elevación de la temperatura que se da en la masa, origina la hidrólisis de proteínas en los cotiledones por parte de las bacterias, su contribución es de suma importancia para la formación de precursores de sabor, como azúcares reductores, pirazinas y aminoácidos libres.
Con respecto a la fase aeróbica, se realiza para la formación de ácido acético a partir de etanol utilizando bacterias acéticas. Después de la disminución poblacional de levaduras y con el aumento del pH y la viscosidad reducida que surge durante la fase anaerobia, la masa fermentativa queda mucho más aireada.
Por consiguiente el monitoreo de la temperatura durante el proceso de fermentación del cacao es de suma importancia ya que representa un indicador del grado fermentativo que se está alcanzando.
Un aumento de la misma es provocado por las reacciones exotérmicas y la actividad microbiana que ocurre, el calor generado proviene de la oxidación del etanol a acetato y de la conversión del acetato a CO2 y agua (Cros & Jeanjean, 1995), finalmente la temperatura desciende por la inactivación microbiológica, alcanzando temperaturas con valores cercanos a 40ºC.
Posterior a la fermentación se realiza el secado, esta etapa del proceso tiene como objetivo principal eliminar el exceso de humedad de los granos, desde un 60% hasta 8%, utilizando principalmente la exposición de los mismos a la radiación solar. Otro de los aspectos a tomar en cuenta es el almacenamiento, el cual debe llevarse a cabo en lugares que no posean olores extraños y secos para evitar la proliferación de hongos e insectos.
En la actualidad, se desarrollan investigaciones que afirman la extracción de agentes antimicrobianos naturales obtenidos de plantas, árboles, frutos, partes de estos; algunos como la lisozima y la niacina, dichos compuestos químicos están dotados de la misma capacidad inhibitoria contra los microorganismos que aquellos elaborados de forma sintética, los cuales representan una alternativa innovadora no solo para la asegurar una conservación eficaz y eficiente de los alimentos sino, que impulsa la reutilización de residuos vegetales para tal fin disminuyendo el uso de sustancias químicas perjudiciales en gran proporción y colaborando con la preservación ambiental.
Como se mencionó anteriormente, uno de los residuos orgánicos que contienen numerosas sustancias químicas aprovechables como teobromina, cafeína y teofilina es la cáscara o epicarpio del Theobroma Cacao L, es por ello que se pretende disponer de esas bondades antimicrobianas específicamente sobre bacterias Gram positivas perjudiciales en alimentos como Bacillus cereus y Streptococcus agalactiae, para el desarrollo de un extracto vegetal líquido que pueda ser utilizado en la industria alimenticia, y que además les permita a los productores mejorar las ganancias percibidas de sus cultivos contribuyendo con la preservación del medio ambiente.
A continuación se presenta el flujograma propuesto para la elaboración del extracto vegetal a base de cáscara de Theobroma Cacao L, el cual debido a sus propiedades antimicrobianas se propone como un agroinsumo alternativo en estos tiempos de crisis, además es una opción rentable para los cacaocultores resultaría una manera más ecológica contribuyendo con la preservación ambiental.
Fig. 2. Proceso para la obtención del extracto vegetal a base de cáscara del Theobroma Cacao L .
1. Selección de la materia prima (cáscaras de Theobroma cacao L): Las mazorcas deben presentar un estado de maduración optimo es decir posterior a la cosecha, además no deberían estar maltratadas, necrosadas en infectadas con alguna enfermedad debido a que existiría una variación en las concentraciones de las sustancias de interés.
2. Higienización de la materia prima: Posterior a la selección de las cáscaras, deben se troceadas y escaldadas bien sea introduciéndolos dentro de una solución de acido cítrico al 1% o hipoclorito de sodio a la misma concentración durante 5 minutos a una temperatura de 75 ºC ± 2ºC.
3. Secado: Posterior a ello se procederá a llevar los trozos a una estufa con circulación de aire durante 24 horas, hasta lograr disminuir la humedad de la muestra a 8% ± 1%.
4. Molienda de las Cáscaras de Theobroma cacao L: Se reduce el tamaño de la muestra con un molino hasta alcanzar aproximadamente una granulometría de 40 mesh.
5. Pesado de la muestra: Autores como Cuéllar y Guerrero (2012), recomiendan pesar entre 20-25 gramos aproximadamente del polvo obtenido luego del proceso de molienda, para su posterior elución con los solventes. Se recomienda realizar un desengrasado con hexano previo al tratamiento.
6. Extracción vegetal etanol: agua: Las extracciones o separaciones son realizadas dependiendo de la naturaleza de las sustancias que se deseen extraer de la matriz vegetal, y es necesario que se realice en dos fases, la primera es la parte alcaloidal y la segunda la fase fenólica. Para el caso de la cáscara pueden utilizarse solventes orgánicos individuales como cloroformo, acetato de etilo, y n-butanol además desarrollar extractos acuosos y mezclas por ejemplo con etanol absoluto-agua en una proporción 1:1. Dicho procedimiento debe llevarse a cabo utilizando agitación magnética durante 2 horas a una temperatura promedio de 25ºC.
7. Filtrado del extracto vegetal: Luego de lograr la extracción es necesario separar las sustancias utilizando, preferiblemente papel filtro Nº 4, la filtración debe realizarse al vacio para asegurar la inocuidad de los procedimientos.
8. Almacenamiento: Tanto el extracto líquido como la fase orgánica obtenida posterior al filtrado deberán ser reservados en frascos color ámbar para asegurar que encuentren protegidos de la luz y deben ser almacenados a una temperatura de 4ºC. (Cuéllar y Guerrero 2012)
Conviene subrayar, que el desarrollo del agente antimicrobiano es una opción factible debido a la disposición de la materia prima necesaria para tal fin, es decir los productores venezolanos desperdician aproximadamente 180.000 toneladas métricas de cáscaras del Theobroma cacao L al año, las cuales podrían ser destinadas no solo para la creación del agroinsumo, sino para continuar incentivando investigaciones en el ámbito agroalimentario.
Los insumos que combaten microorganismos patógenos son desarrollados sintéticamente en laboratorios y requieren la amplia utilización de sustancias químicas perjudiciales, además dichos compuestos presentan una menor oferta en el mercado nacional, es por ello que surge esta alternativa orgánica empleando residuos que resultaría favorable para la preservación del planeta innovando de manera positiva en la generación de una sociedad ambientalista y logrando desarrollar productos con sello venezolano.
A pesar de ser un producto natural, el desconocimiento puede causar cierta desconfianza por parte de los consumidores es por ello que se debe concienciar a las personas para que conozcan los beneficios del mismo, es necesario profundizar en las propiedades del agente desarrollados, caracterizando para determinar su estructura y funcionalidad.
Venezuela requiere capacitación, innovación e inversión de porte de sus pobladores para promover el desarrollo de investigaciones que permitan aprovechar todos los residuos generados en las labores de beneficio y post cosecha por los cultivares que ocupan gran parte del territorio nacional, como el Theobroma cacao L, Cocos nucífera gran variedad de musáceas, tubérculos, cereales entre otros que contribuyan a la transformación del país en una potencia internacional basado en políticas agrosostenibles enmarcadas en el nuevo modelo de producción nacional.
Es necesario que en el país se evalúen opciones para la generación de insumos provenientes no solo de plantas, sino impulsar a continuar con la indagación de tantas bondades que ofrece la naturaleza y a veces por desconocimiento o escasos recursos económicos impiden verlas.
Por consiguiente, se necesita detectar las capacidades productivas del país y fortalecer el sistema en el área agroalimentaria y de investigación, a propósito de impulsar los motores implantados por el Ejecutivo en la Agenda Económica Bolivariana que permitan superar la actual coyuntura económica.
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