Coffee News: from Seed to Cup

Elaborando Mezclas Mediante Análisis Molecular

Cuando se trata de café, el sabor es lo más importante, pero ¿podría la química ofrecernos un camino más corto para obtener la mezcla perfecta?

Hemos estado trabajando para crear una mezcla de café “según especificaciones”, es decir, que cumpla con los requisitos precisos de un cliente. Pero en lugar de ir directamente a la mesa de catación, primero nos dirigimos al laboratorio para realizar un análisis molecular.

Y al hacerlo, no solo pudimos sugerir varias mezclas a nuestro cliente, sino que también aprendimos mucho sobre la química detrás del delicioso café. Así que permítenos compartirte nuestros resultados.

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cafeCafé: es una cuestión de química. Crédito: Michael Beermann

El Reto

Nuestra empresa Sci Fi Food, se dedica a la investigación e innovación en la industria alimentaria. Recientemente, un tostador de café comercial nos contrató para desarrollar una nueva marca de un blend. Nuestro reporte concluyó que debería ser diferente, atractivo, con un carácter nuevo y un costo máximo específico.

Este fue el desafío perfecto para nuestro equipo: un tostador con experiencia en sabor del café y un científico de alimentos con experiencia previa en investigación sobre café.

Normalmente, al diseñar una mezcla, el tostador pedirá muchas muestras de café que se ajusten a su presupuesto, las mezclará en diferentes proporciones y las probará para encontrar la mejor entre ellas.

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Sin embargo, este método requiere mucho trabajo. Como siempre buscamos la eficiencia, nuestro equipo buscó una mejor manera de crear la mezcla perfecta de café. Además, al conocer la composición química del café podemos hacer predicciones sobre el sabor.

Así que realizamos un análisis químico de las muestras de café. Nuestra esperanza era que este método nos permitiera reducir el número mezclas potenciales que necesitábamos para catar.

Estuvimos muy satisfechos con los resultados. No pudimos hacer predicciones precisas sobre los sabores finales de las mezclas. Sin embargo, pudimos poner a prueba los atributos de sabor, como el amargor o la acidez, y seleccionar mezclas con atributos favorables antes de la catación. Al hacer esto, de hecho, excluimos ciertas mezclas y nos enfocamos en aquellas que creíamos que eran las opciones más prometedoras.

muestras de cafeNuestro banco de laboratorio, completo con muestras de café. Crédito: Michael Beermann

El Experimento

Comenzamos analizando cinco mezclas de cafés comerciales ampliamente disponibles en Noruega y una mezcla de grado más alto, con un tueste más suave de un tostador de especialidad. También analizamos muestras de los cafés tostados de origen único que estábamos considerando mezclar, además de sus granos verdes.

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Preseleccionamos 11 compuestos químicos (ver la tabla a continuación) encontrados de forma natural en el café que, de acuerdo con la literatura científica, tendrían el mayor impacto en el sabor del café. También buscamos otros compuestos que estaban presentes en mayor o menor medida en ciertas muestras.  

Los compuestos preseleccionados, muchos de los cuales son ácidos orgánicos. Crédito: Michael Beermann

Para analizar las muestras, utilizamos un potente espectrómetro en el Edificio Principal de Resonancia Magnética de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU), financiado por la Facultad de Medicina de NTNU y la Autoridad de Salud Regional de Noruega Central. Este método rara vez se utiliza para el análisis de alimentos, pero lo elegimos porque permite el análisis simultáneo de muchas moléculas dentro del café sin un extenso proceso de laboratorio.

Nuestras muestras demostraron ser químicamente complejas; sufrimos un caso severo de exceso de datos. Todavía hay mucha información que planeamos extraer y, por supuesto, continuamos estudiando nuestras notas de cata para encontrar nuevas correlaciones.

Pero lo que descubrimos, incluso en esta etapa inicial, fue fascinante. Hay tres cosas que merecen atención: los azúcares, los ácidos y la cafeína.

rueda de cafeUn café, muchos sabores. Crédito: Nathan Dumlao

El Dulce Sabor del Azúcar

El único azúcar que preseleccionamos fue la sacarosa o azúcar común. Documentos científicos publicados previamente, muestran que los granos de café verde contienen una alta concentración de sacarosa. En las primeras etapas del proceso del tueste, ésta sacarosa se transforma en moléculas de sabor que a menudo están relacionadas con el gusto agrio y amargo del café.

No es de extrañar, entonces, que la sacarosa también se haya relacionado con la calidad general de los granos de café verde (y, por lo tanto, del producto ya tostado).

En nuestro café verde, encontramos más sacarosa de lo que esperábamos. Sin embargo, en las muestras de café tostado, la concentración de sacarosa había disminuido considerablemente. También notamos que la muestra de café de tueste más suave del tostador de especialidad, tenía considerablemente más sacarosa (0.38 g / L) que las mezclas comerciales (0.11-0.17 g / L). Esto parece confirmar que la sacarosa se degrada al inicio del proceso de tueste.

Esto también podría respaldar la idea de que existe un vínculo entre la sacarosa y la calidad del café. Además, la mezcla de café más suave mantuvo un sabor más dulce y más afrutado que algunos de los cafés con tueste más oscuro que probamos. Varios estudios indican que la sacarosa hace que las notas agrias y amargas de un café parezcan más delicadas y dulces.

Finalmente, usamos un Moccamaster para preparar café verde. La apariencia era similar a una sopa, pero el sabor era increíblemente dulce. Nuestro tostador de café lo describió como un sabor débil a miel, similar al del té. Esto nos indica una vez más, que la sacarosa crea un sabor más dulce y disminuye durante el tueste.

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cafeteraCafé verde preparado en el laboratorio bajo los mismos parámetros que el café tostado. Crédito: Michael Beermann

Los Ácidos Afrutados (y No Tan Afrutados)

Los ácidos en los alimentos son mucho menos aterradores de lo que parecen. De hecho, forman varios de los sabores afrutados que muchos de nosotros conocemos y amamos.

En nuestro trabajo de crear una mezcla de café “de diseñador”, tuvimos que encontrar una forma de distinguir entre la acidez afrutada y limpia del café, y la acidez desagradable persistente. La clave fue seleccionar el tipo correcto de ácido.

Dos de nuestros ácidos preseleccionados, cítrico y málico, son los responsables de sabores que a menudo asociamos con limones y manzanas, respectivamente. En el café, se dice que están entre los principales contribuyentes a una acidez afrutada marcada. Y estos son los tipos de ácido que queríamos.

Otros ácidos que preseleccionamos incluyen al ácido quínico y al clorogénico, y se ha descubierto que ambos dan al café su sabor astringente. El ácido clorogénico puede contribuir al cuerpo del café, a pesar de tener un sabor agrio algo desagradable descrito como “verde” o herboso. El ácido quínico a menudo se correlaciona con un sabor amargo y astringente en el café.

En el caso del café verde, tanto el ácido clorogénico como el ácido quínico se han asociado con el café de grado comercial. Esto sugiere que una concentración reducida de los mismos arroja como resultado un café verde y tostado de mayor calidad. Este es el tipo de ácido que queríamos evitar.

Dado que nuestro cliente quería una mezcla de café que se destacara por su acidez, podíamos elegir muestras de mezclas que tuvieran los compuestos químicos correctos para la acidez afrutada sin la amargura ni la astringencia persistente.

Nuestros ácidos preseleccionados con descripciones de sabor. Crédito: Michael Beermann

Otro ácido que vale la pena mencionar es el ácido fumárico, que a menudo se asocia con un sabor fresco y agrio. En muchos de los estudios que leímos, era un concepto adicional. Sin embargo, al comienzo de nuestro proyecto, nuestro cliente dió a entender que existía una mezcla competidora comercial de café, que tenía el tipo de acidez que estaban buscando. Hicimos un análisis químico de esta mezcla y notamos una mayor concentración de ácido fumárico.

Entonces, buscamos muestras con una alta concentración de ácido fumárico, además de ácido málico y cítrico. Descubrimos cada vez que las mezclas con más ácido fumárico tenían un sabor fresco, chispeante y ácido que recuerda al vinagre. Y las catas a ciegas respaldan esto.

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preparando cafeCafé recién preparado. Crédito: Nathan Dumlao

Cafeína: Un Compuesto Químico Amargo

No podemos hablar de la química del café sin mencionar a la cafeína. La molécula más famosa del café, la que te hace sentir despierto y con energía.

Pero cuando se trata de sabor, se ha reportado que la cafeína tiene un sabor fuerte y amargo. De hecho, se ha descubierto que contribuye significativamente a la amargura que forma nuestra percepción de la “fuerza” del café (aunque ciertamente no es el único factor).

La Asociación Nacional del Café de los EE. UU. (NCA) sostiene que una taza de 8 onzas contiene un promedio de 95 mg de cafeína, con un rango de entre  75 y 165 mg. Sin embargo, nuestras muestras comerciales de Noruega tenían un rango de entre 143 mg y 165 mg por taza.

Y curiosamente, el café de especialidad más suave tenía el menor contenido de cafeína. Por otro lado, el café comercial reportado como el “más fuerte” tuvo el mayor contenido de cafeína.

Decidimos usar el contenido de cafeína como un indicador para el sabor fuerte y amargo del café. Si bien la amargura no era nuestro objetivo, era vital tener un poco de equilibrio. Mucha gente asociará una cierta cantidad de amargura con una buena taza de café.

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chemexCafé preparado en un Chemex

Dulzura, notas a frutas, amargura, astringencia… Comprender todos estos sabores y poder detectarlos en muestras, incluso antes de dirigirnos a la mesa de cata es una capacidad útil. Nos puede ayudar en la búsqueda de un café de mejor calidad y mucho más delicioso. Incluso, esto puede ser útil para los productores y tostadores en la selección de técnicas de cultivo y perfiles de tueste.

Hay un largo camino por recorrer, pero todos estos nuevos conocimientos nos ayudan a llegar a la meta. Por supuesto, lo que podemos lograr tiene sus límites.

Investigación Científica Vs Comercial

Somos una empresa dedicada a la investigación y desarrollo dentro de la industria alimentaria. Mientras que un estudio científico sometería todos los resultados a un riguroso proceso de análisis estadístico y revisión por pares para garantizar que los resultados sean lo más precisos posible, y dentro de un margen de error extremadamente estrecho, trabajamos en un entorno comercial. Esto significa que no sometemos nuestros resultados al mismo proceso.

Nuestra empresa fue fundada con la misión de promover la transparencia en la ciencia de los alimentos, y publicamos la mayor cantidad posible de nuestros resultados. Sin embargo, mantenemos la confidencialidad con respecto a nuestros clientes, es decir que no toda la información puede ser divulgada. Nuestros resultados seguirán siendo interesantes y esperamos promover una discusión abierta y mayor investigación.

Y de esta forma, esperamos poder avanzar hacia una comprensión más informada de la ciencia detrás del sabor del café; y cómo los tostadores, productores y todos los profesionales pueden hacer uso de él.

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Escrito por Michael Beermann y Tony Jacobsen.

Traducido por Alejandra M. Hernández. Traducción editada por María José Parra.

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