Estrategias de carácter logístico para la mitigación de Cd en cacao
Las mezclas de cacao en grano, donde se identifican lotes de cacao con concentraciones altas de Cd y se mezclan con lotes de niveles bajos, para reducir en promedio de concentración de Cd por debajo del límite establecido por el comprador; aparte de las ya conocidas estrategias de mitigación (enmiendas en suelo, aumento de contenido de materia orgánica, biorremediación, uso de genotipos poco absorbentes de Cd y manejo poscosecha) es una estrategia logística.
Otra de estas estrategias logísticas es el redireccionamiento de exportaciones, vendiendo cacao con niveles de Cd elevados hacia mercados menos restrictivos, tomando en cuenta que el Codex Alimentarum (OMS) presenta recomendaciones de niveles de cadmio que no son tan restrictivas.
Uso de mezclas para la reducción de Cd en cacao
La mezcla de granos de cacao con alto contenido de cadmio con granos de otras regiones o incluso países con un contenido bajo de cadmio puede ser una solución efectiva a corto plazo para garantizar que los productos no excedan los límites reglamentarios de este metal pesado.
Sin embargo, para algunas áreas esto resulta en la pérdida de la identidad regional y las diferencias de sabor que son clave para el mercado del cacao fino de aroma. Si bien esto representa un nicho de mercado en la UE, también es el mercado más importante para los productores en muchas áreas de América Latina y el Caribe.
¿Qué se requiere de los lotes comerciales en los centros de acopio, para su mezclado?
Para que sea viable el mezclado de lotes como estrategia de mitigación de cadmio en cacao se requiere en los centros de beneficio y/o acopio…
- Un sistema de trazabilidad que identifique sitios y fechas de compra de los lotes de cacao, con información histórica de compra por sitios específicos e información sobre agricultores y plantaciones en general
- Datos acerca de la variabilidad de Cd en distintos centros de acopio. A mayor variabilidad de contenido de Cd en centros de acopio vale la pena mezclar, lotes de alto contenido de Cd con lotes de bajo contenido de Cd. Si los lotes en los centros de acopio no presentan variabilidad o son de alto contenido de cd no vale la pena mezclar. Si el centro de acopio compra “localmente” los lotes tendrán una variabilidad de contenido de Cd en almendras similar a lo encontrado en plantaciones. Por ejemplo estudios en almendras en Ecuador arrojaron una variabilidad de 70% entre provincias y de 50% entre cantones (municipios) en el contenido de Cd en plantaciones. Esta distribución espacial influye en la absorción del metal por la planta.
En un centro de acopio con una alta variabilidad de concentración de cadmio (mg/Kg) (Central A), vale la pena hacer la mezcla de lotes de alto contenido de Cd con lotes de bajo contenido de Cd. En un centro de acopio con baja variabilidad (Central B) no se puede realizar esta estrategia.
Por trazabilidad se entiende la habilidad para seguir el movimiento hacia adelante y por etapas específicas en la cadena de abastecimiento y conocer hacia atrás la historia, aplicación y locación de lo que está en consideración.
¿En qué consiste la mezcla?
Ventajas de la mezcla de lotes como estrategia de mitigación de Cd en cacao
- Reducción de la concentración de Cd en almendras de forma rápida
- Bajo costo en comparación con las estrategias de mitigación de Cd en campo
- No requiere mayor equipamiento
Se requiere de un sistema de trazabilidad y compra, así como un sistema de aseguramiento de la calidad para que la mezcla de lotes como estrategia de mitigación de Cd en cacao pueda realizarse.
Donde no se aplica esta estrategia
- En zonas de elevadas concentraciones de Cd y donde el centro de acopio no tiene suficiente masa de cacao baja en Cd para mezclar
- En mercados especiales, que no admiten mezclas como Bean to Bar, cacao “orgánico», denominaciones geográficas y otras.
- Centros de acopio donde no se conoce el origen de los granos de cacao, sin un sistema adecuado de trazabilidad
- Centros de acopio donde se compra a intermediarios que no facilitan información acerca del origen de los lotes
Información requerida
- Realizar muestreos en la mayor extensión de la zona de influencia del centro de acopio. Se deben realizar análisis de granos de cacao en fincas, no en centros de acopio, para tener una mejor visión de la concentración de Cd en la zona productora
- Elaborar y consultar mapas de Cd en almendras de cacao. Así los centros de acopio pueden revisar si su zona de influencia presenta alta probabilidad de concentraciones de Cd en almendras. Si las probabilidades son altas hay que realizar análisis de laboratorio a los lotes comprados
- Control de la cantidad de cacao (quintales / Toneladas) por zonas de compra
- Modelos de compra en base a Cd también llamados modelos de optimización por Cd
Procedimiento general
Este procedimiento constituye una propuesta emanada del proyecto “Cadenas de valor” CEFA / GIZ / MAG Ecuador que apunta a mejorar las capacidades productivas, organizativas y comerciales de organizaciones de productores de las cadenas productivas de cacao.
Formula de balance de masas:
Cf = [(C1*M1) + (C2*M2)] / (M1+M2), donde:
Cf Concentración final de Cd que se quiere obtener con la mezcla
C1 y M1 Concentración y masa del lote 1
C2 y M2 Concentración y masa del lote 2
Ejemplo:
Concentración de Cd en el lote 1 (C1) = 2,37 mg/Kg y
Masa del lote 1 (M1) = 1000 Kg;
Concentración de Cd en el lote 2 (C2) = 0,14 mg/Kg y
Masa del lote 2 (M12) = 2000 Kg.
Cf = [(2,37 mg/Kg *1000 Kg) + (0,14 mg/Kg *2000 Kg)] / (1000 Kg + 2000 Kg) = 0,88 mg/Kg
su fundamento se ilustra en el siguiente diagrama…
Consideraciones para realizar la mezcla de lotes de cacao
La mezcla de lotes de cacao debe realizarse con un método económico y que no afecte la calidad del grano. La mezcla debe realizarse lograr una concentración homogénea deseada en el lote mezclado. Se debe vigilar la dinámica del contenido de Cd durante el proceso de mezcla, realizando muestreos periódicos dentro de los mezcladores para conocer la variabilidad de Cd y asegurar que los lotes de ser examinados arrojaran valores similares a los resultados del balance de masas previo al proceso.
Niveles máximos permitidos en la regulación de la Unión Europea
Los niveles máximos permitidos en la regulación de la UE son para productos de chocolate y no para la materia prima. Sin embargo, los compradores deben poder relacionar el nivel de cadmio en los granos de cacao con el producto final.
De acuerdo a Meter A., et al. (2019) si conocemos el porcentaje de masa de cacao en el producto final de chocolate, se puede utilizar la siguiente ecuación para estimar el nivel máximo de cadmio en la masa de cacao que permitirá que el producto de chocolate permanezca por debajo del umbral pertinente de la UE:
𝑀𝐿𝐶𝑀 = 𝑀𝐿𝐸𝑈.𝑃 / 𝑋%𝑃
Donde:
𝑀𝐿𝐶𝑀 = Nivel máximo de cadmio en la masa del cacao (mg/kg)
𝑀𝐿 𝐸𝑈.𝑃 = Nivel máximo permitido de la UE en el producto terminado P (mg/kg)
𝑋%𝑃 = Porcentaje de masa de cacao en el producto terminado P
En el caso del chocolate oscuro que contiene 70% de cacao (sólidos secos de cacao), para el cual la normativa de la UE establece un límite máximo permitido de 0.8 mg de cadmio/kg en el producto terminado, el nivel máximo de cadmio en la masa de cacao será: 𝑀𝐿𝐶𝑀 = 0.8/0.7 = 1.1 𝑚𝑔/𝑘𝑔
Este resultado es una aproximación a los niveles de cadmio en los granos de cacao, ya que la masa de cacao sin procesar contiene una cantidad similar de cadmio al de los granos o las semillas de los que se origina.
Se ha desarrollado herramientas en línea utilizando cálculos similares para diferentes productos de chocolate como Choco SAFE – Calculadora.
Estos cálculos son útiles para los casos en que existe vinculación directa entre un lote de granos de cacao y la masa de cacao utilizada para hacer un producto específico de chocolate, pero esto no es siempre así. Muchos compradores prefieren un contenido de cadmio bajo para garantizar que los granos se puedan usar en cualquier receta y solicitan límites en la concentración de cadmio en granos de cacao entre 0.5 y 1.1 mg/kg.
Debido a la variabilidad del cadmio en los granos de cacao y al alto costo de los análisis de laboratorio, el cálculo de cadmio en el producto final a partir de los niveles de cadmio en los granos se hace difícil, no lográndose una estimación confiable de la concentración de cadmio en las pocas muestras analizadas.
Para otros productos similares que se venden en sacos, se sugiere que se tomen 5 muestras de cada saco de 60 kg, y para los productos enviados a granel se piden 10 muestras por media tonelada (un análisis por cada 50 kg). Cada análisis está hecho con 1kg de muestra.
Metodología para la determinación de cd
Experimentalmente el análisis de metales pesados en alimentos, granos y suelos involucra recolección, preparación de muestras, extracción de los metales, eliminación de interferencias y detección que es la cuantificación mediante técnicas analíticas instrumentales selectivas y sensibles.
Metodología para la colección de muestras de suelos, hojas y almendras de cacao.
Muestreo y conservación de muestras.
| SUELO | HOJAS | FRUTOS / GRANOS |
| Tomar 6 a 8 sub muestras / árbol A 70 cm del tronco 0-15 cm de profundidad 500 gramos Limpiar el barreno entre cada muestra Conservar en un lugar seco y limpio Mantener en bolsas zip-loc hasta secar | 20 a 25 hojas maduras y Sanas En varias ramas de cada árbol Identificar con un código sencillo Conservar en un lugar seco y limpio Mantener en bolsas zip-loc hasta secar | 2 a 3 mazorcas maduras y sanas Guardarlas hasta llegar al laboratorio Abrirlas en un lugar limpio libre polvo Identificar con un código sencillo Si las mazorcas se abren en el campo, guardar los granos en un refrigerador |
Técnica para determinar la concentración de un elemento metálico en una muestra
La espectrometría de absorción atómica puede utilizarse para analizar la concentración de más de 62 metales diferentes en una solución. Se basa en la Ley de Beer-Lambert para evaluar la concentración de un analito en una muestra.
| Método Analítico | Ventajas | Limitaciones |
| Espectrometría de Absorción Atómica por llama | Conocimientos básicos Prueba rápida Bajo costo Interfaz robusta pocas interferencias | Límite de detección alto El equipo no puede operar solo Se requieren muestras de gran tamaño para nebulización. |
| Espectrometría de Absorción Atómica por horno de grafito | Tamaño reducido de la muestra Buen límite de detección Tamaño reducido de la muestra | No puede operar el equipo solo Prueba que lleva tiempo Mejor potencial de interferencia Requiere experiencia |
| Espectrometría de Masa con fuente de plasma de acoplamiento reducido | Límite de detección excelente Rapidez Presenta pocas interferencias | Precios altos Requiere operadores especializados |
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Bibliografía consultada:
📖AOAC official method 999.10 Lead Cadmiun, Zinc, Copper, and Iron in Foods. Atomic Absorption Spectrophotometry after microware digestion.
📖AOAC official method 999.11 determination of lead cadmium, Copper, Iron and Zinc in Foods. Atomic Absorption Spectrophotometry after Dry astring
📖Argüello, D. et al.(2021). Guía 4. Caja de herramientas para la prevención y mitigación de la contaminación de cadmio en la cadena de cacao-Ecuador (1.ª ed., pp. 1-12). Quito, Ecuador. En la web: https://balcon.mag.gob.ec/mag01/magapaldia/Caja%20de%20Herramientas_Cadmio_Cacao/Guia_4.pdf. Consulta 26/07/21.
📖Chávez, E. (2021) ESPOL – Ecuador. ¿Se puede reducir la concentración de Cd en lotes de cacao utilizando mezclas físicas? Ciclo de capacitación: Cadmio en el cultivo de cacao. 29/04, 7 y 14/05 de 2021.
📖Meter A., Atkinson R.J. y Laliberte B. (2019). Cadmio en el cacao de América Latina y el Caribe – Análisis de la investigación y soluciones potenciales para la mitigación. Bioversity International, Roma, octubre 2019.
Muy interesante información