Código Científico Revista de Investigación/ V.6/ N. E2/ www.revistacodigocientifico.itslosandes.net
ISSN: 2806-5697
Vol. 6 – Núm. E2 / 2025
pág. 2201
Efecto de bacterias streptococcus, lactobacillus y levadura saccharomyces
cerevisiae en fermentación del cacao CCN-51
Effect of Streptococcus bacteria, Lactobacillus bacteria, and
Saccharomyces cerevisiae yeast on the fermentation of CCN-51 cocoa
Efeito das bactérias Streptococcus, Lactobacillus e da levedura
Saccharomyces cerevisiae na fermentação do cacau CCN-51
Camuez Canticuz Nataly Yesenia
1
Instituto Superior Tecnológico Tsa´chila
natalycamuezcanticuz@tsachila.edu.ec
https://orcid.org/0009-0003-1818-0126
Vite Bustamante Jefferson Alejandro
2
Instituto Superior Tecnológico Tsa´chila
jeffersonvitebustamante@tsachila.edu.ec
https://orcid.org/0009-0003-3253-9254
Jiménez Delgado Ronald Ricardo
3
Instituto Superior Tecnológico Tsa´chila
ronaldjimenez@tsachila.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-7853-7540
DOI / URL: https://doi.org/10.55813/gaea/ccri/v6/nE2/1120
Como citar:
Camuez, N, Vite, J. & Jiménez, R., (2025). Efecto de bacterias streptococcus, lactobacillus y
levadura saccharomyces cerevisiae en fermentación del cacao CCN-51. Código Científico
Revista de Investigación, 6(E2), 2201-2227.
Recibido: 20/06/2025 Aceptado: 21/07/2025 Publicado: 30/09/2025
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Research Article
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Resumen
La presente investigación evaluó el efecto de bacterias Streptococcus, Lactobacillus y
levaduras Saccharomyces cerevisiae en la fermentación del cacao CCN-51, con el objetivo de
optimizar el proceso y mejorar la calidad del grano. El estudio se desarrolló en la Planta de
Procesos del Instituto Superior Tecnológico Tsáchila durante el periodo I-2025, aplicando un
enfoque mixto y un diseño factorial 3² con doce tratamientos, incluyendo un testigo, cada uno
con tres repeticiones. Se realizaron análisis fisicoquímicos (pH, sólidos solubles, temperatura
y humedad), sensoriales (aroma, color, textura) y de rendimiento. La muestra consistió en 12
kg de cacao fresco, tratado con cultivos microbianos antes de la fermentación controlada en
cajas de laurel, con seguimiento durante cinco días. La evaluación sensorial fue realizada por
un panel no entrenado de 10 docentes. Los resultados evidenciaron que la inoculación con
cultivos iniciadores, especialmente el tratamiento combinado de Streptococcus, Lactobacillus
y Saccharomyces cerevisiae (Cacao Mix), mejoró significativamente los parámetros evaluados,
mostrando un consumo adecuado de azúcares °Brix (0,37–0,73), pH equilibrado (3,65–3,87),
temperatura óptima (30 °C) y humedad favorable para el secado (56%). Sensorialmente,
destacó por aroma frutal, textura firme y color uniforme. El rendimiento alcanzó 92%, superior
al testigo. Se concluye que la aplicación de microorganismos seleccionados permite una
fermentación más eficiente, controlada y rentable, representando una alternativa viable para
mejorar la calidad del cacao en procesos agroindustriales.
Palabras clave: Fermentación, cacao, bacterias, levadura, sensorial.
Abstract
This research evaluated the effect of Streptococcus bacteria, Lactobacillus bacteria, and
Saccharomyces cerevisiae yeast on the fermentation of CCN-51 cocoa, with the aim of
optimizing the process and improving bean quality. The study was conducted at the Tsáchila
Higher Technological Institute's Processing Plant during the first half of 2025, applying a
mixed approach and a 3² factorial design with twelve treatments, including a control, each with
three replicates. Physicochemical (pH, soluble solids, temperature, and humidity), sensory
(aroma, color, texture), and yield analyses were performed. The sample consisted of 12 kg of
fresh cocoa, treated with microbial cultures before controlled fermentation in laurel boxes, with
monitoring for five days. The sensory evaluation was performed by an untrained panel of 10
teachers. The results showed that inoculation with starter cultures, especially the combined
treatment of Streptococcus, Lactobacillus, and Saccharomyces cerevisiae (Cacao Mix),
significantly improved the parameters evaluated, showing adequate consumption of °Brix
sugars (0.37–0.73), balanced pH (3.65–3.87), optimal temperature (30°C), and favorable
humidity for drying (56%). Sensory evaluation highlighted a fruity aroma, firm texture, and
uniform color. Yield reached 92%, higher than the control. It is concluded that the application
of selected microorganisms allows for more efficient fermentation, controlled, and profitable,
representing a viable alternative for improving cocoa quality in agro-industrial processes.
Keywords: Fermentation, cocoa, bacteria, yeast, sensory.
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Resumo
A presente investigação avaliou o efeito das bactérias Streptococcus, Lactobacillus e leveduras
Saccharomyces cerevisiae na fermentação do cacau CCN-51, com o objetivo de otimizar o
processo e melhorar a qualidade do grão. O estudo foi desenvolvido na Planta de Processos do
Instituto Superior Tecnológico Tsáchila durante o período I-2025, aplicando uma abordagem
mista e um desenho fatorial 3² com doze tratamentos, incluindo um testemunho, cada um com
três repetições. Foram realizadas análises físico-químicas (pH, sólidos solúveis, temperatura e
humidade), sensoriais (aroma, cor, textura) e de rendimento. A amostra consistiu em 12 kg de
cacau fresco, tratado com culturas microbianas antes da fermentação controlada em caixas de
louro, com acompanhamento durante cinco dias. A avaliação sensorial foi realizada por um
painel não treinado de 10 professores. Os resultados evidenciaram que a inoculação com
culturas iniciadoras, especialmente o tratamento combinado de Streptococcus, Lactobacillus e
Saccharomyces cerevisiae (Cacao Mix), melhorou significativamente os parâmetros avaliados,
mostrando um consumo adequado de açúcares °Brix (0,37–0,73), pH equilibrado (3,65–3,87),
temperatura ideal (30 °C) e umidade favorável para a secagem (56%). Sensorialmente,
destacou-se pelo aroma frutado, textura firme e cor uniforme. O rendimento atingiu 92%,
superior ao controle. Conclui-se que a aplicação de microrganismos selecionados permite uma
fermentação mais eficiente, controlada e rentável, representando uma alternativa viável para
melhorar a qualidade do cacau em processos agroindustriais.
Palavras-chave: Fermentação, cacau, bactérias, levedura, sensorial.
Introducción
En el año 2024, Ecuador exportó un total de 471.157 toneladas de cacao,
consolidándose como el tercer producto no petrolero más importante del país. Durante la última
década, las exportaciones de cacao y sus derivados han experimentado un notable crecimiento
del 168%, alcanzando un valor de USD 3.617 millones, lo que representa casi el triple en
comparación con el año 2023, cuando se registraron exportaciones por USD 1.172,17 millones
(Ministerio de Agricultura y Ganadería, 2024). No obstante, más allá del volumen de
exportación, la calidad del grano sigue siendo un factor determinante en la competitividad del
producto, estrechamente ligada a procesos postcosecha como la fermentación, etapa clave en
el desarrollo de los precursores del sabor y aroma característicos del chocolate (Lagos et al.,
2024).
Durante la fermentación, microorganismos como levaduras, bacterias lácticas y
acéticas transforman los compuestos del mucílago en metabolitos esenciales para la calidad
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final del grano. Sin embargo, al depender de la acción microbiana espontánea, el proceso
tradicional presenta alta variabilidad en sus resultados, afectando la uniformidad del producto.
En respuesta a esta problemática, se han propuesto cultivos iniciadores (starter cultures) como
estrategia biotecnológica para estandarizar y optimizar la fermentación (Navia, 2012). Especies
como Streptococcus, Lactobacillus y Saccharomyces cerevisiae han demostrado su eficacia
para mejorar la descomposición del mucílago, acelerar la actividad enzimática y estabilizar el
ambiente fermentativo, disminuyendo el tiempo del proceso sin comprometer la calidad del
cacao (González & Flores, 2019).
En este contexto, fue de especial interés el estudio aplicado a variedades ampliamente
cultivadas como el cacao CCN-51, muy demandado por la industria chocolatera por su alto
contenido de grasa y sabor distintivo (Barrionuevo, 2023). La presente investigación se
propuso evaluar la acción de microorganismos seleccionados en la fermentación del cacao, con
el objetivo de optimizar su duración y estandarizar la calidad del producto final. Al controlar
variables como el pH, la temperatura y la concentración de azúcares, se buscó establecer una
metodología que permitió incrementar la eficiencia de este proceso clave en la cadena de valor
del cacao ecuatoriano, aportando así al desarrollo sostenible y rentable del sector.
La fermentación es un proceso fundamental en la transformación del cacao (Theobroma
cacao), ya que permite reducir el amargor natural de los granos, al tiempo que favorece la
generación de compuestos precursores del sabor y aroma característicos del chocolate. Este
proceso, aunque necesario, suele ser lento debido a que implica una compleja degradación
enzimática de azúcares y proteínas, inicialmente en la pulpa y posteriormente en la semilla.
Dicha transformación es llevada a cabo por la acción de levaduras, bacterias ácido-lácticas
(BAL) y bacterias ácido-acéticas, cuyo equilibrio y dinámica influyen directamente en la
calidad del producto final (Palacios, 2021).
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En Ecuador, y particularmente en zonas productoras como Santo Domingo de los
Tsáchilas, la fermentación aún se realiza de manera artesanal, sin control técnico ni
microbiológico adecuado. Esta falta de estandarización da lugar a fermentaciones incompletas
o desiguales, con efectos negativos en la calidad organoléptica del grano, reduciendo su valor
en el mercado y aumentando el riesgo de pérdidas económicas. Además, el tiempo prolongado
del proceso tradicional, que puede durar entre 5 y 7 días, representa un obstáculo para la
eficiencia productiva y la competitividad de los pequeños y medianos productores, quienes en
muchos casos carecen del acceso a tecnologías de mejora postcosecha (García et al., 2019).
Ante esta problemática, la presente investigación se enfocó en controlar y acelerar el
proceso de fermentación mediante la inoculación de microorganismos específicos, como las
bacterias Streptococcus y Lactobacillus, reconocidas por su capacidad de producir ácido
láctico, y la levadura Saccharomyces cerevisiae, clave en la generación de compuestos
aromáticos y etanol. El uso de cultivos iniciadores, como estos, ha demostrado mejorar el
control del proceso fermentativo, reducir su duración y elevar la calidad organoléptica del
grano de cacao (Zambrano, 2020).
Peñaherrera (2021) señala que la fermentación del cacao, la cual dura entre tres y cinco
días, es un procedimiento microbiológico fundamental, caracterizado por la acción secuencial
de levaduras y bacterias. Las levaduras transforman los azúcares del mucílago en etanol, lo que
favorece la degradación de pectinas y la reducción de acidez, mientras crean un entorno
anaeróbico que estimula la proliferación de bacterias lácticas.
Condori (2023) profundiza en el papel de Saccharomyces cerevisiae, que inicia la
fermentación alcohólica bajo condiciones anaeróbicas, generando metabolitos secundarios
como ácidos orgánicos, alcoholes y ésteres, que enriquecen el perfil aromático del cacao.
Además, esta levadura tiene actividad pectinolítica y contribuye al control microbiológico,
promoviendo una fermentación de alta calidad. En la etapa aeróbica, la presencia de oxígeno
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favorece el crecimiento de bacterias como Lactobacillus fermentum y Acetobacter spp., las
cuales aumentan la temperatura y modifican la química del grano, aunque un manejo
inadecuado del L. fermentum puede intensificar sabores amargos y astringentes (Solis, 2019).
Finalmente, Quiza (2024) reporta que la inoculación controlada con S. cerevisiae y
Acetobacter aceti no solo acelera el proceso de fermentación, sino que también mejora la
uniformidad y las propiedades organolépticas del cacao. Este enfoque biotecnológico permite
obtener granos de mayor calidad, con menor porcentaje de defectos, haciendo del proceso una
práctica más eficiente y predecible.
El interés por investigar este proceso radica en la necesidad de comprender los
mecanismos mediante los cuales estos microorganismos aceleran la fermentación. Un
conocimiento detallado sobre sus funciones específicas, sus interacciones y las condiciones
que optimizan su actividad microbiana podría contribuir al desarrollo de estrategias más
eficientes, controladas y reproducibles para la fermentación del cacao. Desde una perspectiva
teórica, la investigación aporta a la comprensión de la ecología microbiana en alimentos
fermentados, explorando la dinámica poblacional y las vías metabólicas de microorganismos
clave en la transformación del producto.
Metodología
El trabajo de investigación se desarrolló en Planta de Procesos y el Laboratorio de
Química del Instituto Superior Tecnológico Tsa´chila, ubicado en la Provincia de Santo
Domingo de los Tsáchilas, cantón Santo Domingo, parroquia Chigüilpe, avenida Galo
Luzuriaga y Franklin Pallo, en el periodo lectivo I-2025 durante 4 meses.
La modalidad de la presente investigación es de carácter mixto, ya que combina un
enfoque cualitativo y cuantitativo. No solo se diagnosticó la problemática de la fermentación
del cacao, sino que también se propusieron soluciones prácticas para optimizar este proceso.
En el aspecto cualitativo, se investigó la inoculación controlada de microorganismos
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específicos (Streptococcus, Lactobacillus y Saccharomyces) para acelerar la fermentación y
mejorar las características sensoriales del cacao. Por otro lado, el enfoque cuantitativo se centró
en medir variables físicas y químicas del proceso, con el objetivo de obtener resultados que
validen la eficacia de las intervenciones y permitan mejorar los tiempos de fermentación y la
calidad final del cacao.
En la presente investigación, la modalidad de investigación fue:
Investigación de campo: Esta modalidad se aplicó mediante la recolección directa de
datos en entornos reales de fermentación del cacao, específicamente en fincas o centros de
acopio donde se lleva a cabo el proceso postcosecha. Permitió observar y registrar las
condiciones actuales de fermentación y aplicar los tratamientos experimentales con cultivos
iniciadores en un contexto práctico.
Investigación documental: Se empleó para fundamentar teóricamente el estudio a
partir del análisis de libros, artículos científicos, publicaciones académicas y documentos
oficiales. A través de esta modalidad se recopiló información sobre los microorganismos
involucrados en la fermentación del cacao, sus mecanismos de acción y antecedentes sobre el
uso de consorcios microbianos.
Investigación Experimental: Es la modalidad central del estudio, ya que se diseñaron
y ejecutaron ensayos controlados en los que se aplicaron cultivos iniciadores compuestos por
Streptococcus, Lactobacillus y Saccharomyces cerevisiae. Se evaluó su efecto en variables
fisicoquímicas y sensoriales del grano, lo que permitió comprobar la hipótesis y proponer
mejoras técnicas al proceso.
El tipo de investigación fue:
• Descriptiva, se recolectaron, organizaron y presentaron datos cuantificables sobre los
procesos fermentativos (días de fermentación y tipo de microorganismos involucrados),
así como los parámetros físico-químicos y sensoriales del grano.
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• Explicativa, porque se pretendió establecer relaciones causales entre las variables
independientes y los resultados obtenidos en términos de calidad físico-química y
sensorial del grano, buscando explicar cómo y por qué determinados factores afectan el
resultado final del proceso fermentativo.
La población y muestra de esta investigación estuvo conformada las 12kg de pepas de
cacao CCN-51 fresco, adquirida del cantón Santo Domingo, que cumplió con las normas
sanitarias vigentes. Cada muestra de cacao constará de 3000g, según su tratamiento
correspondiente. La población para la evaluación sensorial estuvo conformada por un panel no
entrenado de 10 docentes de la carrera de Tecnología en Agroindustria.
Para la parte experimental relacionada con los parámetros fisicoquímico, se aplicó un
diseño factorial completo 3², complementado con un tratamiento adicional tipo testigo, lo que
resultó en 4 niveles en el factor A (incluyendo el testigo) y 3 niveles de días de fermentación,
generando un total de 12 tratamientos, lo que resultó en 36 unidades experimentales. Para
comparar las medias se utilizó la prueba de Tukey con un 0.05% de error. Se detalla a
continuación los tratamientos. Se aplicó un arreglo factorial 3
2
como se detalla en la tabla 1.
Tabla 1.
Formulaciones
Materia prima
Gramos de MO/L
Cacao CCN-51
A1: Lactobacillus (3g/1kg)
A2: Saccharomyces cerevisiae (5g/1kg)
A3: Lactobacillus (3g/1kg)
Saccharomyces cerevisiae (5g/1kg)
A4: Muestra testigo
Para el procedimiento del presente experimento se lo realizó siguiendo las siguientes
etapas de la figura 1.
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Figura 1
Diagrama de flujo
Se recolectaron manualmente mazorcas maduras de cacao variedad CCN-51,
identificadas por el cambio de color de la cáscara y la facilidad para desprender los granos, y
se desgranaron el mismo día para evitar fermentaciones espontáneas, seleccionando
únicamente los granos sanos con mucílago bien desarrollado, que fueron pesados y distribuidos
en los diferentes tratamientos experimentales. Posteriormente, se inocularon con cepas de
Streptococcus spp., Lactobacillus spp. y Saccharomyces cerevisiae en condiciones controladas
para iniciar la fermentación dirigida, colocándose en cajas durante 3 a 5 días a temperatura
ambiente, con volteos diarios para asegurar la aireación y el desarrollo microbiano deseado,
mientras se monitoreaban parámetros como temperatura, pH, humedad y sólidos solubles para
evaluar la eficacia de los microorganismos.
Inoculación
Monitoreo
Selección y
pesado
Desgrane
Recepción
Streptococcus,
Lactobacillus
spp y
Saccharomyces
cerevisiae
Fermentación
(T° ambiente x 5
días)
Volteo (cada 24
h)
Cacao
Raquis y
cascaras
Cacao fermentado
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❖ Análisis fisicoquímicos: Los análisis fisicoquímicos que se desarrollaron para
caracterizar el producto fueron: temperatura, pH, humedad y sólidos solubles totales.
- Temperatura de fermentación: Se utilizó un termómetro de alta precisión o termobalanza
para medir la temperatura en diferentes puntos del proceso de fermentación. Este parámetro
fue clave, ya que la temperatura influyó directamente en la actividad de los
microorganismos y en la calidad del cacao final. Las mediciones se realizaron de forma
continua durante todo el proceso fermentativo.
- pH (concentración de iones de hidrógeno): Se midió el pH utilizando un potenciómetro,
instrumento que permitió determinar la acidez o alcalinidad del cacao en cada etapa del
proceso. El pH fue fundamental para garantizar un ambiente adecuado para la actividad
microbiana y las reacciones químicas que ocurrieron durante la fermentación.
- Sólidos solubles: Se utilizó un refractómetro para medir la concentración de sólidos
solubles en el cacao. Este instrumento midió la densidad óptica de la solución y permitió
calcular la cantidad de sólidos disueltos, lo cual fue esencial para evaluar el sabor y la
calidad del producto final.
- Humedad del grano: Se midió el contenido de humedad en los granos de cacao utilizando
una estufa, termobalanza o balanza de humedad. Este equipo permitió obtener una lectura
precisa del porcentaje de agua presente en el grano, lo cual fue importante para garantizar
la correcta conservación del cacao durante el almacenamiento y evitar su deterioro.
❖ Análisis de rendimiento: El rendimiento del cacao fermentado se calculó como la
relación entre el peso del producto final y el peso inicial del cacao antes de la fermentación,
expresado en porcentaje (%). Este análisis permitió medir la eficiencia del proceso y su
viabilidad a nivel productivo.
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Fórmula:
* (100)
Análisis sensorial: La evaluación sensorial del cacao fermentado se llevó a cabo
mediante un panel compuesto por 10 catadores no entrenados, quienes fueron responsables de
evaluar las características organolépticas del grano de cacao. Las características que se
evaluaron incluyeron la calidad visual, el color, el aroma, la firmeza y la impresión global de
las muestras. A cada panelista se le presentaron tres muestras de cada tratamiento, las cuales
estuvieron codificadas con números al azar de tres dígitos, con el fin de garantizar la objetividad
y evitar sesgos durante la evaluación. Para los atributos sensoriales, se aplicó una escala de
puntuación de 1 a 5, donde la puntuación más alta (5) correspondió a la mejor calidad percibida
por los catadores. Una vez que los catadores realizaron las evaluaciones, las fichas de cata y
las escalas de puntuación correspondientes fueron registradas para cada atributo. Estos datos
fueron presentados detalladamente después de la descripción.
Resultados
Análisis fisicoquímico
Sólido solubles (°Brix)
En la figura 2 se puede observar los resultados obtenidos respecto a los sólidos solubles
de los diferentes tratamientos con bacterias streptococcus, lactobacillus y levadura
saccharomyces cerevisiae.
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Figura 2
Resultados de °Brix de los diferentes tratamientos
Nota. C.=Cacao; Lev.= levadura Saccharomyces cerevisiae; C.BAC.LAC.= Cacao con lactobacillus;
C.Mix= Cacao con levadura Saccharomyces cerevisiaw y con lactobacillus; M.Tes.= Muestra Testigo
En la fermentación del cacao CCN-51, los tratamientos iniciaron con altos niveles de azúcares
(17–18 °Brix), los cuales disminuyeron notablemente hacia el día 5 debido a la actividad microbiana.
Se observaron diferencias significativas (p < 0,0001) entre tratamientos, con un bajo coeficiente de
variación (1,94%), lo que evidencia precisión experimental. Los tratamientos con mezcla de
Streptococcus spp., Lactobacillus spp. y Saccharomyces cerevisiae (A3) presentaron los valores más
bajos de °Brix (0,37–0,73), indicando una fermentación más eficiente, mientras que el testigo y los
microorganismos individuales mostraron menor actividad fermentativa.
pH
En la figura 3 se puede observar los resultados obtenidos respecto al pH de los diferentes
tratamientos con bacterias streptococcus, lactobacillus y levadura saccharomyces cerevisiae.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
C.
LEV./
DÍA 1
C.BA
C.LAC
/D1
C.
MIX /
DÍA 1
M.
TES./
DÍA 1
C.
LEV./
DÍA 3
C.BA
C.LAC
/D3
C.
MIX /
DÍA 3
M.
TES./
DÍA 3
C.
LEV./
DÍA 5
C.BA
C.LAC
/D5
C.
MIX/
DÍA 5
M.
TES./
DÍA 5
Series1
17,2 17,2 17,2 17,2 1,13 1,43 0,73 1,6 0,6 1,33 0,37 1,13
D D D D
B
BC
A
C
A
BC
A
B
°Brix
Tratamientos
°BRIX
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Figura 3
Resultados de pH de los diferentes tratamientos
Nota. C.=Cacao; Lev.= levadura Saccharomyces cerevisiae; C.BAC.LAC.= Cacao con lactobacillus; C.Mix=
Cacao con levadura Saccharomyces cerevisiaw y con lactobacillus; M.Tes.= Muestra Testigo
Los resultados del pH en la fermentación del cacao CCN-51 mostraron el patrón típico
del proceso fermentativo. Al inicio, todos los tratamientos presentaron un pH de 3,73, que
disminuyó hacia el día 3 por la producción de ácidos orgánicos. La mayor acidificación se
observó en la muestra testigo (3,58) y el tratamiento mixto (3,65), mientras que el tratamiento
con bacterias lácticas mostró una reducción menor (3,84). Para el día 5, el pH aumentó en todos
los casos, alcanzando su punto más alto con bacterias lácticas (4,12), lo que refleja la pérdida
de acidez por evaporación y escurrimiento del mucílago. El análisis estadístico confirmó
diferencias altamente significativas entre tratamientos (p < 0,0001) y un bajo coeficiente de
variación (1,13%), demostrando la influencia de los microorganismos en la acidificación y la
precisión de los datos.
Temperatura
En la figura 4 se puede observar los resultados obtenidos respecto a la temperatura de
los diferentes tratamientos con bacterias streptococcus, lactobacillus y levadura
saccharomyces cerevisiae.
C.
LEV./DÍ
A 1
C.BAC.
LAC/D1
C. MIX
/ DÍA 1
M.
TES./
DÍA 1
C.
LEV./DÍ
A 3
C.BAC.
LAC/D3
C. MIX
/ DÍA 3
M.
TES./
DÍA 3
C.
LEV./DÍ
A 5
C.BAC.
LAC/D5
C. MIX/
DÍA 5
M.
TES./
DÍA 5
Series1
3,73 3,73 3,73 3,73 3,66 3,84 3,65 3,58 3,9 4,12 3,87 3,93
BC BC BC BC
AB
CD
AB
A
D
E
CD
D
3,3
3,4
3,5
3,6
3,7
3,8
3,9
4
4,1
4,2
pH
Tratamientos
pH
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Figura 4
Resultados de temperatura de los diferentes tratamientos
Nota. C.=Cacao; Lev.= levadura Saccharomyces cerevisiae; C.BAC.LAC.= Cacao con lactobacillus; C.Mix=
Cacao con levadura Saccharomyces cerevisiaw y con lactobacillus; M.Tes.= Muestra Testigo
Los resultados de la temperatura interna del cacao CCN-51 mostraron un aumento
progresivo durante la fermentación. En el día 1, todas las muestras registraron valores similares
(24,9 °C–25,1 °C), reflejando una baja actividad microbiana inicial. Para el día 3, la
temperatura se elevó moderadamente (26,4 °C–26,5 °C) debido al inicio del metabolismo de
levaduras y bacterias. Al día 5, se alcanzaron los valores más altos (29,87 °C–30,27 °C),
indicando una fermentación activa con intensa producción de calor por reacciones bioquímicas.
El análisis estadístico evidenció diferencias altamente significativas entre tratamientos (p <
0,0001) y un coeficiente de variación extremadamente bajo (CV = 1,2E-07), confirmando la
influencia microbiana en la evolución térmica y la alta precisión de los datos.
Humedad
En la figura 5 se puede observar los resultados obtenidos respecto a la humedad de los
diferentes tratamientos con bacterias streptococcus, lactobacillus y levadura saccharomyces
cerevisiae.
CACAO
CON
LEVADU
RA/ DÍA
1
CACAO
CON
BAC.
LAC/
DÍA 1
CACAO
MIX
(LEV. Y
BAC.
LAC.)/
DÍA 1
MUESTR
A
TESTIGO
/ DÍA 1
CACAO
CON
LEVADU
RA/ DÍA
3
CACAO
CON
BAC.
LAC/
DÍA 3
CACAO
MIX
(LEV. Y
BAC.
LAC.)/
DÍA 3
MUESTR
A
TASTIG
O/ DÍA 3
CACAO
CON
LEVADU
RA/ DÍA
5
CACAO
CON
BAC.
LAC/
DÍA 5
CACAO
MIX
(LEV. Y
BAC.
LAC.)/
DÍA 5
MUESTR
A
TESTIGO
/ DÍA 5
Series1
24,9 25 25,03 25,1 26,37 26,4 26,43 26,5 29,87 29,93 30 30,27
A
A
A
A
B
B
B
B
C
C
C
C
0
5
10
15
20
25
30
35
Temperatura
°
Tratamientos
TEMPERATURA
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Figura 5
Resultados de humedad de los diferentes tratamientos
Nota. C.=Cacao; Lev.= levadura Saccharomyces cerevisiae; C.BAC.LAC.= Cacao con lactobacillus; C.Mix=
Cacao con levadura Saccharomyces cerevisiaw y con lactobacillus; M.Tes.= Muestra Testigo
Los resultados mostraron que el contenido de humedad del cacao CCN-51 varió
significativamente durante la fermentación. En el día 1, todos los tratamientos iniciaron con un
40% de humedad, propio del estado fresco del grano. Para el día 3, la humedad aumentó hasta
un 60% en la muestra testigo, debido a la liberación de agua y la degradación del mucílago por
acción microbiana. Hacia el día 5, se observó una ligera reducción, más marcada en el
tratamiento con levaduras (54,33%), asociada a la evaporación del agua por el calor generado
y el volteo del material. El ANOVA evidenció diferencias altamente significativas entre
tratamientos (p < 0,0001), confirmando que los microorganismos inoculados influyeron
directamente en la dinámica de humedad durante la fermentación del cacao.
Análisis de fermentado por el método de inmersión en agua
En la tabla 2 se puede observar los resultados obtenidos respecto al rendimiento del
grano de cacao de los diferentes tratamientos y días de fermentación.
CACAO
CON
LEVAD
URA/
DÍA 1
CACAO
CON
BAC.
LAC/
DÍA 1
CACAO
MIX
(LEV. Y
BAC.
LAC.)/
DÍA 1
MUEST
RA
TESTIG
O/ DÍA
1
CACAO
CON
LEVAD
URA/
DÍA 3
CACAO
CON
BAC.
LAC/
DÍA 3
CACAO
MIX
(LEV. Y
BAC.
LAC.)/
DÍA 3
MUEST
RA
TASTIG
O/ DÍA
3
CACAO
CON
LEVAD
URA/
DÍA 5
CACAO
CON
BAC.
LAC/
DÍA 5
CACAO
MIX
(LEV. Y
BAC.
LAC.)/
DÍA 5
MUEST
RA
TESTIG
O/ DÍA
5
Series1
40 40 40 40 56,33 58 57 60 54,33 55,33 56 56,67
A A A A
CD
D
CD
E
B
BC
BC
CD
0
10
20
30
40
50
60
70
Humedad %
Tratamientos
HUMEDAD
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Tabla 2.
Análisis de fermentado por el método de inmersión de los tratamientos
Muestra testigo sin
adición de bacterias
streptococcus en el día 0
Cacao con lactobacillus
en el día 0
Cacao con levadura
saccharomyces
cerevisiae.en el día 0
Cacao con lactobacillus y
levadura saccharomyces
cerevisiae.en el día 0
Muestra testigo sin
adición de bacterias
streptococcus en el día 3
Cacao con lactobacillus
en el día 3
Cacao con levadura
saccharomyces
cerevisiae.en el día 3
Cacao con lactobacillus y
levadura saccharomyces
cerevisiae.en el día 3
Muestra testigo sin
adición de bacterias
streptococcus en el día 5
Cacao con lactobacillus
en el día 5
Cacao con levadura
saccharomyces
cerevisiae.en el día 5
Cacao con lactobacillus y
levadura saccharomyces
cerevisiae.en el día 5
En los resultados de la tabla 2 se observa que en granos recién cosechados o sin
fermentar, el contenido de mucílago es elevado, y el interior del grano mantiene una estructura
compacta con baja porosidad. Esto hace que su densidad sea mayor que la del agua, por lo que
los granos tienden a hundirse al ser sumergidos. En cambio, cuando los granos han pasado por
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un proceso de fermentación adecuado, las enzimas y microorganismos han degradado
parcialmente los compuestos del mucílago y del interior del grano. Esto genera una estructura
más porosa y ligera, junto con la evaporación de humedad durante el secado. Como resultado,
los granos secos tienden a flotar al ser colocados en agua (Peñuela-Martínez et al., 2021).
granos secos ascienden a la superficie.
Análisis sensorial
Color interno
En la figura 6 se puede observar los resultados obtenidos respecto al color interno del
grano de cacao de los diferentes tratamientos y días de fermentación.
Figura 6
Resultados del color interno de los diferentes tratamientos
Al inicio (día 0) predominan tonos violetas propios de granos no fermentados; al día 3
se observa una transición parcial, y al día 5 se alcanzan tonalidades marrón pálido y rojizo,
indicativas de una fermentación completa. Este cambio está asociado con la desnaturalización
de proteínas y la oxidación de polifenoles, procesos esenciales para el desarrollo del sabor
característico del chocolate.
1
3
4
2
0
6
3
0
4
0
4 4
1
0
1
2
4
1
3
0
2
4
1
3
0
6
2 2
0 0
1
3 3 3
0
5
3
0
1 1
5
2 2
1
0
1
4
3
2
0
5
2
1
0
2
6
1
2
1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
Violeta
Violeta-Pálido
Marón-violeta
Marrón pálido
Marrón rojizo
Violeta
Violeta-Pálido
Marón-violeta
Marrón pálido
Marrón rojizo
Violeta
Violeta-Pálido
Marón-violeta
Marrón pálido
Marrón rojizo
Color interno Color interno Color interno
Día 0 Día 3 Día 5
Valoración
Título del eje
COLOR INTERNO
T1 T2 T3 T4
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Color externo
En la figura 7. se puede observar los resultados obtenidos respecto al color externo del
grano de cacao de los diferentes tratamientos y días de fermentación.
Figura 7
Resultados del color externo de los diferentes tratamientos
La figura 7 muestra que el color externo del grano de cacao varía a lo largo de la
fermentación, evidenciando el avance del proceso por la descomposición de la pulpa y la
oxidación de compuestos fenólicos. Aunque entre el día 0 y el día 3 se observa un cambio
progresivo, al día 5 no se alcanzan tonalidades marrones oscuras o rojizas, lo que sugiere una
fermentación externa incompleta o poco homogénea. Esto podría deberse a factores como
temperatura inadecuada, volteo insuficiente o compactación de los granos durante la
fermentación.
Olor del grano
En la figura 8 se puede observar los resultados obtenidos respecto al olor del grano de
cacao de los diferentes tratamientos y días de fermentación.
2 2
5
0
1
4
1
5
0 0 0
3
5
1 1
3 3
2
1 1
3 3
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2
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5
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1
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2 2
5
1
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4 4
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2
1 1
0
3
2
4
1
0
4
5
0
1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
Beige o blanco
Beige rojizo
Marrón pálido
Marrón oscuro
Marrón rojizo
Beige o blanco
Beige rojizo
Marrón pálido
Marrón oscuro
Marrón rojizo
Beige o blanco
Beige rojizo
Marrón pálido
Marrón oscuro
Marrón rojizo
Color externo Color externo Color externo
Día 0 Día 3 Día 5
Valoración
Tratamientos
COLOR EXTERNO
T1 T2 T3 T4
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Figura 8
Resultados del olor de los diferentes tratamientos
La evolución del olor durante la fermentación del cacao, pasando de aromas frescos o
neutros (día 0) a notas ácidas, frutales y fermentadas. Este cambio se debe a la actividad
microbiana que transforma los azúcares de la pulpa en compuestos volátiles. Aunque desde el
inicio ya se perciben olores fermentativos, lo ideal es que estos se intensifiquen a partir del día
5, siendo el tratamiento T1 el que mostró mayor intensidad de olor a fermentado. El aumento
de aromas frutales indica un proceso adecuado, pero la presencia de notas avinagradas sugiere
una fermentación irregular o mal controlada. De acuerdo con Afoakwa (2014), la evolución del
olor es un indicador sensorial clave de la calidad aromática del cacao. Además, los granos
analizados cumplen con la Norma INEN 176, que exige ausencia de olores a moho, ácido
butírico, agroquímicos o cualquier olor objetable.
Textura del grano
En la figura 9. se puede observar los resultados obtenidos respecto a la textura del grano
de cacao de los diferentes tratamientos y días de fermentación.
0
2 2
4
2
0
5
1
3
1
0
2 2
3 3
1
4
0
4
1
2
3
0
5
0 0
4
0
4
2
1
2
6
1
0
1
3
2
4
0 0
1
8
1
0
1
3 3 3
0
1
3
1
4
1
0
2
3
4
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Nada fermentado
Avinagrado
Frutal*
Poco fermentado
Fermentado*
Nada fermentado
Avinagrado
Frutal*
Poco fermentado
Fermentado*
Nada fermentado
Avinagrado
Frutal*
Poco fermentado
Fermentado*
Olor Olor Olor
Día 0 Día 3 Día 5
Valoración
Tratamientos
OLOR
T1 T2 T3 T4
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Figura 9
Resultados de la textura del grano de los diferentes tratamientos
La figura 9 evidencia que la textura interna del grano de cacao es un parámetro físico
clave para evaluar el avance de la fermentación. En las etapas iniciales, los granos presentan
una consistencia firme o dura debido a la integridad de su estructura celular. Conforme el
proceso avanza, el calor, la acidez y la actividad enzimática degradan los tejidos, generando un
ablandamiento progresivo. En este estudio, se observa que, aunque los granos se vuelven más
blandos con el tiempo, la mayoría conserva una textura firme o ligeramente dura al día 5, lo
cual es favorable. El aumento de granos blandos podría asociarse con una fermentación
excesiva, alta humedad o deficiente volteo.
Análisis de rendimiento
En la tabla 3 se puede observar los resultados obtenidos respecto al rendimiento del
grano de cacao de los diferentes tratamientos y días de fermentación.
0 0
2
3
5
0 0
1
5
4
0 0
3
4
3
0 0
1
3
6
0 0
1
5
4
0 0
3
2
5
0 0
1
5
4
0 0
2
7
2
0 0
2
4 4
0 0
1
6
3
0 0
1
6
3
0 0
3
5
2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Suave Muy
blanda
Blanda Firme Dura Suave Muy
blanda
Blanda Firme Dura Suave Muy
blanda
Blanda Firme Dura
Textura del grano (parte interna) Textura del grano (parte interna) Textura del grano (parte interna)
Día 0 Día 3 Día 5
Valoración
Tratamientos
TEXTURA DEL GRANO
T1 T2 T3 T4
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Tabla 3.
Análisis de rendimiento de los tratamientos
Tratamiento
Peso Inicial (kg)
Peso Final (kg)
Rendimiento (%)
T1 (Lactobacillus)
3
2,76
92%
T2 (Saccharomyces cerevisiae)
3
2,78
92%
T3 (Lactobacillus,
Saccharomyces cerevisiae )
3
2,77
92%
T4 (Muestra Testigo)
3
2,75
91%
Los tratamientos con inoculación microbiana (T1, T2 y T3) alcanzaron un rendimiento
del 92%, lo que evidencia una fermentación más eficiente y controlada. En cambio, el
tratamiento testigo (T4), sin inoculación, presentó un rendimiento ligeramente menor (91%).
Aunque la diferencia es de solo un 1%, a gran escala esta variación puede representar pérdidas
importantes en términos de masa final y eficiencia del proceso. Esta mejora en los tratamientos
inoculados se atribuye a una mayor uniformidad en la degradación del mucílago y a una
evaporación controlada del agua, lo cual limita las pérdidas sin afectar la calidad del grano.
Discusión
Los resultados obtenidos demuestran que la inoculación combinada de Streptococcus
spp., Lactobacillus spp. y Saccharomyces cerevisiae (tratamiento A3) generó una fermentación
más eficiente en el cacao CCN-51, evidenciada por el menor contenido de °Brix (0,37–0,73),
lo que indica una rápida transformación de azúcares en ácidos y alcoholes. Este
comportamiento confirma la sinergia microbiana entre bacterias lácticas y levaduras, donde las
primeras crean condiciones favorables de acidez y las segundas potencian el metabolismo
fermentativo (García et al., 2021). En contraste, los tratamientos control y aquellos con
microorganismos individuales presentaron mayor contenido de azúcares residuales, reflejando
menor eficiencia metabólica y un proceso fermentativo más lento. Este resultado coincide con
lo reportado por González y Flores (2019), quienes destacan que la coinoculación microbiana
acelera la degradación de carbohidratos y mejora los atributos sensoriales del cacao.
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En cuanto al pH, se observó un comportamiento típico del proceso fermentativo: una
disminución inicial producto de la formación de ácidos orgánicos y un aumento posterior
asociado a la pérdida de acidez por evaporación y drenaje del mucílago. El incremento final
del pH en el tratamiento con bacterias lácticas (4,12) sugiere una acidificación controlada y
favorable para el desarrollo de aromas y sabores equilibrados. La significancia estadística (p <
0,0001) confirma que la inoculación microbiana influye directamente sobre la dinámica de
acidificación, en concordancia con Afoakwa (2014) y Ardhana y Fleet (2003), quienes señalan
que las fluctuaciones del pH son indicadores críticos del avance fermentativo y del
metabolismo bacteriano.
El aumento progresivo de la temperatura hasta valores cercanos a 30 °C al quinto día
refleja una fermentación activa, donde la actividad metabólica de las levaduras y bacterias
genera calor como subproducto. Esta elevación térmica fue más notable en los tratamientos
con inoculación, evidenciando una fermentación vigorosa. Estudios de Lagos et al. (2024) y
González y Flores (2019) explican que la producción de calor favorece la ruptura de células
del mucílago, permitiendo la penetración de metabolitos en los cotiledones y el desarrollo de
precursores del sabor característicos del cacao de buena calidad. Sin embargo, el control de la
temperatura es esencial, ya que un exceso puede afectar negativamente la integridad del grano.
Respecto al contenido de humedad, los resultados mostraron un incremento inicial hasta
el día 3 (57–60%), seguido de una disminución hacia el día 5 (54–56%), lo cual responde al
equilibrio entre la liberación de agua por degradación del mucílago y su posterior evaporación
por efecto del calor y del volteo. Los tratamientos con cultivos mixtos favorecieron una mayor
pérdida de humedad, lo que facilita el secado y reduce riesgos de defectos posteriores. Este
comportamiento concuerda con Zambrano (2020) y Condori (2023), quienes reportan que la
combinación de levaduras y bacterias ácido-lácticas acelera la degradación pectinolítica del
mucílago, promoviendo la deshidratación progresiva del grano.
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El análisis de densidad permitió corroborar visualmente el avance de la fermentación:
los granos frescos se hundieron al ser sumergidos en agua debido a su estructura compacta y
menor porosidad, mientras que los granos fermentados flotaron, producto de la degradación
interna y la reducción de humedad. Este cambio físico es coherente con lo descrito por Peñuela-
Martínez et al. (2021), quienes destacan que la flotabilidad es un indicador práctico y confiable
del grado de fermentación.
En el análisis sensorial, la evolución del color interno de violeta a marrón rojizo hacia
el día 5 evidencia la transformación de los compuestos fenólicos y la desnaturalización de
proteínas, procesos esenciales para el desarrollo del sabor del chocolate (Afoakwa, 2014). No
obstante, el color externo no alcanzó tonalidades marrones oscuras, lo que sugiere una
fermentación heterogénea o insuficiente aireación, factores que podrían mejorarse mediante
una gestión más precisa de la temperatura y los volteos (Ardhana & Fleet, 2003). En cuanto al
olor, se observó una evolución adecuada hacia aromas fermentados y frutales, con predominio
en el tratamiento T1, aunque la presencia de notas avinagradas indica la necesidad de optimizar
las condiciones ambientales para evitar fermentaciones desequilibradas. De acuerdo con la
Norma INEN 176, los granos evaluados cumplen los criterios de calidad al no presentar olores
objetables.
Finalmente, la textura interna mostró una transición de firme a ligeramente blanda, sin
llegar a estados de putrefacción o reblandecimiento excesivo, lo que indica una fermentación
controlada y compatible con los estándares de calidad física establecidos (INEN 176). Este
comportamiento concuerda con las observaciones de Afoakwa (2014), quien señala que los
granos con textura firme al final de la fermentación presentan mejores características en el
tostado y en la formación del sabor final del cacao.
Conclusiones
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La aplicación de bacterias como Streptococcus y Lactobacillus, junto con levaduras
como Saccharomyces cerevisiae, en el cacao CCN-51 antes de su fermentación, resultó ser una
estrategia útil para mejorar y dirigir el proceso de manera más controlada. El análisis físico-
químico realizado durante la fermentación del cacao CCN-51 evidenció que los distintos
tratamientos microbianos influyen significativamente en variables como sólidos solubles, pH,
temperatura y humedad. El tratamiento combinado con bacterias ácido-lácticas y levaduras
(Cacao Mix) fue el más eficaz, al presentar los valores más bajos de °Brix al Día 5 (0,37–0,73),
lo que refleja un consumo óptimo de azúcares. Su evolución del pH fue equilibrada (de 3,73 a
3,65 y luego a 3,87), indicando una buena actividad microbiana sin exceso de acidez. La
temperatura alcanzó los 30 °C, adecuada para la acción enzimática sin afectar el grano, y la
humedad 56%, facilitando un secado más eficiente.
El análisis sensorial del cacao CCN-51 permitió evaluar de forma integral el
comportamiento del grano durante la fermentación, en cuanto al olor, los tratamientos
evidenciaron notas frutales y fermentadas hacia el final del proceso, reflejo de una adecuada
transformación microbiológica. La textura se mantuvo en su mayoría firme, sin signos de
fermentación excesiva, lo que se ajusta a los estándares de calidad establecidos por la norma
INEN 176. Entre todos los tratamientos evaluados, el tratamiento Cacao Mix (Lactobacillus y
Saccharomyces cerevisiae) fue el que mostró un desempeño sensorial superior, destacándose
por su color interno más desarrollado, aroma equilibrado y textura ideal.
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