RENOVACIÓN: A propósito de la renovación de plantaciones de cacao

¿Qué es la Red de Investigación e Innovación en Cacao y Chocolate?

Es un conjunto variado e inclusivo de actores de los distintos eslabones de la cadena de valor del cacao y el chocolate que por iniciativa de un grupo inicial de poco más de 100 participantes en la reunión del 10 de abril de 2014, en Tarapoto (San Martín Perú), trabajaron en una primera propuesta, la Agenda de Investigación e Innovación en Cacao y Chocolate. 

Al mismo tiempo que esta agenda de temas relevantes a la cadena de valor del cacao y chocolate, se acordó formar una red de nombre similar y cuya función principal sería mantener un mínimo de comunicación entre los miembros, así como una alerta informativa de los principales eventos, noticias y novedades científicas, tecnológicas y de gestión referidas al Cacao y Chocolate. 

En el evento inicial en Tarapoto, se acordó formar esta Red de Investigación e Innovación en Cacao y Chocolate, presente en la mente de la mayoría de sus miembros y otros actores, con el acrónimo de RIICCH Perú.

Enlaces relacionados

- Constitución de RIICCH Perú

- Agenda de Investigación e Innovación en Cacao y Chocolate

Cacao, del aperitivo al postre

Por Rosa Rivas. 

Madrid, 01 de octubre de 2014

"Mi camino es jugar con la personalidad del cacao, desde la pulpa hasta las habas, y con toda la cultura milenaria en torno a este producto", afirma el chocolatero galés Damian Allsop, que trata esta valiosa materia prima como una fruta y en la que centra su restaurante temático Mimo d'en Damian, una experiencia única en España -"y quiero creer que en el mundo", dice el cocinero- que se estrena este miércoles en el casco antiguo de Girona y donde los comensales se enfrentarán a una cocina de proximidad con técnicas innovadoras.

El cacao es protagonista del menú principal, denominado Plantación: desde el aperitivo hasta el postre. "Los platos no son raros, son realistas. Caldos, guisos, productos frescos que no son chocantes y que invitan a disfrutar", advierte Allsop. El maestro chocolatero, que reivindica el aporte equilibrado y saludable del cacao en la dieta, subraya que no es lo mismo el cacao que el chocolate. La experiencia gustativa puede ser más amplia con el fruto que con la elaboración basada en él.

Nota original completa aquí.

ICCO: Seminario sobre proyectos en cacao

En el Consejo Internacional del Cacao (88 período ordinario de sesiones, septiembre - 2013), la ICCO decidió llevar a cabo el Seminario Internacional sobre el Desarrollo, Implementación y Evaluación de Proyectos sobre Cacao, el mismo que está siendo generosamente acogido por el Consejo del Cacao de Ghana (Cocobod), en el hotel Holiday Inn, Accra, Ghana, 9-12 junio 2015.

El seminario estará dirigido a los funcionarios competentes y responsables políticos de los países  exportadores miembros de la ICCO, que están involucrados en los programas y proyectos de desarrollo de cacao, así como para las empresas, y para las instituciones sin fines de lucro de los países productores de cacao de África.

El objetivo del evento es fortalecer las  habilidades y capacidad para identificar proyectos de desarrollo en cacao, y formular, ejecutar y evaluarlos según  los requisitos satisfactorios de  las instituciones nacionales e internacionales.

Nota original y programa del evento, aquí.

Otros enlaces relacionados a la ICCO:

• Objetivos
• Algunas definiciones
• Más definiciones

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Postcosecha de cacao en Tumbes (L. Rufino y col. 2015)

“Improvement of the fine aroma cocoa quality system in the post harvest process in the region of Tumbes” 

León Antonio Rufino Escobar, Milagros De Jesús Dios Morete y Abimel López García

The post harvest methodologies, which are used mostly in the jungle, were adopted in the region of Tumbes, which gave regular results in small volumes. But as soon as the stock volumes increased problems referring to the cocoa bean quality appeared, including acetic and bitter tastes and some lots even got fungus during the fermentation process. That is why we started an investigation project in which we analyzed different periods of fruit storage stability after the harvest and different fermentation systems. We included different factors like: number of days to open the fruit after the harvest, fermentation type (closed or open units), time of the first removal of the crate and the drying time (more or less than six days).

The conditions in the region of Tumbes allow a storage stability of three days after the harvest. In this time after opening the fruit, the mucilage still preserves sweetness with a characteristic acidity. Until the fifth day the mucilage changes its taste, its humidity content and you can even find acetic tastes. On the eighth until the twelfth day the open fruits respectively the mucilage is in its fermentation process and you find fungus inside of the fruit. Additionally it is necessary to mention that all the cocoa beans ferment, no matter whether they come from green, half ripe or ripe beans. The difference is in the quantity of fermented beans: in green fruits the percentage of non-fermented or half fermented beans is higher than in the others. Moreover tasting the liquor coming from this kind of fruits, it is bitter and astringent, while the liquor of the half ripe fruits has organoleptic characteristics (citric, nut, malt). This favorable taste does not last very long, it disappears quickly, prevailing the proper cocoa taste (bitter chocolate taste). The beans proceeding from ripe fruits have a taste of citric, fresh or dried fruits, honey, panela and bittersweet. This indicates that the region of Tumbes has a good genetic potential and an appropriate climate for the cocoa to develop its favorable organoleptic characteristics.

In the following, the results of the fermentation system: We found out that the fermentation length is influenced by the time the fruit was opened after the harvest. The beans that come from fruits which were opened many days after the harvest had a shorter fermentation time. Besides the fermentation percentage was also influenced by the fruit opening and by the fermentation type (closed or open units). The beans that kept the best organoleptic characteristics (bittersweet, citric, nut and malt taste), inclusive in the validation stage, were those which fruits were opened on the first or third day, which were fermented in closed units, with the first removal after 48 hours and which had a drying period of more than six days (A1F2S2 y A2F2S2).

"MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE CALIDAD DEL CACAO FINO DE AROMA EN EL PROCESO DE POST COSECHA DE LA REGIÓN TUMBES”

León Antonio Rufino Escobar, Milagros De Jesús Dios Morete y Abimel López García. 

La aplicación de metodologías de post cosecha que se vienen aplicando en la mayor parte de la selva, fueron adoptadas en la Región Tumbes, que en pequeños volúmenes dio resultados regulares, sin embargo conforme aumentaron los volúmenes de acopio se presentaron problemas en la calidad de las almendras de cacao, que presentaban sabores acéticos, amargos y algunos lotes presentaban hongos en el proceso de fermentación, es por ello que se realizó el proyecto de investigación donde se probaron tiempo de duración de los frutos después de la cosecha y sistemas de fermentación diferenciados; teniendo en cuenta diversos factores como: el número de días en que se abrió el fruto después de la cosecha, tipo de módulo de fermentación (cerrado y abierto), tiempo de la primera remoción de los cajones y tiempo de secado (menor de seis días y más de seis días).

Los frutos, en condiciones de la Región Tumbes, tienen una durabilidad, óptima, de tres días después de la cosecha, al abrir el fruto el mucílago aún conserva la dulzura, acidez característica; mientras que al quinto día el mucílago a cambiado su sabor y contenido de humedad e incluso se encuentran sabores acéticos, los frutos abiertos al octavo y doceavo día presentan el mucílago en proceso de fermentación y se encuentra presencia de hongos en su interior. Se encontró además que las almendras provenientes de frutos verdes, pintones y maduros sí fermentan, sin embargo su diferencia es que en los frutos verdes se encuentran más % de almendras sin fermentar y medianamente fermentados, además que al catar los licores provenientes de estos frutos son amargos y astringentes, mientras que los licores de frutos pintones se aprecian características organolépticas favorables (cítrico, nuez, malta) con poca duración, desaparecen rápidamente prevaleciendo el sabor a propio de los cacaos planos o comunes (sabor amargo chocolate), mientras los provenientes de frutos maduros prevalecen los sabores a cítrico, frutas frescas y secas, miel, panela y agridulces, esto nos indica que la región Tumbes tiene un buen potencial genético y clima apropiado para que el cacao desarrolle sus características organolépticas favorables.

Los resultados en el sistema de fermentación; se encontraron que tiempo de fermentación está influenciado por la apertura de frutos después de la cosecha, aquellos que se abrieron a más días después de la cosecha disminuyeron su tiempo de fermentación, sin embargo el porcentaje de fermentación fue influenciado por la interacción apertura de fruto y tipo de módulo (cerrado y abierto). Los que conservaron mejor sus buenas características organolépticas (sabor agridulce, cítrico, nuez y malta) e inclusive en la etapa de validación fueron aquellos que se abrieron sus frutos al primer y tercer día, fermentados en módulos cerrados, con la primera remoción a las 48 horas y tiempo de secado mayor de 6 días (A1F2S2 y A2F2S2).

INTRODUCCIÓN

Wills et al., manifiesta que la maduración de los frutos está ligada a complejos procesos de transformación de sus componentes. Las frutas, al ser recolectadas, quedan separadas de su fuente natural de nutrientes, pero sus tejidos todavía respiran y siguen activos. Los azúcares y otros componentes sufren importantes modificaciones, formándose anhídrido carbónico (CO2) y agua. Todos estos procesos tienen gran importancia porque influyen en los cambios que se producen durante el almacenamiento, transporte y comercialización de las frutas, afectando también en cierta medida a su valor nutritivo. Wills et al, Considera al cacao como un fruto no climatéricos que son aquellos que la madurez comercial solamente se alcanza en la planta. Por consiguiente un fruto por ser no climatérico, el color evoluciona muy poco luego de cosechados y no desarrolla sus características organolépticas propias del cacao. Como regla general, cuanto más avanzada es la madurez menor es la vida post cosecha 

Torres O., Graziani L. y Ortiz L. (2004), manifiestan que el almacenamiento de las mazorcas antes de la apertura y el desgrane, así como el sistema de fermentación usado en el proceso son factores que influyen sobre la calidad del producto final. Por consiguiente, el retardo en el desgrane causa una fermentación acelerada, con incrementos más rápidos en la temperatura de la masa, la cual alcanza valores más altos a medida que aumenta el tiempo entre la cosecha y el desgrane del cacao (Barel, 1987), además promueve bajos niveles de ácido láctico, ácidos volátiles y ácidos totales libres (Dias y Ávila, 1993), así como también el incremento de los taninos en el cotiledón (Álvarez, 1997). 

Algunos investigadores consideran que el sabor se mejora al almacenar los frutos de cacao por varios días antes de desgranarlos (Samah et al., 1993). Barel (1987) también señala que al retrasar el desgrane la temperatura se eleva más rápidamente, se mejora la hidrólisis de la pulpa, se reduce la acidez del cacao y se logra una proporción del 60% de granos marrones, obteniéndose los mejores resultados después de un retardo de 6 días entre la cosecha y el desgrane (Torres O., Graziani L. y Ortiz L. 2004). 

En Aragua, el manejo post cosecha del cacao es muy variable, dependiendo de la zona y de la experiencia del productor, cosechar de lunes a jueves para acumular un número apropiado de mazorcas y proceder a desgranar y fermentar los viernes, proceso que realizan por 5 o 7 días, sin considerar el tiempo de almacenamiento de los frutos (Graziani et al., 2002). 

El ITC (Instituto Técnico del Cacao) indica que el tiempo de fermentación varía de 5 a 6 días, en función de la variación de las condiciones climáticas y que los frutos se deben abrir en el mismo día en que han sido cosechados, mientras que los boletines difundidos por PROGRESO – Piura difunden que este proceso demora 7 días, Crespo afianza lo que indica el ITC que la fermentación demora 5 días, sin embargo añade que el caso del CCN – 51 el proceso de fermentación demora 6 a 8 días. 

Los profesores de Universidad Central de Venezuela, probaron el efecto del tiempo transcurrido entre la cosecha y desgrane del fruto del cacao tipo forastero de Cuyagua, llegando a la conclusión que el efecto genera el incremento brusco de temperatura y acelera la fermentación.

HIPOTESIS

Estandarizado el proceso post cosecha del cacao, de acuerdo al clima de la Región Tumbes, se obtendrían granos de cacao secos y fermentados con sabor a frutas y aroma a floral

METODOLOGÍA

Se realizaron talleres de sensibilización a los productores, con la finalidad de realizar cosechas oportunas, para ello se cosecharon frutos verdes, pintones y maduros; se fermentaron, se tostaron, se molieron y se probaron.

La investigación consistió en probar los efectos que ejerce el tiempo de apertura del fruto (A1= abierto al momento de la cosecha, A2= Abierto al tercer día después de la cosecha, A3= abierto al 5to días después de la cosecha, A4= Abierto al 8vo días después de la cosecha), el tipo de módulo y sistema de volteo (F1=modulo totalmente cerrado con remociones cada 24 horas, F2= Fermentación modulo cerrado, primera remoción a los 48 horas y resto a 24 horas y F3= Módulo abierto con remociones cada 48 horas y el resto cada 24 horas) y secado (S1= secado a los 5 días y S2= Secado a los 6 días); para ello se destinaron cajones de fermentación para cada tratamiento (24 tratamientos), se abrieron los frutos según el tratamiento y se colocaron en los cajones respectivos, siguiente la frecuencia de volteo en cada módulo respectivo; al partir del 4 día se tomaba 10 granos al azar y se cortaron en forma trasversal, si el 60 o 70% de los granos presentaban fermentación (a cada tratamiento se le monitoreo la temperatura), entonces se sacaban del cajón y se colocaba en las bandejas de secado; al cual se le daba según el tratamiento 5 o más de 6 días de secado. A todos se llegó a 7% de humedad y luego se almacenaron.

De cada tratamiento se sacó 1 kilogramo de muestra, de estos se tomaron 100 granos al azar y se le realizó corte trasversal y se observaron defectos y grados de fermentación; se tomaron 100 g de grano y se midió el índice de grano.

Después se tostaron 300 gramos de cacao por tratamiento, se tostaron se molieron y se obtuvo el licor, los cuales fueron puestos en vasos pirex y refrigerados (se quedó como pasta de cacao); posteriormente los pirex fueron puestos a 45°C y se cataron por el equipo y especialistas. De los 24 tratamientos pasaron los 9 mejores tratamientos quienes también se cosecharon, fermentaron y secaron según el tratamiento (con su respetiva repetición) y luego se les realizó el análisis físico y organoléptico, se obtuvieron los resultados finales.

Los resultados obtenidos se les analizó bajo el diseño estadístico de un BCA trifactorial y prueba Tuckey al 5%.

RESULTADOS 

1) Duración del fruto después de la cosecha

Los frutos maduros cosechados, según las condiciones de la Región Tumbes, tienen una durabilidad máxima menor a 5 días, a partir del quinto día la cáscara externa se torna marrón, la acides del mucilago y sus aromas a frutas bajan, al octavo día la mayor cantidad de frutos al ser abiertos se encuentran hongos en su interior.

Los frutos verdes y pintones tienen más durabilidad, no desarrollan hongos, sin embargo la calidad del mucilago empieza a deteriorarse a partir del 5 día, donde se manifiestan sabores y olores de cítrico descompuesto.

Al ingresar al cajón fermentador todos los frutos (verdes, maduros y pintón) fermentan, sin embargo al catar los licores provenientes de cacao verdes su sabor es amargo y astringente debido a la alta presencia de almendras sin fermentar o medianamente fermentados, los granos de los frutos pintones manifiestan características especiales durante la cata pero son de corta duración, sobresaliendo el amargo café, mientras que las almendras provenientes de frutos maduros desarrollan sabores especiales como la Nuez, frutas frescas y secas, malta y cítrico.

2) Sistemas de pos cosecha - Fermentación

Temperaturas y tiempo de fermentación 

La temperaturas inicial es parecida al medio ambiente, sin embargo, está se incrementa hasta su punto máximo que esta entre 49.5 a 51 °C, luego se estabiliza y cae paulatinamente, que es un indicador que la fermentación a terminado

Los frutos abiertos a partir del tercer, quinto y octavo día después de la cosecha, la fermentación obtuvo una durabilidad menor de los 8 días, e inclusive algunos habían fermentado hasta el quinto día, mientras que los frutos abiertos al primer día su fermentación duro 10 días.

La tabla de Análisis de varianza muestra altamente significativo entre los tratamientos y apertura de frutos, el cual es confirmado por la prueba de tuckey.

Porcentajes de fermentación

Los porcentajes más altos de fermentación se obtienen en módulos cerrados con frutos abiertos en el //abiertos en el octavo día. Existe solo un caso donde se tiene alto porcentaje de fermentación en módulos completamente abierto con 93%.

En el ANVA se observa que hay alta significación estadística en los bloques (repeticiones), en los tratamientos, en el secado y en la interacción de apertura de frutos con sistema de fermentación.

Característica organoléptica

Prueba de Validación

Se seleccionaron 9 muestras para repetir las pruebas con la finalidad de validar los resultados. Las temperaturas siguieron el mismo comportamiento, pero el tiempo de fermentación se redujo a 7 días. Para determinar la caracterización organoléptica se asignó valor según el tipo de cacao obtenido, siendo el cacao descarte 0, el cacao común 4, cacao plano 6 y cacao especial 10. 

Cacao descarte son aquellos que tienen sabores extraños y que no tienen atributos organolépticos positivos, el cacao común es aquel que predomina la amargura y astringencia en forma modera (sobresale el sabor a cacao), los planos son aquellos que manifiestan sabores especiales como son cítrico, frutas secas, nuez y panela pero su tendencia es muy corta, aparecen y luego se pierden rápidamente y los cacaos especiales son aquellos que manifiestan sabor a nuez, agridulce, cítrico, panela malta, frutas secas y frescas y astringencia y amargura moderada, los cuales tienen buena intensidad y permanencia al momento de catar el licor de las almendras de cacao. 

Al observar los resultados encontramos que son las dos muestras que están por encima de la línea de tendencia y que provienen de módulos cerrados y que su primer volteo (aireación) se da a las 48 horas y su secado dura más de 6 días.

Estos tratamientos también manifestaron puntajes de 6 a 10 en caracterización organoléptica, que son cacaos aptos para mezclas en chocolates especiales. Los tratamientos que provienen de módulos abiertos son muy inestables presentan puntajes de 4 y 5 y en algunos casos superior a 6.  

DISCUSIÓN 

Los frutos de cacao cosechados en estado pintón a verde, a pesar que su cáscara cambian de coloración al ser almacenados, no desarrollan las características especiales que muestran los frutos maduros, coincidiendo lo que manifiesta Wills et al en sus investigaciones. Al fermentar y secar sus almendras se encuentran alto % de almendras no fermentados y/o semi fermentados que le dan sabor desagradables final del proceso. 

Los frutos abiertos a partir del quinto día, el mucilago presentan sabores de cítrico en proceso de descomposición, menor dulzura, los frutos que se abren al octavo día se encuentran algunos de ellos con presencia de hongos; por lo que bajo las condiciones de región Tumbes no es favorables almacenar los frutos por encima de los 3 días, tal como se realiza en Aragua y que es reportado por Graziani et al.

El almacenamiento de frutos, para su posterior y fermentación de las almendras influyen en la calidad final, tal como lo manifiesta Torre O, Graziani y Ortiz, sin embargo no siempre es favorable, debido a que los resultados manifestaron que el tiempo máximo es de 3 días después de la cosecha para abrirlos, ya que los tratamientos que se abrieron al quinto y octavo día la mayoría de ellos dan sabores desagradables en el momento de catar el licor de aquellas almendras fermentadas y secados provenientes de esos tratamientos.

Existe efecto la apertura de fruto y el sistema de fermentación y secado en la conservación de calidad del cacao, pues se pueden perder muchas de las características organolépticas propias de las almendras del cacao o lograrlas conservar hasta el final del proceso; se aprecio que frutos abiertos en el mismo día de la cosecha y al tercer días después de la cosecha y que fueron fermentados en módulos cerrados, con más de seis días de secado manifiestan mejor comportamiento al ser catados, esto es debido que la temperatura interior del módulo es más estable. Mientras que los tratamientos provenientes de módulos abiertos son muy variables debido a que dependen de las temperaturas manifestados durante el día, los cuales pueden influenciar positivamente (si hay temperaturas mayores de 36° C que no enfrían las masas de cacao fermentando en los cajones) o negativamente si hay temperaturas bajas (menos del 25°C) que enfrían la masas de cacao en los cajones e interrumpiendo el proceso.

Los días de fermentación no son influenciados por el tipo de módulo (abierto y cerrado), pero si por el momento que se realiza la apertura el fruto, aquellos que son abiertos al tercer día, octavo y quinto necesitan menos días de fermentación, debido a que las temperaturas se incrementan con mayor velocidad que aquellos que son abiertos al primer día. El tiempo también está influenciado por clima, debido a que los 24 tratamientos fueron realizados en periodos de menores temperaturas y días nublados, sin embargo las validaciones se dieron en época de días con horas de sol y el tiempo de fermentación se redujeron de 10 a 7 días. También se encontró que si los cajones se llenan casi en su totalidad con las almendras de cacao el tiempo de fermentación se reduce, pero si no están llenos el tiempo de fermentación se va hasta los 10 días; esto es debido a que la temperatura asciende lentamente.

CONCLUSIONES

• Las almendras de cacao llegan a un máximo de 51°C durante el proceso de fermentación y la temperatura tiende a disminuir lentamente cuando se ha concluido el proceso de fermentación.

• El porcentaje de fermentación es un indicador de calidad, pero no es el determinante, existen lotes que pueden tener superior a los 80% de fermentación pero tienen sabores desagradables.

• El mejor control de la calidad es la cata del cacao ya que nos permite saber si el cacao tiene características especiales o no.

• Las almendras que provinieron de módulos cerrados permiten conservar sus características favorables propias del grano, pero de los provienen de módulos cerrados son muy variables, se pierden características y se encuentran muestras con sabores desagradables y algunas muestras con buenas características (son muy pocas las muestras). 

El proyecto fue cofinanciado por PROGRESO, FINCYT y la Asociación Regional de Productores decacao de Tumbes (ARPROCAT) y el acompañamiento del Instituto de Educación Superior Tecnológico Público 24 de Julio – Zarumilla, permitiendo a la ARPROCAT posesionarse como productores de cacao finos y ubicarse entre los primeros puestos en forma consecutiva en los dos últimos años en los concursos regionales y nacionales ejecutados por el APPCACAO (Asociación Peruana de Productores de Cacao) y Ministerio de Agricultura.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

• ÁLVAREZ, Y. 1997. Efecto del tiempo transcurrido entre la cosecha y el desgrane sobre algunas características del cacao criollo (Theobroma cacao L.) selección Ocumare 61, durante el proceso de fermentación utilizando el sistema trinitario. Trabajo de grado. Maracay, Ven. Universidad Central de Venezuela. Facultad de Agronomía. 149 p.

• DIAS, J. and M. ÁVILA. 1993. Influencia do sistema de secagem na acidez das amendoas do cacau (Theobroma cacao L.). Agrotrópica 5(1):19-24.

• GONZÁLEZ, F., L. ORTIZ de BERTORELLI, L. GRAZIANI de FARIÑAS y E. MONTEVERDE-PENSO. 1999. Influencia del índice de cosecha de la mazorca sobre algunas características de la grasa de dos cultivares de cacao (Theobroma cacao L.) Rev. Fac. Agron. (UCV) 25(2): 159-171.

• GRAZIANI de F ARIÑAS, L., L. ORTIZ de BERTORELLI y P. PARRA. 2002. Informe final del proyecto "Características físicas, químicas y estudio del manejo post cosecha de cultivares de cacao existentes en la zona cacaotera de Cumboto, Edo. Aragua". FUNDACITE Aragua. 196 p. //v ITC – INSTITUTO TÉCNICO DEL CACAO.

• TORRES O., GRAZIANI L. y ORTIZ L. 2004. Efecto del tiempo transcurrido entre la cosecha y el desgrane de la mazorca del cacao tipo Forastero de Cuy agua sobre las características del grano en fermentación. FUNDACITE-FONACIT. Venezuela. Agronomía Tropical 54: 481-495. 

• http://sian.inia.gob.ve/repositorio/revistas_ci/Agronomia%20Tropical/at5404/arti/torres_o.htm 

• Wills et al., 1985. MADURACION DE LAS FRUTAS.

• http://frutas.consumer.es/documentos/conozcamos/maduracion.php 

Enlaces frelacionados

Asociación Regional de Productores de Cacao de Tumbes

Dr. TV Perú: Cacao

Cacao & Salud

una explicación muy didáctica

Pare ver, también puede presionar aquí.

Publicado en YouTube el 16 de junio de 2014.
El cacao contiene potasio, teobromina, magnesio, complejo B, Vitamina E, fosforo, vitamina A, Triptofano. ... Catregoría: Formación. Licencia: Licencia de YouTube Estándar.

Enlaces relacionados:

Repositorio sobre Cacao y Salud: artículos/documentos sobre memoria, alzahimer, y temas similares. (en construcción)

Metales pesados (Huamaní, 2012)

Presence of heavy metals in organic cacao (Theobroma cacao L.) crop.

Presencia de metales pesados en cultivo de cacao (Theobroma cacao L.) orgánico

Hugo Alfredo Huamaní-Yupanqui (1,i), Miguel Ángel Huayhua-Rojas (1,ii), Luis Germán Mansilla-Minaya (1,iii) y Gilmer Milton Trujillo(3,iv)

(1) Departamento de Ciencias Agrarias, Facultad de Agronomía. (2) Carrera Profesional de Conservación de Suelos y Aguas, Facultad de Recursos Naturales. (3) Laboratorio de Análisis de Suelos, Facultad de Agronomía, Universidad Nacional Agraria de la Selva, Apartado Postal 156, Tingo María, Huánuco, Perú. 

Autor para correspondencia: (i) hhuamani@hotmail.com; (ii) mhuauyar@gmail.com; (iii) lmansillam@hotmail.com; iii nelinof@hotmail.com; (iv) analisisdesuelosunas@hotmail.com.

Recibido: 07.02.12 - Aceptado: 10.11.12 .

RESUMEN

La presencia de metales pesados en el cultivo de cacao (Theobroma cacao L.) es actualmente un grave problema para agricultores y cooperativas de las regiones Huánuco y Ucayali, Perú. En el presente trabajo se evaluaron los contenidos de cadmio y plomo en suelos y hojas del cacao en estas regiones. Para el efecto se recolectaron y analizaron en laboratorio muestras tomadas en 22 parcelas con cultivos orgánicos de esta especie, 17 en la región Huánuco y cinco en la región Ucayali. Se realizaron análisis de correlación de Pearson entre los contenidos de plomo y cadmio disponibles en el suelo con variables foliares (P, Mg, Ca, Zn, Cd, Pb) y del suelo (arena, arcilla y K). En los suelos, sólo en el caso de potasio se presentan deficiencias; mientras que en el tejido foliar se presentaron deficiencias de N, P, K, Mg y Zn. Los valores promedio de cadmio y plomo disponible en los suelos fueron 0.53 y 3.02 ppm y en las hojas de cacao de 0.21 y 0.58 ppm respectivamente.

Palabras clave: Cadmio, contaminantes, metales pesados, plomo, suelo, Theobroma cacao.




ABSTRACT

The presence of heavy metals in cocoa´s crop is becoming a difficulty for farmers and cooperatives at Huanuco and Ucayali regions, Peru. In this research cadmium and lead content in cocoa´s soils and leaves was evaluated. For it, soil and foliar samples were collected in 22 organic crop plots located at Huánuco (17) and Ucayali (5) region. Pearson´s correlation analysis was realized between content of lead and cadmium available in soils with foliar variables (P, Mg, Ca, Zn, Cd, Pb) and soil (Sand, Clay and K). According to the soil analysis only the potassium was deficient; while in leaf tissue deficiencies of N, P, K, Mg and Zn were observed. The average values of cadmium and lead available in soils were 0.53 ppm and 3.02 ppm and in foliar were 0.21 ppm and 0.58 ppm respectively.

Key words: Cadmium, contaminants, heavy metals, lead, soil,Theobroma cacao.

INTRODUCCIÓN

El cacao (Theobroma cacao L.) cultivado en forma orgánica es una de las principales actividades socio-económicas en las regiones de Huánuco y Ucayali, Perú. Los mayores mercados son el europeo (Francia, Inglaterra, Bélgica) y Estados Unidos. El cadmio y el plomo se encuentran de manera natural en la corteza terrestre en forma de minerales, de donde pueden ser absorbidos por las plantas y tomados de ellas por el ser humano, lo que constituye un riesgo potencial para la salud (Prieto et al., 2009). La planta de cacao absorbe metales pesados del suelo y los concentra en las semillas (Augstburger et al., 2000). La evaluación del contenido de cadmio en semillas de cacao en parcelas de estas regiones reveló la presencia de cadmio en niveles superiores al permitido (0.5 ppm) (Cárdenas, 2012), lo cual puede limitar la exportación de este producto agrícola. En este contexto se realizó el presente trabajo con el objetivo de determinar los contenidos de cadmio y plomo disponibles en los suelos y en las hojas de cacao orgánico.

MATERIAL Y MÉTODOS

El trabajo se realizó en 22 parcelas de agricultores con cultivo de cacao orgánico en producción de 7 años de edad, de las cuales 17 se localizan en la región Huánuco (75° 49' O, 09° 09' S) y cinco en la región Ucayali (75° 12' O, 08° 49' S), Perú.

Las muestras de suelo fueron tomadas en diciembre de 2010 y en ellas se hicieron análisis físicos y químicos. En cada parcela se tomaron 20 submuestras que se mezclaron para obtener una muestra de 1 kg que fue enviada a laboratorio para los análisis siguientes: textura por el método de Bouyoucus (1962), pH (1:1), materia orgánica (M.O.) por el método de Walkley y Black (1934), P disponible por el método Olsen modificado (1954), potasio disponible empleando ácido sulfúrico 6 N (Cano et al., 1984), C.I.C. según el método de acetato de amonio 1N pH 7 (Rhoades, 1982), calcio, magnesio, potasio y sodio intercambiable por extracción con acetato de amonio y lectura en el espectrofotómetro de absorción atómica (Jackson, 1964), C.I.C. efectiva por desplazamiento con KCl 1N (Díaz y Hunter 1978), aluminio más hidrógeno por el método de Yuan (1958), cadmio y plomo disponibles empleando el extractante EDTA 0.05M pH 7 (Westerman, 1990).

Para el análisis foliar en cada parcela se tomaron dos hojas por plantas seleccionadas al azar, para un total de 20 hojas. Este material fue colocado en bolsas rotuladas y enviadas al laboratorio donde se secó y molió para análisis de nitrógeno (N) por el método Kjendahl, fósforo (P) por el método de Metavanadato y cationes, por lectura en el espectrofotómetro de absorción atómica (AOAC, 1995).

Los datos obtenidos fueron procesados en el paquete estadístico SPSS 12 (2003) a partir del cual se realizaron los análisis de correlación de Pearson entre los contenidos de plomo y cadmio disponibles en el suelo y variables foliares (P, K, Mg, Ca, Zn, Cd, Pb) y del suelo (arena, arcilla y K).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Contenido de  nutrientes en suelos y tejido foliar.

De acuerdo con las recomendaciones del IPNI (2011) los suelos presentaron propiedades químicas adecuadas para el cultivo de cacao (Cuadro 1). No obstante el contenido de K₂O fue bajo en algunas parcelas que presentaron niveles por debajo del valor recomendado (>300 kg/ha) para el cultivo de cacao. El porcentaje de saturación de aluminio se encuentra dentro de los límites permitidos para el cultivo (< 30%), excepto en suelos de la localidad H-13, donde fue de 32%.

Los análisis foliares mostraron deficiencias en los contenidos de N, P, K, Mg y Zn (Cuadro 2), según las recomendaciones de Aikpokpodion (2010) para este cultivo. En el caso de K los bajos contenidos se relacionan con los bajos niveles de este nutriente en el suelo.

CONTENIDO DE METALES PESADOS EN SUELOS Y HOJAS.

En el suelo los contenido promedio de cadmio y plomo disponible fueron, respectivamente, de 0.53 ppm y 3.02 ppm (Cuadro 3). La Unión Europea establece que en suelos agrícolas las máximas concentraciones totales permitidas de metales pesados es 3 ppm en el caso del cadmio, mientras que para el plomo es 300 ppm (Acevedo, 2005). Reyes y María (2004) en República Dominicana encontraron en cultivo de cacao orgánico que el cadmio y el plomo disponibles del suelo representan el 33% y 11.7% del cadmio y plomo total de la planta, respectivamente.

Los metales pesados están presentes en los suelos como componentes naturales o como consecuencia de las actividades antropogénicas (Prieto et al., 2009). En las zonas del estudio no se ha determinado el origen de estos metales en el suelo. Cárdenas (2012) en parcelas con cultivos orgánicos de la región Huánuco encontró que los mayores valores de cadmio disponible en el suelo (1.82 y 1.63 ppm) se presentaban en las riberas de los ríos Huallaga y Tulumayo, respectivamente. Washl, citado por Cárdenas (2012), observó presencia de cadmio en los sedimentos del río Huallaga siendo más alta en la época seca (mayo a agosto) con valores entre 1.28 y 2.57 ppm.

El tejido foliar se hallaron valores promedio de cadmio de 0.21 ppm y plomo de 0.58 ppm. Kabata-Pendias (2000) consideran que en hojas maduras las concentraciones máximas tolerables de metales pesados es 0.5 ppm para cadmio y de 10 ppm para plomo, valores superiores a los encontrados en este ensayo. Izquierdo (1998) en la región Barlovento, Venezuela, encontró en hojas de cacao valores de cadmio entre 0 y 21 ppm, lo que sugiere la alta variabilidad de este elemento.

CORRELACIONES DE METALES PESADOS

En el Cuadro 4 aparecen los valores para las correlaciones de Pearson del cadmio y plomo disponible del suelo, con las variables evaluadas tanto en suelo como en hojas de cacao. Esta correlación fue significativa y positiva (P < 0.05) entre el cadmio total en el tejido foliar y el cadmio disponible en el suelo; por el contrario, la correlación entre cadmio en el suelo con el contenido foliar de calcio y magnesio fue significativa pero negativa. Una explicación de estos resultados es la forma disponible de estos tres elementos en el suelo, la forma iónica⁺2, por lo que posiblemente existe competencia entre ellos por los sitios de absorción a nivel radicular de la planta, lo que afecta la presencia del Mg a nivel foliar por debajo de los niveles de referencia. El cadmio no es un elemento esencial para las plantas, por tanto se asume que no existen mecanismos de absorción específicos. Entre las proteínas responsables de la entrada de cadmio a la célula se destaca el transportador específico de calcio LCT1 y la proteína IRT1 que pertenece a la familia transportadora de zinc y hierro (Rodríguez-Serrano et al., 2008). Benavides et al. (2005) consideran que la absorción de cadmio a nivel radicular está en competencia directa con otros nutrientes como calcio, potasio, magnesio, hierro, cobre, manganeso, zinc, por lo que pueden ser absorbidos por las mismas proteínas transportadoras.

La correlación entre contenido de cadmio disponible en el suelo y porcentaje de arena en el suelo fue negativa (P < 0.05). Si se considera que la textura promedio de los suelos en este estudio presenta una tendencia franco a franco arcillosa, se puede inferir que estos tipos de textura favorecen una mayor presencia de cadmio disponible que estaría adsorbido a la matriz del suelo en este caso a la arcilla. Estévez et al. (2000) al evaluar la retención y movilidad de cadmio y zinc en tres suelos de Galicia, España, hallaron una mayor retención en el suelo con mayor contenido de M.O., arcilla, C.I.C. efectiva y menor porcentaje de saturación de aluminio. Holmgren et al. (1993) consideran que el cadmio varía con la evolución del suelo, con los valores más bajos en los suelos más evolucionados, de pH ácido, bajos valores de C.I.C. y textura arenosa.

En el caso del plomo se presentó correlación negativa (P < 0.05) entre este elemento disponible en el suelo y la presencia de arcilla, lo que indica que este mineral del suelo influye en la disponibilidad del plomo. Garrido et al. (2008) evaluaron el comportamiento de cadmio y plomo en suelos ácidos en condiciones de laboratorio y encontraron una alta retención de este último, a diferencia de la alta movilidad del primero. Illera et al. (2004) encontraron que el plomo se encuentra retenido en los bordes de la caolinita, una arcilla común en suelos de zonas tropicales húmedas, como las de este ensayo. También se observó una correlación positiva (P < 0.05) entre el plomo del suelo con el contenido foliar de Mg y Zn y con potasio del suelo.

CONCLUSIONES

• Los suelos en el estudio presentan adecuadas condiciones físicas y químicas para el cultivo de cacao, excepto en los sitios H-14 y H-15, que tienen niveles bajos de K₂O.
• En el tejido foliar del cacao se observaron deficiencias de N, P, K, Mg y Zn.
• Los valores promedio de Cadmio y Plomo (0.53 y 3.02 ppm, respectivamente) en estos suelos se pueden considerar como bajos.
• Se observaron correlaciones de cadmio en suelo con el contenido foliar de P, Mg, Ca, y Pb; y de plomo en suelo con el contenido foliar de Mg, Zn, y K y arcilla en el suelo.

AGRADECIMIENTOS

A la Cooperativa Agraria Cafetalera Divisoria Ltda. por la coordinación con los agricultores y subvencionar los análisis de laboratorio realizados.

REFERENCIAS

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Original, aquí.


Otros enlaces en este blog:

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- Límites seguros de cadmio.

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- Guía de métodos de detección y análisis de cadmio en cacao (Theobroma cacao L.)