Optimización de la extracción de manteca de cacao (theobroma cacao l.) por lixiviación utilizando la metodología de superficie de respuesta

Abstract

El cacao (Theobroma Cacao L.) es un fruto oriundo de la región tropical de América del sur, ampliamente producido en países africanos y ubicando al Perú en el octavo lugar con una producción anual ~107 mil toneladas. La manteca de cacao es ampliamente utilizada en el campo alimentario, especialmente en la producción de chocolates, por lo que su obtención se da principalmente por métodos de prensado y solventes. El presente trabajo tiene por objetivo extraer manteca de nibs de cacao utilizando diferentes metodologías de lixiviación, y como novedad el uso de etanol. El desarrollo experimental aplicando la metodología de superficie de respuesta fue un diseño de Box-Behnken, para la extracción en baño maría se evaluó el efecto de 3 variables, temperatura (40 a 80°C), volumen de etanol (4 a 8 mL) y tiempo de reacción (40 a 80 min) , y en la extracción en método Soxhlet se evaluó el efecto de las variables, tiempo (2 a 4 h), peso del nibs de cacao en polvo (5 a 15 g) y volumen de etanol (120 a 200 mL), sobre el rendimiento de extracción de manteca de cacao (%, p/p). Se ha determinado que el método de extracción por prensado hidráulico y baño maría generaron rendimientos de 35.030 y 11.594 %, inferiores al rendimiento promedio de la manteca de cacao (46.283%), obtenido por el método soxhlet utilizando éter de petróleo. Por otro lado, el uso de etanol como solvente aplicando el método soxhlet generó un rendimiento óptimo de manteca del 47.317 % utilizando un tiempo de 3.35 h, peso de nib de 15 g y un volumen de solvente de 157.17 mL. La metodología de superficie respuesta aplicando un diseño de Box-Behnken, permitió generar un modelo predictivo con un coeficiente de determinación de R2 = 0.931 y un error cuadrático medio RSME = 2.889% (p<0.05). Finalmente, se ha hecho uso de la tecnología infrarroja y la cromatografía gaseosa para descartar diferencias a nivel cualitativo (vibraciones moleculares) y cuantitativo (ácidos grasos) entre los métodos tradicionales (prensado y extracción soxhlet con éter de petróleo) y la extracción soxhlet utilizando etanol, no evidenciándose diferencias entre la metodología desarrollada con etanol y los métodos tradicionales. Los resultados demostraron ser prometedores para su aplicación a nivel de laboratorio y su escalamiento a nivel industrial.