Introducción

El género Theobroma lo integran actualmente 22 especies. De estas, en México, se encuentran el cacao (Theobroma cacao L. y T. angustifolium L.) y el pataxte (T. bicolor Humb & Bonpl.) (^{Avendaño et al., 2011}). El cacao es una especie diploide (2n=2x=20), su ciclo vegetativo es perenne (^{Blanco, 2020}), y es una de las especies cultivadas de mayor importancia comercial a nivel mundial (^{Schnell et al., 2005}). En cambio, el pataxte se encuentra en forma silvestre en algunas zonas del sureste de México. Se menciona en el Popol Vuh, donde también se le llama BALAM-TE, y en las tierras altas mayas se conoce como Pek o Pec (^{Arriaga, 2007}). Se encontraron restos de la pulpa del pataxte color anaranjada/rosada en vasijas de cerámica en Tikal, (Guatemala) que datan de hace 2000 años (^{Cáceres, 2015}). El pataxte se comercializa en la república mexicana solamente en los estados de Tabasco, Chiapas, Oaxaca, Guerrero, Veracruz y Yucatán (^{Cervantes-Martinez et al., 2006}; ^{Nájera, 2011}), por lo que tiene menor difusión que el cacao (^{Gálvez-Marroquín et al., 2016}; ^{Vela, 2020}). En Suramérica se tiene reportada la presencia del pataxte en países como Ecuador, Venezuela, Brasil, Perú, Colombia y Surinam (^{Tigrero & Sanclemente, 2018}). En este sentido diversos estudios hacen referencia a que en estos países el pataxte se consume y comercializa en pequeña escala de manera regional, donde la pulpa se vende cruda o de manera natural (fruto entero), y se usa como ingrediente principal para la elaboración de bebidas espumosas refrescantes y helados; en cuanto a las semillas, éstas se consumen cocidas a las brasas (^{Caballero-Pérez, 2014}; ^{Gálvez-Marroquín et al., 2016}; ^{González-Coral & Torres-Reyna, 2010}; ^{González et al., 2016}; ^{Quinteros, Quinteros, Chumacero, & Castro, 2018}). ^{Sánchez Gutiérrez et al. (2017)} mencionan que en México la mayor parte de la producción de cacao se localiza en Chiapas y Tabasco, ambos estados suman 61,444 ha de superficie sembrada y de ella dependen 47 mil productores, cabe mencionar que 96% de la superficie cacaotera se encuentra en la región de la Chontalpa (Cárdenas, Comalcalco, Cunduacán, Huimanguillo y Paraíso) en Tabasco y 4% en la región Sierra y El Soconusco (Chiapas). Por lo anterior, la región de la Chontalpa es la principal zona productora de cacao en México y es de ahí donde se han generado la mayoría de los estudios relacionados al cultivo de cacao.

El contenido proximal (humedad, ceniza, fibra, proteína, grasa y carbohidratos) de las variedades de cacao (Guayaquil, Criollo, Calabacillo y Patastillo) y Pataxte (Pataste) de los Estados de Tabasco y Chiapas ha sido poco estudiada. Sin embargo, conocer la composición proximal permite un aprovechamiento integral del cultivo, lo cual es importante a la hora de diseñar formulaciones con determinado contenido de nutrientes, lo anterior puede lograrse mediante el empleo de determinada variedad. En su trabajo ^{Sotelo & Alvarez (1991)} analizaron proximalmente dos muestras silvestres de pataxte colectadas en Tapachula, Chiapas y determinaron el contenido de cafeína, teobromina, teofilina y grasa. Sin embargo, se le ha dado mayor importancia al cacao debido a su amplia difusión y usos entre los que destacan su aroma y sabor (^{Liendo et al., 1997}).

Por la importancia que tienen el cacao y el pataxte en Tabasco y Chiapas, el objetivo de la presente investigación fue realizar la caracterización proximal de las variedades comerciales de cacao: Guayaquil, Criollo, Calabacillo y Patastillo; y la silvestre Pataxte, para conocer la composición nutricional de ambas especies.

Materiales y método

Resultados

De manera general, en todas las accesiones de cacao y pataxte, el contenido de humedad fue de 17.76 ± 5.0%, proteína 16.32 ± 4.9%, grasa 24.70 ± 6.7%, cenizas 2.23 ± 0.4%, fibra 2.35 ± 0.7% y carbohidratos 36.61 ± 10.7% (Fig. 1). Por otro lado, los resultados por variedad indican que hay diferencias estadísticas significativas (p<0.05) en el contenido de humedad, proteína y fibra (Cuadro 2). Los resultados del análisis proximal indicaron en promedio 20.5% de humedad, 15.4% de proteína, 2.2% de cenizas, 24.2% de grasa, 3.1% de fibra y 34.6% para hidratos de carbono.

Fig. 1 Contenido proximal promedio de las variedades de cacao y pataxte evaluadas, donde las líneas dentro de las barras indican el valor de la desviación estándar. 

Fig. 2 Contenido proximal general de 43 accesiones de cacao y pataxte colectadas en los Estados de Tabasco y Chiapas, México. 

Los resultados del análisis de comparación de medias para contenido de humedad no mostraron diferencias significativas para las variedades criollo, calabacillo y patastillo, sin embargo, se puede observar que la variedad Guayaquil (T. cacao L.) presentó diferencia significativa con respecto al pataxte (T. bicolor).

El análisis de componentes principales (ACP) se realizó con la matriz de correlaciones (Cuadro 3) a partir de las variables medidas en las accesiones de cacao y pataxte en este estudio. En los resultados del ACP (Cuadro 4), se puede observar que los tres primeros componentes (humedad, proteína y ceniza), explicaron 81.98% de la variabilidad presente en el germoplasma evaluado.

En la Figura 3 se muestra la agrupación de las 43 accesiones de cacao y pataxte resultado del análisis de conglomerados mediante el método UPGMA, a una distancia de 0.625 se formaron seis grupos o cluster. El cluster I (grupo I), lo formó la accesión NZPat (Nueva Zelandia Pataxte).

Forma similar de comportamiento lo mostró la accesión CPPa (Cerro de Puyacatengo Patastillo), es única en el grupo dos. En el grupo tres (Cluster III) se encuentran dos pataxtes (YPat, Yajalón Pataxte y LPat, Los Naranjos Pataxte). El grupo cuatro lo conformaron cinco accesiones (dos patastillos, dos pataxtes y un calabacillo), mientras que los grupos cinco y seis, fueron los que agruparon al mayor número de accesiones, 9 y 25 cada uno. En ambos grupos se observan principalmente accesiones de cacao y en cada uno de ellos (Cluster V y VI) un pataxte.

Fig. 3 Dendograma de distancias de 43 colectas de cacao y pataxte de Tabasco y Chiapas, México. 

Discusión

En el presente trabajo se evaluó el contenido proximal en semilla fresca; sin embargo, se sabe que uno de los primeros procesos para el aprovechamiento de cacao es el tostado; en este sentido, ^{Quinteros et al. (2018)}, evaluaron la temperatura y tiempo de tostado en la aceptabilidad sensorial de una pasta alimenticia de pataxte; reportaron el contenido proximal de las semillas tostadas, encontrando 7.09% para humedad, 16.8% para proteína, 51.14% para grasa, 12.6% de fibra, 3.08% de ceniza y 3.13% de hidratos de carbono totales. En semilla fresca las variables que arrojaron valores similares a la semilla tostada fueron cenizas (2.2% vs 3.08%) y proteína (15.4% vs 16.8%); lo cual indica que dichos nutrientes se conservan después del tratamiento térmico. De su investigación ^{Quinteros et al. (2018)} concluyeron que la producción de pasta alimenticia a partir de pataxte con un tratamiento de tostado a temperatura de 140 (C y tiempo de 35 minutos produce pasta de pataxte con humedad de 2.54%, proteína 19.20%, grasa bruta 56.3%, fibra cruda 5.15%, ceniza 3.13%, azúcares 0.740% y polifenoles totales 2.142%.

La variación para contenido de humedad entre el material evaluado en la presente investigación son resultados similares a lo reportado para esa misma variable en cacao por ^{Álvarez et al. (2010)}, pero superan a lo reportado por ^{Pérez et al. (2002)}, quienes reportaron valores de humedad entre 2.66 ± 0.11% y 3.11 ± 0.18% para los genotipos de cacao estudiados y de 2.88±0.08% para las muestras comerciales. Por otro lado, ^{Vera-Chang et al. (2015)}, encontraron porcentajes de humedad inferiores a los del presente trabajo. Las diferencias en el contenido de humedad de cacao y pataxte se deben al tamaño de semilla (^{Rojas & Aristizábal, 2012}); el pataxte mostró promedios de semilla de 30 mm, mientras que la de Guayaquil fue de 26 mm, por lo que el mayor tamaño de semilla aumenta su volumen y en consecuencia tiene mayor superficie de contacto con la humedad lo que permite mayor absorción de ésta. La humedad es un factor importante a considerar, dado que a mayor contenido aumenta la probabilidad de crecimiento microbiano o reacciones de oxidación en los alimentos; es clave en el almacenamiento y la pérdida de producto post-cosecha (^{Vera-Zambrano et al., 2019}).

La variedad Patastillo (T. cacao) presentó mayor contenido de proteína cruda (18.903 g/100 g), sin embargo, no mostró diferencias significativas al compararla con la accesión Guayaquil y pataxte (T. bicolor). Sin embargo, sí se encontró diferencias significativas con las accesiones de la variedad criollo. Lo anterior pudiera deberse al poco manejo agronómico que recibe esta variedad como lo es la aplicación de fertilizantes, raleo de frutos, control de plagas y malezas, lo cual es importante para incrementar la calidad de los frutos, además de que esta variedad se cultiva a pequeña escala, de manera tradicional, sin la aplicación de paquetes tecnológicos los cuales permiten optimizar su cultivo, aunque la mayoría de las veces solo se produce para consumo local. Un estudio proximal desarrollado por ^{Martini et al. (2008)} con pataxte y cacao en Brasil, arrojó valores de proteína de 19.07 g/100 g y 14.35 g/100 g respectivamente, que difieren de los encontrados en el pataxte. Esto puede deberse al manejo que se le da al cultivo (limpieza, poda, aplicación de plaguicidas y fertilizantes). Los resultados encontrados en la presente investigación superan al 9.37% de proteína cruda reportada por ^{Ozung et al. (2016)} en harina de cacao, y a los porcentajes de esta variable que encontraron ^{Álvarez et al. (2007)}. Se ha reportado también en otros cultivos, que los factores ambientes, principalmente temperatura, humedad relativa y precipitación, afectan la composición proximal de los frutos y semillas (^{Chappell et al., 2017}; ^{Ferreyra et al., 2012}).

En cuanto al contenido de cenizas, no se encontró diferencia significativa entre las variedades evaluadas para la variable referida. Resultados similares a los mencionados fueron reportados por ^{Álvarez et al. (2010)}, quienes al evaluar la calidad comercial del grano de cacao (T. cacao) mediante dos fermentadores no encontraron diferencias para contenido de ceniza. Sin embargo ^{Rojo-Poveda et al. (2020)} en su artículo de revisión mencionan que el cacao y pataxte contienen 5.96 y 11.42 g/100 g de ceniza respectivamente. También para Ceniza, Proteína, Fibra y Carbohidratos, los valores de la presente investigación superaron a los reportados pulpa y semilla de dos morfotipos del fruto de macambo T. bicolor por ^{Sifuentes (2017)}. El cacao es una fuente importante de minerales, destacando el alto contenido de magnesio (Mg), cobre (Cu), hierro (Fe) y potasio (K); estos tienen efectos diversos sobre la salud humana. El Mg es indispensable para el buen funcionamiento de los músculos y la síntesis de proteínas; el Fe para el transporte de oxígeno; mientras que el Cu es co-factor de diversas enzimas (^{Całkosiński et al., 2019}), en el presente estudio se realizó una determinación de minerales totales (cenizas) lo cual incluye el resultado global del contenido global de minerales los valores obtenidos fueron de 2.0 a 2.4 g/100 g.

Con respecto a la determinación de grasa en pataxte y en las cuatro variedades de cacao no se encontró diferencia significativa entre ambas especies, pues para el caso del pataxte se obtuvo 24.2 g/100g y para las variedades de cacao fue 25.5 g/100 g, sin embargo, lo encontrado en este trabajo difiere para pataxte de lo reportado por ^{Sotelo & Alvarez (1991)} y ^{Arriaga (2007)}, quienes encontraron 17.0 g/100 g, y 40.9 g/100 g respectivamente, pero en el caso de cacao lo encontrado en la presente investigación, concuerda con lo encontrado por los investigadores antes citados, pues reportan 23.9 g/100 g en la variedad criollo contra los 26.0 g/100 g determinados para la misma variedad en el presente estudio (Cuadro 2), resultados similares a los reportados por ^{Vera-Chang et al. (2015)}. Por su parte distintos autores (^{Álvarez et al., 2007}; ^{Arriaga, 2007}; ^{Pérez et al., 2002}; ^{Sol-Sánchez et al., 2017}); reportan contenido de grasa de cacao mayor a lo encontrado en esta investigación. Los lípidos son el principal componente del cacao, y son los que otorgan las propiedades de fusión al chocolate; en el contenido graso se encuentran tanto ácidos grasos saturados como insaturados (^{Całkosiński et al., 2019}).

En relación a contenido de fibra, obsérvese (Cuadro 2) que las medias para de las accesiones de pataxte o T. bicolor presentaron mayor promedio al mostrado por las accesiones pertenecientes a T. cacao, en cambio las variedades criollo, calabacillo y patastillo no fueron estadísticamente diferentes, por otra parte la variedad guayaquil resultó estadísticamente diferente del resto de las colectas de calabacillo, patastillo y pataxte, pues presentó el menor nivel de fibra (1.75 % en promedio), resultado muy inferior al 61.8% reportado por ^{Ozung et al. (2016)} para fibra cruda en harina de cacao.

Al comparar las medias para el contenido de hidratos de carbono, no se observaron diferencias significativas entre las accesiones evaluadas en el estudio, por lo anterior, si se desea aprovechar el contenido de hidratos de carbono puede utilizarse cualquiera de las variedades evaluadas en este estudio para este propósito (Cuadro 2). En el cacao la fibra esta compuesta principalmente por fibra insoluble (^{Całkosiński et al., 2019}), esto es importante ya que el consumo de un mayor contenido de fibra se ha relacionado con reducción de adipocitos, menor inflamación y reducción en el riesgo de resistencia a la insulina (^{Dong, 2019}). En el presente estudio, las variantes de pataxte fueron las que tuvieron mayor contenido de fibra, por lo que, si se quisiera generar un producto con alto contenido de fibra, el pataxte es la mejor opción para cumplir ese propósito, aunque el tiempo de secado de la semilla sería más largo, ya que tuvo mayor contenido de humedad. Por el contrario, si lo que se requiere es un producto con poca cantidad de fibra, la mejor opción es consumir productos de cacao obtenidos de la variedad Guayaquil.

De forma general, las diferencias encontradas en el análisis proximal del presente estudio con los mencionados pueden ser explicadas por la variabilidad genética, las condiciones climáticas y de cultivo.

En cuanto al análisis de componentes principales (Cuadro 4) se puede observar que con tres componentes se superó el 70.0% de la variación propuesta por ^{Kaiser (1960)}, para considerar importante la variación explicada por las variables evaluadas. Se encontró variación similar al 85.03% de lo reportado por ^{Chafla et al. (2016)}; pero superior al 71.95% obtenido por ^{Pires et al. (2016)} y al 48.9% de ^{Rojas et al. (2017)} en cacao chuncho del cusco Perú.

Estas diferencias con respecto a los últimos autores (^{Chafla et al., 2016}; ^{Pires et al., 2016}; R. ^{Rojas et al., 2017}) es posible que se deban a las condiciones de mayor altura y precipitación de las áreas de producción de cacao y pataxte de Venezuela (^{Pires et al., 2016}), y Perú (^{R. Rojas et al., 2017}). Del 82.0% de variación que explican los tres primeros componentes principales (CP), el CP1 explicó el 42.9%, y las variables que más contribuyeron en este componente fueron humedad, ceniza (negativa) y carbohidratos (negativa).

Resultados que coinciden en cuánto al valor de porcentaje explicado con lo reportado por ^{Chafla et al. (2016)}, mientras que los CP2 y CP3 contribuyeron con el 21.9% y 17.8% respectivamente, y las variables importantes en cada uno de estos componentes son proteína (negativa), ceniza y grasa para CP2 y proteína (negativa) y fibra para (CP3), porcentajes de variación similares a los encontrados en su investigación por ^{Chafla et al. (2016)}, pero diferentes a lo reportado por ^{Machado et al. (2018)}, ellos mostraron valores superiores en humedad (5.77%) y grasa (52.95%) para cacao. Esta separación del resto de accesiones pudo deberse al bajo contenido de humedad (5.2%) y alto contenido de hidratos de carbono (50.2%), valor éste muy superior al reportado para cacao chuncho por ^{Rojas et al. (2017)}, mostrando diferencias muy marcadas con el promedio general de estos parámetros (20.5% y 34.6%).

La posible explicación del porque se mezclan en el dendograma los cacaos calabacillos, patastillos, guayaquiles y criollos, quizá se deba a que algunas de las accesiones evaluadas son producto de hibridación, y a que los productores tienen la costumbre de seleccionar y tomar semilla de los tipos de cacao que les gustan, y a la descendencia (nuevas plantas de cacao), las continúan llamando con el nombre que los conocieron. Un agrupamiento similar fue encontrado por ^{Rojas et al. (2017)} en cacao, algunos de estos agrupamientos se dieron en forma semejante a como lo hizo el análisis de componentes principales (ACP). Con respecto al agrupamiento de algunas accesiones de pataxte con cacao en alguno de los clusters pudiera explicarse por coincidir en los valores de variables medidas en las accesiones evaluadas.

Conclusiones

De la determinación del contenido proximal de variedades de cacao y pataxte que se cultivan en los Estados de Chiapas y Tabasco, se puede establecer que ambas especies presentan contenidos similares de grasa, ceniza e hidratos de carbono. Por lo anterior, se sugiere que estas variedades pueden ser empleadas de manera indistinta en la cadena productiva de cacao con propósito de obtención de diversos productos alimenticios. Por último, es necesario mencionar que la variedad Patastillo es una buena opción para tener productos de cacao con alto contenido de proteína, pero, por otra parte, si lo que se requiere es fibra el consumo de pataxte es la mejor opción.