Proyecto Integrador IIIA. CACAO

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Proyecto integrador IIIA

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LAVIDA Y LA AGRICULTURACARRERA DE INGENIERIA AGROPECUARIASanto Domingo MODALIDAD PRESENCIALPROYECTO INTEGRADOR DE LA CARRERA IIIAING. PATRICIO JIMNEZ.Coordinador LA UNIVERSIDAD Y EL BUEN VIVIRPERIODO ACADEMICOMarzo agosto 2014Santo Domingo Ecuador

ESCUELA POLITECNICA DEL EJRCITODEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA VIDACARRERA DE INGENIERA AGROPECURIASANTO DOMINGOHOJA DE PASAPORTE DEL PROYECTO INTEGRADOR

FECHA DE PRESENTACIN: 12 de Noviembre del 2014REA DEL CONOCIMIENTO : AgrcolaMATERIA :Proyecto Integrador III ATTULO DEL PROYECTO :Evaluacin de diferentes mtodos de fermentacin en la calidad del cacao (Theobroma cacao.) Tipo CCN - 51

FASE :IIIA

GRUPO DEL PROYECTO: Aazco PalCeli DavidRodrguez Michael

DOCENTES:TUTOR DEL PROYECTO :Ing. Patricio JimnezRESPONSABLES NOMBRES TALLERES O MATERIAS FIRMAS

COTUTOR PRINCIPAL Ph. D Juan Neira Poscosecha ---------------------------- COTUTOR (1)Ph.D Sungey Snchez Taller de poscosecha ----------------------------COTUTOR (2) Ing. Patricio Vaca Cultivos de Exportacin ---------------------------

FECHA DE INICIO : 14/10/2015FECHA DE FINALIZACION : 18/02/2016

FINANCIAMIENTO :100% Propio.

PORTAFOLIO DEL PROYECTO INTEGRADOR DEINVESTIGACIN I-A

PORTAFOLIO DEL GRUPO DE PROYECTO INTEGRADOR1. PERFIL PROFESIONAL DE LA CARRERA

1.1. PERFIL PROFESIONAL

El ingeniero agropecuario debe tener competencias para producir, transformar, comercializar, administrar e innovar en los sistemas agropecuarios, con una visin global, utilizando las metodologas de la investigacin cientfica, en un marco de equidad, competitiva, sustentabilidad y solidaridad.Es un profesional con las siguientes competencias: identifica y resuelve los problemas que afectan a los sistemas agropecuarios, para incrementar los niveles de produccin productividad y calidad, optimizando insumos y recurso; mediante tecnologas idneas con total respeto al ambiente. Gestiona empresas agropecuarias competitivas y sustentables, con creatividad, honestidad y emprendimiento. Desarrolla proyectos de investigacin y transfiere tecnologa apropiada con enfoque participativo y de gnero, para solucionar los principales problemas agropecuarios.

1.2. PERFIL OCUPACIONAL

Planificar, organizar, dirigir, ejecutar, evaluar, asesorar planes, programas, proyectos productivos, de investigacin y de desarrollo agropecuario a nivel independiente o en organizaciones pblicas, privadas, no gubernamentales a nivel nacional e internacional.

2. COMPETENCIAS GENERICAS Y ESPECIFICASDemuestra en su accionar profesional valores universales y propios de la profesin en diversos escenarios organizacionales y tecnolgicos. Fomentando el desarrollo de las ciencias, las artes, el respeto a la diversidad cultural y equidad de gnero.Interpreta y resuelve problemas de la realidad aplicando mtodos de la investigacin, mtodos propios de la ciencia, herramientas tecnolgicas y variables fuentes de informacin cientfica, tcnica y cultural con tica profesional, trabajo en equipo y respeto a la propiedad intelectual.

Lidera con espritu emprendedor, proyectos de desarrollo social y empresarial en correspondencia con los requerimientos del entorno nacional, latinoamericano y mundial.

Promueve una cultura de conservacin del ambiente en la prctica procesional y cultural.

3. DATOS INFORMATIVOS

DEPARTAMENTO: CIENCIAS DE LA VIDA Y DE LA AGRICULTURA

CARRERA: INGENIERIA AGROPECUARIA

NIVEL: VI NIVEL PERIODO ACADEMICO: OCT 15 -FEB 2016

TITULO DEL PROYECTOEvaluacin de diferentes mtodos de fermentacin en la calidad fsica y qumica en el cacao (Theobroma cacao L.)TUTOR DEL PROYECTO: ING. PATRICIO JIMENEZDOCENTES Y ASISNATURAS QUE APORTAN AL P.I.:Ph.D Juan Neira PoscosechaPh.D Sungey Snchez Taller de poscosecha Ing. Patricio Vaca Cultivos de exportacinGRUPO DEL PROYECTOAAZCO CHAVEZ PAUL JOFFRECELI SABANDO KRISTLEY DAVIDROGRIGUEZ COBEA MICHAEL JOSUE

PERFIL DEL PROYECTO INTEGRADOR IB

I. Ttulo del proyecto.Evaluacin de diferentes mtodos de fermentacin en la calidad fsica y qumica en el cacao (Theobroma cacao L.) Tipo CCN - 51.II. Definicin y justificacin del problema.2.1. Antecedentes.Actualmente el cultivo de cacao (Theobroma cacao L.), representa uno de los rubros de mayor importancia econmica para el Ecuador, ocupando el sexto lugar de las exportaciones no petroleras en el 2012 (MCE, 2013). Adems, el pas produce cacao de calidad nica en el mundo, debido a sus caractersticas organolpticas, sin embargo en las ltimas dcadas estas caractersticas han sido afectadas debido al mal manejo post-cosecha (Enrquez, 2004).2.2. ProblemaEn los ltimos aos se est produciendo cacao de mala calidad organolptica de la almendra debido a varios factores entre los cuales se puede citar: deficiencias nutricionales, presencia de plagas y enfermedades en el fruto del cacao, tiempos de cosecha, variedad a cosechar y el desuso de la prctica de pos cosecha como es la fermentacin de la almendra de cacao (Enrquez, 2004). Este ltimo problema est dado por varios motivos: falta de conocimiento, el productor por vender rpido la cosecha, vende el cacao en baba, el comerciante para poder realizar una rpida exportacin realiza el secado del cacao directamente sin aplicar fermentado. No hay una mejora en el precio por el cacao fermentado, el mercado local no hace diferenciacin entre cacao fermentado y cacao sin fermentar. Por ltimo se encuentra el desconocimiento de esta labor por parte de algunos agricultores.2.3. JustificacinEl incrementar la calidad organolptica de la almendra de cacao va a ser ms requerido en el mercado nacional como en mercado internacional lo que va a permitir asegurar el mercado ya que se va a obtener una mejor materia prima para la agroindustria y una excelente calidad para procesamiento agroindustrial.

III. Objetivos.3.1. Objetivo General. Evaluar diferentes mtodos de fermentacin en la calidad fsica y qumica en el cacao (Theobroma cacao L.) Tipo CCN - 51

3.2. Objetivos especficos. Determinar el mtodo ms eficiente en la fermentacin de la almendra de cacao (Theobroma cacao L.) tipo CCN 51 Determinar el tiempo de fermentacin ms apropiado que mejore la calidad fsica y qumica de almendras de cacao (Theobroma cacao L.) tipo CCN 51 Evaluar los microorganismos que van apareciendo a travs del tiempo en la fermentacin de las almendras de cacao (Theobroma cacao L.) tipo CCN 51 Realizar un anlisis beneficio/costo sobre tipos y tiempos de fermentacin en la calidad fsica y qumica del cacao (Theobroma cacao L.) tipo CCN 51

IV. Marco terico.La fermentacin es un proceso bioqumico y microbiolgico que se lleva a cabo dentro como fuera de la semilla en la que ocurren cambios en la estructura y se forman compuestos precursores del color, sabor y aroma del cacao (Wacher, 2011). Los microorganismos se encargan de descomponer el mucilago (pulpa blanca y azucarada que envuelve los granos), luego por efecto de compuestos aromticos aumenta la temperatura y se produce la muerte del embrin y se d inicio a los cambios bioqumicos y enzimticos dentro de la almendra que van a ser los responsables de la formacin de los compuestos precursores del sabor a chocolate (Cubillos, Merizalde , & Correa, 2008).

4.1. Sistemas de fermentacin

Para fermentar cacao existen varias metodologas, entre las ms comunes se encuentran: la fermentacin en cajones de madera, montones y sacos estos ltimos pueden ser de yute o de polipropileno (Rodrguez, 2013).

4.1.1. Fermentacin en montones

Arizala (2012), citado por Rodrguez (2013), sostiene que cuando se desea fermentar cacao en montones estos deben estar expuestos al sol, mas no en sombra, adems se deben remover desde las 48 horas hasta las 96 horas, as se obtiene un cacao con un 90% de fermentado, por lo general este proceso dura cinco das.

4.1.2. Fermentado en sacos

Dentro de este mtodo los sacos ms comunes son los de yute, dentro de estos se coloca las almendras de cacao, luego se cierra y se deja fermentar en el piso; cabe recalcar que no es necesario la exposicin solar, aunque de forma tradicional se cuelga de una viga sea esta de madera o de hormign para una mejor aireacin por tres a cuatro das, en este caso no se remueve la almendra de cacao (Rodrguez, 2013).

4.1.3. Fermentado en cajas de madera

La fermentacin usando cajones de madera es muy utilizado debido a que investigaciones realizadas por (Nogales, Graciani, & Ortiz, 2006), mencionan que con este material se mejoran las caractersticas qumicas como humedad, azcares totales, protenas y taninos

(Graciani et al., 2003), menciona que el diseo del fermentador influye sobre las caractersticas fsicas y qumicas, siendo la caja cuadrada donde se obtuvo temperaturas del cacao ms altas y en menor tiempo que en la caja rectangular. Tambin se encontr que el valor de taninos es ms alto en cajas cuadradas y pH ms bajos. 4.2. Temperatura de los fermentadores

(Contrears et al., 2004), sostiene que el comportamiento de la temperatura durante los dos primeros das es notable, puede llegar hasta 45C luego desciende a 40C, la alsa en la temperatura es causada por reacciones exotrmicas relacionadas a la actividad microbiana como levaduras, bacterias, etc que proliferan durante el proceso de fermentacin.

(Graciani et al., 2003), al estudiar el efecto de cajas cuadrada y rectangular encontr temperaturas de 36C, 39.3C, 41.3C, 41C, 33.7C al (primero, segundo, tercero, cuarto y quinto da respectivamente), las subida en la temperatura favorece el proceso de fermentacin debido a que acelera la descomposicin de las clulas del cotiledn contribuyendo a la viabilidad de los granos.

4.3. Etapas de la fermentacin de fermentacin del cacao

Durante la fermentacin ocurren dos etapas importantes que son: aerobia y anaerobia las cuales se describen a continuacin:

4.3.1. Etapa anaerobia de la fermentacin de cacao La fermentacin anaerbica es la primera fase del proceso y se inicia luego de producir la quiebra de las mazorcas. En este proceso los azcares como glucosa y sacarosa presente en el muclago es transformado en alcohol medio de levaduras que actan durante las primeras 24 a 48 horas, debido a que predomina un pH cido (3 4), adems la temperatura sube rpidamente alcanzando de 30 a 40 C (Bravo & Mingo , 2011).

Los microorganismos ms predominantes en la etapa anaerobia son levaduras entre las conocidas est la especie (Hanseniaspora guilliermondii), esta se encuentra en las primeras 24 horas (Wacher, 2011).

4.3.2. Etapa aerobia de la fermentacin de cacao

Esta segunda etapa del proceso de fermentacin del cacao es aerbica, debido a que ocurre con la presencia del oxgeno en la masa de cacao. Esta etapa es conocida como fermentacin actica, debido a que el etanol pasa por un proceso de oxidacin con la consecuente produccin de cido actico. Este proceso coincide con la primera remocin y se prolonga por 48 horas ms (Bravo & Mingo , 2011).

Los actores de esta etapa son bacterias sobre todo las de tipo Lactobacillus, entre ellas (Lb. collonides, Lb. mali, Lb. fermentum y Lb. plantarum). En esta etapa se transforma el etanol producido por levaduras en cido actico; estos dos compuestos qumicos se difunden hacia el interior del grano y junto a una temperatura de 45 50C se produce la muerte del embrin (Wacher, 2011).

4.4. Tiempos de fermentacin sobre la calidad fsica del cacao

En un estudio realizado por (Rivera et al., 2012), sostiene que los tiempos de fermentacin a diferencia de los fermentadores usados tuvieron influencia sobre las variables fsicas y qumicas estudiadas sobre la calidad del cacao concluyendo que fermentadores usados (saco cabuya, montn, cajas de madera y tina plstica) y tiempos (dos, tres, cuatro y cinco das) utilizados por productores presentan mejores caractersticas de calidad entre los cuatro y cinco das de fermentacin en cajas de madera.

(Portillo et al., 2014), sostiene que el cacao fermentado por cuatro das y con remocin diaria se obtienen almendras con alta calidad chocolatera.

V. Metodologa5.1. Ubicacin del ensayo5.1.1. Ubicacin PolticaPas: EcuadorProvincia: Santo Domingo de los TschilasCantn: Santo DomingoParroquia: Luz de AmricaDireccin: Km 24 va Santo Domingo Quevedo5.1.2. Ubicacin Geogrfica

Latitud00 24 36"Longitud79 18 43"Altitud270 msnm5.1.3. Ubicacin EcolgicaZona de vida: Bosque hmedo tropical (bh-T) Altitud: 224 msnm Temperatura: 24,6 C Precipitacin: 2870 mm/aoHumedad relativa: 85% Heliofana: 680 horas sol/ao (1,86 horas sol/da) 5.2. Materiales 525 kg de cacao en baba 6 cajones de madera 6 sacos de yute Materiales a disposicin en laboratorio Libreta de campo Calibrador Gramera Estufa Termmetro Higrmetro Medios de cultivo

5.3. Mtodos Diseo experimental: AxB + 1 conducido por DCArea total del experimento150 m2

Nmero total de U.E.21

Nmero de kilos a evaluar por UE25

Total de kilos en el ensayo a evaluar 1

5.3.1. Variables y mtodos de estudio

Se registraran datos de un kilo de cacao fermentado y se realizar anlisis fsico y qumico de las almendras fermentadas.5.3.1.1. Variables fsicas estudiadasndice de semilla. Consisti en tener el peso promedio (g) de 100 almendras fermentadas y secas elegidas al azar, se aplic la siguiente frmula:

Peso de 100 almendras. Se recolectaron al azar 100 almendras fermentadas y secas y se registr su peso tomadas al azar, en gramos, usando una balanza de precisin. Las mismas fueron utilizadas en la prueba de corte para obtener el porcentaje de fermentacin.Porcentaje de testa. Consisti en determinar el porcentaje de cascarilla que tenan las muestras respecto al ndice de semilla, se us la siguiente formula:

Determinacin del pH en la testa. El valor del pH de la testa se registr en 30 almendras de cacao. Primero se separ la testa del cotiledn; posteriormente tanto el cotiledn como la testa, de manera individual fueron triturados usando una licuadora y 100 mL de agua destilada, por un lapso de 2 a 3 minutos. Con un potencimetro se procedi a realizar la lectura del pH.Contenido de humedad. Para medir el porcentaje de humedad de las almendras de los clones (NTE INEN173), se pesaron 2 g de muestra de cacao molido y previamente esterilizado, las muestras se colocaron en una estufa MEMMERT y se incubaron a 130 C por 2 horas. El porcentaje de humedad contenido en la almendra se determin en funcin del peso fresco, por diferencia, empleando la siguiente frmula:

Donde:Wo= Peso de muestra (g)W1= Peso de crisol vacoW2= Peso de crisol ms la muestra calcinada

5.3.1.2. Variables Qumicas evaluadasPorcentaje de grasa. Se colocaron las muestras en estufa a 110 C por 2 horas, luego fueron transferidos al desecador por 30 minutos, se pes 1 g de muestra colocadas en el interior del dedal, tapadas con algodn y ubicadas en el porta dedal, llevando los ganchos metlicos en el equipo goldfish segn la norma tcnica (NTE INEN 174 y 535). Se emple la siguiente frmula:

Donde:Wo= Peso de muestra (g)W1= Peso de vaso beaker vacoW2= Peso del vaso ms la grasa

Tratamientos. Se presentan siete tratamientos con 3 repeticiones cada uno 6.5 Caractersticas de las unidades experimentales T0= Testigo T1 = Apilado + 3 das T2 = Apilado + 4 das T3 = Yute + 3 das T4 = Yute + 4 das T5= Cajn + 3 das T6= Cajn + 4 das

VI. Alcance del estudio.Generar informacin para implementar talleres para ciertos organismos, as mismo para incentivar futuras investigaciones.

VII. Viabilidad.7.1. Viabilidad tcnica.En este proyecto se cuenta con el cuerpo docente capacitado que ayudarn a realizar el proyecto. 7.2. Viabilidad Humana.Se contar con el grupo de trabajo y el cuerpo docente.7.3. Viabilidad financiera.El proyecto se va autofinanciar por el grupo de trabajo.

VIII. Cronograma de actividades.

IX. Costos DetalleCosto $

Jornales75

Cacao baba500

Cajones120

Sacos de yute20

Materiales de laboratorio30

TOTAL$745

X. Bibliografa.Arizala, P. (17 de 04 de 2012). slideshare.net. Obtenido de http://www.slideshare.net/paola-arizala/cacao-manual-cultivoAvila, A., Campos, M., Guharay, F., Camacho , A., Aguilar , C., & Pineda, C. (2013). Aprendiendo e innovando sobre la cosecha, fermentacin y secado del cacao. Turrialba: Lutheran World Relief.Bravo, N., & Mingo , F. (2011). Valoracin de tres mtodos de fermentacin y secado para la mejora de la calidad y rentabilidad del cacao fino de aroma (Theobroma cacao L.) en la parroquia Panguintza del Cantn Centinela de Condor, Provincia de Zamora Chinchipe . Loja: UNL.Contrears, C., Ortiz, L., Graciani, L., & Parra, P. (2004). Fermentadores para cacao usados por los productores de la localidad de Cumboto, Venezuela. Cumboto: Agronoma tropical.Cubillos, G., Merizalde , G. J., & Correa, E. (2008). Manual de beneficio del cacao. Medellin: Chocolates.com.Daniel, H.-M., Vracken, G., Takrama, J. F., & Camu, F. (2009). Yeast Diversity of Ghanian cocoa bean heap fermentations. FEMS, 774-783.Graciani, L., Ortiz, L., Alvarez, N., & Trujillo, A. (2003). Fermentacin del cacao en dos diseos de cajas de madera. Scielo.org.ve.Nogales, J., Graciani, L., & Ortiz, L. (2006). Cambios fsicos y qumicos durante el secado al sol del grano de cacao fermentado en dos diseos de cajones de madera. Agronomia Trop., 5-20.Portillo, A., Portillo, E., Arenas, L., Rodrguez, B., & Chacn, I. (2014). Efecto del ao y tiempo de fermentacin sobre las caractersticas qumicas del cacao Porcelana. Rev. Fac. Agron. (Luz), 699-711. MCE. (12 de Abril de 2013). Ministerio de Comercio Exterior. Obtenido de http://www.comercioexterior.gob.ec/exportaciones-1/Enrquez, G. 2004. Cacao orgnico: gua para productores ecuatorianos. Quito, Ecuador. p. 360.

Rivera, R. D., Mecias, F. W., Guzmn, A. M., Pea, m. M., Medina, H. N., Casanova, L. M., y otros. (2012). Efecto del tipo y tiempo de fermentacin en la calidad fsica y qumica del cacao (Theobroma cacao L.) tipo nacional. Uteq.edu.ec, 7-12.Rodrguez, A. (2013). Estudio de tre mtodos para la obtencin de pulpa de mesocarpio del cacao (Theobroma cacao var. CCN-51. Guayaquil: Udla.Wacher, M. (2011). Microorganismos y Chocolate. Revista Digital Universitaria, 4-12.

VICERRECTORADO ACADMICOUnidad de Desarrollo Educativo

BITCORA DEL PROYECTO INTEGRADOR DE INVESTIGACIN 1. DATOS INFORMATIVOS:DEPARTAMENTO: CIENCIAS DE LA VIDA CARRERA: INGENIERIA AGROPECUARIANIVEL: SEPTIMO PERODO ACADMICO: Octubre.15 Febrero 2016

TTULO DEL PROYECTO: Evaluacin de diferentes mtodos de fermentacin en la calidad del cacao (Theobroma cacao.) Tipo CCN - 51

TUTOR DEL PROYECTO: Ing. For. Patricio Jimnez P.

COTUTOR PRINCIPAL Y COTUTORES DE APOYO DE TALLERES Y ASIGNATURAS:Ph.D Juan Neira PoscosechaPh.D Sungey Snchez Taller de poscosecha Ing. Patricio Vaca Cultivos de exportacin

GRUPO DE PROYECTO: Est. Aazco Pal Est. Celi David Est. Rodrguez MichaelBitcora NoTAREASFECHAOBSERV.RESPONSABLESEVAL.FIRMA

1Socializacin del PI. Talleres y materias a integrar.15/10/2015Ing. P. Jimnez

2Recopilacin de informacin bibliogrfica de PI anteriores y otras fuentes.22/10/2015Ing. P. Jimnez

3Identificacin de problemas, definicin del Tema del PI.29/10/2015Ing. P. Jimnez

4Recopilacin de informacin bibliogrfica orientada al tema especfico.05/11/2015Ing. P. Jimnez

5Elaboracin del Perfil del PI y presentacin del primer borrador.12/11/2015 Ing. P. Jimnez

6Defensa y aprobacin del Proyecto de Investigacin.19/11/2015Ing. P. JimnezDr. Juan Neira Dra. S. SanchezIng. P. Vaca

7Elaboracin del modelo de encuesta.20/11/2015Ing. P. Jimnez

8Elaboracin de cajas para fermentacin, compra de materiales.21/11/2015Dr. Juna Neira

9Instalacin de proyecto.23/11/2015Dr. Juan Neira

10Fermentado y laboratorio 26/11/2015Dra. S. Snchez

11Secado03/12/2015Dr. Juan NeiraIng. P. Jimnez

12Tabulacin de datos.28/12/2015Ing. P. Jimnez

13Presentacin de Informes de avance.14/01/2016 Ing. P. JimnezDr. Juan Neira Dra. S. SanchezIng. P. Vaca

14Laboratorio21/01/2016Ing. P. Jimnez

15Encuestas a los agricultores y tabulacin de la informacin.28/01/2016Ing. P. Jimnez

16Tabulacin de la informacin de encuesta y laboratorio.4/02/2016Ing. P. JimnezDr. Juan Neira Dra. S. SanchezIng. P. Vaca

17Elaboracin final del informe del proyecto.11/02/2016Ing. P. JimnezDr. Juan Neira Dra. S. SanchezIng. P. Vaca

18Defensa final del producto.18/02/2016Ing. P. Jimnez Ing. P. Vaca

______________ ___________________ ________________ TUTOR PI IIIA. COTUTOR PRINCIPAL PI. COORDINADOR PI.Ing. Patricio Jimnez PhD. Juan Neira Ing. Patricio Jimnez