INTRODUCCIÓN
Para descifrar el significado de la palabra "cacao", es
necesario consultar el idioma maya, este termino
cacao proviene de la palabra Cac que significa rojo lo cual hace
referencia de la cascara roja de la mazorca; y cau que expresa la idea de
fuerza y fuego, conocido como alimento de los dioses (Hernández, 2013). Los principios históricos de
domesticación, cultivo y consumo de los granos de cacao tienen su origen en la
cultura maya, los cuales se desarrollaron en México y Centroamérica hace 2000
años, no obstante, recientes investigaciones documentan su aparición hace 5000
años en zonas de la Alta Amazonia (Quitero et al., 2017). La presencia del
grano de cacao ha estado vinculada con la celebración de ceremonias religiosas
en las culturas indígenas del continente americano, además de su utilidad como
moneda en la antigüedad su valor tan preciado como el oro, se utilizaba para
preparar deliciosas bebidas (Quitero et al., 2017).
Existen veintidós especies del género Theobroma,
distribuidas en América y 17 especies de esta planta se encuentran en
Sudamérica donde existe mayor diversidad (Suárez et al., 2019). A mediados del Siglo
XX, la industria ecuatoriana dio origen a un cambio en la matriz productiva del
sector cacaotero, donde se empezó a producir semielaborados de cacao (López et al., 2022), lo que conllevo a un
mayor reconocimiento del país Ecuatoriano a nivel mundial, convirtiéndose en
uno de los mayores productores de cacao (Theobroma cacao L.) que a su
vez se favorece de las condiciones geográficas y su riqueza en recursos
biológicos, es así que ocupa actualmente el tercer lugar como productor de
cacao en grano a nivel mundial (Erazo et al., 2023).
En Ecuador hay dos variedades de cacao predominantes como es el
Nacional y el CCN-51 (Vásquez et al., 2023), diversos
investigadores han destacado que la producción de cacao en Ecuador es única a
nivel mundial, debido a que cualidades organolépticas que posee este grano, no
obstante, durante los últimos años su calidad se ha visto influenciada por la
falta de aplicación de métodos para el tratamiento postcosecha (Vera et al., 2022).
La producción de cacao del Ecuador ha logrado un importante
desarrollo a nivel productivo y a su vez una mejora en las cualidades
sensoriales del grano mediante el desarrollo de técnicas fermentativas del
beneficiado (Velásquez et al., 2021), sin
embargo, durante los últimos años la presencia de metales pesados en el cacao ha
creado una preocupante alarma por parte de compradores del granos de cacao y a
su vez de los consumidores, aunque podría deberse al manejo postcosecha,
específicamente cuando se efectúa el secado en carreteras lo cual puede afectar
la calidad de los granos de cacao (Bonifaz & Intriago, 2023).
La constante ingesta de alimentos contaminados con metales pesados
en la dieta humana se ha convertido en un desafío que ha generado interés de
estudio por parte de diferentes instituciones gubernamentales y de salud en
diferentes países del mundo, debido a que la acumulación de las trazas de estos
metales pueden ocasionar problemas de salud, que a su vez repercute sobre la
economía de diferentes países productores del este grano debido a la
disminución de las exportaciones del grano y en determinados casos de productos
procesados (Raju et al., 2020).
El Cadmio ha sido considerado como el elemento más representativo
en las plantaciones de cacao, provocando alteraciones que en gran medida
afectan la movilidad y disponibilidad, por lo que se puede encontrar con
facilidad en los alimentos que son parte de la cadena alimentaria, siendo este
el caso de productos derivados del cacao (Chancay et al., 2022).
El Cadmio se encuentra clasificado dentro de los metales pesados,
y posee características intermedias con elementos como el Zn y el Hg (Florida, 2021), en la actualidad, su
acumulación en el organismo humano ha provocado alteraciones significativas en
la salud, afectando mayoritariamente órganos como pulmones, riñones, hueso y
probablemente desarrollo de carcinogénesis (Pérez Garcia & Azcona Cruz, 2012), siendo
este efecto de la alta movilidad y la bioacumulación en el organismo (Prieto et al., 2009).
La acumulación de metales como Br, Cr, Cd, y Pb se puede presentar
en el tejido y partes comestibles del fruto de cacao (almendras), denominándose
como un potencial riesgo para la salud de los consumidores. En este sentido se
ha documentado que la presencia de estos compuestos no depende de la variedad
de cacao, técnicas de secado, sino de la ubicación geográfica donde se
encuentran localizados los cultivos (Aguirre et al., 2020).
Se considera que el cadmio es uno de los metales más tóxicos y
exhiben efectos adversos en todos los procesos biológicos lo que repercute en
impactos nocivos sobre el medio ambiente y la calidad de los alimentos (Bayona, 2020). Por lo expuesto
anteriormente el presente estudio se desarrolló con el objetivo de determinar
el contenido de cadmio (Cd) presente en la pasta elaborada con cacao variedad
Criollo-Nacional recolectado en cuatros fincas pertenecientes a la provincia de
Manabí.
MATERIALES
Y MÉTODOS
Diseño
experimental
Las muestras (almendras de cacao y pasta de cacao) estudiadas se
analizaron por triplicado y los resultados se procesaron estadísticamente
mediante el uso del software estadístico InfoStat, para comparar valores
medios. Se determinó la desviación estándar y el coeficiente de variación. Se
utilizó una probabilidad del 95 %, para caracterizar el contenido de cadmio en
las muestras.
Obtención y análisis de las muestras
Las muestras obtenidas (cacao) se recolectaron de cuatro fincas
pertenecientes a los cantones de Chone, Bolívar, Santa Ana y Tosagua, cada
muestra se tomó por triplicado. Una vez recolectada la almendra se pasó por un
proceso de fermentación en cajas de madera por cinco días; donde el cacao se lo
volteaba periódicamente controlando la temperatura para evitar que se contamine
la almendra, luego se procedió al secado por método natural se colocó 2 kilos
de almendra en el cemento, hasta reducir la humedad en un 7% aproximadamente,
con la finalidad de lograr una mejor conservación de las almendras y evitar el
deterioro por la acción de mohos (Erazo et al., 2021).
Una vez seco el cacao se empacaron 150 g por cada muestra para ser
enviadas al laboratorio para determinar los contenidos de cadmio en las
almendra de cacao; se elaboró la pasta donde se procedió a tostar el cacao en
un tostador que proporciona fuego directo en un recipiente cilíndrico con
movimiento rotativo a una temperatura de 80°C por un tiempo de 25 a 30 minutos
donde el grano desprende su aroma y se empieza a eliminar humedad, luego se
procedió al descascarillado haciendo uso de un descascarillador para obtener
los nibs de cacao separando la cascarilla por medio de ventilación, por último
se pasaron los nibs de cacao al molino que funciona por fuerza de rozamiento
hasta obtener una pasta.
La presencia de Cadmio se determinó mediante el uso de un equipo
de espectrofotometría de absorción atómica con un horno de grafito (GF-AAS). En
la actualidad este método es ampliamente utilizado para la determinación de las
concentraciones de metales pesados en alimentos.
Este método se integra por dos procesos fundamentales que son la
atomización de la muestra y la posterior absorción por medio de la radiación
proveniente de una fuente de átomos libres, para lo cual se deben seguir los
siguientes procedimientos para el tratamiento de las muestras:
Secado: se inicia con la colocación
de las muestras sobre el tubo de grafito y se eleva la temperatura por el
encima del punto de ebullición del solvente utilizado (usualmente entre 80 a
180 ºC) con el objetivo de eliminarlo de la muestra. La muestra inyectada (2-20
μL) sobre el horno de grafito es sometida a una temperatura inferior al
punto de ebullición del solvente (80-180 ºC). En este proceso se elimina el
solvente y los componentes volátiles de la matriz.
Calcinado: en este proceso se incrementa
la temperatura, para obtener una mayor remoción del material orgánico de la
muestra evitando la pérdida del analito. Se utiliza una temperatura de 350 a
1600 ºC. En este proceso el material sólido se descompone en tanto que para los
materiales refractarios, como por ejemplo los óxidos, permanecen inalterados.
Atomización: se procede con el
calentamiento del horno a altas temperaturas (1800-2800 ºC) con el fin de
vaporizar los residuos del calcinado. Se procede a la creación de átomos átomos
libres en el camino óptico y se procede a medir la absorbancia durante este
paso el cual depende de la volatilidad del elemento.
De manera general se utiliza una cuarta etapa que consiste en la
limpieza del horno, a temperaturas superiores a las utilizadas en el proceso de
atomización. Cuanto mejor sea la separación de los elementos concomitantes del
analito, mejor será la atomización y la determinación estará más libre de
interferencias.
RESULTADO
Los
resultados del análisis de cadmio (Cd) en las muestras de materias primas
utilizadas en el presente estudio (almendras y pasta de cacao) se exponen en la
Tabla 1.
|
Fincas
|
Almendra
|
Pasta
|
|
Chone
|
0,53
|
0,49
|
|
Chone
|
0,51
|
0,47
|
|
Chone
|
0,70
|
0,68
|
|
Bolívar
|
0,72
|
0,68
|
|
Bolívar
|
0,76
|
0,68
|
|
Bolívar
|
0,71
|
0,65
|
|
Santa Ana
|
0,44
|
0,35
|
|
Santa Ana
|
0,55
|
0,49
|
|
Santa Ana
|
0,53
|
0,47
|
|
Tosagua
|
0,75
|
0,68
|
|
Tosagua
|
0,80
|
0,70
|
|
Tosagua
|
0,75
|
0,70
|
Tabla 1. Concentración (ppm) de cadmio (Cd) en las
almendras y pasta de cacao.
Se
realizó un análisis estadístico a cada uno de los resultados obtenidos por cada
muestra, en las tablas 2 y 3 se observan las concentraciones obtenidas de
cadmio (Cd) en las diferentes muestras (almendras y pasta de cacao) así como la
desviación estándar, el coeficiente de variación, los intervalos de confianza,
con una probabilidad del 95 %.
|
Muestras
|
Concentración de Cadmio (ppm)
|
D.E.
|
C.V.
|
|
Santa
Ana
|
0,44 a
|
± 0,08
|
17,34
|
|
Chone
|
0,55 ab
|
± 0,12
|
21,20
|
|
Bolívar
|
0,67 b
|
± 0,02
|
2,59
|
|
Tosagua
|
0,69 b
|
± 0,01
|
1,67
|
|
p-valor
|
0,0068
|
|
|
Tabla 2. ANOVA de la concentración de Cadmio (Cd)
en la almendra de cacao.
|
Muestras
|
Concentración de Cadmio (ppm)
|
D.E.
|
C.V.
|
|
Santa
Ana
|
0,51 a
|
± 0,06
|
11,56
|
|
Chone
|
0,58 ab
|
± 0,10
|
18,00
|
|
Bolívar
|
0,73 bc
|
± 0,03
|
3,62
|
|
Tosagua
|
0,77 c
|
± 0,03
|
3,77
|
|
p-valor
|
0,0029
|
|
|
Tabla
3. ANOVA
de la concentración de Cadmio (Cd) en la pasta de cacao.
En los
resultados obtenidos (Tabla 2 y 3) se puede observar precisión en las muestras,
lo cual se ve reflejado por el grado de concordancia de los datos, expresado en
términos de desviación estándar y coeficiente de variación los mismos que se
encuentran dentro de los parámetros establecidos.
De
acuerdo con los resultados se puede dar confiabilidad y la veracidad de los
resultados reflejado en el análisis estadístico.
DISCUSIÓN
En cuanto al contenido de cadmio en la almendra de cacao, se puede
observar que el valor mínimo fue de 0,51 ppm que corresponde a una de las
muestras tomadas en una de las fincas pertenecientes al cantón de Santa Ana y
el máximo de 0,77 ppm que corresponde a una de las fincas del cantón Tosagua
que no sobrepasan el límite de 0,80 mg/kg establecido por el REGLAMENTO 2021/1323,
de la UE (Comisión Europea, 2021), donde
se especifica que el contenido de materia seca total en los granos de cacao es
de ≥ 50%; destacándose que los indicadores descritos en este reglamente
pueden expresar el contenido máximo de cadmio para almendras 100% puras de
cacao seria máximo de 1,6 mg/kg.
Los valores encontrados en la investigación resultaron inferiores
a los reportados por (Gregorio et al., 2016), en su investigación
indica que el límite máximo descrito por la UE puede ser aplicado a los
reportados en los granos de cacao, donde se describe un contenido de Cd (1,62
μg g-1) que superan el valor máximo estipulado por el Reglamento de la UE.
Zambrano, (2018) en su investigación sobre el
contenido en cadmio de cacao
(Theobroma cacao L.) ecuatoriano y su incidencia en el
consumo humano, encontró niveles de cadmio entre 0,13 a 0,27 en distintas zonas
del Ecuador, resultandos inferiores a los reportados en la investigación.
CONCLUSIÓN
Se
concluye que en las fincas evaluadas en la zona de Manabí existe presencia de
cadmio en las almendras de cacao en la variedad Nacional criollo y en la pasta
de cacao con límites permisibles que no representan peligro alguno para el
consumidor, considerando que la industria procesa productos derivados del cacao
con un máximo de 75% de cacao.
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