Abstract:
La fermentación del cacao es un proceso espontáneo en el que diversos microorganismos
juegan un papel clave en el desarrollo de los sabores distintivos de chocolate. La
microbiota de la fermentación del cacao ha sido caracterizada de forma rutinaria mediante
técnicas dependientes de cultivo y secuenciación de próxima generación (NGS) utilizando
la plataforma de Illumina. Sin embargo, no se ha evaluado el potencial de una tecnología
de secuenciación in situ para monitorear la dinámica microbiana durante la fermentación
del cacao. En este estudio, se tomaron muestras de granos de cacao Nacional x Trinitario
a las 0, 24, 48, 72 y 96 horas después del inicio de la fermentación. Se extrajo el ADN
total y se prepararon librerías de secuenciación para ser secuenciadas en la plataforma
Illumina y MinION. Adicionalmente, los microorganismos presentes en las muestras
fueron aislados utilizando métodos tradicionales dependientes de cultivos. Además, se
caracterizó el perfil de polifenoles mediante UPLC-PDA y capacidad antioxidante por el
método ORAC en granos de cacao con el fin de dilucidar los cambios en estos compuestos
bioactivos durante la fermentación. En los niveles taxonómicos de orden y familia, las
plataformas de secuenciación Illumina y MinION revelaron una composición microbiana
similar en las muestras. Sin embargo, a nivel de género y especie, los resultados difirieron
entre ambas tecnologías de secuenciación. En este sentido, la secuenciación Illumina
reveló un predominio de Limosilactobacillus, Levilactobacillus, Lactiplantibacillus,
Frauteria, Saccharomyces y Acetobacter a lo largo del período de fermentación, mientras
que los resultados de la secuenciación MinION mostraron una presencia predominante de
Escherichia, Salmonella, Liquorilactobacillus, Lentilactobacillus Acetobacter y
Komagataeibacter. Los tres métodos fueron consistentes en la detección de las principales
especies de levaduras (S. cerevisiae), bacterias ácido-lácticas (L. plantarum, L.
pseudomesenteroides, L. brevis, L. hilgardii y L. mali) y de bacterias ácido acéticas (A.
pasteurianus) durante la fermentación. El análisis funcional del ensamblaje híbrido de las
lecturas de Illumina y MinION reveló los roles de bacterias ácido-lácticas y ácido acéticas
en el metabolismo de los carbohidratos, aminoácidos, polifenoles y alcaloides para la
producción de diversos metabolitos relacionados con el sabor, aroma y potencial bioactivo
del cacao. Por otro lado, los contenidos de catequina y epicatequina mostraron
comportamientos opuestos durante la fermentación. La actividad antioxidante incrementó
hacia el final de la fermentación sin llegar a aumentar significativamente en relación con
lo observado en las muestras de cacao fresco. Este es el primer informe en evaluar la
aplicabilidad de la secuenciación MinION para la caracterización de la población
microbiana durante la fermentación del cacao. Además, a través de la presente
investigación se ha contribuido en incrementar el conocimiento acerca de la dinámica de
compuestos fenólicos y actividad antioxidante durante la fermentación del cacao Nacional
x Trinitario.
