La fermentación es una parte esencial en el proceso de convertir el cacao crudo en delicioso chocolate. Este paso contribuye al desarrollo del sabor y la acidez del producto final. De hecho, se ha declarado que, sin la fermentación, el cacao no tendría ningún sabor. Pero debería quedar en claro una cosa: no se hacen fermentar los granos de cacao. Más bien, las levaduras, las bacterias y las enzimas fermentan la pulpa blanca y jugosa (o “baba”) que rodea los granos de cacao. Los granos sufren los efectos del calor, el ácido y las enzimas de la fermentación de la pulpa y esto da como resultado su transformación, tanto interna como externa.
La fermentación del cacao es el paso que sigue a la cosecha y es uno de los procesos más importantes para el desarrollo de los sabores y aromas que lo hacen característico. Es un proceso que degrada las moléculas del alimento para que se transformen en otras moléculas algo más simples. La fermentación del cacao depende de diferentes bacterias y microorganismos, cómo las levaduras.
Inicio del Proceso de Fermentación
Para iniciar el proceso de fermentación, en primer lugar, se deben cosechar y abrir las vainas que contienen a los granos de cacao embebidos en la pulpa. Al realizar esta operación, tanto los granos como la pulpa se encuentran estériles, pero luego ambos se ven contaminados por una gran variedad de microorganismos provenientes de la misma vaina, de las manos de los manipuladores, de los insectos, de los recipientes usados para el transporte, etc. La pulpa en sí es estéril antes de removerla de la vaina, pero las levaduras y bacterias que se desarrollan naturalmente, encuentran pronto el camino hacia la pulpa cuando se abre la vaina. Estos inoculantes microbianos provienen de una gran variedad de fuentes ambientales. Estas podrían ser la parte externa de la vaina, las manos de los trabajadores, los insectos que visitan o simplemente provenir del aire. A veces, el cacao se pone en contacto con inoculantes específicos con un cóctel microbiano planificado.
Métodos de Fermentación
Los métodos de fermentación varían según las preferencias regionales y la disponibilidad de recursos. Cada productor tomará una decisión distinta en cuanto al tipo y el tamaño del recipiente de fermentación, la cantidad de días que fermenta el cacao, con cuánta frecuencia hacer rotar el cacao, el preacondicionamiento de la pulpa (almacenamiento de la pulpa previo a la fermentación) y otros factores. Pero en términos generales, toda fermentación del cacao sigue un proceso similar incluyendo una fase anaeróbica y una fase aeróbica. Los detalles específicos de cada etapa están influenciados por una gran cantidad de factores, como la madurez de la vaina, las condiciones climáticas y ambientales, la calidad de la vaina y el tamaño del lote, entre otros.
La fermentación del cacao se lleva a cabo en las plantaciones y los métodos dependen de cada región. En África occidental, de dónde procede la mayor parte del chocolate, el grano de cacao se amontona formando una pila, se cubre con hojas y se deja reposar durante 5-6 días.
- En cajas de madera: es uno de los métodos más utilizados para la fermentación del cacao, pues las cajas permiten la entrada de aire y un fácil control de la temperatura.
- En hojas de banano: el proceso de la fermentación del cacao en hojas de banano se hace en regiones donde el banano es muy abundante y proporciona un extra de naturalidad al proceso.
Fases de la Fermentación
Fase Anaeróbica
Las condiciones anaeróbicas se refieren simplemente a los ambientes que carecen oxígeno. En el cacao, la pulpa que rodea los granos cómodamente apretados crea una barrera jugosa que impide que el aire ingrese en el sistema. La pulpa está compuesta de agua, altos niveles de azúcar (sacarosa, glucosa y fructosa) y varios ácidos. Estos azúcares y la acidez elevada en la pulpa crean las condiciones ideales para los microorganismos. La pulpa que rodea a los granos sufre un proceso de fermentación, que permite el desarrollo del color y el sabor característicos. Las condiciones iniciales de la pulpa, tales como el anaerobismo, el bajo nivel de pH y la elevada concentración de azúcar, favorecen la actividad de las levaduras.
En las etapas iniciales de la fermentación, las levaduras activas descomponen el azúcar que se encuentra en la pulpa del cacao y se producen burbujas de dióxido de carbono. El proceso de fermentación se inicia con la transformación del azúcar de la pulpa en alcohol y dióxido de carbono, actividad que es realizada por las levaduras. En esta fase, puedes ver pequeñas burbujas que gorgotean al salir a la superficie del cacao.
Las bacterias del ácido láctico convierten el ácido cítrico, la glucosa y otros carbohidratos presentes en la pulpa en ácido láctico. Los microbios trabajan las 24 horas para producir etanol y ácido láctico. Las enzimas también pueden ayudar a descomponer la pulpa, transformándola en un líquido residual que se expele, mejor conocido como sudoración. A medida que se descompone la masa, aumenta el espacio para que el aire ingrese y forme parte del proceso. El ácido cítrico también se descompone y sale con la sudoración. Esto ayuda a aumentar el pH general de la fermentación. La combinación del aumento del pH con un mayor flujo de aire marca el comienzo de la fase aeróbica de la fermentación.
Fase Aeróbica
Las condiciones aeróbicas se refieren a ambientes con presencia de oxígeno. En el procesamiento del cacao, los productores mezclan y mueven los granos, en un proceso que se denomina “rotación”, para incorporar oxígeno. La influencia de este oxígeno varía dependiendo del estilo de fermentación, el recipiente, el aislamiento y el tamaño de la masa que fermenta. Pero rotar los granos siempre hace que el proceso de fermentación sea más uniforme en los lotes. Durante la fase aeróbica se genera mucho calor. En esta etapa domina la bacteria que produce ácido acético, ya que oxida el etanol y los ácidos (cítrico, málico, láctico) para producir ácido acético. El oxígeno descompone aún más este ácido acético, produciendo dióxido de carbono y agua.
A continuación, y debido a mejoras en las condiciones aeróbicas, las bacterias inician la oxidación del alcohol en ácido láctico y posteriormente, en ácido acético. Esto origina un calentamiento e incremento de la temperatura dentro de las primeras 24 horas. A medida que la estructura de la pulpa se pierde, las bacterias continúan en actividad hasta completar la fermentación. La descomposición del etanol genera energía, que se manifiesta como calor. Estas reacciones exotérmicas elevan la temperatura general del cacao. A medida que se hacen rotar los granos, el calor sale y la temperatura general disminuye, pero luego aumenta de nuevo al introducir más oxígeno.
La combinación del calor intenso y la difusión de etanol y ácido acético en los granos de cacao descompone las paredes celulares. Nunca más germinarán y la estructura interna que se ha alterado, se convierte en el escenario para las actividades químicas que desarrollan los precursores del sabor que asociamos con el chocolate. Los granos crudos de cacao tienen un sabor amargo y astringente, debido a que contienen un nivel elevado de fenoles. Las antocianinas son un grupo de dichos polifenoles, que contribuyen a la astringencia y dan el color púrpura. La fermentación facilita la descomposición enzimática de las proteínas y los carbohidratos al interior del grano, permitiendo así el desarrollo del sabor. Los microbios intervienen en este proceso al crear el ambiente perfecto mediante la fermentación de la pulpa del cacao que rodea los granos. Los procesos de fermentación del cacao alteran la estructura celular de los granos, favoreciendo las fases posteriores de procesamiento, molienda y elaboración del chocolate.
COSECHA Y FERMENTACIÓN DEL CACAO
El Rol Fundamental de las Levaduras
La humedad es también muy importante en el proceso, pues los microorganismos necesitan un entorno húmedo para proliferar y descomponer los azúcares de la pulpa. Las levaduras halladas durante esta etapa provienen del medio ambiente circundante, como por ejemplo del suelo, de los árboles, etc. Las especies encontradas con mayor frecuencia son las levaduras del género Saccharomyces spp. (particularmente S. cerevisae, Candida krusei, Kloeckera apiculata, Pichia fermentans, Hansenula anomala y Schizo-saccharomyces pombe).
Un estudio determinó que los grupos microbianos eran esenciales para el proceso de fermentación y la calidad final del chocolate. Para demostrarlo, agregaron natamicina durante la fermentación del cacao y observaron que ocurría (la natamicina es un aditivo alimentario que inhibe el crecimiento de las levaduras). La prueba de calidad reveló que los granos fermentados sin levaduras, eran de color púrpura y de sabor ácido. Esto subraya la importancia de las levaduras en el desarrollo del sabor y color característico del cacao fermentado.
Algunas investigaciones realizadas revelaron 24 variedades diferentes de levaduras presentes durante la fermentación del cacao, mientras que en otra investigación llevada a cabo por Rombouts se identificaron 16 especies. Una investigación realizada por Hansen y Welty muestra que las levaduras se multiplican rápidamente durante la fermentación, siendo capaces de sobrevivir los procesos de secado y de almacenamiento. Es así que se pueden encontrar hasta 107 levaduras/gramo de granos almacenados.
Una solución elaborada por los investigadores es usar un biocompuesto, utilizando un polisacárido microbiano, para proteger el microencapsulado. Esto podría ayudar a controlar y mejorar la calidad de la fermentación del cacao.
Post-Fermentación: Secado y Procesamiento
Un cacao fermentado no sabrá a nibs de cacao; para esto, debes secar y tostar los granos. Posterior a esta etapa, los granos de cacao son deshidratados. Durante la siguiente etapa, los granos de cacao son limpiados y pueden ser sometidos a una cierta forma de pretratamiento térmico, con el fin de separar la cáscara del grano. Una de estas formas utiliza la tecnología de rayos infrarrojos mediante la cual los granos son sometidos a este tipo de radiación en un lecho fluidizado o un transportador vibratorio. A consecuencia de este tratamiento, el agua se acumula en la superficie del grano y rompe la cáscara. La alta temperatura de superficie inducida por este proceso, conduce a una disminución en la contaminación microbiana, especialmente en el número de levaduras y de otros hongos. Finalmente, los granos son separados de la cáscara y tostados, para luego ser molidos y así obtener la masa de cacao.
Criterios de Calidad
La calidad de la masa de cacao es muy importante debido a la gran variabilidad natural que existe entre los granos. Los criterios de calidad de este producto incluyen el número de levaduras encontradas por gramo de masa de cacao, para la cual un máximo de 50 es aceptable; y el número de levaduras encontradas por gramo de polvo de cacao alcalinizado, el cual puede contener un promedio normal de 50 y un límite máximo de 100.
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