AGI-2020-T014

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Aplicación de la cáscara del grano de cacao 
(Theobroma cacao L.) como fuente de flavonoides 
en productos a base de cereales: Revisión de 
literatura 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Melisa Ciprián Jiménez 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano 
Honduras 
Noviembre, 2020
i 
 
 
 
 
ZAMORANO 
CARRERA DE AGROINDUSTRIA ALIMENTARIA 
 
 
 
 
 
 
Aplicación de la cáscara del grano de cacao 
(Theobroma cacao L.) como fuente de flavonoides 
en productos a base de cereales: Revisión de 
literatura 
 
Proyecto especial de graduación presentado como requisito parcial para optar 
 al título de Ingeniero en Agroindustria Alimentaria en el 
Grado Académico de Licenciatura 
 
 
 
 
 
Presentado por 
 
Melisa Ciprián Jiménez 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Zamorano, Honduras 
Noviembre, 2020 
 
iii 
 
Aplicación de la cáscara del grano de cacao (Theobroma cacao L.) como fuente de 
flavonoides en productos a base de cereales: Revisión de literatura 
 
Melisa Ciprián Jiménez 
 
Resumen. El cacao es un importante cultivo tropical, comercialmente utilizado para fabricar 
chocolate. Los granos de cacao al ser usados, atraviesan un proceso de eliminación de la cáscara, 
que posteriormente se convierte en residuo y provoca una fuerte contaminación. Debido a eso, se 
han buscado maneras de utilizar estos residuos generados para solucionar los problemas 
ambientales y económicos. La cáscara del grano de cacao es un residuo valioso ya que contiene 
fibra dietética y diversos compuestos bioactivos como los flavonoides. Los flavonoides son 
moléculas encontradas en las plantas y son consumidas diariamente en frutas y vegetales. Se 
caracterizan por tener capacidad antioxidante lo que brinda un bienestar en la salud. Esta revisión 
de literatura brinda una exploración sobre los artículos publicados relacionados con la cáscara del 
grano de cacao y las aplicaciones que tiene como fuente de flavonoides. Se utilizó la metodología 
de triángulo invertido y entre los principales resultados está que, durante el procesamiento del 
grano de cacao los flavonoides en la cáscara aumentan ya que migran hacia el exterior del cotiledón. 
Asimismo, los productos a base de cereales como las galletas de trigo y snacks extruidos de maíz, 
con adición de diferentes porcentajes de cáscara de grano de cacao, son fuentes de flavonoides, 
brindan capacidad antioxidante y sus propiedades físicas aún son aceptadas por el consumidor. En 
Zamorano se puede elaborar un pan fortificado con cáscara de grano de cacao, este será fuente de 
fibra dietética y flavonoides que lo convertirá en un alimento funcional. 
 
Palabras clave: Alimentos funcionales, polifenoles, residuos agroindustriales. 
 
Abstract. Cocoa is an important tropical crop commercially used to make chocolate. The cocoa 
beans when used, go through a process of elimination of the shell, which later becomes a waste 
and causes a strong contamination. Due to this, ways have been sought to use the waste generated 
to solve environmental and economic problems. The cocoa bean shell is a valuable waste, as it 
contains dietary fiber and various bioactive compounds, such as flavonoids. Flavonoids are 
molecules found in plants and are consumed daily in fruits and vegetables. They are characterized 
by their antioxidant capacity, which provides a healthy feeling of well-being. This literature review 
provides an exploration of published articles related to cocoa bean shells and their applications as 
a source of flavonoids. The inverted triangle methodology was used and among the main results is 
that during cocoa bean processing the flavonoids in the shell increase as they migrate out of the 
cotyledon. Also, cereal-based products such as wheat crackers and extruded corn snacks with the 
addition of different percentages of cocoa bean shells, are sources of flavonoids, provide 
antioxidant capacity and their physical properties are still accepted by the consumer. At Zamorano, 
a bread fortified with cocoa bean shells can be produced. This will be a source of dietary fiber and 
flavonoids, which will turn it into a functional food. 
 
Key words: Agro-industrial waste, functional foods, polyphenols. 
 
 
 
 
iv 
 
ÍNDICE GENERAL 
 
 
 Portadilla ....................................................................................................................... i 
 Página de firmas ............................................................................................................ ii 
 Resumen ........................................................................................................................ iii 
 Índice General ............................................................................................................... iv 
 Índice de Cuadros, Figuras y Anexos ............................................................................. v 
 
1. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 1 
2. METODOLOGÍA ........................................................................................................ 3 
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN .................................................................................. 5 
4. CONCLUSIONES ....................................................................................................... 17 
5. RECOMENDACIONES .............................................................................................. 18 
6. LITERATURA CITADA ............................................................................................ 19 
7. ANEXOS ...................................................................................................................... 26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
v 
 
ÍNDICE DE CUADROS, FIGURAS Y ANEXOS 
 
 
Cuadros Página 
 
1. Propiedades fisicoquímicas de los flavonoides. ................................................................ 5 
2. Clase de flavonoides, característica y fuente en los alimentos........................................... 7 
3. Cuantificación de los flavonoides de la cáscara de grano de cacao (CGC). ....................... 9 
4. Polifenoles totales de snack extruido/no extruido según porcentaje de CGC. .................... 12 
5. Influencia de la adición de CGC en la actividad antioxidante de galletas dulces. .............. 13 
6. Influencia de la adición y extrusión de CGC en la actividad antioxidante en 
snacks de maíz ................................................................................................................. 14 
 
 
Figuras Página 
 
1. Diseño de la investigación en forma de pirámide invertida. .............................................. 3 
2. Estructura básica de los flavonoides. ................................................................................ 6 
3. Clases de flavonoides y algunas subclases características. ................................................ 6 
4. Partes del grano de cacao. ................................................................................................ 8 
5. Representación del procesamiento de granos de cacao y generación de cáscara de cacao. 10 
6. Cambio del contenido de polifenoles en cáscaras frescas, después de fermentadas y 
después de secado. ........................................................................................................... 10 
7. Extruidos de maíz enriquecidos con CGC ........................................................................ 11 
8. Galletas con flavonoides encapsulados extraídos de la CGC ............................................ 13 
9. Estructura del flavonoide con tres factores determinantes en la capacidadefectiva 
 de captura / secuestro de radicales libres. ........................................................................ 15 
 
 
Anexos Página 
 
1. Composición proximal de la cáscara de grano de cacao ................................................... 26 
2. Donación de electrón de antioxidante a radical libre. ........................................................ 26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
 
1. INTRODUCCIÓN 
 
 
El cacao (Theobroma cacao L.), es una especie del género Theobroma, de la familia de las 
Malvaceae (Avendaño et al. 2011), es originaria de Sudamérica y ha sido domesticada en 
Mesoamérica. Es un importante cultivo tropical, comercialmente usado para fabricar chocolate 
(Garg 2017). Para el período 2017-2018, la producción mundial de grano de cacao ascendió a 
4,652,000 toneladas en cinco países principalmente (Costa de Marfil, Ghana, Indonesia, Nigeria y 
Camerún) y representan el 84% de la producción mundial (ICCO 2019). Costa de Marfil es el 
mayor productor de granos de cacao en el mundo, produjo 1,964 (miles de toneladas) para el año 
2018 y está estimada una producción de 2,200 (miles de toneladas) para el periodo 2018-2020 
(ICCO 2019). En América Latina, el cultivo se ha difundido principalmente en Ecuador, Brasil, 
Perú, República Dominicana y Colombia, con una producción del 90% de todo el continente. Con 
cinco de los 10 mayores productores, la producción predomina en Ecuador (286,600 toneladas), 
Brasil (204,200 toneladas), Perú (134,300 toneladas), República Dominicana (84,500 toneladas) y 
Colombia (55,000 toneladas), sumando 748,000 toneladas, según la Organización Internacional del 
Cacao 2019. 
 
La producción de cacao es el primer eslabón de un negocio mundial (ICCO 2016), para elaborar el 
chocolate principal producto a base de cacao, se usan los granos secos y fermentados. La 
fabricación de chocolate conlleva un proceso de eliminación de cáscara de vaina y de granos y 
eliminación de mucílago (Panak et al. 2018). La cáscara de vaina, cáscara del grano y la pulpa 
representan del 70-80% de la fruta en peso seco (Nakamura et al. 2010). El cacao tiene un 
rendimiento de 85% y el restante es en su mayoría cáscara con un 12% (Teneda et al. 2017). Esta 
cáscara se convierte en residuo, denominado biomasa industrial, causando una fuente de 
contaminación (Ortega et al. 2018) e incluso problemas relacionados a las plantas como 
podredumbre de la mazorca negra, debido a la presencia de Phytophthora que contamina cuando 
la cáscara se deja en el campo. La generación de grandes cantidades de residuos, como en el año 
2017 con 700,000 toneladas aproximadamente (ICCO 2017), es actualmente uno de los principales 
problemas que enfrenta la agroindustria (Vásquez et al. 2019) y la eliminación puede ser 
complicada por su volumen y su estructura rígida. 
 
Se han realizado diferentes trabajos de investigación para el uso de la cáscara del grano de cacao 
(Handojo et al. 2019); su uso principal ha sido para mulching, en pienso animal, aunque aún 
continúa en investigación y en producción de combustible (Jozinović et al. 2018). Sin embargo, la 
cáscara podría ser utilizada en la alimentación humana ya que presenta grandes cantidades de fibra 
dietética (50 - 60%), proteínas (aprox. 11 - 18%) y polifenoles (1.8 - 5.8%) (Okiyama et al. 2017). 
Entre las opciones para valorizar los residuos procedentes del cacao, están los estudios donde se 
aprovechan los polifenoles, siendo estos principalmente flavonoides (Lessa et al. 2018). Los 
principales flavonoides encontrados son la picatequina, catequina y procianidina (Panak et al. 
2018), pertenecientes a la clase flavan-3-oles (Grassi et al. 2016). Los flavonoides son moléculas 
que se encuentran principalmente en el reino vegetal y que se consumen a través de frutas y 
vegetales (Cabrera y Mach 2011). Tienen propiedades anticancerígenas y capacidad antioxidante 
(Cabrera y Mach 2011; Rojo et al. 2020), reducen el tiempo de menopausia, ayudan a reducir el 
riesgo cardiovascular, disminuyen el riesgo de enfermedades neurodegenerativas (Liu et al. 2017), 
 
2 
 
y en el sistema inmune respiratorio la incidencia de URTI (Infecciones del Tracto Respiratorio 
Superior, por sus siglas en inglés) (Somerville et al. 2016). 
 
A corto plazo los flavonoides no traen un bienestar para la salud, sin embargo, cada vez hay más 
evidencia que sugiere que una ingesta modesta a largo plazo de polifenoles puede beneficiar al 
consumidor (Rojo et al. 2020). Además de los beneficios mencionados anteriormente, se ha 
informado que la ingesta de flavonoides en la dieta mejora la capacidad cognitiva y el desempeño 
de funciones (Neshatdoust et al. 2016). La cantidad de flavonoides presentes en los alimentos (mg 
/100 g), depende de diversos factores como la variedad del cultivo en el caso de las frutas, las 
especias y los vegetales, el tipo de procesamiento realizado, el clima, la estacionalidad, las especies 
de plantas, la fabricación y el tipo de (o tiempo de) almacenamiento (Kozłowska y Szostak 2018). 
Varios estudios muestran que los flavonoides encontrados en la cáscara de cacao pueden 
proporcionar antioxidantes, actúan como captadores de radicales libres y reducen el estrés 
oxidativo, por lo que brindan beneficios en la salud (Andújar et al. 2012; Rojo et al. 2020). 
 
El propósito de la investigación es realizar una revisión de literatura científica y actualizada de los 
flavonoides de la cáscara del grano del cacao, revisar las aplicaciones que se ha llevado a cabo con 
la cáscara del grano de cacao y su potencial en la salud humana, tal como la capacidad antioxidante. 
Debido a esto, se plantean los siguientes objetivos: 
 
 Investigar en la literatura el efecto del procesamiento de la cáscara del grano de cacao en los 
flavonoides. 
 
 Recolectar información sobre las aplicaciones de la cáscara del grano de cacao como fuente de 
flavonoides en la industria de procesamiento de cereales. 
 
 Revisar los beneficios de los flavonoides en la salud. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
2. METODOLOGÍA 
 
 
Descripción de investigación 
Se realizó una revisión de literatura científica, con relación al tema de la cáscara de cacao como 
fuente de flavonoides. Debido a la importancia de la cáscara del grano de cacao en esta 
investigación, se utilizaron diferentes términos de búsqueda de forma individual, en combinación 
y frases, como "flavonoides", "cáscara del grano de cacao", "aplicaciones de la cáscara del grano 
de cacao", "antioxidantes" o "subproducto". Para tener la investigación más completa, se usaron 
sinónimos para el término subproducto, cáscara y aplicaciones. Además, se buscó la información 
en idioma inglés, español y portugués. Los artículos de revistas y libros publicados entre 2010 y 
2020 fueron examinados y utilizados para elaborar esta revisión de literatura. 
 
 
Diseño de investigación 
El diseño consistió en una búsqueda de la información de lo general a lo especifico, denominada 
triángulo invertido. Se inició con el conocimiento general de los flavonoides, dónde se observaron 
sus propiedades físicoquímicas y los usos en diversas áreas. Posteriormente se enlazaron los 
flavonoides con los residuos agroindustriales como en la cáscara del grano de cacao Se investigó 
la aplicación de la cáscara del grano de cacao y el beneficio en la salud de los flavonoides presentes 
(Figura 1). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1. Diseño de la investigación en forma de pirámide invertida. 
 
 
Estrategia de búsqueda de fuentes y obtención de información 
Se realizó una búsqueda de dos tipos de fuentes: primaria (artículos científicos), secundaria 
(artículos de revisión de literatura, páginas web) y terciaria (libros). Se usaron base de datos que 
se encuentran en BibliotecaWilson Popenoe, Zamorano, que son bases de suscripción y por acceso 
libre. Las de suscripción son Agora y Springerlink, ResearchGate. Las bases de acceso libre son: 
DOAJ, PubMed, Redalyc, Dialnet, PubMed, y Scielo. Se caracterizan por incluir libros, artículos 
científicos, revistas y englobar otras bases de datos. 
 
Generalidades de los flavonoides
Cáscara del grano de cacao
Aplicación de la cáscara del 
grano de cacao 
Beneficio en la 
salud 
 
4 
 
Criterio de inclusión de bibliografías 
Las bibliografías seleccionadas fueron de los artículos científicos que cumplían con antigüedad 
establecida para una revisión de literatura, menor a 10 años de haber sido publicadas. El programa 
utilizado para citar fue Citavi 6, identificando las publicaciones a través de DOI, ISBN e ID 
PubMed, y URL en el caso de las páginas web. En esta revisión se utilizaron 104 publicaciones, 
distribuidas entre artículos científicos, libros y páginas web. En la redacción de las referencias, se 
utilizó el estilo CSE, dónde el listado de referencias final se denominó “Literatura citada”. 
 
 
Redacción 
La redacción del tema se llevó a cabo una vez leído el documento consultado. Durante la redacción 
se consideró citar en paralelo los autores utilizando el estilo CSE y la guía para elaboración de 
Proyecto Especial de Graduación, brindada por el Departamento de Agroindustria Alimentaria, 
Zamorano. Los resultados se nombraron con títulos de segundo orden, mostrando la información 
en cuadros y figuras, con párrafos explicando el contenido. Finalmente, se realizó una revisión de 
todo el contenido para no perder la coherencia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
 
 
Generalidades de los flavonoides 
 
Concepto. Los flavonoides se definen como moléculas producidas por casi todas las plantas 
vasculares, y con bajo peso molecular; han estado presente por millones de años y consumidos 
diariamente en la dieta (Estrada Reyes et al. 2012). El término flavonoide es genérico, deriva de la 
palabra latina “flavus”, que significa color amarillo (Dwivedi et al. 2017) y se trata de un grupo de 
más de 6000 moléculas (Panche et al. 2016). Son metabolitos secundarios de las plantas (Duarte 
y Pérez 2015) y representan uno de los grupos más grandes de metabolitos (Alseekh et al. 2020), 
polifenoles, responsables de la coloración de las frutas (Damián Reyna et al. 2015). Proporcionan 
resistencia contra la fotooxidación de la luz ultravioleta, ayudan en el transporte de hormonas, 
defensa contra los depredadores (Estrada Reyes et al. 2012), además, atraen insectos polinizadores 
(Cabrera y Mach 2011; Estrada Reyes et al. 2012). 
 
Origen y propiedades fisicoquímicas. Los flavonoides fueron descubiertos en el 1930, por Szent-
Györgyñ. Al principio se denominaron vitamina P, debido que se aisló de una cáscara de limón, 
una sustancia con propiedades de permeabilidad capilar, denominada citrina. Debido al parecido a 
la vitamina C, se nombraron vitamina C2 (Álvarez Fernández et al. 2010). Sin embargo, luego se 
abandonó la teoría (Kozłowska y Szostak 2018), porque no se comprobó que sean vitaminas. La 
fórmula molecular es C15H10O2, y tienen una apariencia de polvo blanco cristalino, sin embargo, el 
color puede cambiar dependiendo pH del medio en el que se encuentran como muestra el Cuadro 
1. Tiene bajo peso molecular y en su mayoría son sustancias hidrofílicas, como los glucósidos, su 
solubilidad en agua dependerá de la estructura (Rana y Gulliya 2019). 
 
 
Cuadro 1. Propiedades fisicoquímicas de los flavonoides. 
Característica Descripción Referencia 
Peso molecular 222.243§ 
 
Awouafack et al. 2017 
Colores según pH Rojo en medio ácido, azul en medio alcalino 
e incoloro. 
 
DCNC 2016& 
 
Glucósidos Solubles en agua y alcohol e insoluble en 
solventes orgánicos 
DCNC 2016&; 
Awouafack et al. 2017 
 
Agliconas Escasa solubilidad en agua, solubles en éter, 
cloroformo. 
Plaza et al. 2010; Aguda y 
Chen 2016; Awouafack et 
al. 2017 
 
 § g/mol 
&DCNC (Department of Chemistry of Natural Compounds and Nutriciology Ukraine). 
 
 
 
https://es.wikipedia.org/wiki/Carbono
https://es.wikipedia.org/wiki/Carbono
https://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgeno
 
6 
 
 
Estructura y clasificación. La síntesis de flavonoides se deriva de la fenilalanina y malonil-CoA 
(Tohge et al. 2017; Pérez de Souza et al. 2020), están conformado por un esqueleto de 
difenilpropano (C6 – C3 – C6) y dos anillos aromáticos (Figura 1, anillos A y B) unidos a través 
de un puente de tres carbonos (anillo C) (Saito et al. 2013; Tohge y Fernie 2017) (Figura 2). Esta 
estructura básica, denominada polifenólica (Panche et al. 2016), contiene 15 carbonos. Son 
sintetizados a través de la vía del ácido shikimico, basado en un núcleo 2-fenil-cromona (Wang et 
al. 2018). 
 
 
 
Figura 2. Estructura básica de los flavonoides. 
Fuente: Kumar y Pandey 2013 
 
 
 
Figura 3. Clases de flavonoides y algunas subclases características. 
Fuente: Falcone et al. 2012 
 
 
Se puede tener diversas clases de flavonoides según cambios en la estructura (Parihar et al. 2015), 
es decir según el carbono del anillo C que está unido al anillo B y grado de instauración y oxidación 
del anillo C (Panche et al. 2016). Estás clases son flavonas, flavonoles, flavanonas, antocianinas, 
isoflavonas y flavan-3-ols (Dwivedi et al. 2017), así como presenta la Figura 3 y el Cuadro 2 
 
7 
 
(Quiñones et al. 2012). Estas clases se dividen en subclases, las cuales se caracterizan por diferir 
entre ellas con respecto al patrón de sustitución de los anillos A y B (Kumar y Pandey 2013). 
 
 
 
 
 
Esas seis clases de flavonoides, presentadas en el Cuadro 2, se encuentran específicas en 506 
alimentos, según base de datos del USDA. Los diferentes alimentos en donde se encuentran son 
productos lácteos y huevo, aceites, frutas, vegetales, especias, bebidas y dulces (Bhagwat y 
Haytowitz 2015). Es variado el contenido de flavonoides en los alimentos, depende de la fuente, si 
es un alimento fresco o un alimento procesado (Ruiz et al. 2017). 
 
Usos de los flavonoides en la industria alimentaria. Los flavonoides se utilizan en la industria 
alimentaria en la elaboración de alimentos y bebidas funcionales, suplemento dietético, como 
edulcorantes y colorantes (Grand View Research 2016). En la formulación de alimentos 
funcionales, se pueden encontrar en diversidad de productos como pan, cereales, carnes y bebidas 
(Rosaria et al. 2014). Los flavonoides ayudan a mejorar el sabor, debido a sus atributos sensoriales 
claves, como amargor y astringencia (Espinoza et al. 2015) y aportan color (Ruíz Cruz et al. 2017). 
Agregar flavonoides a los productos alimenticios ayuda a prevenir la oxidación de las grasas, 
protegen vitaminas y enzimas (Vieira da Silva et al. 2016). La acción antioxidante de los 
flavonoides se debe a la capacidad de eliminar las especies reactivas de oxígeno (Banjarnahor y 
Artanti 2015). 
 
Cuadro 2. Clase de flavonoides, característica y fuente en los alimentos. 
Clase Característica Fuente Referencia 
Flavonas Doble enlace entre 
las posiciones 2 y 
3, centona en el 
anillo C. 
Cáscara de cítricos, 
apio, perejil, pimientos 
rojos, manzanilla, 
menta, ginkgo biloba. 
Panche et al. 2016; Dwivedi et 
al. 2017 
Flavonoles Doble enlace entre 
el carbono 2 y 3, 
carbonilo en el 
carbono 4. 
Brócoli, manzanas, 
uvas, bayas. 
 
Cassidy y Kay 2013; Murkovic 
2016 
Flavanona Anillo C saturado, 
doble enlace en 
posición 2 y 3 es 
saturado también. 
Cítricos (naranjas, 
limones), uvas. 
Panche et al. 2016 
Antocianinas Dos grupos OH 
unidos a la 
posición 1 y 3 del 
anillo C. 
Arándanos, uvas rojas, 
frambuesas, fresas y 
moras. Además, se 
encuentran en 
Iwashina 2013; Linus Pauling 
Institute 2014; Panche et al. 
2016Flavan-3-ols 
o flavanoles 
Grupo OH siempre 
está unido a la 
posición 3 del 
anillo C 
té verde, cacao y sus 
subproductos como la 
cáscara y el chocolate. 
Cassidy y Kay 2013; Panche et 
al. 2016 
 
8 
 
Para obtener productos funcionales como fuente de flavonoides, se deben considerar las 
características que predominan en los metabolitos del alimento, tal como la biodisponilidad y 
estabilidad (Vieira da Silva et al. 2016), además de demostrar la eficacia del alimento funcional, 
según la FAO (Granato Nunes et al. 2017). En la elaboración de alimentos funcionales, se recurre 
a diferentes tecnologías como es la microencapsulación (para barras energéticas, bebidas, aceites 
y pan), hidrogéneles, nano encapsulación y emulsiones (Ortega Cabello et al. 2018). 
Los flavonoides se pueden encontrar en residuos agroindustriales, se han realizado diversos 
estudios y se ha evidenciado la presencia de estos metabolitos en los residuos (Ortega Cabello et 
al. 2018). En su mayoría la aplicación ha sido dirigida a explorar los flavonoides y sus propiedades 
farmacológicas, además de las antioxidantes (Santana Méridas et al. 2012). La gran diversidad de 
compuestos bioactivos encontrados en los residuos agroindustriales fomenta la búsqueda de 
antioxidantes naturales para su aplicación en la industria alimentaria (Shirahigue y Ceccato 
Antonini 2020). 
 
Uno de los alimentos que genera grandes cantidades de residuos, es el grano de cacao, en el proceso 
de transformación a chocolate. La cáscara, también denominada tegumento o testa, es uno de los 
principales residuos obtenidos del cacao, después de haberse separado del cotiledón, posterior a un 
proceso de secado (Panak et al. 2018). La aplicación de la cáscara de cacao es variada, puede ser 
desde la elaboración de infusiones en conjunto a hierbas aromáticas (Teneda et al. 2017), en la 
industria de procesamiento de cereales con aperitivos de maíz extruidos enriquecidos con cáscaras 
de cacao (Jozinović et al. 2019) y harina de cáscara de cacao para elaborar muffins. A pesar de eso, 
la principal aplicación de la cáscara de cacao en la industria alimentaria es como fuente de fibra, 
aunque diversos estudios han demostrado que este material tiene un alto contenido en compuestos 
fenólicos, lo que permite que tenga una aplicación potencial como agente antioxidante (Panak et 
al. 2018). 
 
 
Cáscara del grano de cacao 
La cáscara de cacao, de forma general, es de fácil obtención como residuo de la elaboración de 
chocolate (Balentić et al. 2018). La cáscara del grano de cacao (CGC), representa entre 10 al 17% 
del peso total del grano de cacao (Figura 3). Es uno de los residuos agroindustriales que contienen 
un conjunto de compuestos bioactivos, los cuales se extraen y se usan para diversos propósitos 
(Pavlović et al. 2020). La CGC se elimina de los cotiledones del grano, después o antes del tostado, 
dependiendo el proceso (Gutiérrez 2017). Cuando se está tostando o fermentando, algunos 
compuestos bioactivos del grano, que representan un 10% del total de constituyentes, según 
Hernández-Hernández et al. 2018, se concentran en la cáscara debido a la migración de estos 
compuestos hacia la misma (Okiyama et al. 2017; Hernández et al. 2019). 
 
 
 
9 
 
 
 
Figura 4. Partes del grano de cacao. 
Fuente: Rojo et al. 2020. 
 
 
Composición de la cáscara del grano de cacao. La clase de flavonoide más abundante en la 
cáscara del grano de cacao es la flavan-3-ols o también denominada flavanoles, las subclases 
características son epicatequina y catequina, con 0.21-34.97 mg/g y 0.18-4.50 consecutivamente, 
según los estudios realizados por diversos autores reflejados en el Cuadro 3. Las cantidades de 
estos flavonoides varían, dependiendo del método usado para extraerlos y cuantificarlo. Además, 
se ha demostrado que el contenido de flavonoides depende del origen geográfico, la variedad, la 
cual está unida al genotipo de la planta y a la temporada de cosecha (Barbosa et al. 2018; Hernández 
et al. 2019). 
 
 
Cuadro 3. Cuantificación de los flavonoides de la cáscara de grano de cacao (CGC). 
Parámetro Cantidad Autor 
Flavonoides totales§ 1.65-40.72 Nsor et al. 2012; Barbosa et al. 2018 ; Rojo et al. 
2020 
Epicatequina 0.21-34.97 Barbosa et al. 2018; Jokić et al. 2018; Okiyama et 
al. 2018; Hernández et al. 2019; Papillo et al. 2019 
Catequina 0.18-04.50 Jokić et al. 2018; Okiyama et al. 2018; Hernández 
et al. 2019; Papillo et al. 2019 
§mg de equivalentes de catequina / g de CGC seco 
& mg de equivalentes de catequina / 100 g de CGC seco 
Fuente: Rojo et al. 2020 
 
 
Obtención de la cáscara del grano de cacao y efecto del procesamiento en los flavonoides 
El proceso de obtención de la cáscara de cacao se observa en la Figura 5. Al llegar los granos a la 
planta de procesamiento, ya están fermentados y secados. Se limpian para eliminar material 
extraño, se tuestan a una temperatura, tiempo y humedad específicos (ICCO 2013). Luego, se usa 
una máquina para separar la cáscara de los granos y los granos son dirigidos hacia el resto del 
proceso para la producción del chocolate (Figura 5). Los procesos que tienen mayor impacto en el 
grano, y posteriormente en las cáscaras, son la fermentación, secado y tostado (Di Mattia et al. 
2017). El proceso de fermentado puede durar de 5 a 10 días, con un aumento de temperatura de 
unos 50 °C, el proceso de difusión de los metabolitos dentro y fuera del cotiledón, da como 
Grano de cacao 
Pulpa 
Cotiledón 
Tegumento, testa o 
cáscara grano de 
cacao 
Mazorca 
 
10 
 
resultado la polimerización de polifenoles, donde se une con otros compuestos (Di Mattia et al. 
2017; Pavlović et al 2019). Lo anterior da como resultado una disminución del contenido de flavan-
3-ols en los granos de cacao, y un aumento de los mismos en la cáscara (Di Mattia et al. 2017; 
Djali et. al. 2018). La cantidad de polifenoles disminuidos en los granos y aumentados en las 
cáscaras depende del grado de fermentación (Di Mattia et al. 2017). El impacto de los 
microorganismos durante la fermentación también influye en el contenido de flavonoides en la 
cáscara, debido a la capacidad que tienen para formar compuestos fenólicos, según Djali et. al. 
2018. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
En el proceso de secado, el contenido de polifenoles en los granos disminuye un 72% según Di 
Mattia et al. 2013, específicamente los flavonoides flavan-3-oles que representa un 66% de 
disminución, y de ese mismo modo el contenido de polifenoles aumenta en la cáscara. El tiempo 
de secado es de aproximadamente 7 días y el método de secado es generalmente al sol, extendidos 
en capas de 10 cm de espesor (Gutiérrez 2017). El secado es un proceso que tiene como función 
principalmente completar el proceso oxidativo iniciado en la fermentación (Gutiérrez 2017). 
 
Una vez completado el secado, la actividad de la enzima polifenol oxidasa se detiene, siendo esta 
un factor causante del contenido de polifenoles en la cáscara (Taranto et al. 2017). La acción que 
influye en este proceso es la exposición a altas temperaturas que inactiva las enzimas y hay menos 
daño causado a los polifenoles (Djali et. al. 2018) (Figura 6). En el estudio realizado por Djali et. 
al. 2018, se observa un aumento de los polifenoles de 0.016 a 0.34% (Figura 6), gracias a la enzima 
polifenol oxidasa, como se mencionó. 
 
Figura 5. Representación del procesamiento de granos de cacao y generación de cáscara de cacao. 
Fuente: Lessa et al. 2018 
 
11 
 
 
 
Figura 6. Cambio del contenido de polifenoles en cáscaras frescas, después de fermentadas y 
después de secado. 
Fuente: Djali et. al. 2018 
 
 
El tostado puede ser realizado con cáscara, conocido como tostado de granos enteros o sin cáscara 
(Shafi et al. 2018), denominado tostado con punta. Los parámetros de temperatura, tiempo y el 
grado de humedad dependendel tipo de grano utilizado (ICCO 2013). La alta temperatura del 
tostado, la cual puede ser hasta de 150 °C, aumenta el contenido de los flavonoides en la cáscara y 
disminuye los flavonoides presentes en los granos (Krysiak 2011). Se ha observado tanto en la 
fermentación, secado y tostado, el aumento de los compuestos polifenólicos de la cáscara 
(Diomande et al. 2015). Finalmente, se podría afirmar que las cáscaras fermentadas tienen más 
flavonoides que las no fermentadas, asimismo, las cáscaras tostadas tienen más flavonoides en 
comparación con las no tostadas (Agus et al. 2018), esto debido a la migración de los compuestos 
del grano hacia la cáscara. Aunque puede haber diferencias y disminuir el contenido de flavonoides 
en la cáscara durante el fermentado, secado y tostado (Panak et al. 2018), no siempre será en todas 
las subclases de flavan-3-oles. Se observa disminución principalmente de proantocianidinas 
durante el tostado, y esto es por la termosensibilidad de ciertas moléculas (Barišić et al. 2019). 
 
 
Aplicación de la cáscara del grano de cacao 
 
Aplicaciones como fuente de flavonoides. La cáscara de grano de cacao es un ingrediente 
adicional que permite enriquecer nutricionalmente productos extruidos, con las propiedades físicas 
reducidas, pero siguen siendo aceptados por el consumidor (Jozinović et al. 2019). Según Jozinović 
et al. 2019 añadir cáscara en porcentajes de 5, 10 y 15% permite enriquecer el producto en 
flavonoides a pesar de afectar las propiedades físicas, pero con poca diferencia comparado a los 
productos convencionales (Barišić et al. 2020). Este estudio dio como resultado que añadir los 
porcentajes de CGC anteriormente mencionados se obtienen snacks más duros y oscuros con una 
mayor probabilidad a la retrogradación, sin embargo, el almidón resistente y el contenido de 
polifenoles aumentan (Figura 7). 
 
 
0
0.2
0.4
Fresco Fermentado Seco
0.00057 0.016
0.34
P
o
li
fe
n
o
le
s 
(%
)
 
12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
En la obtención del polvo de la CGC se usó un molino, donde posteriormente pasó por un tamiz de 
2 mm. Las muestras con diferentes porcentajes, tenían un 15% de humedad y con temperatura de 
170 °C, durante la extrusión. Los snacks extruidos con un 15% de CGC, presentaron un contenido 
total de polifenoles de 105.68 mg GAE/100 g d.m, comparados con un snack no extruido con un 
nivel mayor de polifenoles totales 109.91 mg GAE /100 g d. m (Cuadro 4); de este modo, el snack 
con un 15% de cáscara de cacao se considera una fuente importante de flavonoides, y que, a pesar 
de atravesar un proceso de extrusión, la cantidad de estos compuestos sigue siendo considerable. 
Las operaciones para procesar diferentes alimentos pueden alterar significativamente los 
polifenoles encontrados en el mismo (Patil et al. 2016). En el cuadro 4 se observa una disminución 
de la cantidad de polifenoles totales en los snacks extruidos, esto es debido a la sensibilidad de los 
compuestos polifenólicos al calor y la tendencia a destrucción térmica (Moussa et al. 2015). 
 
 
Cuadro 4. Polifenoles totales de snack extruido/no extruido según porcentaje de CGC. 
mg: miligramo 
dm: Materia seca (por sus siglas en inglés) 
GAE: Equivalentes de Ácido Gálico (por sus siglas en inglés) 
g: gramo 
Fuente: Jozinović et al. 2019 
 
 
En el estudio realizado por Papillo et al. (2019), se ha considerado estabilizar los compuestos 
polifenólicos como los flavonoides, con el uso de microencapsulación. La encapsulación atrapa las 
sustancias sensibles dentro de una matriz, reduciendo su pérdida, ayudando en la estabilidad y 
manteniendo la biodisponibilidad de los flavonoides (Sharifi et al. 2015; Shaaruddin et al. 2017). 
 
En este estudio de microencapsulación, se consideró la extracción de los polifenoles con diferentes 
concentraciones de agua y etanol, presentando así la mejor relación 50:50 (agua/etanol) con 93.3 
mg de polifenoles/ gramo de extracto seco. El secado por atomización del extracto se llevó a cabo 
Porcentaje de 
cáscara de cacao 
(dm) 
Cantidad de polifenoles totales ( mg GAE / 100 g dm) 
Extruido No extruido 
 0 48.63 55.17 
 5 72.25 84.37 
10 83.99 105.14 
15 105.68 109.91 
Figura 7. Extruidos de maíz enriquecidos con CGC. 
Fuente: Jozinović et al. 2019 
 
 
 
 
13 
 
usando maltodextrina como agente estabilizante, resultando en un polvo donde el contenido de 
polifenoles se mantuvo estable por 90 días. Luego, se procedió a evaluar el efecto del horneado, 
usando el polvo anteriormente mencionado para elaborar galletas (Figura 8). En esta galleta, 
Papillo et al. 2019 consideraron un 0.32% de polvo de CGC encapsulado en base a 100 gramo, las 
cuales fueron expuestas a 180 °C por 25 minutos, en un horno. Se obtuvo que la 
microencapsulación con una proporción 80:20 de maltodextrina al extracto seco brinda un polvo 
más estable, por lo que el contenido de polifenoles no es afectado por el horneado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aplicación evaluando la capacidad antioxidante. Los productos fuentes de flavonoides se 
caracterizan por tener actividad antioxidante (Lourenço et al. 2019), lo que hace a la cáscara de 
cacao más valorizada en el rubro de procesamiento de cereales. En la elaboración de unas galletas 
dulces por Pérez et al. 2018, consideraron porcentajes de 10, 20 y 30% m/m de cáscara de cacao 
triturada en base a harina de trigo. Las cáscaras fueron molidas con cuchillas de alta velocidad y 
tamizadas a través de malla de 0.5 mm. La masa de la harina tuvo un espesor de 0.5 cm, cocidas 
en horno eléctrico con temperaturas de 220 y 340 °C y un tiempo de 5 minutos. La determinación 
de la capacidad antioxidante, tanto de las cáscaras como de las galletas, se realizó a través del 
método FRAP (The Ferric Reducing Ability of Plasma). Este método evalúa la capacidad 
antioxidante de acuerdo a la capacidad para reducir hierro férrico (Fe+3) (Arana et al. 2015). 
 
Los resultados expresados en Fe2+ en mmol/100 g, en el estudio muestran que las galletas tienen 
capacidad antioxidante con diferencia significativa en todos los porcentajes (cuadro 5). Asimismo, 
muestran que la capacidad antioxidante de las cáscaras es de 14.8 ± 0.6, posteriormente de ser 
tostadas, a diferencia de la capacidad antioxidante más alta de las galletas que es 8.4 ± 0.1, con un 
30% de cáscara. Los cambios de la actividad antioxidante entre la cáscara y las galletas, es debido 
a la temperatura y el tiempo de elaboración de los productos que afecta el contenido de flavonoides 
(Rojo et al. 2020). Las capacidades antioxidantes de las galletas mostraron aumento con diferencia 
significativa en los diferentes porcentajes de la cáscara de cacao, siendo el más alto de un 30%, 
debido a la cantidad de polifenoles representados en esta cantidad de cáscara (Cuadro 5). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8. Galletas con flavonoides encapsulados extraídos de la CGC. 
Fuente: Papillo et al. 2019 
 
 
14 
 
 
 
 
 
 
 
 
En los snacks extruidos de la investigación realizada por Jozinović et al. (2019), la capacidad 
antioxidante fue evaluada usando el método de DPPH, dónde se reflejó un aumento con la adición 
de cáscaras de cacao (Cuadro 6). Este método considera la actividad del secuestramiento del radical 
DPPH (1,1-Diphenyl-2-picryl hydrazyl) (Guija et al. 2015). El aumento de la actividad 
antioxidante se debe principalmente a los polifenoles presentes en las cáscaras, con un aumento 
adicional después de la extrusión. Este aumento puede ser el resultado de la formación de HMF 
(Hidroximetilfurfural) (Zhao et al. 2013), que son glúcidos térmicamente descompuestos 
principalmente de color marrón oscuro (Jozinović et al. 2019). 
 
 
dm: en base peso seco 
Fuente: Jozinović et al. 2019 
 
 
Beneficio en la salud y aplicación en Zamorano 
 
Capacidad antioxidante. La capacidad antioxidante de los flavonoides dependerá dediversos 
factores como la configuración, la sustitución y el número total de grupos hidroxilo, ya que eso 
influye en la eliminación de radicales libres y la capacidad de quelación de iones metálicos (Pandey 
et al. 2012; Zujko et al. 2015). Los flavonoides forman complejos con especies oxidantes, y debido 
a la capacidad de los grupos hidroxilo de eliminar y estabilizar los radicales libres, reducen el daño 
oxidativo, que es una de las principales causas de diferentes enfermedades crónicas (Ginwala et al. 
2019). Los radicales libres provocan oxidación de diversas biomoléculas como proteínas, 
aminoácidos, lípidos, que trae como consecuencia el daño celular y la muerte (Zujko et al. 2015). 
Cuadro 5. Influencia de la adición de CGC en la actividad antioxidante de galletas dulces. 
Porcentaje de cáscara de cacao§ Capacidad antioxidante& 
 0 0.3a 
10 4.3b 
20 6.0c 
30 8.4d 
Cuadro 6. Influencia de la adición y extrusión de CGC en la actividad antioxidante en snacks de 
maíz. 
Porcentaje de cáscara de cacao 
(dm) 
Actividad antioxidante ( % DPPH) 
Extruido No extruido 
 0 11.25 11.03 
 5 20.50 15.24 
10 25.76 19.60 
15 33.08 23.47 
Distintas letras denotan diferencias significativas (p < 0.05). 
§ % m/m en base harina de trigo 
& expresada como Fe2+en mmol/100 g 
Fuente: Pérez et al. 2018 
 
15 
 
 
El mecanismo consiste en la oxidación de los flavonoides debido a los radicales, esto genera un 
radical más estable y menos reactivo (Panche et al. 2016). Es decir que cuando el oxígeno reacciona 
con el flavonoide, elimina la posibilidad de reaccionar con el compuesto reactivo del 
radical. Diversos estudios destacan que la actividad bioquímica de los flavonoides y sus 
metabolitos depende de la estructura química y de la orientación relativa de los sustituyentes en la 
molécula, de esta forma se destacan tres medios en la eliminación de radicales libres (Ferreira et 
al. 2015) (Figura 9). 
 
 
 
Figura 9. Estructura del flavonoide con tres factores determinantes en la capacidad efectiva de 
captura / secuestro de radicales libres. 
Fuente: Ferreira et al. 2015 
 
 
La actividad antioxidante causa protección cardiovascular, ya que el estrés oxidativo asociado a 
enfermedades como infarto de miocardio, isquemia o repercusión de miocardio y aterosclerosis, 
así como hipertensión e insuficiencia cardíaca, disminuye (Banjarnahor y Artanti 2015). El estrés 
oxidativo se define como el desequilibrio entre la producción de especies reactivas de oxígeno 
(ROS) en las células y la capacidad del organismo para desintoxicar estos productos reactivos 
(Mannino et al. 2017). Si aumenta la producción de ROS en el organismo, puede haber daño en 
proteínas, lípidos y ácidos nucleicos (Wu et al. 2013), de este modo, si no se controla estrés 
oxidativo causado por los radicales libres, puede ser responsable de la inducción de varias 
enfermedades, tanto crónicas como degenerativas (Mannino et al. 2017). Los antioxidantes 
naturales tienen la capacidad de inhibir la producción ROS y la eliminación de radicales libres 
(Adwas et al. 2019). En este sentido, el factor más importante para eliminar radicales libres es la 
estructura hidroxilo del anillo B. Los grupos hidroxilo pertenecientes a este anillo estabilizan los 
radicales hidroxilos, peroxilo y peroxinitrito a través de la donación de hidrógeno o electrones 
(Salehi et al. 2020) (Figura 9). 
 
Una dosis diaria de 200 mg de flavonoides provenientes del cacao, aportan antioxidantes que 
ayudan a mantener la vasodilatación normal del endotelio, (EFSA 2014) (Autoridad Europea de 
Seguridad Alimentaria, por sus siglas en inglés). El snack extruido explicado significa una fuente 
importante de flavonoides, ya que con 15% de cáscara del grano de cacao contiene cantidad 
importante de esos compuestos (Jozinović et al. 2019). 
Aumenta la deslocalización de electrones 
del anillo B. El fenoxil radical producido 
se estabiliza por el efecto de resonancia 
del núcleo aromático. 
Confiere mayor estabilidad al radical 
contribuyendo a la deslocalización de 
electrones. 
Promueve la deslocalización 
electrónica a estos dos 
sustituyentes. 
 
16 
 
Aplicación en Zamorano. En Zamorano, en la realización de las prácticas del Aprender Haciendo 
se utiliza cacao en grano para elaborar chocolate, por lo que un estudio futuro consistiría en utilizar 
la cáscara del grano de cacao o tegumento, para elaborar un alimento funcional enriquecido de fibra 
dietética y como fuente de flavonoides. Se debe considerar la cantidad de cáscara de grano de cacao 
generada, ya que, en la Planta Hortofrutícola por cada 1000 kg de grano de cacao, solo el 6% es 
tegumento. Se puede elaborar un producto como el pan iniciando primero con pruebas preliminares 
para determinar el porcentaje de cáscara de grano de cacao a añadir, ya que las propiedades físicas 
pueden cambiar. El estudio se puede llevar a cabo en dos fases, en la primera se determinará los 
porcentajes de cáscara de grano de cacao a añadir para que el pan pueda ser aceptado, aunque las 
propiedades físicas hayan cambiado. Como parte de la primera etapa también se cuantificarán los 
flavonoides presentes en los panes a diferentes porcentajes de cáscara de grano de cacao. Para la 
aplicación en Zamorano se debe considerar la variedad del cacao. En este caso es forastero, y es 
uno de los que más flavonoides tiene. Además, se debe considerar la condición del tegumento, libre 
de toxinas, metales pesados y residuos de plaguicidas. Para esto, se deben mantener las BPA 
(Buenas Prácticas Agrícolas) y BPM (Buenas Prácticas de Manufactura) posterior a la cosecha. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
4. CONCLUSIONES 
 
 
 Según la literatura, el efecto del procesamiento de la cáscara del grano en los flavonoides, es 
que estos aumentan durante la fermentación, tostado y secado. 
 
 Se recolectó información sobre las aplicaciones de la cáscara del grano de cacao en la industria 
de procesamiento de grano, y se observó que, a pesar del procesamiento, los productos 
alimenticios pueden ser fuentes de flavonoides. 
 
 Se revisó el beneficio de los flavonoides en la salud, lo cual, es principalmente debido a la 
capacidad antioxidante que actúan ante el estrés oxidativo secuestrando radicales libres y 
donando hidrógenos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
5. RECOMENDACIONES 
 
 
 Realizar pruebas preliminares para determinar el comportamiento del pan ante la adición de 
cáscara de grano de cacao. 
 
 Evaluar la vida útil del pan con cáscara de grano de cacao. 
 
 Determinar la cantidad que representa una porción del pan para el aporte de 200 mg de 
flavonoides y como fuente de fibra. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
6. LITERATURA CITADA 
 
 
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26 
 
7. ANEXOS 
 
 
Anexo 1. Composición proximal de la cáscara de grano de cacao 
Parámetro Cantidad 
Energía (kcal/100 g) 122.00 
Humedad (%) 3.60-13.13 
Cenizas (g/100g) 5.96-11.42 
Proteína (g/100g) 10.30-27.40 
Grasa (g/100g) 1.50-8.49 
Carbohidratos (g/100g) 7.850-70.25 
Fibra dietética (g/100g) 39.25-66.33 
Flavonoides totales 1.650-40.72 
- Epicatequina (mg/g) 0.210-34.97 
- Cateuina (mg/g) 0.18-4.50 
- Procianina B1(mg/100g) 0.55-0.83 
- Procianina B2 (mg/100g) 0.23-1.38 
Fuente: Thangaraj 2016 
 
 
Anexo 2. Donación de electrón de antioxidante a radical libre. 
 
 
Fuente: Linhares 2016 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Radical libre Antioxidante 
Electrón dado