Innovación tecnológica en Cacao Andino
Resumen ejecutivo
El proyecto Innovación tecnológica en cacao andino, se ejecutó en los países de Perú y Colombia, en específico se trabajaron dos regiones cacaoteras de Cuzco y San Martín, en Perú; y los departamentos de Tolima y Huila, en Colombia. Para estas regiones se realizó un sistema de información geográfica (SIG) que incluyó información edafoclimática y la georreferenciación de materiales de calidad diferenciada colectados con apoyo de los productores. A estos materiales se les realizó la caracterización fisicoquímica y organoléptica. Se definieron materiales por región que pueden ser considerados para futuros procesos de siembra, por su buena productividad y calidad diferenciada en sabor, enfocando su uso en la industria chocolatera de cacao fino y de aroma.
En la parte agronómica se realizó la caracterización de los suelos con el fin de identificar presencia de cadmio, este metal pesado es una barrera para la exportación considerando los límites máximos permitidos por la Unión Europea para productos derivados de cacao. Se encontró que algunos suelos de la zona sur del departamento del Tolima superan el límite permitido de presencia de este metal. A nivel vivero se trabajaron dos experimentos con el fin de identificar 1) efecto de la variedad en la resistencia a la presencia de este metal; se encontró que el material CCN51 presentó menor adsorción, 2) tratamientos para enmiendas al suelo que disminuyeran la adsorción de cadmio; la mezcla de cal dolomita con rizosfera fue un tratamiento que disminuyó la adsorción medida a nivel de hoja.
En mejoras del proceso de fermentación se logró un prototipo ecológico para fermentación del grano, trabajando con llantas recicladas que garantizan conservar la temperatura, de fácil construcción por los productores y económicamente asequible. De igual forma, se logró la identificación y colecta de microorganismos precursores de aroma para ser utilizados como cultivos iniciadores, se identificó que su uso acelera el proceso de fermentación. Para cada país se tiene una colecta de microorganismos identificados por especie para futuros trabajos de resistencia y encapsulación.
Finalmente, se logró la extracción de los compuestos flavonoides presentes en la semilla de cacao sin fermentar, se estudió la encapsulación por secado por aspersión y liofilización. A estos encapsulados se les determinó flavonoides presentes y actividad antioxidante. La técnica de liofilización generó los encapsulados con mayor actividad antioxidante, pero su costo es mayor debido al largo tiempo de procesamiento. Se requiere continuar investigado para el escalado de este producto rico en flavonoides pues se logró la estandarización a nivel laboratorio.
Los resultados de esta investigación fueron socializados en dos talleres presenciales, año 2019 y II ciclos de conferencias virtuales realizados en los años 2020 y 2021, se incluyeron otras formas de transferencia de conocimiento, para abarcar un mayor público, se generaron videos explicativos sobre temas importantes. También se participó en diferentes congresos para la comunidad académica y se sometieron artículos con los resultados mas relevantes desarrollados en el marco del proyecto.
La solución tecnológica
Este proyecto desarrolló un paquete tecnológico validado a nivel vivero para disminuir la asimilación de cadmio, medido a nivel foliar, encontrando que la aplicación de cal dolomita con el uso de rizosferas arbusculares disminuyen la adsorción de este metal pesado. Se identificaron zonas y materiales de calidad diferenciada por país para generar procesos de aumento de siembra con materiales regionales adaptados a las condiciones edafoclimáticas de las zonas productoras en estudio. Se validaron prototipos de fermentadores ecológicos utilizando llantas recicladas, las cuales actúan como material aislante para conservar la temperatura durante el proceso de fermentación, su validación en campo fue exitosa. En algunos casos se trabajó con inóculo de microorganismos seleccionados en el marco del proyecto, los cuales disminuyeron el tiempo de fermentación. Por último, se generó un prototipo de encapsulado de flavonoides, con el fin de aprovechar la composición de la semilla hacia mercados de suplementos nutricionales de mayor valor agregado, identificando el clon CCN51 como el de mayor contenido y el proceso de secado por aspersión el de mejor costo beneficio para la obtención del encapsulado.
Resultados
El proyecto se realizó en dos zonas de Colombia y Perú. Los resultados están enfocados desde el cultivo hasta la transformación, con el fin de fortalecer varios aspectos como son:
- Se identificaron 4 materiales de calidad diferenciada para las zonas productoras de Colombia y 3 para las zonas productoras en Perú, que incluye la generación de zonas de siembra homologas identificadas a través del sistema de información geográfica, considerando las variables edafoclimáticas comunes que garanticen la expresión de la calidad organoléptica.
- Se realizó la caracterización edafológica de los suelos de tres zonas productoras por país con el fin de determinar el nivel de presencia de metales pesados, incluido el cadmio.
- Se identificó a nivel vivero la vulnerabilidad de clones universales de cacao a la presencia de cadmio, se determinó el clon CCN51 es menos susceptible a la presencia de este metal.
- Se validó un paquete tecnológico a nivel vivero para disminuir la adsorción de cadmio por materiales de cacao, medido a nivel foliar, el cual incluye la aplicación de cal dolomita con rizosferas.
- Se validó un prototipo de fermentador ecológico por país, el cual utiliza llantas recicladas, para conservar la temperatura en esta etapa. Se realizaron pruebas inoculando microorganismos de la especie levaduras, lo que disminuyó el tiempo de fermentación en un día y mejoró la calidad organoléptica, principalmente en el aroma.
- Se obtuvo un prototipo de encapsulado rico en flavonoides presentes en semillas de cacao del clon CCN51, se realizaron ensayos in vitro de actividad antioxidante.
Beneficiarios
Se estima que se puede haber beneficiado a unas 600 familias productoras de cacao (200 directamente, 400 indirectamente). Estos agricultores se encuentran entre los grupos más vulnerables de las zonas productoras por país y en donde la mujer tiene una activa participación en el proceso de beneficio del cacao. La socialización de resultados también benefició a las instituciones del sistema de ciencia y tecnología de los dos países, con la participación en los ciclos de conferencias virtuales realizados en los años 2020 y 2021, así como la participación en congresos. Se cumplió la meta de 2700 personas registradas que atendieron a los talleres y los ciclos de conferencias virtuales realizadas.
Objetivos de desarrollo sostenible
Novedades del proyecto
Organizaciones participantes
Ejecutor
- Universidad de Tolima (UT) - Colombia
Co-Ejecutor
- Universidad de Ibagué (Unibagué) - Colombia
- Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM) - Perú
Asociado
- Universidad de Chile (UCHILE) - Chile