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Filtros Y Calidad Del Agua: Café Filtrado en El Laboratorio

¿Qué necesitas hacer para preparar un mejor café filtrado? Esta es una de las muchas preguntas que el  UC Davis Coffee Center está dispuesto a contestar a través de sus varios proyectos de investigación. Después de todo, no hay nada como las ciencias duras para buscar una respuesta en la que puedes confiar.

El Profesor William Ristenpart, Director del centro de café de la UC Davis, aceptó hablar conmigo sobre su trabajo actual y de lo que podremos ver en un futuro. Abordamos temas como el impacto que tienen los filtros de café, la calidad del agua y la temperatura. Continúa leyendo para descubrir qué fue lo que aprendí.

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edificio del laboratorio de cafeUC Davis Coffee Center. Crédito: UC Davis

¿Qué Es El UC Davis Coffee Center?

El UC Davis Coffee Center es un centro universitario de investigación, de carácter multidisciplinario, dedicado a la industria del café de especialidad. Cómo dijo el Profesor Ristenpart “El Coffee Center está preparado para hacer por el café, lo que UC Davis hizo por el vino y la cerveza: convertirse en su principal fuente de experiencia científica”.

Todo empieza con el Diseño del Café, el primer curso que impartió sobre el café. Esta clase introductoria se creó hace seis años y estaba dirigida para los estudiantes de primer año de Ingeniería Química.

A pesar de que el módulo comenzó, según el profesor Ristenpart “como un ejercicio de enseñanza” la creciente complejidad del curso y la respuesta entusiasta por parte de la industria del café hizo que UC Davis “se diera cuenta de la grandísima necesidad que había para la investigación del café y una educación más avanzada en el mismo”. El resultado de esto fue el surgimiento del UC Davis Coffee Center.

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El centro cuenta con 35 miembros de la facultad, 14 áreas de especialización y una variedad de cursos de pregrado y posgrado. Pero lo que yo realmente quería, era saber más sobre los proyectos de investigación del profesor Ristenpart.

Laboratorio de cafeSalón de clases del módulo Diseño del Café en UC Davis. Credit: UC Davis

Reconsiderando El Cuadro De Control De Preparación

El cuadro de control de preparación está diseñado para ayudar los estudiantes a entender las relaciones entre la extracción, intensidad, relación de preparación y el sabor del café. Aunque, este se diseñó en 1950, afortunadamente el Profesor Ristenpart ha estado trabajando en un proyecto de investigación de dos años con la Specialty Coffee Association (SCA) para actualizarlo.

Cuando el profesor Earl Lockhart, con doctorado en Tecnología Alimentaria del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) lo desarrolló, fue una de las investigaciones de café más avanzadas de la época. Sin embargo, el profesor Ristenpart me dijo que su proyecto será la primera revisión del cuadro en los setenta años transcurridos desde su creación.

Además, me dijo que hubo varios problemas con el estudio inicial: las evaluaciones sensoriales se basaron en paneles compuestos principalmente por amas de casa que preparaban café con percoladoras, que, según me dijo, tienden a sobre extraer el café. Además, la temperatura a la que se tomaron los datos no fue especificada.

“Lo que muchas personas reconocen es que tiene… problemas técnicos en términos de cómo son representados los números”, añadió. Él visualiza la tabla de control de preparación del café mejorada y con un eje z para la temperatura.

Filtros: Un Impacto Que Puedes Saborear

El profesor también terminó recientemente una investigación preliminar de cinco meses con la SCA sobre los filtros de canasta. Me dijo que han habido argumentos entusiastas sobre cuál podría ser la mejor forma para un filtro de canasta, sin embargo, ahora la ciencia podrá intervenir.

“Por primera vez, hay dos analistas generando datos concretos y corroborando creencias y en este momento estamos realizando una serie de medidas físicas digitales que intentan responder a la pregunta: ¿por qué las personas pueden saborear la diferencia? ¿En qué afecta la geometría de la canasta al resultado de la preparación final?”

El equipo pudo demostrar que las personas normales, que no son catadores capacitados, podían diferenciar entre los cafés hechos con diferentes formas de filtros de canasta en condiciones en donde el resto de las variables permanecieron constantes: los granos de café, el tamaño de la molienda, la temperatura del agua, el fabricante de las canastas… y otras más.

“Hubo una diferencia perceptible en el gusto”, me dijo Ristenpart. “Pudieron saborear la diferencia en la forma de filtro y no pudieron distinguir el ajuste del 25% en el tamaño de la molienda… Hubo mucha menos sensibilidad a eso que a la geometría de la canasta”.

cafeteras behmorCafeteras Behmor Brazen Plus se usan para probar las formas de los filtros de canasta en el  UC Davis Coffee Center. Crédito: UC Davis

El profesor Ristenpart me dijo que mucho de esto se reduce a la velocidad del flujo. Mantuvieron la misma velocidad de flujo del agua que se envía a la parte superior de las partículas . Sin embargo, la velocidad a la que salió la extracción a la jarra dependió de la forma de la canasta. Dado que la velocidad del flujo de entrada del agua era la misma, la velocidad de salida del flujo de extracción se tomó como una función de la forma de la canasta.

“Lo que yo planteo como hipótesis”, dijo el profesor, “es que, en el futuro, las cafeteras más avanzadas, de forma natural, permitirán marcar velocidades de flujo muy específicas”. Algunas cafeteras avanzadas ya hacen esto; la mayoría no… pero creo que el índice de flujo será un parámetro de control que cada vez conocerán  más personas y que afectará al sabor de la taza”.

preparando cafeRecolectando muestras de café con la Behmor Brazen Plus en el UC Davis Coffee Center. Crédito: UC Davis

Índices De Flujo, Transferencia De Masa Y Formas De Los Filtros De Canasta

Entonces, ¿por qué el índice de flujo tiene un mayor impacto en el sabor de la taza que el tamaño de la molienda? Esta es otra de las preguntas que el equipo de UC Davis está intentando contestar.

Sin embargo su trabajo no es fácil, porque el índice de flujo no es solo cuestión de tiempo: también se trata de la masa transferida y de las diferentes cantidades de sustancias químicas y moléculas que están dentro de esta.

El profesor Ristenpart me dijo: “Una de las cosas que estudio es comprender cómo fluye el fluido a través de las partículas de café, cómo la convección afecta la transferencia difusa de la masa de las partículas de café al café que vamos a beber”.

“En realidad es un problema realmente complicado”, continuó, “porque hay muchas moléculas diferentes que están experimentando una transferencia de masa. No solo son una o dos… hay alrededor de 1,000 moléculas de sabor diferentes que se identifican en el café tostado, por lo que, desde un punto de vista químico, es muy complicado.

“Desde un punto de vista físico, también es muy complicado debido a la geometría de la canasta. El flujo no es el mismo en todas partes, por lo que científicamente es un problema muy difícil, pero divertido”.

estudiantes de cafeEstudiantes discuten sobre la preparación del café como parte del módulo de Diseño de Café en UC Davis Coffee Center, un curso que se basa en gran medida en la ingeniería química. Crédito: UC Davis

La Relación Entre La Temperatura Del Agua Y La Forma De La Canasta

La temperatura del agua es solo una variable más que afecta la investigación del profesor. Si bien la mayoría de las personas que preparan café podrían decirte que entre más alta la temperatura del agua se aumenta el índice de extracción, podemos encontrar mucho más que solo esto.

Por ejemplo, tanto la viscosidad como la capacidad de la transferencia de masa se ven afectados por la temperatura del agua. El profesor Ristenpart me dijo que tienen “dependencias exponenciales a la temperatura; en otras palabras, los pequeños cambios de temperatura tienen un gran impacto en algunas de las propiedades físicas y químicas del sistema”.

Y volviendo a los filtros, la geometría de la canasta afectará la transferencia de calor dentro de este. A pesar de que la temperatura del agua suministrada sea constante en diferentes filtros, eso no significa que la temperatura del agua con que reaccionan las partículas sea la misma.

El profesor Ristenpart me dijo que él y su equipo encontraron “hasta ahora una disminución de temperatura de tres o cuatro grados cuando se usa la canasta plana versus las cónica. Por lo que, tres grados en sí ya es mucho, pero en realidad es bastante poco en términos de la dependencia exponencial a la temperatura”.

Por ahora, están usando una temperatura constante para sus experimentos. En el futuro, también pretenden estudiar los efectos que tienen las diferentes temperaturas del agua.

Midiendo la temperaturaMidiendo la temperatura de muestras de café preparado en una Behmor Brazen Plus. Crédito: UC Davis

Calidad Del Agua : Un Factor Más a Considerar

La industria del café se está dando cuenta de la importancia de la calidad del agua, aún más con los amantes de café cada vez más conscientes de esto en los últimos años. Libros como Water for Coffee de Christopher Hendon han ayudado a propagar esta tendencia.

El profesor Ristenpart me comentó que está bien establecido que la dureza del agua puede afectar la preparación del café. La dureza se refiere a la cantidad de iones, especialmente calcio y magnesio, que se encuentran en una muestra de agua.

Aún más recientemente, el Profesor dijo que los investigadores han notado que la composición de los iones también es importante. Dos muestras pueden tener la misma dureza general, pero una puede ser más rica en magnesio, mientras que la otra puede tener más calcio. “Debido a que los iones son diferentes, estos afectan los detalles en que la masa es transferida”.

Es temprano para esta investigación; como me dijo el profesor, tienen datos cualitativos y trabajo teórico, pero “todavía no hay mucha información sólida, por lo que definitivamente es uno de los principales objetivos que tenemos”.

En el futuro, podemos esperar escuchar más acerca de la calidad del agua del UC Davis Coffee Center, que está en proceso de asociación con empresas para crear un laboratorio de agua. “Reconocemos que la calidad del agua es crucial para hacer un buen café”, dijo el profesor Ristenpart.

Con un centro de investigación y educación dedicado al café, existe un gran potencial para el futuro de la preparación. A medida que comenzamos a obtener información sobre la ciencia detrás de nuestra bebida favorita, podremos mejorar tanto la calidad como la consistencia de la misma.

El profesor Ristenpart se propuso tratar el café en la misma manera en que tratamos al vino y la cerveza, y ya estamos viendo grandes resultados.

Los filtros de canasta, la temperatura, la calidad del agua, y los nuevos cuadros de preparación del café son excelentes primeros pasos hacia un viaje a un mejor café.

Así que esperemos un futuro con incluso más investigación.

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Escrito por Angie Molina.

Traducido por Alejandra M Hernández. Traducción editada por Ricardo Gallopp R

Ten en cuenta: este artículo fue patrocinado por Behmor.

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