Manual de control de calidad en laboratorio y centro de acopio

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Manual
de control
de calidad
en laboratorio
y centro de acopio
El proyecto “Mejoramiento de calidad de grano seco de cacao
nacional a través del uso de energías renovables durante la post
cosecha, para el beneficio de productores indígenas del norte
paceño” es apoyado por el Programa Alianza en Energía y Ambiente
con la Región Andina (AEA) del Instituto Interamericano de
Cooperación para la Agricultura (IICA), con el aporte financiero del
Ministerio de Asuntos Exteriores de Finlandia (MAEF).
El Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura
(IICA) a través del Programa Alianza en Energía y Ambiente con la
Región Andina (AEA), percibió la necesidad de facilitar un espacio
de intercambio de conocimientos, experiencias y debate acerca
de la inclusión de energías alternativas y medidas de eficiencia
energética como alternativa para mejorar el hábitat e incrementar
el desarrollo productivo de zonas rurales y periurbanas, que pueda
ser replicada por los actores interesados.
Las ideas, planteamientos y formas de expresión de este
documento son propios de los autores y no representan
necesariamente la opinión del IICA, AEA o el MAEF.
Manual
de control
de calidad
en laboratorio
y centro de acopio
Manual de control de calidad en laboratorio y centro de acopio
Primera edición:
Enero 2015
Editor:
Wildlife Conservation Society (WCS)
Autores:
Elsa Alcocer (Laboratorio de Análisis y Servicio de Asesoramiento en Alimentos S.R.L.)
Ximena Sandy (WCS)
Colaboradores:
Juan Carlos Espinoza (WCS)
Omar Mejía (Asociación Chocolecos)
Abel Pérez (WCS)
Noel Huanca (WCS)
Fotografías:
Juan Carlos Espinoza (WCS)
Ximena Sandy (WCS)
Abel Pérez (WCS)
Diseño Gráfico y Diagramación:
SALINASANCHEZ S.R.L.
Impresión:
Artes Gráficas Sagitario S.R.L.
Impreso en Bolivia
B. Pruebas durante el fermentado
Contenido
Introducción6
Consideraciones iniciales
7
Conceptos y definiciones 8
Métodos de muestreo9
A. Muestreo primario
9
B. Muestreo compuesto
9
C. Reducción de muestra
por método de cuarteo
10
Contenido de humedad
11
A. Método con horno 11
B. Método con humedímetro digital
12
Determinación del grado de fermentación
13
A. Pruebas antes del fermentado
13
A.1 Determinación del pH
13
A.2 Determinación de sólidos solubles (SS)14
14
B.1 Pruebas físicas de control 14
B.2 Prueba del aro café
14
B.3 Prueba de la vacuola
16
B.4 Prueba de pH
16
B.5 Temperatura
18
C. Pruebas en grano seco
19
C.1 Prueba de agua
19
C.2 Prueba de corte
20
C.3 Prueba de la vacuola
24
C.4 Prueba de pH
24
Determinación de contenido
de impurezas
25
Determinación del porcentaje
de testa o cascarilla26
Determinación del rendimiento
de grano 27
Determinación del peso del grano28
Índices de calidad29
Registros y reporte de resultados30
BIBLIOGRAFÍA 31
Anexo 1. Registros para el control de calidad de grano fresco 32
Anexo 2. Registros para control de calidad
durante el proceso de fermentación 33
Anexo 3. Registro de control de calidad en grano seco
34
Anexo 4. Reporte de resultados
37
Introducción
El cacao nacional o nativo además de
constituirse en un recurso genético
importante para el desarrollo de
estrategias de sostenibilidad en áreas
de importancia para la conservación
de la biodiversidad en el planeta,
representa una alternativa económica
para los agricultores de la región
amazónica en Bolivia.
El cacao en los mercados del mundo
se divide en dos tipos: el corriente
y el fino, el primero se usa para
extraer manteca de cacao para las
industrias farmacéutica, alimenticia y
cosmetología y representa el 96% del
cacao producido a nivel mundial. El
4% restante es el cacao fino utilizado
para hacer chocolates finos, dark y
gourmet, esta variedad se produce
casi de forma exclusiva en América,
solamente Madagascar, Papua Nueva
Guinea e Indonesia son países que
producen cacao fino fuera de América.
El principal productor de cacao fino es
Ecuador con el 69% de la producción
mundial.
La calidad del cacao está determinada
por el genotipo, el clima y los suelos
donde se cultiva, el manejo de las
parcelas y la tecnología que se utilice
en la post cosecha. Son estos dos
últimos factores donde podemos ejercer
control directo para mejorar la calidad.
El cacao nacional o nativo, tanto
silvestre como cultivado tiene atributos
organolépticos que potencialmente
podrían situarlo entre los mejores
del mundo. Prueba de ello está el
logro de la Asociación de Productores
Agroforestales de la Amazonia Boliviana
(APARAB) que fue premiado entre los 15
6
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
mejores del mundo en la competencia
“Cacao of Excellence, realizado en Paris
en octubre 2013.
En consecuencia, bien manejada, la
gestión de calidad de un grano élite
como el silvestre amazónico, puede
ayudar a una organización a obtener
premios importantes para mejorar
los ingresos de sus asociado o por
el contrario echar por tierra todo el
esfuerzo realizado.
Este manual tiene por objetivo apoyar
la implementación de un sistema de
control de calidad in situ y aportar
al desarrollo de capacidades de
productoras y productores de cacao.
Fue elaborado en el marco del proyecto
“Mejoramiento de la calidad de grano
seco de cacao nacional a través del
uso de energías renovables durante
la post cosecha, para el beneficio
de productores indígenas del norte
paceño” ejecutado por Wildlife
Conservation Society (WCS) y Soluciones
Prácticas, con el apoyo del Programa
Alianza en Energía y Ambiente con
la Región Andina (AEA) del Instituto
Interamericano de Cooperación para
la Agricultura (IICA), con el aporte
financiero del Ministerio de Asuntos
Exteriores de Finlandia (MAEF).
Las pruebas y métodos descritos han
sido efectuados en el laboratorio
de la Asociación de Productores de
Cacao Nativo Ecológico del Pueblo
Leco de Larecaja- Chocoleco en un
taller impartido por la Ingeniera Elsa
Alcocer, especialista en control de
calidad, del laboratorio de análisis
y servicio de asesoramiento en
alimentos LA y SAA srl.
Consideraciones
iniciales
El laboratorio de control de calidad es
el espacio donde se realizan los análisis
de los parámetros de calidad del cacao,
fundamentalmente el control de las
variables de fermentación y secado del
cacao para la determinación del grado
comercial y rendimiento del grano.
La funcionalidad de un laboratorio
depende netamente de la comodidad
de los analistas para realizar sus
actividades y también de los materiales
e insumos necesarios para trabajar, así
como establecer normas de seguridad.
Desde el punto de vista de la garantía
de la calidad, resultados erróneos
pueden deberse a la contaminación de
los materiales de ensayo (por ejemplo
a causa del polvo) o a la contaminación
cruzada con otra muestra. Por ello, la
limpieza debe estar incluida como un
proceso esencial del laboratorio.
Es muy importante que el laboratorio
cuente con agua y su correspondiente
desagüe para lavar y limpiar el material
de laboratorio, con un estante o
cajonería para almacenar los materiales
de vidrio, los cuadernos de registro e
incluso la ropa protectora. Asimismo
deberán contar con un extinguidor de
incendios y un botiquín de primeros
auxilios.
También desde el punto de vista de
la calidad, es conveniente que las
características del diseño eviten la
acumulación de polvo, ya proceda
éste de fuentes ambientales o de las
muestras. La contaminación de los
materiales de ensayo con polvo suele
ser esporádica y desigual por lo que
probablemente se pasará por alto
en las comprobaciones normales del
control de calidad. Para tratar de evitar
el polvo, se sugiere utilizar estantes o
cajonería con puertas de cristal para
los materiales de vidrio, la encimera
del banco de trabajo se mantendrá
libre de aparatos “fijos” innecesarios,
las superficies de trabajo se deben
limpiar periódicamente con paños
absorbentes.
Limpieza:
1. La limpieza del suelo, superficies
verticales (armarios, estantes,
ventanas y puertas) y superficies
horizontales (mesas de trabajo y
estanterías) y refrigerador.
2. Control de plagas (especialmente
cuando se guardan muestras y no
se hace buen manejo, éstas atraen
polillas y gorgojos).
3. Los operadores deben utilizar
guardapolvo, gorro, guantes y
barbijo, para evitar la contaminación
cruzada.
Medidas de seguridad:
1. Evitar el uso de ropas sueltas y
joyería. Sujetarse el pelo largo, usar
indumentaria adecuada.
2. Desconectar los servicios del
laboratorio (energía eléctrica y agua)
cuando no se usen.
3. Mantener la zona de trabajo siempre
limpia y ordenada, con todos los
recipientes etiquetados con su
contenido.
4. Mantener siempre libre las
puertas, no bloquearlas ni siquiera
temporalmente.
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
7
Conceptos y definiciones
Calidad de grano de cacao: Conjunto de
Muestra primaria: Es la cantidad de granos
pH: Es la concentración de los iones de
características organolépticas, físi-
que se toman de un saco por una
hidrógeno (H+). Los ácidos fuertes
cas y químicas del grano de cacao
sola vez.
tienen altas concentraciones de io-
que le permiten alcanzar los estándares o requisitos establecidos por
los mercados.
Control de calidad: Conjunto de procedimientos que se aplican para el
logro adecuado de los indicadores
de calidad, a partir de una muestra
representativa
Muestra: Grupo de granos extraídos de un
lote, que sirve para obtener la información necesaria y que permite
apreciar una o más características
de ese lote.
Muestra compuesta: Mezcla de todas las
muestras primarias de un lote.
Muestra reducida: Es la cantidad de granos que se obtienen a partir de la
muestra compuesta, con un método
estandarizado, por ejemplo cuarteo.
Muestra de laboratorio: Es la cantidad de
nes de hidrógeno y los ácidos débiles tienen concentraciones bajas. El
pH, entonces, es un valor numérico
que expresa la concentración de iones de hidrógeno.
Grados Brix: Los grados Brix miden la cantidad de sólidos solubles presentes
en un jugo o pulpa expresados en
porcentaje de sacarosa.
grano obtenida de la muestra reducida para enviar al laboratorio.
Muestra de ensayo: Es parte de la muestra
de laboratorio que se usa para un
ensayo.
Lote: Cantidad de un producto elaborado
en un mismo ciclo, está integrado
por unidades homogéneas.
Partes del grano de cacao que se mencionan en el manual:
Pulpa mucílago
Cáscara o testa
Cotiledón
Embrión
8
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
Métodos de muestreo
El muestreo correcto es una operación clave para la validez de los resultados y debe
realizarse de manera cuidadosa y sistemática para que la muestra sea representativa.
A.Muestreo Primario
Se realiza en sacos de grano seco de cacao.
• Materiales ›› Saca muestras.
›› Saco de yute limpio.
›› Bolsas de plástico.
• Procedimiento:
a. Con el sacamuestras tomar 100 gramos de cada tercio del saco de grano de cacao y
colocarlo en un saco limpio o una bolsa si solamente se va a muestrear 1 saco. En
total se tendrán 300 g.
100 g.
Sacamuestras
100 g.
100 g.
El número de muestras primarias variará según el tamaño del lote.
Tamaño del lote (número de sacos)
2-8
9-15
16-25
26 -50
51-90
Número mínimo de muestras primarias
2
3
5
8
13
Fuente: Extraído de NTE INEN 177:95.
B.Muestreo Compuesto
El muestreo compuesto se forma con la mezcla de muestras primarias de un lote.
• Materiales:
›› Sacos de yute limpio.
• Procedimiento:
a. Mezclar muy bien todas las muestras primarias en un saco limpio.
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
9
C. Reducción de muestra por método de cuarteo
• Materiales
›› Saco de grano con la muestra compuesta.
›› Lona de plástico limpia.
›› Bolsas de plástico nuevas.
• Procedimiento
a. Extender en el suelo, sobre una lona de plástico limpia, los sacos de la muestra
compuesta y dividirla en 4 cuadrantes.
b. Eliminar dos cuadrantes diagonalmente opuestos. Levantar los dos cuadrantes que
quedan y volver a mezclar. Esta mezcla reducida nuevamente colocarla sobre el
suelo, dividirla en 4 cuadrantes, eliminar los cuadrantes opuestos.
c. Repetir la acción hasta obtener la cantidad de muestra compuesta que se requiera
(1.500 g).
De la muestra reducida se obtendrá la muestra de laboratorio y de ésta la muestra de
ensayo.
AyD
A
B
C
D
A
D
Etiquetado de muestras
Las muestras reducidas se colocan en bolsas de plástico nuevas, se sellan y se etiquetan
con la siguiente información:
Fecha:
Número de lote
Cantidad de sacos del lote
Procedencia
Peso de la muestra
10
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
Contenido de humedad
Al finalizar la fermentación, el grano tiene un contenido de humedad de aproximadamente 60%, que debe ser reducido hasta un valor próximo a 8%, para evitar el
desarrollo de mohos que deterioran la calidad del cacao y facilitar su almacenamiento,
transporte, manejo y comercialización del cacao.
Si se reduce la humedad a niveles menores de 6%, la cáscara se vuelve quebradiza y
representa pérdidas económicas.
Asimismo, si la humedad se encuentra por encima del 8% existe el riesgo del desarrollo
de hongos durante el almacenamiento.
La determinación de la humedad se puede realizar a nivel de centro de acopio con dos
métodos.
A.Método con horno
Método descrito por Gutiérrez (2007).
• Materiales y equipos
›› Horno 200°C.
›› Crisoles.
›› Balanza de precisión.
• Procedimiento:
a. Pesar aproximadamente 10 g de muestra de granos enteros, tarar la balanza con el
crisol de vidrio, colocar la muestra y registrar el peso.
b. Ingresar al horno a 105 +/-2 °C por 6 horas en el crisol. Sacar la muestra y pesar en
caliente. Realizar al menos 2 repeticiones y registrar la humedad promedio.
Fecha
Cod.
Muestra
Repetición
Peso inicial
Pi
10/03/14
11/03/14
001
001
1
2
9,8 g
9,5 g
Hora de
ingreso al
horno
7:00
7:00
Hora de salida
del horno
Peso final
13:00
13:00
9,11
8,83
Con los datos obtenidos realizar el siguiente cálculo:
% H = (Pi – Pf) x 100
Pi
Donde:
%H = Porcentaje de la muestra.
Pi = Peso inicial de la muestra.
Pf = Peso final de la muestra.
Ejemplo:
%H1= (9,8-9,11) *100 = 7,04%
%H2 =(9,5-9,06) * 100 = 7,05%
9,8
9,5
%H promedio= 7,04 + 7,05 = 7,045
2
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
11
B.Método con humedímetro digital
En el mercado existen varias marcas y equipos para medir humedad de diferentes tipos de granos que proporcionan resultados rápidos y precisos. Describimos el procedimiento del humedímetro GEHAKA AGRI Mod. G600, equipo que dispone la Asociación
Chocoleco.
• Materiales y equipo
›› Humedímetro para grano de cacao.
›› 100 g de muestra de grano seco.
• Procedimiento:
a. Conecte el equipo y espere a que los datos de la pantalla
se equilibren.
b. Arme el conjunto de la balanza del equipo y seleccione
en la pantalla “cacao”, desplazando las flechas de izquierda a derecha, y cuando este aparezca presione la
tecla central “YES”.
c. Coloque la muestra en la cubeta de pesaje hasta que el
brazo de la balanza alcance el nivel horizontal.
d. En la pantalla le darán la opción de verter la muestra.
Vaciar la muestra en la tolva y esperar algunos segundos.
e. En la pantalla aparece el % de humedad y la temperatura del grano.
f. Registrar el dato en la planilla. Repetir la operación con otros 100 g de la misma
muestra y promediar el % de humedad.
Fecha
10/03/14
11/03/14
12
Lote
1
1
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
Cod. muestra
0001
0001
Repetición
1
2
% humedad
7.5
7,2
Temperatura
7:00
7:00
Determinación del grado de fermentación
La fermentación es un proceso fundamental y decisivo para obtener un grano de buena calidad. Una buena fermentación se logra controlando la calidad del grano desde
la cosecha, seleccionando mazorcas maduras y sanas. En el desconchado, la apertura
de la mazorca no debe dañar a los granos y durante el desgranado se deberán separar
la guía, los granos germinados, vacíos y enfermos de los sanos. Al cajón fermentador
deben entrar los granos seleccionados.
Para asegurar la calidad del fermentado se recomienda hacer pruebas antes y durante
el fermentado. El control del fermentado del grano seco permite la evaluación final de
su calidad para generar los reportes de calidad.
A.Pruebas antes del fermentado
Estas pruebas nos permiten asegurar que la pulpa o mucílago de los granos frescos
tengan un adecuado contenido de sólidos solubles, entre 14 y 20 °Brix y un pH óptimo, entre 3–3,5 (Shaposnikova, 1951 y Steven et a, 1993). Estos rangos aseguran que el
grano fresco tiene la suficiente cantidad de azúcares para ser transformados durante
la fermentación y el pH ácido para el desarrollo de los microorganismos al inicio de la
fermentación. Tanto el pH como los grados Brix se deben medir a la llegada al centro
de acopio y a las dos horas.
A.1 Determinación del pH
Prueba descrita por Stevenson et al (1993).
• Materiales y equipos
››
››
››
››
pH-metro.
Agua destilada para lavar los electrodos del pH-metro.
Malla de algodón.
Muestra de granos frescos de cacao.
• Procedimiento
a. Colocar en una malla de algodón granos frescos de cacao y exprimir el jugo en un
vaso de precipitados.
b. Colocar el electrodo directamente sobre el jugo, esperar que se estabilice al menos
un par de minutos y registrar la lectura.
Fecha
Hora
Lote
Cod. Muestra
pH
°Brix
10/03/14
6:00
001
1
3,5
11
11/03/14
8:00
001
2
3,3
12
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
13
A.2 Determinación de sólidos solubles (SS)
• Materiales y equipos
››
››
››
››
››
Brixómetro.
Malla de algodón.
Gotero.
Un vaso de precipitados.
Muestra de granos frescos de cacao.
• Procedimiento
a. Colocar granos frescos con pulpa de cacao en una malla de algodón y exprimirlos
en un vaso de precipitados hasta obtener 3ml de jugo.
b. Depositar con gotero una gota en el prisma, cerrar la tapa y dirigir el instrumento
hacia la luz para realizar la lectura y registrar.
c. Limpiar con agua limpia y secar el prisma para cada lectura.
B.Pruebas durante el fermentado
B.1 Pruebas físicas de control
Se refiere a los cambios de aspecto y coloración que se llevan a cabo durante la fermentación y nos indican el momento óptimo para detener el proceso de fermentado.
En la figura 1 se presenta una guía para detectar los cambios internos y externos de un
periodo completo de fermentación.
B.2 Prueba del aro café
Entre la testa y el cotiledon aparece un aro de color café. Esta prueba se realiza a partir
del tercer día.
• Materiales
›› Granos de diferentes partes del cajón.
14
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
• Procedimiento
›› Separar 5 granos de la muestra, cortar longitudinalmente y observar la aparición
del aro café. Si 4 de los 5 granos tienen el aro en el borde del cotiledón, el proceso
de fermentado ha concluido.
Figura 1. Transformación interna y externa del grano de cacao durante la fermentación
Día 1
Día 2
Día 3
Día 4
Día 5 (punto ideal)
Día 6
Día 7
Día 8
Fuente: J. Carlos Antezana (2014).
Aspecto externo del grano
Cambio de color de blanco a marrón,
grano hinchado.
Aspecto interno del grano
Al inicio el embrión está vivo y el cotiledón tiene color violeta, al terminar
la fermentación la estructura es quebrada y de color café.
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
15
B.3 Prueba de la vacuola
La prueba de confirmación de la muerte del embrión indica claramente el grado de
fermentación, la vacuola rota se muestra primeramente emanando un globo de aire,
que luego se tiñe de otro color y lanzando un pigmento que enturbia la placa. El total
de vacuolas rotas indican que el cacao está bien fermentado, es decir se produjo ácido
acético a altas temperaturas, lo que provoca la muerte del embrión y químicamente da
el paso a la producción de enzimas que dan el sabor amargo y la astringencia del cacao.
La prueba de la vacuola rota se debe realizar a partir del cuarto día de fermentación.
• Materiales y equipos
››
››
››
››
Estilete o bisturí.
Lupa.
Aceite de inmersión o glicerina, también se puede utilizar aceite de bebé.
Granos en proceso de fermentación.
• Procedimiento
a. Seleccionar granos de diferentes lugares del cajón fermentador hasta tener un número representativo de 10 granos.
b. Dividir el grano longitudinalmente y colocar las dos mitades una al lado de la otra.
c. Cubrir con aceite una de las mitades del grano.
d. Observar y comparar las dos mitades con la ayuda de una lupa.
e. Determinar el porcentaje de vacuolas rotas. Una vacuola intacta se presenta como
un punto violeta. Una vacuola rota libera el material celular, incluido el pigmento
de manera difusa.
El resultado se reporta como el porcentaje de vacuolas rotas.
B.4 Prueba de pH
El pH es un indicador muy confiable de la evolución del proceso de fermentación y es
recomendable hacer las pruebas en el grano a partir del tercer día. El método es el
descrito por Stevenson et al, (1993).
El pH de los cotiledones del grano antes de la fermentación es de alrededor de 5,5.
Después de la fermentación el pH debe llegar a valores alrededor de 6,6. Valores de pH
= 7 indican sobrefermentación. La medición de pH se debe realizar a una temperatura
de 25°C y con agua destilada o agua limpia previamente hervida para evitar la interferencia de las sales carbonatadas del agua.
• Materiales y equipos
››
››
››
››
››
››
››
pH-metro y muestras buffer de pH 4 y 7.
Balanza analítica.
Matraz Erlenmeyer de 100 ml.
Varilla de vidrio.
Agua destilada o agua hervida limpia.
Estilete.
33 cuartos de grano de cacao sin cáscara tomados de diferentes partes del cajón
fermentador.
›› Hornilla.
16
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
• Preparación de la muestra
a. Tomar muestras de grano de diferentes partes del cajón fermentador (a partir del
cuarto día).
b. Dividir las muestras en 3 grupos y obtener 11 granos de cada muestra.
c. Hacer un corte longitudinal superficial y separar la testa o cáscara del grano.
d. Cortar los 33 granos en 4 partes.
e. Pesar 33 cuartas partes y colocar en un matraz Erlenmeyer.
• Procedimiento
a. Calibrar el pH-metro con solución buffer 7.
b. Calentar el agua a 25°C y añadir en el matraz con los granos un volumen equivalente a dos veces el peso de los granos (Relación 1:2), removiendo con una varilla.
Matraz con 33 cuartos y agua
Ejemplo: Si los 33 cuartos pesaron 7 gramos, le añadimos 14 mililitros de agua.
c. Se mide el pH con el electrodo del pH-metro, esperar a que la lectura se estabilice
y registrar.
d. Después de la lectura llevar el pH-metro en un recipiente de agua destilada para
neutralizar las muestras y no crear errores aleatorios.
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
17
B.5 Temperatura
El control de temperatura debe realizarse diariamente durante todo el proceso de fermentado. Es un indicador fácil de medir y preciso.
El volteo se debe iniciar cuando la masa alcance alrededor de 45°C, a partir de este
punto la temperatura se incrementa hasta valores cercano a 50°C para luego disminuir
bruscamente a 40°C, momento en que debe suspenderse la fermentación en el cajón.
• Materiales
›› Un termómetro con punzón.
• Procedimiento
a. Realizar las medidas a la misma hora. Es recomendable a medio día antes de iniciar el volteo.
b. Tomar la temperatura en la superficie y en el centro del cajón.
Fecha
10/03/14
Hora
Lote
Cod. Cajón
Repetición
Temperatura
Superficie
Temperatura centro
12:00
001
001-1
1
35°C
33°C
12:00
001
001-1
2
33°C
32°c
12:00
001
001-1
3
33°C
32°C
Promedio
33.66°C
32.33°C
Se deberán realizar controles en cada proceso de fermentación, ya que los días requeridos pueden variar según el contenido de azucares, pH, variedad, temperatura
ambiental y otros.
18
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
C. Pruebas en grano seco
Las pruebas en grano seco tienen por objeto establecer la calidad final del grano y
elaborar el reporte de calidad, ya sea por lote o el consolidado de todos los lotes. Este
reporte permite clasificar el grano de cacao y establecer condiciones concretas para
negociar con el comprador.
C.1 Prueba de agua
La prueba del agua es de resolución rápida aplicada fundamentalmente a los granos
fermentados, para determinar si están bien o mal fermentados:
Los granos mal fermentados tienen una estructura compacta, con densidad mayor que
los granos bien fermentados, ya que el proceso de fermentación libera ácido láctico
y ácido acético, dejando en la estructura del grano espacios intermoleculares que al
momento del secado quedan huecos, por ende los granos son más ligeros y flotan. En
los granos sobrefermentados los espacios intermoleculares son más amplios, casi como
surcos, y el grano es mucho más liviano y también flota. Por lo tanto esta prueba nos
indica la cantidad de granos que no están fermentados, pero no diferencia los sobrefermentados.
• Materiales y equipos
›› Probeta de 1.000 ml.
›› Litro de agua limpia
›› 100 granos de cacao seco
• Procedimiento
a. Colocar el agua en
la probeta
c. Voltear la probeta
tapando con la
mano
b. Añadir los granos
d. Esperar a que se
estabilice y contar los granos que
flotan y los que se
decantan
Los granos que flotan corresponden a los granos fermentados y sobrefermentados y los
que quedan en el fondo (decantan), son los granos mal fermentados. Si los granos en
el fondo son más de 4, nos está indicando que el proceso de fermentado no ha sido el
adecuado.
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
19
Para expresar el % de fermentado, se hace la siguiente relación:
% F = (NF *100)
100
Donde:
%F = Grado de fermentación en %
NF = Número de granos que flotan en la probeta
Ejemplo: Si de los 100 granos 97 están flotando, el % F = 97%.
C.2 Prueba de corte
La prueba de corte es el análisis más utilizado para controlar y reportar la calidad de
grano seco. Es recomendable realizarla máximo hasta los 30 días después de terminado
el proceso de secado, para evitar el riesgo de la oxidación del grano, que se expresa en
granos de color café o marrón, y que confundan los granos sobrefermentados con los
granos bien fermentados.
Es una prueba que requiere que el operador sepa muy bien diferenciar las características que tiene que evaluar.
• Materiales
››
››
››
››
››
Estilete o navaja para cortar los granos.
Lámpara fluorescente.
Lupa.
Tabla de color blanco dividida en 100 cuadriculas de 2 cm2 cada una.
300 granos de la muestra de laboratorio para 3 repeticiones por muestra.
• Procedimiento
a. Tomar 100 granos al azar de la muestra de laboratorio.
›› Examinar grano por grano las características externas y organolépticas.
Característica
Deseables
chocolate, aromático y
agradable
No deseables
Sin olor: grano no fermentado
Olor a vinagre: grano mal fermentado
Color por fuera
Café oscuro
Amarillo rojizo o amarillento
Negro implica sobrefermentación
Consistencia del grano
Fácil de quebrar
Muy duro, se requiere una navaja
Consistencia de la testa o
cascarilla
Fácil de quebrar y desbaratar
con los dedos
Difícil de arrancar con las uñas, se requiere
una navaja
Olor
20
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›› Examinar los defectos externos.
Defecto
Granos infestados o dañados por insectos
Granos germinados
Granos enmohecidos
Granos vacíos
Descripción
Granos que han sufrido deterioro por acción de los insectos
(perforaciones, picados)
Grano que ha sufrido deterioro por el proceso de
germinación
Granos que han sufrido deterioro total o parcial por la
acción de hongos
Granos atrofiados que al partirlos no tienen cotiledón
Granos chusos o arrugados
granos que no tienen la suficiente cantidad de cotiledón
Granos múltiples o pegados
Dos o más granos pegados por restos de mucílago
Granos contaminados
granos Contaminados por agentes externos (pintura,
plásticos, cabellos, etc.)
›› Registro.
Control de grano seco características externas
Fecha: Lote:Responsable:
Grano
Olor
Color
Daño
Insectos
Moho
Múltiple
Contaminado
Vacío
Chuso
1
2
3
…..
99
100
Total
›› Cortar longitudinalmente cada uno de los 100 granos, para de exponer la máxima
superficie de los cotiledones. Colocar las dos mitades en cada una de las cuadrículas del tablero blanco y observar cada mitad a la luz del día o con luz artificial.
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
21
Cada uno de los granos debe clasificarse en una sola categoría. Cuando hay más de un
defecto, el grano se clasificará en la categoría más sobresaliente. El orden decreciente
de los defectos es:
a) Grano con moho.
b) Pizarroso.
c) Aplanado, ataque de insectos, germinado.
Ejemplo: Si el grano esta enmohecido y además tiene ataque de insectos, se clasifica en a) grano con moho.
La figura 2 es una guía de las categorías para clasificar en la prueba de corte.
Tabla de clasificación de granos de cacao
Grano fermentado
Grano semifermentado
Grano violeta
Grano sobrefermentado
Grano pizarroso
Grano enmohecido
Grano germinado
Grano con insectos
Grano plano y quebrado
Fuente: Acebey y Rodríguez, 2002
22
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
Categoría
Descripción
Bien fermentados
Granos de color marrón o café. Poseen una fermentación completa, los ácidos acéticos
y lácticos han penetrado los cotiledones con el fin de matar al embrión y romper
las vacuolas de pigmentación. Normalmente estos granos están muy hinchados
y los cotiledones no son compactos, el grano contiene una cavidad dentro de los
cotiledones y la testa está suelta. La calidad del sabor y aroma del grano es superior y
muy deseable para la producción de chocolate.
Semifermentados
Son de color marrón y violeta. Esta combinación de colores indica una fermentación
parcial, los ácidos no han penetrado totalmente y una porción de las vacuolas de
pigmentación están intactas. Los granos pueden estar hinchados con una pequeña
cavidad interior, los cotiledones no son compactos y la testa está relativamente suelta.
La calidad del sabor y aroma es regular, pero aprovechable para producir chocolate.
Violetas
En estos granos no se ha dado la fermentación, por lo que no aparecen los efectos
de los ácidos provenientes de la pulpa. Los granos no están hinchados y la apariencia
interna es compacta. No es posible aprovechar el grano para la industria chocolatera
Pizarrosos
Color de pizarra o gris, son granos no fermentados. Representa un defecto muy serio.
Con moho
La presencia de moho dentro los cotiledones destruyen totalmente el sabor del grano.
Las condiciones que promueven la proliferación de hongos incluyen la germinación,
quiebre o corte de granos, entrada de insectos, secado no adecuado y almacenamiento
en condiciones húmedas (más de 85% de humedad relativa del ambiente).
Infestados
Son todos aquellos con señales de insectos dentro el cotiledón.
Germinados
Provienen de mazorcas posiblemente sobremaduras, es un defecto serio. Durante el
almacenamiento hongos e insectos aprovechan el hoyo en la semilla para penetrar
dentro de ellas.
Aplanados
Son inútiles para la producción de chocolate ya que el grano casi no tiene cotiledones.
Estos granos provienen de cosecha de mazorcas inmaduras
›› Registro.
Control de grano seco, Prueba de corte
Fecha:Lote: Responsable:
Grano
Fermentados Semifermentados
Violetas
1
X
2
x
Pizarrosos
Con moho
Infestados
Germinados
Aplanados
3
…..
X
99
100
Total
3
Los resultados se expresan en porcentaje
Ejemplo:
% GV = (# de granos violetas) * 100
% GV = (3) * 100 = 3%
Número de granos de la muestra
100
Donde:
%GV = Porcentaje de granos violetas
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
23
El control de una muestra de grano seco fermentado adecuadamente muestra los siguientes resultados (Stevenson et al, 1993):
Granos bien fermentados: 65%
Granos parcial o totalmente violetas: 35%
Granos pizarrosos: 0-2%
Si el porcentaje de granos pizarrosos es mayor a 2% y el de violetas es mayor al 35%, el
cacao no está bien fermentado.
Si existen más del 65% de granos marrones o bien fermentados, significa un alto riesgo
de sobrefermentación, lo cual constituye un defecto serio.
Si el resultado da un 90% o más de granos marrones, hay sobrefermentación.
C.3 Prueba de la vacuola
Se utiliza el procedimiento y materiales descritos en la sección B3. La prueba de la
vacuola en grano seco se realiza al momento de establecer el lote de producción, esta
prueba puede realizarse hasta 60 días después de terminada la fermentación, después
de este tiempo es más difícil ver la disposición de las vacuolas. Si el total de granos presentan la vacuolas rotas, entonces podemos inferir que el grano está bien fermentado.
C.4 Prueba de pH
Los materiales y procedimiento son los mismos que se realizan para el grano en fermentación descrito en la sección B4. El pH del grano seco de cacao debe ser de alrededor de 6,6.
24
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
Determinación de contenido
de impurezas
Las impurezas se definen como materias extrañas a los granos de cacao y se clasifican
en dos grupos:
a. Impurezas orgánicas: son partes de tallos, hojas y otras materias orgánicas.
b. Impurezas inorgánicas: son piedrecillas, arenilla, polvo, tierra y otras materias inorgánicas.
Es tolerable hasta un 0,5% de impurezas, expresado en peso seco de grano.
• Materiales y equipos
››
››
››
››
Cápsulas de vidrio.
Balanza de precisión.
Lámpara fluorescente.
300 gramos de granos de cacao .
• Procedimiento
a. Se observa la muestra bajo luz clara y se van separando todas las impurezas en la
cápsula de vidrio.
b. Pesar las impurezas y calcular el % mediante la siguiente fórmula.
% I = pi *100
Pm
Donde:
%I = Porcentaje de impurezas
Pi = Peso en gramos de impurezas
Pm= Peso total de la muestra
Ejemplo:
Peso muestra: 288 gramos.
Peso de las impurezas: 1,9 gramos.
%I = 1,9 *100 = 1,7%
288
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
25
Determinación del porcentaje
de testa o cascarilla
Esta prueba es importante porque nos indica cómo se ha llevado a cabo el proceso de
fermentación y secado. Cuando el fermentado no ha sido el adecuado, por ejemplo,
se han fermentado granos maduros e inmaduros, se forman sedimentos que no logran
convertirse en ácido por falta de maduración (el jugo tiene grado Brix muy bajo y el pH
es neutro) y no producen suficiente ácido acético al momento de la fermentación, de
modo que la cáscara es gruesa y pesa más.
• Materiales y equipos
››
››
››
››
››
››
Balanza de precisión.
Mortero y pilón.
Cápsulas de vidrio.
Estilete.
Crisoles.
Muestra de 100 granos secos.
• Procedimiento
a. Tarar la balanza con crisol para la cascarilla.
b. Tomar 100 granos secos sin tostar.
c. En un mortero quebrar el grano para separar la testa.
d. Retirar la testa o cascarilla de cada grano y colocar en un crisol.
e. Registrar el peso de la cascarilla.
f. Tarar la balanza con el segundo crisol.
g. Pesar los granos sin testa (nibs) y registrar el peso.
El porcentaje se calcula con:
%T= (Pt *100)
Pt + Pn
Donde:
%T = Porcentaje de la testa (cascarilla)
Pt = Peso de la testa en gramos
Pn= Peso de los nibs en gramos
Tabla 1. Relación entre peso de grano y porcentaje de testa
Peso del grano
Porcentaje de testa
0,5 - 0,7
13,8
0,8 – 0,9
13,1
0,9 – 1,0
12,0
1,0 – 1,1
11,7
1,1 – 1,2
10,8
1,2 – 1,3
11,1
1,3 – 1,4
10,9
Fuente: Rohan T.A. validado por E. Alcocer para cacao híbrido.
26
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
Determinación de
rendimiento de grano
Es la cuantificación de la masa potencial del grano a ser empleada en un proceso industrial.
Se calcula a partir de:
›› Porcentaje de impurezas.
›› Porcentaje de testa o cascarilla.
›› Porcentaje de humedad.
%R = (100 - %H - %T - %I)
0,99
Donde:
%R = Porcentaje de rendimiento.
%H = Porcentaje de humedad.
%T = Porcentaje de testa.
%I = Porcentaje de impurezas.
Ejemplo:
Muestra: % H = 7,0; %T = 12; %I = 1,2
% R = (100 -7 -12 -1,2) = 80%
0,99
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
27
Determinación del peso del grano
Es el dato que corresponde a la medida del peso hectolítrito o densidad del grano.
Generalmente se lo realiza al momento de acopiar para determinar el tamaño de los
granos, antes del zarandeo. Esta determinación guarda relación con la masa potencial
del grano de cacao a ser empleado en un proceso industrial, expresado como porcentaje de la masa.
• Materiales y equipos
›› Cápsulas de vidrio.
›› Balanza de precisión.
• Procedimiento
a. Tomar al azar 100 granos de la muestra de grano seco.
b. Pesar y registrar el peso. Dividir el peso entre 100.
Peso promedio de grano = Peso de 100 granos
28
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
100
Índices de calidad
Los índices y rangos de calidad pueden variar según la norma de cada país o según los
requisitos que tenga el comprador.
El sistema instituido por la FAO es aceptado en todo el mundo:
GRADO I.
Granos enmohecidos
Máximo 3%
Granos pizarrosos
Máximo 3%
Granos dañados, germinados, aplanados
En total máximo 3%
GRADO II
Granos enmohecidos
Máximo 4%
Granos pizarrosos
Máximo 8%
Granos dañados, germinados, aplanados
En total máximo 6%
Fuente: Stevenson et al., 1993
Un norma de referencia es la ecuatoriana de “Cacao Arriba” que se presenta en la
Tabla 2.
Tabla 2. Requisitos de las calidades de “Cacao Arriba”
según la norma ecuatoriana
Requisitos
Unidad
Peso de 100 granos
CACAO ARRIBA
CCN 51
ASSPS
ASSS
ASS
ASN
ASE
g
135-140
130-135
120-125
110-115
105-110
135-140
Granos bien fermentados (mínimo)
%
75
65
60
44
26
65
Granos ligeramente fermenTAdos * (mínimo)
%
10
10
5
10
27
11
Total fermentados (mínimo)
%
85
75
65
54
53
76
Granos violetas (máximo)
%
10
15
21
25
25
18
Pizarrosos (máximo)
%
4
9
12
18
18
5
Granos con moho (máximo)
%
1
1
2
3
4
1
Defectuosos (máximo sobre 500 g)
%
0
0
1
3
4
1
ASSPS: Arriba Superior Summer Plantación Selecta
ASSS: Arriba Superior Summer Selecto
ASS: Arriba SuperiOR Selecto
ASN: Arriba Superior Navidad
ASE: Arriba Superior época
* Coloración marrón violeta
Fuente: Programa Nacional de Biocomercio Sostenible- Ecuador (2005)
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
29
Registros y reporte de resultados
Todas las pruebas deben estar registradas en un cuaderno de laboratorio y luego deben
pasarse los resultados a la matriz de registros.
Los reportes están referidos a la presentación de resultados finales y describen las características del grano de cacao.
En los anexos 1–3 presentamos modelos de registros para las pruebas descritas en el
manual y en el anexo 4 un modelo de reporte de calidad de grano basado en la prueba
de corte.
a. Registros para el control de calidad de grano fresco. Anexo 1
b. Registros para control de calidad durante el proceso de fermentación. Anexo 2
c. Registros de control de calidad de grano seco. Anexo 3
d. Reporte final de calidad. Anexo 4
30
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
BIBLIOGRAFÍA
ACEBEY, G. y RODRÍGUEZ, A.2002. Manual sobre el manejo post cosecha del cacao. CONACADO.
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ALCOCER, E. 2012. Manual de análisis de control de calidad, LA y SAA SRL.
BAUTISTA, L., 2009. Guía técnica del cultivo de cacao. Centro para el Desarrollo Agropecuario
y Forestal, Inc. CEDAF. República Dominicana.
CONACADO. República Dominicana, 2002.
CROS, E. and N. JEANJEAN. 1995. Cocoa quality: effect of fermentation and drying. Plantations, recherche, developpement. 24:25-27.
CODEX ALIMENTARIUS COMISSION-CCA. 1979. Recommended International Code of practice.
General principies of food hygiene FAO/WHO, Food Standard Programme, Rommme,
v. A.
COCOA, CHOCOLATE AND CONFECTIONARY ALLIANCE – CCCA. 1984. Cocoa beans. Londres.
GUTIÉRREZ, M. 2007.Prácticas de control de calidad de cacao en centro de acopio. APROCAP,
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GUTIÉRREZ, M. 2009. Guía de gestión de calidad en centro de acopio, secado y fermentado
de cacao. Informe final de consultoría. Dirección General de Competitividad Agraria. Ministerio de Agricultura. Perú.
LUTEHERAN WOLD RELIEF. 2013. Aprendiendo e Innovando sobre la cosecha, fermentación y
secado del cacao. Guía Numero 8.Caja de herramientas para cacao: Aprendiendo
e innovando sobre el manejo sostenible del cultivo de cacao en sistemas agro
forestales.
NORMA TÉCNICA ECUATORIANA: NTE INEN 177:95
RIVERA VILAS, L.M. 1995. Gestión de Calidad Agroalimentaria. Ed. Mundi-Prensa.
ROHAN, T. A. 1964. El beneficio del cacao bruto destinado al mercado. Organización de las
Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. Roma, Italia. 223 p.
ROHAN, T. A. s.f. Processing of raw cacao for the market. FAO. Agricultural Studies no. 60.
SAPOSHNIKOVA, K. 1951. Variaciones en la acidez, en el control de los sacáridos y en el peso
de las semillas durante la fermentación del cacao de Venezuela. Agronomía Tropical
Vol II N° 3.
STEVENSON, C., CARVEM, J. y VILLANUEVA, G.1993. Manual para análisis de cacao en laboratorio. Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura- IICA. San José
de Costa Rica.
WILLIAMS, S. 1986. Official methods of analysis of the AOAC. 14 ed. Arlington.
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
31
Anexo 1. Registros para el control de calidad de grano fresco
REGISTRO 1 CCGF
REGISTRO DEL CONTROL DE CALIDAD DEL GRANO FRESCO
Fecha
32
N° lote
Hora
N° de
muestra
pH
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°Brix
Observaciones
Responsable
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33
N°
Cajón
N° Lote
Fecha inicio de
fermentado
Fecha de
prueba
Hora
Número de ganos
Número de
con aro café
granos sin aro
Prueba del aro
Vacuolas
intactas
Vacuolas
rotas
Prueba de vacuola
pH
T superfice T interna
Temperatura (°C)
Observaciones
REGISTRO DEL CONTROL DE CALIDAD DURANTE EL PROCESO DE FERMENTACIÓN
Anexo 2. Registros para el control de calidad durante el proceso de fermentación
Responsable
REGISTRO 2 CCGFF
34
MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DE CACAO EN LABORATORIO Y CENTRO DE ACOPIO
Peso
promedio
de un
grano
(g)
REGISTRO 3 CCGS
Prueba de agua
Prueba de vacuola
% Humedad
% Impurezas
% testa o cascarilla
%
N° Fecha de
Numero
Fecha de Numero
Peso
Peso Peso
Peso
%
%
% FerRendimiento
de inicio de
Prom %
Vacuolas Vacuolas ph
de
prueba de granos
impurezas muestra %I testa nibs %T
Humedad Humedad
mentade grano
LOTE secado
Humedad
intactas rotas
granos
(g)
(g)
(g)
(g)
R2
R1
ción
decantados
flotando
REGISTRO DE CONTROL DE CALIDAD EN GRANO SECO
Anexo 3. Registro de control de calidad en grano seco
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35
Olor
N°
Grano característico
extraño
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
...
98
99
100
TOTAL
Fecha
Color
característico
extraño
Consistencia
característica no desable
N° LOTE
Daño por
insectos
Moho
Múltiple
Vacío
N° Muestra
Chuso
REGISTRO DE CONTROL DEL GRANO SECO - CARACTERISTICAS EXTERNAS
Contaminado Observaciones
REGISTRO 4 CCGS CE
REGISTRO 5 CCGS PC
REGISTRO DE CONTROL DEL GRANO SECO - PRUEBA DE CORTE
Fecha
N°
Grano
1
N° LOTE
Grano
Grano
fermentado semifermentado
Grano
violeta
Grano
Grano
Grano
Pizarroso con moho infestado
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
...
98
99
100
TOTAL
36
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N° Muestra
Grano
germinado
Grano
Grano
Vacio Arrugado
Observaciones
Anexo 4. Reporte de resultados
Rep. CCUI
Reporte de calidad de grano seco (uso interno)
DATOS GENERALES
Lote:
Cod. Muestra:
Número de sacos/lote:
Origen:
Cod. Productor:
Fecha de análisis:
Nombre deL responsable:
Firma:
REPORTE DE RESULTADOS DEL CACAO NACIONAL
Parámetro
Humedad
Cascarilla o test
pH de cotiledón grano seco
Impurezas
Rendimiento de grano
Peso promedio de un grano
Unidad
Análisis interno
Granos bien fermentados
Granos semifermentados
Total fermentados
Granos violetas
Granos Pizarrosos
Granos con moho
Granos con insectos
Granos con otros defectos
Unidad
%
%
g
Valor
%
%
%
%
%
%
%
%
Valor
%
%
Análisis externo
Color
Olor
Presencia de insectos
Moho
Descripción
Comentarios
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37
Mejoramiento de calidad de grano seco de cacao nacional a través del uso de energías renovables durante
la post cosecha, para el beneficio de productores indígenas del norte paceño.
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