Esta Tese de Doutorado objetivou realizar um estudo espaço-temporal, por metagenômica total (shotgun), para caracterizar a diversidade taxonômica e funcional de micro-organismos e dados fisico-químicos associado a fermentação natural de duas variedades do Theobroma cacao tradicionalmente cultivadas no estado da Bahia. O processo de fermentação foi realizado com sementes de Theobroma cacao L. de frutos maduros de duas variedades: (i) Forastero (For) e (ii) Mix de Híbridos (PS1319 e CCN51) (Mix) na agroindústria Riachuelo, Fábrica de Chocolate Mendoá (www.mendoachocolates.com.br) (Uruçuca, Bahia, Brasil; Lat -14.7719058; Long -39.0492701). Os procedimentos para a colheita dos frutos maduros e da fermentação de cacau seguiram os padrões de boas práticas de fabricação utilizados nesta agroindústria. Foi realizado um delineamento experimental de blocos em espaços temporais constituído por dois blocos, um para For e um para Mix. No CAPÍTULO 1, que corresponde ao ARTIGO 1, propõe-se um novo protocolo de extração de DNA de massa de fermentação de cacau. Tendo esse protocolo um resultado diferenciado para todas as amostras temporais em estudo, para as duas variedades. Pois os diferentes metabólitos produzidos durante o processo fermentativo, produz amostras diferenciadas em cada tempo de coleta, o que dificulta a extração de DNA nesse tipo de amostra. No CAPÍTULO 2, que corresponde ao ARTIGO 2, apresentam-se os resultados integrados da diversidade taxonômica (Bacteria, Archaea e Fungi) com os dados fisico-quimicos. Tendo os resultados desse trabalho o direcionamento para a utilização de um inóculo primordial das espécies Hanseniaspora opuntiae e Acetobacter pasteurianus, para padronizar e acelerar o processo de fermentação do cacau. No CAPÍTULO 3, apresentam-se os resultados da diversidade funcional, focando na identificação e quantificação relativa de genes codificadores de enzimas relacionadas a fermentação do cacau. Sendo identificadas em alta abundância enzimas-chaves relacionadas à conversão dos metabólitos da fermentação, auxiliando na sucessão ecológica e, consequentemente, na geração do sabor.