Avaliação do impacto da fermentação dos grãos de cacau : caracterização química por espectrometria de massas e sensorial eletrônico combinados com análise multivariada

Abstract

Resumo: O Brasil é o sexto maior produtor de cacau no mundo e o mercado econômico do cacau é responsável por toneladas de matérias primas para a produção de chocolate. Porém, até o cacau se transformar em chocolate, ele passa por alguns processos que desenvolvem e potencializam suas características sensoriais. Um desses processos é a fermentação, que ocorre de maneira espontânea a partir dos micro-organismos presentes no ambiente como leveduras, bactérias láticas e acéticas que promovem o desenvolvimento dos perfis sensoriais de sabor e aroma dos grãos de cacau, variando para cada região. Desta forma, faz-se necessário o entendimento das mudanças químicas e sensoriais durante o processo fermentativo, possibilitando o desenvolvimento de novas tecnologias capazes de gerar um produto de qualidade superior e notas finas, além de auxiliar em discussões para futuros estudos sobre o terroir do cacau brasileiro. Esse trabalho teve como objetivo a caracterização química dos metabólitos voláteis presentes em grãos de cacau a cada dia do processo fermentativo por cromatografia a gás acoplada a espectrometria de massas (GCMS/MS). Além de serem avaliadas as transformações sensoriais por e-Nose e eTongue, equipamentos de sensorial eletrônico. Os dados obtidos foram préprocessados e realizada a análise de componentes principais (PCA), onde foram verificados os marcadores de cada dia da fermentação. Essa é a primeira vez que se utilizam as técnicas de sensorial eletrônico visando a compreensão das transformações sensoriais do processo fermentativo do cacau. Os resultados do sensorial eletrônico demonstraram que as transformações em termos de gosto são mais intensas no penúltimo dia de fermentação, enquanto que para o aroma estas transformações se iniciam no segundo dia. Para os metabólitos voláteis, foi possível verificar que o início da fermentação é marcado pela presença de álcoois simples e, no decorrer da fermentação começam as oxidações, gerando compostos como aldeídos, cetonas e ésteres, e para o final, ácidos orgânicos, álcoois superiores e pirazinas foram detectados. Os resultados das diferentes técnicas analíticas, ao mesmo tempo que corroboram entre si, trazem informações complementares. Isso demonstra a importância da combinação destas técnicas para a compreensão das transformações sensoriais durante a fermentação do cacau.

Abstract: Brazil is the sixth-largest producer of cocoa in the world and the cocoa economic market is responsible for tons of raw materials for chocolate production. Before cocoa becomes chocolate, it undergoes several processes that develop and enhance its sensory characteristics. One critical process is fermentation, which occurs spontaneously due to microorganisms present in the environment, such as yeasts, lactic acid bacteria and acetic acid bacteria. These microorganisms promote the development of the taste and aroma profiles of cocoa beans, which vary by region. Therefore, understanding the chemical and sensory changes during the fermentation process is essential for developing new technologies that can produce superior quality products with fine notes, as well as aiding discussions for future studies on the terroir of Brazilian cocoa. This study aims to assess through chemical characterization of volatile metabolites present in cocoa beans each day of fermentation process using gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS/MS). Additionally, sensory transformations were evaluated using e-Nose and e-Tongue, electronic sensory equipment. The data obtained were pre-processed, and principal component analysis (PCA) was performed to identify markers for each day of fermentation. This is the first time electronic sensory techniques have been used to understand the sensory transformations during cocoa fermentation. The results from the electronic sensory analysis demonstrated that taste transformations are more intense on the day before the last day of fermentation, while aroma transformations begin on the second day. Regarding volatile metabolites, the beginning of fermentation is marked by the presence of simple alcohols and as fermentation progresses, oxidations occur, producing compounds like aldehyde, ketone and ester. Towards the end of fermentation, organic acids, higher alcohols, and pyrazines are detected. The results from several analytical techniques, while corroborating each other, provide complementary information. This demonstrates the importance of combining these techniques to understand the sensory transformations during cocoa fermentation.