El chocolate, un producto amado por generaciones, es el resultado de un proceso complejo que transforma los granos de cacao en una delicia irresistible. Este viaje involucra una serie de reacciones químicas que dan lugar a los sabores y aromas característicos del chocolate.
Introducción
La producción de chocolate comienza con los granos de cacao, el ingrediente principal. El proceso se divide en varias etapas cruciales que incluyen:
- Fermentación : Un proceso crucial que ocurre en las plantaciones de cacao. Durante esta etapa, las levaduras y las bacterias descomponen los azúcares y la pulpa del grano, liberando precursores esenciales para el desarrollo del sabor del chocolate. Se caracteriza por tres fases:
- Fase 1: Dominada por levaduras anaeróbicas, con bajos niveles de oxígeno y pH.
- Fase 2: Dominada por bacterias del ácido láctico, que se activan después de 48-96 horas.
- Fase 3: Dominada por bacterias del ácido acético cuando aumenta la aireación, produciendo una reacción exotérmica que eleva la temperatura.
- Secado : Se lleva a cabo después de la fermentación para reducir la humedad y completar los procesos oxidativos iniciados durante la fermentación. Los granos secos alcanzan un 6-8% de humedad, lo que previene el crecimiento de moho y facilita su transporte y almacenamiento.
- Tostado : Esta etapa se realiza en la fábrica de chocolate y es esencial para el desarrollo del aroma y el sabor del chocolate. El tostado, realizado a temperaturas entre 120 y 140 °C, activa las reacciones de Maillard que generan compuestos aromáticos esenciales. Además, reduce los componentes indeseables y descontamina los granos.
- Molienda y mezcla : Se realiza para lograr un tamaño de partícula adecuado de todos los ingredientes: licor de cacao (obtenido al moler los granos de cacao), manteca de cacao (obtenida al prensar el licor de cacao), azúcar y leche (en el caso del chocolate con leche).
- Conchado : Un proceso de mezcla y calentamiento que produce chocolate líquido, donde todas las partículas sólidas se recubren con grasa. El conchado también evapora ácidos volátiles, logra una viscosidad adecuada, elimina el exceso de humedad y desarrolla un color deseable.
- Templado : El proceso final que asegura un producto estable. Se realiza mediante un tratamiento térmico que crea cristales de manteca de cacao de tamaño estable y consistente, lo que afecta el crecimiento de una red cristalina estable durante el enfriamiento.
Proteínas
Fermentación
Las proteínas representan entre el 10 y el 15% del peso seco de los granos de cacao sin fermentar. Las más importantes son la albúmina (soluble en agua), la prolamina (soluble en alcohol), la globulina (tipo vicilina, soluble en sal) y la gluteína (soluble en ácidos diluidos y álcalis).
La fermentación activa las enzimas endógenas carboxipeptidasa y endoproteasa aspártica, que hidrolizan las proteínas y aumentan los niveles de aminoácidos libres y oligopéptidos. La actividad de estas enzimas es máxima poco después de la muerte del grano (24-48 horas).
La fermentación aumenta el contenido de aminoácidos hidrófobos, especialmente leucina, alanina y fenilalanina, que son responsables del desarrollo de aldehídos de Strecker y pirazinas.
El triptófano libre se transforma en aminas biógenas (5-hidroxitriptamina y triptamina) durante la fermentación.
Los oligopéptidos hidrófobos se convierten en sustratos para la carboxipeptidasa, liberando oligopéptidos hidrófilos y aminoácidos libres hidrófobos (precursores del aroma del chocolate).
Tostado
Las altas temperaturas del tostado someten a los precursores obtenidos durante la fermentación a reacciones químicas, entre las que destaca la reacción de Maillard. Esta reacción, que involucra el grupo carbonilo de los azúcares reductores y el grupo amino de los aminoácidos o proteínas, confiere al cacao su aroma y sabor característicos.
El tostado es más efectivo que la fermentación para generar aminas y aldehídos. Las reacciones de tipo Strecker, que se producen en los granos tostados a partir de los aminoácidos, forman aldehídos.
Otros procesos
La caseína, una proteína presente en la leche, actúa como emulsificante en el chocolate con leche, creando una interfaz entre los componentes sólidos y grasos. Durante el conchado, se producen la caramelización de la lactosa en el chocolate con leche y las reacciones de Maillard con las proteínas de la leche.
Carbohidratos
Fermentación
Los granos de cacao sin fermentar contienen entre un 2 y un 4% de carbohidratos de bajo peso molecular, principalmente sacarosa (90% del total de azúcares), glucosa, fructosa, galactosa, sorbosa, arabinosa, xilosa, manitol e inositol.
La sacarosa es el principal sustrato de las reacciones durante la fermentación. Las levaduras presentes convierten los azúcares en alcohol, lo que favorece el desarrollo de las bacterias del ácido láctico. El alcohol se transforma en ácido acético en condiciones aeróbicas por la acción de las bacterias del ácido acético. La sacarosa se hidroliza en fructosa y glucosa (azúcares reductores) debido a la actividad de la invertasa.
Secado
Durante el secado, los azúcares reductores obtenidos durante la fermentación reaccionan con otros componentes del grano de cacao, principalmente en reacciones de Maillard entre los aminoácidos libres y los azúcares reductores.
Tostado
El tostado del grano de cacao provoca la caramelización de los azúcares presentes. Esta reacción, que ocurre al calentar los carbohidratos, especialmente la sacarosa y los azúcares reductores, conduce a la deshidratación de los azúcares y la formación de compuestos aromáticos.
Lípidos
Los granos de cacao contienen entre un 50 y un 58% de grasas, principalmente triacilgliceroles (TAG). Los TAG se componen principalmente de ácido palmítico, ácido esteárico y ácido oleico, y cantidades pequeñas de ácido linoleico.
La composición de los ácidos grasos varía en función del origen, la variedad del grano, la época de cultivo y el método de cultivo.
La manteca de cacao puede existir en seis formas polimórficas (γ, α, β’(III), β’(IV), β(V) y β(VI)), con diferentes puntos de fusión. La forma β(V) es la más deseable en el chocolate y se obtiene mediante un proceso de templado adecuado.
La grasa de la leche, presente en el chocolate con leche, contiene principalmente TAG, fosfoglicéridos y trazas de diacilgliceroles y esteroles.
Conclusiones
La química detrás de la producción del chocolate es muy compleja debido a la gran cantidad de compuestos y procesos involucrados. Los cambios más intensos ocurren durante la fermentación y el tostado del grano de cacao, y durante el conchado del chocolate.
Los principales compuestos de sabor del chocolate son los polifenoles, presentes en el grano de cacao crudo y que sufren transformaciones durante la producción, y las pirazinas, formadas durante la producción, seguidas de aldehídos, cetonas y ésteres.
El conocimiento de los procesos químicos que ocurren durante la producción del chocolate es esencial para garantizar la calidad del producto final.
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