Biotechnological methods for pulping copoazú (Theobroma grandiflorum (Wild. ex Spring) Schum) seed and their influence on the fermentation stage
Métodos biotecnológicos para despulpar semillas de copoazú (Theobroma grandiflorum (Wild. Ex Spring) Schum) y su influencia en la etapa de fermentación
DOI:
https://doi.org/10.15446/dyna.v89n220.95734Palabras clave:
enzymes, semi-solid fermentation, hydrolases, pectinases (en)enzimas, fermentación semisólida, hidrolasas, pectinasas (es)
Descargas
Copoazú is a fruit originated from Colombian Amazon belonging to Theobroma genus, which includes species such as cacao raw material for chocolate. Both species presented similar processing stages, with different process parameters due to the physical qualities of each fruit. Enzymatic, mechanical, and combined methods for pulping copoazú seeds and their effect on the biochemical dynamics of fermentation were evaluated. The pulping treatments evaluated were manual (Ma), mechanical (Me), enzymatic (Ez), and enzymatic-mechanical (Ez-Me), considering the yield as a response variable. The results showed higher percentages of pulp recovery for enzymatic, enzymatic-mechanical, and manual treatments with 61.01%, 66.80%, and 65.71%, respectively. The dynamics of the fermentation showed a reduction of seven to four days for the fermentation stage with the enzymatic treatments, registering up to 85.3% of well-fermented grain at the end of this phase.
El copoazú es un fruto originario de la amazonia colombiana perteneciente al género Theobroma, que incluye especies como el cacao del cual se genera el chocolate. Diversos estudios muestran que las etapas de beneficio son semejantes para ambos, pero con condiciones de proceso diferentes debido a las características físicas propias de cada fruto. Se evaluaron métodos mecánicos, enzimáticos, y combinados para despulpar semilla de copoazú y su efecto sobre la dinámica bioquímica de la fermentación. Se evaluaron los siguientes tratamientos despulpado manual (Ma), mecánico (Me), enzimático (Ez) y enzimático-mecánico (Ez-Me), el rendimiento de pulpa fue la variable de respuesta. Los resultados mostraron mayores porcentajes de remoción de pulpa para los tratamientos enzimático, enzimático-mecánico y manual con 61,01 %, 66,80 % y 65,71 % de pulpa, respectivamente. La dinámica de la fermentación mostró una reducción de siete a cuatro días para la etapa de fermentación de los tratamientos enzimáticos, registrando hasta 85.3 % de grano bien fermentados al finalizar esta fase
Referencias
Santo-da Silva, A.S. and Freitas-Farias, L., Elaboração da farinha à base da amêndoa do cupuaçu Theobroma grandiflorum Schum. Revista Arquivos Científicos (IMMES), 1(1), pp. 36-42, 2018. DOI: 10.5935/2595-4407/rac.immes.v1n1p36-42.
Criollo-Nuñez, J., Criollo-Cruz, D. and Sandoval-Aldana, A.P., Fermentación de la almendra de copoazú (Theobroma grandiflorum [Willd. ex Spreng.] Schum.): evaluación y optimización del proceso. Ciencia & Tecnología Agropecuaria ,11(2), pp. 107-115, 2010. DOI: 10.21930/rcta.vol11_num2_art:200
Andrade-Goncalves, M., Lima-Silva, J., Pereira-Mathias, S., Rosenthal, A. and Araujo Calado, V., Caracterização físico-química e reológicas da polpa de cupuaçu congelada (Theobroma grandiflorum Schum). Perspectiva online: Ciéncias exatas e engenharia, [Online]. 3(7), pp. 46-53, 2013. [date of reference October 10th of 2021]. Available at: https://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/bitstream/ doc/996442/1/2014036.pdf.
Pereira, A., Feitosa, W., Abreu, V., de Oliveira Lemos, T., Gomes, W. F., Narain, N. and Rodrigues, S., Impact of fermentation conditions on the quality and sensory properties of a probiotic cupuassu (Theobroma grandiflorum) beverage. Food Research International, 100, pp. 603-611, 2017. DOI: 10.1016/j.foodres.2017.07.055
Avila-Sosa, R., Montero-Rodríguez., A., Aguilar-Alonso, P., Vera-López, O., Lazcano-Hernández, M., Morales-Medina, J.C. and Navarro-Cruz, A.R., Antioxidant properties of Amazonian fruits: a mini review of in vivo and in vitro studies. Oxidative medicine and cellular longevity, 2019(1), pp. 1-11, 2019. DOI: 10.1155/2019/8204129.
Andrade, J., Barros, R., Pereira, U., Gualberto, N., de Oliveira, C., Shanmugam, S. and Narain, N., α-Amylase inhibition, cytotoxicity and influence of the in vitro gastrointestinal digestion on the bioaccessibility of phenolic compounds in the peel and seed of Theobroma grandiflorum. Food Chemistry, 373(2022), pp. 1-11, 2022. DOI: 10.1016/j.foodchem.2021.131494.
Meneses, S., Estudio de mercado de frutas exóticas colombianas, caso copoazú Theobroma grandiflorum en San Francisco California, Undergraduate Thesis, Faculty of Agricultural Sciences, De la Salle University, Bogotá, Colombia, 2020.
Muhammad, B. and Hafiz M.N.I., State of the art strategies and applied perspectives of enzyme biocatalysis in food sector. Critical reviews in food science and nutrition, 60(12), pp. 2052-2066, 2020. DOI: 10.1080/10408398.2019.1627284.
Nuñez, F. and Santamaría, V., Extracción enzimática y caracterización de la pectina a partir de los residuos del mango (Mangifera indica), Undergraduate Thesis, Faculty of agroindustrial and foreign trade, Señor de Sipan University, Pimentel, Perú, 2019.
Lanzarini, G. and Cantarelli, C., Enzymes in the fruit juice industry. Biotechnology Applications in Beverage Production, Science Elsevier, 2, pp. 189-222, Elsevier Publishers Ltd, London and New York, England,. 1999. DOI: 10.1007/978-94-009-1113-0_13.
Beg, Q., Kapoor, M., Mahajan, L. and Hoondal, G.S., Microbial xylanases and their industrial applications: a review. Applied Microbiology and Biotechnology, 56, pp. 326-338, 2001. DOI: 10.1007/s002530100704.
Rocha, M., Pineirho, T., Moreira, M., Benevides, I., Rodriguez, A. and Brilhante, J., Efeito da aplicacao de enzimas pectinoliticas no redimento da extracao de polpa de cupuacu, comunicacao cientifica, Embrapa agroindustria tropical, Rev. Bras. Frutic., jaboticabal, 24, pp. 204-242, 2002. DOI: 10.1590/S010029452002000100051.
Brunetto, M., Gallignani, M., Orozco, W., Clavijo, S., Delgado, Y., Ayala, C. and Zambrano, A., The effect of fermentation and roasting on free amino acids profile in Criollo cocoa (Theobroma cacao L.) grown in Venezuela. Brazilian Journal of Food Technology, 23, pp. 1-12, 2020. DOI: 10.1590/1981-6723.15019.
Chávez, S.A., Efecto de las condiciones de fermentación y secado, en las características fisicoquímicas del cacao (Theobroma cacao L.), cultivar CCN 51, MSc. Thesis, Faculty of Agroindustrial Engineering, La Molina Agrarian University, Lima, Perú, 2020.
Ramos, S., Danzl, W., Ziegleder, G. and Efraim, P., Formation of volatile compounds during cupuassu fermentation: influence of pulp concentration. Food Research International, 87, pp. 161-167, 2016. DOI: 10.1016/j.foodres.2016.06.025
Hernández, M., Melgarejo, L., Barrera, J. y Carrillo, M., Oferta y potencialidad de un banco de germoplasma del género Theobroma en el enriquecimiento de los sistemas productivos de la región amazónica, primera edición, Colombia, Scripto Ltda, 2006, 147 P.
Official methods of analysis of AOAC International. 21st edition. Washington D.C., USA, 2019.
Freitas-Nascimento, J.F., Souza-Silva, A.C., Leoncio-Tostes, E.S. and Santos-Silva, A.S., Avaliação fisicoquímica de polpas de cupuaçu, Theobroma grandiflorum Schum, industriais e artesanais. PUBVET, 13(3) pp. 148-154, 2019. DOI: 10.31533/pubvet.v13n3a300.1-6
ICONTEC, I.C. Norma Técnica Colombiana NTC 1252. 2019.
Tapre, A. and Jain, R., Optimization of an enzyme assisted banana pulp clarification process, International Food Research Journal, 21(5), pp. 2043-2048, 2014.
Sakhale, B., Pawar, V. and Gaikwad, S., Studies on effect of enzymatic liquefaction on quality characteristics of Kesar mango pulp, International Food Research Journal, 23(2), pp. 860-865, 2016.
Sharma, H., Patel, H. and Sharma, S., Enzymatic extraction and clarification of juice from various Fruits, Trends Post Harvest Technol, 2(1), pp. 1-14, 2014.
Mohammadi, M., Rezaei, R., Shahvalizadeh, R., Sarabandi, K., Lim, L. and Hamishehkar, H., Immobilization and stabilization of pectinase on an activated montmorillonite support and its application in pineapple juice clarification, Food Bioscience, 36(1), pp. 1-8, 2020. DOI: 10.1016/j.fbio.2020.100625.
Teixeira, M., Andrade, J., Fernandes, O., Durán, N. and Lima, J.De., Quality attributes of cupuaçu juice in response to treatment with crude enzyme extract produced by Aspergillus japonicus 586, Enzyme Research, 2011(1), pp. 1-6, 2011. DOI: 10.4061/2011/494813
Ramos, S., Salazar, M., Nascimento, L., Carazzolle, M., Pereira, G., Delforno, T. and Efraim, P., Influence of pulp on the microbial diversity during cupuassu fermentation, International Journal of Food Microbiology, 318(1), art. 108465, 2020. DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2019.108465
Almeida, V.O., Pascoal, A.M., Ferreira, M.C., Morais, R.R., Moraes, M.G., Batista, K.A. and Fernandes, K.F., Molecular structure of amylopectin/amylose from Solanum lycocarpum starch after enzymatic hydrolysis. Food Hydrocolloids, 100(1), pp.105-203, 2020. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2019.105203.
Ovando, S.L. y Waliszewski, K.N., Preparativos de celulasas comerciales y aplicaciones en procesos extractivos, Universidad y Ciencia, 21(1), pp. 113-122, 2005. [en línea]. Disponible en: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=2339333.
Chourasia, R., Phukon, L.C., Singh, S.P., Rai, A.K. and Sahoo, D., Role of enzymatic bioprocesses for the production of functional food and nutraceuticals. In: Biomass, Biofuels, Biochemicals, 13, pp. 309-334. 2020. DOI: 10.1016/B978-0-12-819820-9.00015-6
Samaniego, L.C.G., Determinación de la calidad de cacao criollo (Theobroma Cacao L.) fermentado mediante visión computacional. Posgrato Tesis, National University of Jaén, Jaen, Peru, 2020.
Amores, F., Espin, S., Samaniego, L., Hollygood, N., Buttler, D. y Loo, R.V., 2006. Establecimiento de parametros fisicos, quimicos y organolepticos para diferenciar cacao fino y ordinario. Informe final, INIAP, Ecuador, 2006.
Cómo citar
IEEE
ACM
ACS
APA
ABNT
Chicago
Harvard
MLA
Turabian
Vancouver
Descargar cita
Licencia

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
El autor o autores de un artículo aceptado para publicación en cualquiera de las revistas editadas por la facultad de Minas cederán la totalidad de los derechos patrimoniales a la Universidad Nacional de Colombia de manera gratuita, dentro de los cuáles se incluyen: el derecho a editar, publicar, reproducir y distribuir tanto en medios impresos como digitales, además de incluir en artículo en índices internacionales y/o bases de datos, de igual manera, se faculta a la editorial para utilizar las imágenes, tablas y/o cualquier material gráfico presentado en el artículo para el diseño de carátulas o posters de la misma revista.




