La ciencia detrás del chocolate

Detrás de ese gesto tan cotidiano —romper un trozo de chocolate— se encuentran diversas disciplinas como la física de materiales, la química e incluso las ciencias medioambientales. De hecho, las principales características de esa tableta se deben a la química y son sorprendentes. El brillo, la dureza y el propio sonido al partirla no son producto de la casualidad, sino el resultado de un proceso de cristalización tan preciso que, si algo falla en cualquiera de sus fases, el chocolate deja de comportarse como esperamos.

La manteca de cacao, uno de los componentes mayoritarios del chocolate, puede cristalizar en seis formas distintas, pero solo una, la forma V, da el brillo y la dureza justa de una buena tableta. Anabel Terraes (Departamento de Química Inorgánica) y Eva Soriano (Servicio Central de Apoyo a la Investigación Experimental, SCSIE-UV) lo explican así: si el chocolate se funde y se enfría deprisa, las moléculas de grasa no tienen tiempo de ordenarse y el resultado es un chocolate opaco, blando y poco estable. Cada una de esas seis formas cristalinas tiene un punto de fusión y dureza distintos, de ahí que el proceso deba controlarse con tanta precisión.

Por eso la industria recurre al templado, un tratamiento térmico compuesto por varias fases que asegura que toda la manteca cristalice en la forma V deseada; así se consigue una temperatura de fusión cercana a la corporal, razón por la cual el chocolate se derrite tan agradablemente en la boca.

Cuando el templado es deficiente o si el chocolate sufre cambios de temperatura aparece una capa blanquecina que puede generar desconfianza en los consumidores. Terraes y Soriano insisten en que no es un signo de deterioro, es manteca de cacao que ha migrado a la superficie y ha vuelto a cristalizar. Si el chocolate se funde y se templa de nuevo, recupera brillo y textura sin ningún riesgo para la salud ni pérdida de propiedades nutricionales.

Un emulsionante que evita el chocolate grumoso
El chocolate sólido es, según relatan las divulgadoras, una mezcla de dos fases químicas: una continua, formada por la manteca, y una dispersa de partículas de azúcar y cacao. Como el azúcar es una sustancia polar y no se disuelve bien en la manteca apolar, tendería a agruparse formando un chocolate grumoso y de textura desagradable.

Ahí entra la lecitina, un emulsionante cuya propiedad clave es ser una molécula anfipática: tiene un extremo que se lleva bien con el agua y con el azúcar, y otro que se disuelve perfectamente en la manteca de cacao. Esa doble naturaleza ayuda a estabilizar las partículas de azúcar y evita que se agreguen entre sí; el resultado es un chocolate de textura fina, menor viscosidad y más fácil de procesar en fábrica.

Aroma y sabor no nacen, se hacen
El sabor a chocolate que conocemos no existe en el cacao crudo y esta es quizá la revelación más sorprendente. Se genera durante el tostado gracias a la reacción de Maillard entre azúcares y aminoácidos. Es un mecanismo tan complejo que, según señalan las divulgadoras, “aún no es conocido en su totalidad” por la ciencia, porque se producen múltiples reacciones simultáneas difíciles de aislar y estudiar por separado.

Ese proceso da lugar a las melanoidinas, unas macromoléculas responsables del color marrón del chocolate, y a compuestos volátiles, como las pirazinas, con un umbral de percepción olfativa muy bajo, que son responsables directos de eso que llamamos “olor a chocolate”.

El cacao contiene teobromina en concentración diez veces superior a la cafeína. Ambos alcaloides pertenecen a la misma familia química y son casi idénticas en su estructura, pero esa pequeña diferencia basta para que la teobromina destaque por sus efectos vasodilatadores, broncodilatadores y diuréticos, mientras que la cafeína domina el efecto estimulante sobre el sistema nervioso central. Por eso el chocolate se percibe como un estimulante más suave y prolongado que el café.

“El chocolate de Dubái, bajo el microscopio: Frente al chocolate tradicional, aporta un perfil graso más saludable, pero también añade más calorías, gluten y alérgenos”

Por otra parte, Terraes y Soriano analizan el fenómeno viral del chocolate relleno de pistacho, tahini y kataifi, nacido en 2021 en Dubái. Frente al chocolate tradicional, aporta un perfil graso más saludable, más fibra, carbohidratos de absorción lenta y antioxidantes procedentes del pistacho, además de más proteína vegetal y minerales, como potasio, calcio y magnesio. Sin embargo, añade más calorías, gluten y alérgenos, como leche, soja, frutos de cáscara y sésamo. Y advierten de un matiz importante: las versiones sucedáneas que sustituyen el pistacho por aceites de palma y colorantes artificiales, anulan los beneficios del original y empeoran su perfil nutricional.

Cambio climático: la amenaza real del cacao
El cacaotero solo crece en una estrecha franja tropical del norte y el sur del Ecuador, con temperaturas de entre 20 y 30 °C y lluvias abundantes bien distribuidas a lo largo del año.

El calentamiento global multiplica los días de calor extremo y altera el patrón de lluvias, generando un contraste crítico entre sequías prolongadas y tormentas torrenciales, lo que favorece enfermedades fúngicas capaces de arrasar cultivos enteros.

La respuesta de la ciencia a este problema pasa por la implementación de sistemas agroforestales combinados, el desarrollo de clones más resistentes a la sequía y, en fábrica, por explorar alternativas al cacao, como el copoazú –fruto tropical originario de la Amazonia– o los aceites de karité y mango, aunque estas formulaciones no pueden etiquetarse legalmente como “chocolate” si no cumplen el contenido mínimo de cacao que exige la normativa.

Del grano a la tableta, sin intermediarios
Frente a la fabricación industrial estandarizada, ha ganado terreno el movimiento bean to bar, nacido en Estados Unidos a finales del siglo XX. Defiende una selección cuidada de granos de origen específico y métodos de fabricación tradicionales en lugar de la producción masiva propia de la gran industria.

Terraes y Soriano resaltan que este modelo controla todo el proceso, desde la selección del grano hasta la elaboración final, lo que da como resultado chocolates de mejor calidad y perfiles de sabor más variados. Además, garantiza la trazabilidad desde el origen, adopta prácticas respetuosas con el medio ambiente y trabaja directamente con los cultivadores, asegurando un precio justo por la cosecha que mejora las condiciones de vida de las comunidades productoras.

Una de las grandes preocupaciones de seguridad alimentaria es la presencia de metales pesados en el cacao y ahí entra en juego la química analítica. Por un lado, el cadmio, absorbido del suelo por las raíces del cacaotero, es el contaminante que más preocupa a la industria, especialmente en regiones de origen volcánico, como buena parte de América Latina. Puede causar enfermedades graves, de ahí el límite máximo fijado legalmente que se aplica al producto final y no al grano de origen.

Y, por otro lado, resulta interesante monitorizar la concentración de las llamadas tierras raras en el grano —un grupo de 17 elementos químicos que aparecen juntos en la naturaleza —, primero, en relación a la salud pública porque se consideran contaminantes emergentes debido a la creciente demanda tecnológica y, segundo, porque la proporción entre ellos varía según la geología del terreno y funciona como una huella dactilar química. Esa “firma” mineral permite detectar fraudes comerciales relacionados con el origen geográfico declarado e incluso biomonitorizar el estrés medioambiental de una zona de cultivo.

“El chocolate pone de manifiesto que la química no es algo ajeno, sino algo que nos rodea y forma parte de nosotros”

En el Taller del Chocolate que imparten para la Unidad de Cultura Científica y de la Innovación de la UV, Terraes y Soriano persiguen un objetivo claro: romper con el estereotipo de que la química es sinónimo de laboratorio y, por ende, de peligro. “El chocolate pone de manifiesto que la química no es algo ajeno, sino algo que nos rodea y que forma parte de las cosas más cotidianas”, afirman.

El mito que más les gusta desmontar es que el chocolate no nace con su sabor característico. La semilla cruda es ácida y amarga, y solo la fermentación, el tostado y el conchado construyen la complejidad aromática que asociamos al chocolate.

Su consejo para el alumnado que descubre esto en el taller es simple: “Que mantenga siempre viva la curiosidad porque el conocimiento avanza cuando nos preguntamos el porqué de las cosas y el chocolate es un ejemplo perfecto de ello, con procesos que todavía siguen siendo objeto de investigación”.

La próxima vez que partas y degustes una tableta de chocolate, quizá merezca la pena detenerte durante un segundo, antes de comerla, y pensar que su sabor característico y ese crujido al partirla esconde mucha más ciencia de lo que parece.