Innovadora técnica permite crear chocolates más sostenibles y nutritivos utilizando todo el cacao, desde el endocarpo hasta el pulpo, reduciendo el impacto ambiental y mejorando el perfil nutricional. En un avance significativo para la industria del chocolate, científicos suizos han desarrollado una innovadora técnica que promete transformar la producción de chocolate. Este nuevo método, creado en el Instituto Federal de Tecnología de Zurich (ETH Zurich), utiliza toda la fruta del cacao en lugar de limitarse solo a los granos. Este enfoque no solo aumenta la sostenibilidad ambiental, sino que también ofrece beneficios nutricionales y económicos para los agricultores.
En un esfuerzo por transformar la industria del chocolate hacia prácticas más sostenibles, un nuevo enfoque está utilizando toda la fruta del cacao en lugar de desechar partes del fruto. Esta técnica revolucionaria, desarrollada en Ghana, emplea el endocarpo y parte del jugo de pulpa del cacao para crear geles endulzantes que se mezclan con la masa de cacao, resultando en un chocolate que no solo es más ecológico sino también más nutritivo. Esta metodología fue presentada en una reciente charla académica que destacó tanto los beneficios ambientales como los nutricionales de este enfoque innovador.
La producción de chocolate tradicional ha sido criticada por su alto impacto ambiental y desperdicio de recursos. En respuesta, los investigadores han desarrollado una técnica que maximiza el uso de la fruta del cacao, incluyendo partes que anteriormente se descartaban. Utilizando endocarpio de cacao seco y jugo de pulpa concentrado, los investigadores crean geles que sirven como sustituto parcial del azúcar en las formulaciones de chocolate.
Esta técnica no solo reduce el desperdicio de alimentos al utilizar el 100% del fruto del cacao, sino que también mejora el perfil nutricional del chocolate final. Los geles de endocarpio aportan fibra adicional y reducen el contenido de grasas saturadas, resultando en un chocolate que es menos denso en calorías y más rico en fibra en comparación con los chocolates convencionales.
El proceso de producción incluye varias etapas cruciales: el secado y la molienda del endocarpio, la mezcla de geles con la masa de cacao en un amasador especializado, y la formación de cristales de cacao con un perfil de cristalización controlado. Los chocolates resultantes no solo presentan una reducción en el impacto ambiental, sino que también ofrecen una alternativa más saludable para los consumidores conscientes de la sostenibilidad.
Detalles de fondo:
El impacto ambiental de la producción de cacao ha sido una preocupación creciente debido a la deforestación y las emisiones asociadas con la agricultura y el procesamiento. La mayoría de los impactos ambientales ocurren a nivel de cultivo, donde la práctica convencional a menudo resulta en la pérdida de biodiversidad y altos niveles de emisiones de gases de efecto invernadero.
Este nuevo enfoque responde a la necesidad de reducir el impacto ambiental al aprovechar cada parte del cacao, desde el endocarpio hasta la pulpa, evitando así el desperdicio y promoviendo una mayor sostenibilidad. La técnica también ofrece una solución para el problema del desperdicio de alimentos en las regiones productoras de cacao.
La incorporación completa de la fruta del cacao en la producción de chocolate representa un avance significativo hacia una industria más sostenible y saludable. Con la creciente demanda de productos que respeten el medio ambiente, esta innovadora técnica podría marcar el inicio de una nueva era en la fabricación de chocolate. Los próximos pasos incluyen la escalabilidad de esta técnica y la integración de estos métodos en las prácticas de producción a nivel industrial.
La utilización integral de la fruta del cacao para la producción de chocolate representa un avance emocionante hacia una industria más sostenible y saludable. Al reducir el desperdicio y ofrecer un producto con mayores beneficios nutricionales, esta innovación podría redefinir el futuro del chocolate y establecer nuevos estándares en la producción alimentaria global. El camino hacia la adopción generalizada podría ser desafiante, pero el potencial de mejorar tanto la sostenibilidad ambiental como la equidad económica en la cadena de suministro del cacao es prometedor.
Un Cambio de Paradigma en la Producción de Chocolate
Tradicionalmente, la producción de chocolate se ha centrado en el uso exclusivo de los granos de cacao, mientras que el resto de la fruta, que incluye pulpa y cáscara, se desecha. Esto no solo desperdicia una gran cantidad de material valioso, sino que también contribuye a problemas ambientales, como la deforestación y el aumento de residuos. El equipo liderado por el profesor emérito Erich Windhab en ETH Zurich, en colaboración con la start-up suiza KOA y el fabricante de chocolate Felchlin, ha desarrollado un proceso para utilizar la pulpa, el jugo y la cáscara de la fruta del cacao, creando un chocolate más nutritivo y menos dependiente del azúcar refinado.
¿Cómo Funciona el Nuevo Proceso?
La innovación radica en el uso de la gelatina de la fruta del cacao, obtenida de la pulpa y la cáscara. Este gel, que es naturalmente dulce, reemplaza al azúcar en el proceso de fabricación del chocolate. Según Kim Mishra, uno de los principales investigadores, el jugo de la fruta tiene un sabor afrutado similar al de la piña, y puede ser concentrado para formar un jarabe que se mezcla con la pulpa y la cáscara secas. Este gel no solo reduce la necesidad de azúcar refinado, sino que también aumenta el contenido de fibra y disminuye el porcentaje de grasas saturadas en el chocolate, lo que lo hace más saludable en comparación con el chocolate convencional.
Beneficios para los Agricultores y el Medio Ambiente
El uso completo de la fruta del cacao presenta múltiples beneficios. Desde un punto de vista económico, permite a los agricultores diversificar sus fuentes de ingresos. En lugar de vender solo los granos de cacao, también pueden comercializar la pulpa, el jugo y la cáscara procesada. Esto no solo mejora sus ingresos, sino que también reduce el impacto ambiental al aprovechar todos los componentes de la fruta y disminuir los residuos.
El análisis del ciclo de vida realizado por el equipo de investigación indica que este proceso es más sostenible, reduciendo el uso de tierras y el potencial de calentamiento global en comparación con la producción promedio de chocolate oscuro europeo. La reducción del desperdicio y la mejora en la eficiencia del uso de recursos son pasos cruciales hacia una industria del chocolate más ecológica.
Desafíos y Perspectivas Futuras
A pesar de los avances, la producción a gran escala de chocolate a partir de toda la fruta del cacao aún enfrenta desafíos. Los costos de producción podrían ser más altos debido al precio del jugo y el gel de cacao en comparación con el azúcar refinado. Además, se requiere una adaptación significativa en la cadena de suministro, desde las instalaciones de secado hasta el procesamiento industrial.
Sin embargo, el interés de los productores de chocolate en diferentes regiones, como Ghana y Guatemala, sugiere que la industria está dispuesta a explorar y adoptar estas nuevas tecnologías. El futuro del chocolate podría ver una transición hacia productos más sostenibles y nutritivos, marcando un cambio positivo tanto para los consumidores como para los productores.
Información adicional:
Para más detalles sobre la técnica de producción y los resultados de las pruebas de sabor, se pueden consultar el estudio en PDF al final de este artículo.
ANEXO: Análisis de la investigación
¡Una Revolución en el Chocolate!
¿Qué es lo Nuevo?
La producción de chocolate tradicional enfrenta varios problemas, desde preocupaciones sobre la nutrición hasta impactos negativos en el medio ambiente. Un equipo de investigadores ha desarrollado una solución innovadora que podría cambiar todo esto.
¿Cómo lo Hicieron?
Han encontrado una manera de usar partes de la fruta del cacao que normalmente se tiran. Específicamente, usan un componente llamado pectina, que está en la cáscara interna del cacao, para crear un gel. Este gel reemplaza al azúcar en la receta del chocolate.
¿Qué Ventajas Tiene?
- Más Saludable: El chocolate hecho con este gel tiene más fibra y menos grasas saturadas en comparación con el chocolate tradicional.
- Sabor Similar: Aunque cambia el ingrediente del azúcar, el gel ofrece un sabor dulce comparable al del chocolate convencional.
- Menos Impacto Ambiental: Este método podría reducir la cantidad de tierra necesaria para producir chocolate y disminuir la contribución al calentamiento global en comparación con la producción promedio de chocolate en Europa.
Beneficios para los Agricultores
Además de ser más amigable con el medio ambiente, este proceso también podría ayudar a los agricultores de cacao. Les da nuevas formas de ganar dinero al utilizar toda la fruta del cacao, no solo los granos. Esto significa más ingresos y beneficios económicos para las regiones productoras de cacao.
¿Qué Problemas Enfrenta el Chocolate?
Aunque el chocolate es un placer universal, su producción tiene efectos negativos en la salud, la economía y el medio ambiente. Vamos a desglosar estos problemas:
1. Salud:
El chocolate suele tener mucho azúcar, lo que puede contribuir al aumento de peso y problemas como la diabetes tipo 2. También contiene grasas saturadas, que están relacionadas con inflamaciones y enfermedades del corazón.
2. Medio Ambiente:
La producción de cacao tiene un gran impacto ambiental. Para hacer chocolate, se necesita mucha tierra, y esto contribuye al calentamiento global. En las regiones donde se cultiva cacao, muchos agricultores pequeños enfrentan dificultades para equilibrar la productividad con la sostenibilidad ambiental y económica.
3. Economía para los Agricultores:
Los agricultores de cacao, que a menudo están en regiones con alta biodiversidad, dependen mucho del cacao para sus ingresos. Sin embargo, solo una pequeña parte del cacao en cada fruto se usa para hacer chocolate. El resto, como la pulpa y la cáscara del cacao, generalmente se tira o se usa solo como fertilizante.
¿Qué Solución Proponen?
Los investigadores han desarrollado una nueva forma de producir chocolate que aborda estos problemas. Utilizan todas las partes de la fruta del cacao, no solo los granos. Aquí está el proceso:
- Extracción y Procesamiento: La cáscara interna del cacao se seca y se muele hasta obtener un polvo. La pulpa del cacao se exprime para obtener su jugo, que luego se concentra.
- Creación del Gel: El jugo concentrado de cacao y el polvo de la cáscara se mezclan y se calientan para formar un gel.
- Mezcla en el Chocolate: Este gel se añade al chocolate hecho con los granos de cacao.
¿Qué Beneficios Tiene?
- Más Nutritivo: El nuevo chocolate tiene más fibra y menos grasas saturadas.
- Menos Desperdicio: Aprovechar todas las partes del cacao reduce el desperdicio y puede ayudar a los agricultores a ganar más dinero.
- Menor Impacto Ambiental: Utilizar más partes del cacao reduce la necesidad de transformar vegetación tropical y, por lo tanto, disminuye las emisiones de gases de efecto invernadero.
¿Cómo Funciona el Nuevo Chocolate?
Fabricación y Caracterización de los Geles Endulzantes
Los científicos han desarrollado un gel a partir de la cáscara interna del cacao (ECP) que se mezcla con el chocolate. Este gel ayuda a endulzar el chocolate sin necesidad de usar tanto azúcar. Aquí te contamos cómo funciona:
- Gelación: El gel se forma al mezclar el polvo de la cáscara con el jugo concentrado del cacao. Este gel se comporta de manera estable en el chocolate, manteniendo la textura adecuada.
- Estabilidad Coloidal: A medida que se aumenta la cantidad de gel en el chocolate, el brillo del chocolate puede disminuir y puede volverse más seco y quebradizo si se añade demasiado gel. Sin embargo, en concentraciones adecuadas, el chocolate mantiene una buena textura y estabilidad.
Percepción del Dulzor
¿El gel de cacao es tan dulce como el azúcar tradicional? Se realizó una prueba para comparar el dulzor del chocolate hecho con el gel de cacao y el chocolate convencional endulzado con azúcar en polvo.
- Resultados: El chocolate hecho con el gel de cacao se percibe tan dulce como el chocolate tradicional cuando se usa la cantidad adecuada de gel. Sin embargo, el gel puede afectar la forma en que el azúcar se libera en la boca, lo que puede hacer que el chocolate con gel sea ligeramente menos dulce en comparación con el chocolate convencional.
Evaluación del Ciclo de Vida
Para entender el impacto ambiental del nuevo chocolate, se realizó una evaluación comparativa entre el chocolate tradicional y el chocolate hecho con el gel de cacao.
- Impacto Ambiental: El chocolate hecho con el gel de cacao, cuando se produce a gran escala, muestra un menor impacto en términos de calentamiento global y uso de tierras comparado con el chocolate tradicional. Esto se debe a que utiliza más partes de la fruta del cacao, reduciendo el desperdicio y mejorando la eficiencia del uso de recursos.
- Uso de Recursos: Aunque el proceso de producción del nuevo chocolate puede requerir más energía en algunas etapas, el uso más completo del cacao reduce la necesidad de transformar grandes áreas de vegetación tropical, lo cual es beneficioso para el medio ambiente.
En resumen, el nuevo proceso de fabricación del chocolate no solo mejora la salud al reducir el contenido de azúcar y grasas saturadas, sino que también tiene un impacto ambiental positivo al utilizar más partes de la fruta del cacao. A medida que la producción se optimice, este enfoque podría convertirse en una opción más sostenible y económica en el futuro.
Conclusión del estudio
El chocolate es conocido por su alto contenido de azúcar y grasas saturadas, que pueden afectar negativamente la salud. Sin embargo, muchas personas no son conscientes de que la producción de chocolate también tiene un gran impacto ambiental, como el calentamiento global. Por lo tanto, es urgente cambiar cómo se produce el cacao para resolver estos problemas de salud y ambientales, mientras se respetan las condiciones socioeconómicas.
La nueva técnica de producción de chocolate presentada utiliza más partes del cacao, como la cáscara y el jugo, para hacer geles endulzantes. Estos geles ayudan a reducir la necesidad de azúcar y mejoran la textura del chocolate. Además, se ha demostrado que estos geles son muy efectivos y ofrecen un dulzor equivalente a la mitad de su peso en azúcar.
Comparar el impacto ambiental de diferentes métodos de producción de chocolate es complicado debido a las diferencias en cómo se evalúan estos impactos y las prácticas agrícolas utilizadas. Sin embargo, la mayoría de los impactos ambientales ocurren en la etapa de cultivo del cacao. Aunque el nuevo proceso requiere pasos adicionales para producir los geles, en general, este chocolate es más amigable con el medio ambiente que el chocolate tradicional. Utiliza más partes de la fruta del cacao, lo que ayuda a evitar el desperdicio de alimentos.
Además, este enfoque ofrece beneficios adicionales, como una mejor nutrición (más fibra y menos grasas saturadas) y mayores oportunidades de ingresos para los pequeños agricultores. En resumen, el desarrollo de este chocolate de toda la fruta es un ejemplo prometedor de cómo la tecnología, la nutrición, el impacto ambiental y la diversificación de ingresos para los agricultores pueden trabajar juntos para mejorar toda la cadena de suministro del cacao.
Métodos
Preparación del Chocolate
- CM (Masa de Cacao): La masa de cacao fue proporcionada por Max Felchlin. Se usaron granos de cacao de Ghana, que fueron tostados, triturados, y esterilizados. La masa resultante tenía un contenido de grasa del 55% y menos del 1% de humedad.
- ECP (Endocarpio de Cacao): El endocarpio, la parte dura del cacao, fue proporcionado por Koa Switzerland. Se extrajo manualmente de la cáscara del cacao y se secó en un horno. Luego, se molió fino en una planta de procesamiento. La composición del endocarpio y su tamaño de partículas se detallan en las tablas suplementarias.
- Solución de Azúcar Artificial: Para simular la composición de azúcar del gel de cacao sin residuos de pectina, se preparó una solución de azúcar artificial con 64° Brix (una medida de concentración de azúcar) y se ajustó a un pH de 3.2 usando ácido cítrico. La mezcla se agito a 70°C durante 90 minutos para disolver los azúcares.
- Geles de ECP: Se añadieron diferentes porcentajes de ECP (5%, 10%, 20%, y 25%) a la solución de azúcar artificial. Se mezclaron a mano, se dejaron reposar y se ajustó el pH antes de calentar y enfriar las muestras para su análisis.
Formulación del Chocolate de Fruta Completa
- Los geles de ECP se mezclaron con la masa de cacao (CM) en un mezclador especial. La masa de cacao se enfrió y se cristalizó antes de añadir los geles. La mezcla se amasó hasta que la consistencia se mantuvo constante y se ajustaron las proporciones de CM a gel para diferentes pruebas.
Análisis y Evaluación
- Fotografía: Se tomaron fotos de las mezclas de CM y ECP utilizando una cámara de teléfono móvil en condiciones de iluminación uniforme.
- Análisis Reológico: Se usaron equipos especializados para medir cómo los geles y el chocolate responden a la deformación y al estrés, ayudando a entender su textura y comportamiento.
- Actividad de Agua: Se midió la cantidad de agua disponible en los geles, que influye en la textura y estabilidad del producto.
- Contenido de Humedad: Se determinó el contenido de humedad del ECP usando un analizador de humedad.
- Distribución del Tamaño de Partículas: Se utilizó un analizador de difracción láser para medir el tamaño de las partículas del ECP.
- Evaluación Sensorial 2-AFC: Un grupo de 11 evaluadores entrenados comparó el chocolate de fruta completa con otros chocolates para determinar cuál era el más dulce en una prueba de comparación de pares.
Análisis del Ciclo de Vida (LCA)
- Se realizó un análisis del ciclo de vida (LCA) para comparar el impacto ambiental del chocolate de fruta completa con chocolates de referencia. El análisis incluyó todas las etapas desde la producción hasta el empaquetado, y se consideraron dos escenarios: uno a escala de laboratorio y otro a escala industrial. El impacto ambiental de cada etapa del proceso fue calculado basándose en datos de los productores y literatura existente.
Published: 21 May 2024
Valorization of cocoa pod side streams improves nutritional and sustainability aspects of chocolate
- Kim Mishra,
- Ashley Green,
- Johannes Burkard,
- Irina Gubler,
- Roberta Borradori,
- Lucas Kohler,
- Johannes Meuli,
- Ursina Krähenmann,
- Jotam Bergfreund,
- Armin Siegrist,
- Maria Schnyder,
- Alexander Mathys,
- Peter Fischer &
- Erich J. Windhab
Nature Food volume 5, pages423–432 (2024) Cite this article
Abstract
Chocolate production faces nutritional, environmental and socio-economic challenges present in the conventional cocoa value chain. Here we developed an approach that addresses these challenges by repurposing the often-discarded pectin-rich cocoa pod endocarp and converting it into a gel. This is done using cocoa pulp juice concentrate to replace traditional sugar from sugar beets. Although swelling of fibres, proteins and starches can limit gel incorporation, our proposed chocolate formulation contains up to 20 wt% gel. It also has comparable sweet taste as traditional chocolate while offering improved nutritional value with higher fibre and reduced saturated fatty acid content. A cradle-to-factory life cycle assessment shows that large-scale production of this chocolate could reduce land use and global warming potential compared with average European dark chocolate production. The process also provides opportunities for diversification of farmers’ income and technology transfer, offering potential socio-economic benefits for cocoa-producing regions.
