Estudio de la diversidad bacteriana asociada a la fermentación de cacao en fincas de Arauca
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Español
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Resumen
El perfil sensorial del chocolate, atributo distintivo del cacao fino y de aroma, emerge de la interacción entre la genética de la planta, la sucesión microbiana durante la fermentación y las condiciones agroclimáticas del cultivo. Aunque la contribución de la genética vegetal y de la dinámica microbiana ha sido ampliamente documentada, el efecto del entorno agroclimático sobre la estructuración genética de los microorganismos fermentativos y la generación de perfiles volátiles diferenciados permanece insuficientemente explorado. En este estudio se evaluó la estructura taxonómica y la diferenciación intraespecífica de comunidades bacterianas asociadas a fermentaciones espontáneas de cacao provenientes de nueve zonas agroclimáticas del departamento de Arauca, Colombia. Las fermentaciones se realizaron al mismo tiempo y en el mismo lugar, bajo un protocolo homogéneo, con tres réplicas por zona y monitoreo durante 96 horas. La temperatura y el pH estuvieron significativamente influenciados por el tiempo, la zona agroclimática y su interacción (p < 0,001), evidenciando una dinámica espacio-temporal diferenciada. El análisis del gen 16S ARNr reveló sucesiones microbianas consistentes, pero con diferencias significativas en la composición comunitaria entre zonas. Para alcanzar mayor resolución, se amplificaron genes ortólogos codificadores de proteínas en grupos funcionales dominantes, evidenciando diferenciación intraespecífica y estructuración poblacional asociada al territorio. El análisis del volatiloma, realizado para las mismas muestras, mostró el mayor acoplamiento microbiota–clima–volátiles a las 48 h (r = 0,653 y r = 0,664). Aunque este acoplamiento disminuyó posteriormente, las zonas mantuvieron separaciones persistentes, indicando dependencia de trayectoria y diferenciación metabólica territorial. Estos resultados proporcionan evidencia de una firma microbiana territorial y fortalecen el soporte científico para procesos de diferenciación regional y denominación de origen del cacao. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
The sensory profile of chocolate, a defining attribute of fine-flavor cacao, emerges from the interaction between plant genetics, microbial succession during fermentation, and the agroclimatic conditions under which cacao is cultivated. While the contribution of plant genotype and microbial dynamics to fermentation has been extensively documented, the influence of agroclimatic factors on the genetic structuring of fermentative microorganisms
and the generation of differentiated volatile profiles remains insufficiently explored. In this study, we evaluated the taxonomic structure and intraspecific differentiation of bacterial communities associated with spontaneous fermentations of cacao originating from nine agroclimatic zones in the department of Arauca, Colombia. Fermentations were conducted under a standardized protocol, maintaining their spontaneous nature, with three replicates per zone and monitoring over 96 hours. Temperature and pH were significantly influenced by time, agroclimatic zone, and their interaction (p < 0.001), revealing a distinct spatiotemporal dynamic among regions. Analysis of the 16S rRNA gene showed consistent microbial succession patterns, yet significant differences in community composition among zones. To achieve population-level resolution, orthologous protein-coding genes from dominant functional groups were amplified, revealing intraspecific differentiation and territorial population structure. Volatile compound analyses, performed on the same fermented samples, showed the strongest microbiota–climate–volatilome coupling at 48 h (r = 0.653 and r = 0.664). Although this coupling weakened in later stages, zones maintained persistent multivariate separation, indicating path dependence and territorially differentiated metabolic trajectories. These findings provide empirical evidence of a territorially structured microbial signature and support the scientific basis for regional differentiation and denomination-of-origin strategies in cacao production.
Descripción
ilustraciones, diagramas, tablas
Palabras clave propuestas
Denomination of origin; Sucesión microbiana; Diversidad intraespecífica; Zonas agroclimáticas; Terroir microbiano; Compuestos volátiles; Denominación de origen; Cacao fermentation; Microbial succession; Intraspecific diversity; Agroclimatic zones; Microbial terroir; Volatile compounds; Denomination of origin