La relación entre el tiempo y el color en el tostado del café

Traducción sin ánimo de lucro del artículo:

FLAVOR DEVELOPMENT

The Relationship Between Time and Color in Coffee Roasting

By Morten Münchow and Jesper Alstrup

https://www.roastmagazine.com/currentissue/Roast_Feature_FlavorDevelopment.html

EN TODO EL MUNDO, la DEMANDA DEL CONSUMIDOR por café de alta calidad está aumentando. Si bien el consumo total de café crece cada año, el segmento de cafés especiales ha experimentado la mayor parte del crecimiento. Este aumento de la demanda se combina con una mayor conciencia del consumidor de que la experiencia sensorial de beber café es la culminación de los numerosos vínculos y procesos a lo largo de la cadena de valor. Desde la genética de las plantas, el terruño y los métodos de procesamiento hasta el transporte, el almacenamiento, el tostado y la elaboración de la bebida, así como el entorno social en el que se consume el café, la calidad puede considerarse como el disfrute sensorial general de todos estos aspectos combinados.

En este artículo, nos centraremos en uno de los principales procesos de transformación en la cadena de valor que afecta la calidad del café: el tostado. La magnitud de la importancia que algunos de los parámetros clave de control del tostado tienen sobre las propiedades sensoriales de nuestra preparación resultante son críticos para la diferenciación de productos en el mercado global.

Sin embargo, un enfoque sistemático para la modulación del tostado puede guiarnos completamente solo si apoyamos estos experimentos con un enfoque basado en la evidencia para la evaluación sensorial. Por esta razón, hemos decidido compartir nuestros hallazgos de un estudio de investigación extenso y recientemente publicado que realizamos con la ayuda de la comunidad cafetera en general. El estudio se centra en el color final de un café después de tostado para garantizar la consistencia y la calidad al crear perfiles de tostados.

En términos generales, la diferencia en los estilos de tostado entre el café comercial y el café de especialidad ofrece una visión fascinante de cómo la comunidad del tostado aún está muy lejos de llegar a un consenso sobre la importancia de ciertos parámetros de control del tostado y qué factores tienen el mayor impacto en el sabor. Por supuesto, cómo se configuran estos parámetros para cada tostador refleja el estilo de tostado de la máquina, pero saber qué variables medir permitirá una mayor claridad en futuros programas de investigación y educación.

Por ejemplo, se han realizado muchas investigaciones sobre los impactos físicos y químicos de la velocidad de tostado con experimentos de alta temperatura a corto tiempo (HTST) y de baja temperatura a largo tiempo (LTLT) en la industria del café comercial. Por otro lado, los tostadores de café especiales han puesto énfasis en el momento de las fases de tostado y el evento durante el proceso de tostado conocido como "primer crack". La primera crepitación ocurre cuando la presión acumulada dentro del grano hace que expulse el vapor, junto con otros compuestos aromáticos volátiles, haciendo una "crepitación" audible en la máquina tostadora. Este paso anuncia el inicio de una fase a la que nos referimos como "tiempo de desarrollo". Esta fase final puede considerarse como una medida del tiempo que el café pasa durante la fase primaria de formación de aroma.

Consenso sobre tiempo y temperatura

El punto de referencia más ampliamente aceptado en la comunidad mundial del tostado parece ser la relación crucial entre el tiempo y la temperatura. Este es, sin duda, un punto de partida fundamental para comprender el proceso de tostado. Pero también es un punto de partida de cualquier consenso común cuando se trata de parámetros de control acordados con respecto a la calidad y la consistencia. Aunque el color del café tostado todavía se considera un parámetro importante en el café de especialidad, parece haber muchas opiniones contradictorias sobre la magnitud de su relevancia como herramienta de diagnóstico para el control de calidad. En este contexto, las etiquetas genéricas como "claro", "medio" y "oscuro" pueden ser engañosas porque son muy vagas. De hecho, cuanto más profunda sea nuestra comprensión de las complejidades inherentes al proceso de tostado a nivel químico, físico y sensorial, mayor será la probabilidad de malas interpretaciones dentro de la comunidad profesional de tostado en todas las culturas y continentes. Necesitamos comenzar a hablar sobre el grado de tostado de una manera más objetiva.

GRÁFICO 1. Modelo teórico que ilustra el desarrollo de la temperatura a lo largo del tiempo para los perfiles de tostado y las fases principales investigadas en esta investigación (por ejemplo, tiempo hasta la primera crepitación, tiempo de desarrollo).

Sabiduría popular versus estudio científico

Como socios de una consultora de educación e investigación científica del café que imparten cursos acreditados sobre análisis sensorial y tostado para la Asociación de Cafés Especiales (SCA), encontramos una gran confusión dentro de la comunidad del café especializado cuando se trata de perfiles de tostado y su impacto en el control de calidad. Las opiniones competitivas sobre el tostado a menudo se amplifican en las redes sociales, lo cual es inevitable y perfectamente comprensible.

Por esta razón, nos asociamos con el Departamento de Ciencia de los Alimentos de la Universidad de Copenhague y el SCA para investigar cómo las diferentes condiciones de tostado pueden tener un impacto crucial en el sabor del café. Diseñamos la investigación para abarcar los mercados de cafés comerciales y especiales, y la difusa "zona gris" en el medio. Al compartir libremente la investigación con la comunidad de tostado de café, esperamos poder ayudar a establecer un terreno sólido en el acalorado debate sobre qué medidas de control del tostado son más importantes para la calidad sensorial del producto tostado final.

Al compartir algunos hallazgos claves de esta investigación, esperamos tranquilizar a los tostadores de café profesionales que luchan por navegar por el laberinto de parámetros de control de calidad en conflicto. Lejos de minimizar la enorme contribución que un enfoque técnico para la elaboración de perfiles de tostado ha dado a nuestra comprensión colectiva del tostado de café en los últimos años, nuestro objetivo es distinguir qué modulaciones de tostado pueden tener el mayor impacto en la taza desde una perspectiva sensorial. Afortunadamente, los estudios científicos empíricos ayudan a aportar claridad a un mundo a menudo borroso por la complejidad y la opinión popular.

Concepto de grado de tostado

Primero, veamos el concepto de grado de tostado (es decir, el color) en el café. Se puede determinar el grado de tostado ya sea a simple vista o, preferiblemente, utilizando un instrumento preciso como un espectrómetro del color de tostado para medir objetivamente el grado de tostado. En pocas palabras, no entregaremos el mismo producto tostado a nuestros clientes si no logramos un grado de tostado final consistente. Aunque puede haber algunas desviaciones menores debido a las condiciones ambientales cambiantes en el tostador, las entregas a cafeterías u oficinas corren el riesgo de ser rechazadas si el producto final está demasiado lejos de las expectativas estándar, a veces con consecuencias muy inconvenientes y derrochadoras para las empresas de tostado de café.

En segundo lugar, el concepto de grado de tostado tiene una alta correlación con la temperatura final. Esto significa que la temperatura final puede usarse como un fuerte indicador de cuándo terminar el tostado. Sin embargo, debemos suponer que todos los demás parámetros de control del tostado, incluida la temperatura de carga, el flujo de aire, la entrada de energía, el tamaño del lote y las condiciones ambientales, como la humedad relativa, permanecen constantes si vamos a usar esto como una guía práctica. Ahora consideremos que el color del café tostado es un efecto de las reacciones de ennegrecimiento no enzimáticas que ocurren durante el proceso de tostado. Estas reacciones de Maillard son el resultado de moléculas que chocan entre sí y desencadenan nuevas cadenas de reacciones químicas entre los aminoácidos y los azúcares. Durante este proceso, nuevos compuestos como las melanoidinas añaden color al café tostado. Por lo tanto, la velocidad de estas reacciones aumenta con temperaturas más altas. Esto explica por qué la temperatura es una buena estimación del color y es un indicador de cuántas reacciones de oscurecimiento podemos esperar, suponiendo que todo lo demás permanezca constante.

El otro factor importante que debemos tener en cuenta es el tiempo. Mientras más tiempo permitamos que el café se tueste, más podemos esperar que ocurran reacciones de ennegrecimiento químico. Para ilustrar esto, tostamos nueve muestras en un tostador IKAWA. Manteniendo el tiempo para la primera crepitación, las muestras se tostaron a la misma temperatura final, pero con diferentes tiempos de desarrollo que van de uno a tres minutos. El grado de tostado se midió utilizando un colorímetro Agtron Gourmet. El gráfico 2 muestra el efecto que el tiempo tiene en el color con una temperatura final constante y fija.

GRÁFICO 2. Las muestras se tuestan a una temperatura final fija pero con diferentes tiempos de desarrollo. Puede ver la relación entre un tiempo de desarrollo más largo y un valor de Agtron más bajo (es decir, un color tostado más oscuro).

Podemos concluir que la temperatura y el tiempo regulan la cantidad y la velocidad de las reacciones de pardeamiento durante el proceso de tostado de café. Esto significa que si aumentamos un parámetro (por ejemplo, el tiempo), debemos disminuir el otro (por ejemplo, la temperatura), o viceversa, para alcanzar el mismo color de tostado.

El gráfico 3 a continuación es de uno de nuestros estudios donde el color del tostado se mantuvo igual con cuatro tostados consecutivos. La diferencia entre los perfiles tostados fue el tiempo que tardó en alcanzar ese color después de la primera crepitación. Si aplicamos este principio, está claro que a medida que aumenta el tiempo de desarrollo, la temperatura final debe reducirse para lograr el mismo color final de tostado.

GRÁFICO 3. Descripción general de los perfiles de tostado incluidos en el estudio. La línea punteada roja indica la relación entre la temperatura final, el tiempo y el grado de tostado alcanzado. Estos ejemplos ilustran perfiles de tostado con un tiempo de desarrollo cada vez más largo (el tiempo desde la primera crepitación hasta el color de destino).

Los resultados muestran que el grado de tostado de un café puede verse muy afectado por grandes variaciones en el tiempo (que van desde 1 minuto, 31 segundos a 6 minutos, 30 segundos en el tiempo de desarrollo, o alrededor de una diferencia de cinco minutos desde el tiempo de desarrollo más rápido hasta el más lento tiempo de desarrollo) o temperatura final ("rápido" fue de 205 °C / 401 °F y "lento" fue de alrededor de 190 °C / 374 °F, o una diferencia de 15 °C / 27 °F entre la muestra más lenta y la más rápida ) Introducir protocolos intermedios de tostado por lotes y estar al tanto del entorno cambiante fuera y dentro del tostador también ayudará a reducir las desviaciones en los resultados de tiempo o temperatura. Hacer los ajustes necesarios para ayudar a compensar las condiciones ambientales cambiantes durante el día garantizará aún más un producto tostado final más consistente. Tener en cuenta medidas precisas de color tostado como parte del desarrollo de productos o protocolos de control de calidad es un factor importante para cumplir con las altas expectativas de los clientes y consumidores en el café de especialidad.

Para ilustrar este concepto, podría intentar tostar con la misma temperatura de grano durante un día y medir el color del café que sale. De esta forma, puede ver si el color del producto final tostado cambia a lo largo del día, incluso si la temperatura del grano se mantiene igual. Puede ser un experimento costoso, pero sería la forma correcta de abordarlo desde una perspectiva científica. Otra forma de explorar este concepto sería tomar un café que requiera muchos lotes para el tostado del día y usar los ojos para descargar el café del mismo color cada vez; notará cómo cambia la temperatura del grano a lo largo del día. Esto requiere que usted sea coherente en la toma de decisiones de color visualmente, una habilidad que se espera de un experto en tostados.

Impacto sensorial en el sabor

Extraída de datos sensoriales cualitativos exhaustivos recopilados por CoffeeMind de ocho estudios y con un total de casi 18,500 puntos de datos recopilados durante seis años, nuestra investigación tiene como objetivo comprender mejor la relación entre los insumos técnicos en el tostado de café y las propiedades sensoriales resultantes. Utilizando el análisis sensorial descriptivo, nuestra investigación muestra la importancia relativa de dos parámetros clave de tostado en las propiedades sensoriales del café: color y tiempo. De hecho, descubrimos que el grado de tostado representaba más del 80 por ciento de la variación total en las propiedades sensoriales del café. Además, encontramos que, si bien ambos parámetros afectaron significativamente el sabor del café, el color fue el predictor más fuerte de los dos. Los resultados también indican que, bajo el mismo resultado de color de tostado, la variación del tiempo también influye en gran medida en el sabor, específicamente, el tiempo de desarrollo después de la primera crepitación, en lugar del tiempo hasta la primera crepitación.

Todos los estudios adoptaron el mismo enfoque metodológico estricto, utilizando el mismo conjunto de atributos sensoriales, para proporcionar una base sólida para cuantificar la magnitud de la influencia que cada parámetro de control de tostado tiene sobre las propiedades sensoriales de los cafés resultantes. Estos protocolos científicos se utilizan en laboratorios sensoriales de todo el mundo para generar datos científicos confiables. La ilustración 1 muestra una visión general de los estudios realizados.

ILUSTRACIÓN 1. Resumen general de los estudios realizados para el meta-análisis (véase el Cuadro 1 del Anexo a continuación).

Todos los atributos sensoriales detallados en la Ilustración 2 fueron calificados en una escala lineal con puntos de intensidad. Los evaluadores evaluaron el café utilizando el método de catación estándar en el que el café se aspira a la boca con una cuchara. Las muestras se evaluaron en tres réplicas, y el orden de las muestras se aleatorizó entre cada uno de los panelistas para evitar sesgos. La ilustración 2 enumera los atributos sensoriales descriptivos evaluados por los evaluadores en cada uno de los estudios.

ILUSTRACION 2. Atributos sensoriales y descriptores utilizados por los asesores a través de todos los estudios (ver abajo en el anexo la tabla 2)

Resultados y conclusiones

Después del análisis estadístico, surgieron algunos resultados sorprendentes de esta investigación, que se publicó en una revista de acceso abierto y está disponible para leer en su totalidad en mdpi.com/journal/beverages (https://www.mdpi.com/2306-5710/6/2/29).

Primero, el cuerpo del atributo de sensación en la boca no se vio significativamente afectado al modular la fase de tostado desde el momento hasta la primera crepitacion, o el tiempo de desarrollo. Esto es interesante, ya que desafía la sabiduría popular que vincula la reacción de Maillard con el aumento del cuerpo. De hecho, el concepto de cuerpo, o sensación en la boca, es un concepto difícil de alcanzar para la mayoría de las personas y puede conducir a una variedad de definiciones individuales que pueden ser problemáticas para la evaluación sensorial objetiva.

Otro resultado sorprendente fue que, a diferencia del amargor, la intensidad del regusto disminuyó con un mayor tiempo de tostado en ambas fases de tostado.

El efecto del tiempo de tostado en los atributos de sabor restantes fue menos sorprendente. En particular, se encontró que la intensidad de la fruta disminuye con ambas fases de tostado, como la acidez. El atributo pan tostado se asoció significativamente con un mayor tiempo de desarrollo. Esto está en línea con la formación de compuestos aromáticos volátiles como el maltol (por ejemplo, similar al caramelo), difurfuril éter (por ejemplo, tostado) y piridina (por ejemplo, tostado, quemado) durante el tiempo de desarrollo después de la primera crepitación.

Siguiendo el sistema de certificación SCA para tostadores, cada estudio incluyó un defecto llamado horneado, que puede definirse como un tiempo de desarrollo excesivamente extendido y caracterizado por intensas notas tostadas o a “pan”. Los resultados del metanálisis nos permiten concluir con mayor confianza que es el tiempo de desarrollo, y no el tiempo de la primera crepitacion, lo que está asociado con este defecto de tostado. Finalmente, el tiempo de tostado se asoció negativamente con respecto al equilibrio y los atributos de la taza limpia, aunque solo el efecto del tiempo de desarrollo impactó significativamente la percepción de equilibrio de los evaluadores.

Si bien estos resultados pueden no ser del todo sorprendentes para muchos tostadores o catadores de café experimentados, el hallazgo interesante es que la variación en el tiempo de tostado después del primer crack, mientras mantiene el color constante, tiene una influencia importante en el sabor del café. La investigación también proporciona un marco práctico para que la industria del café comprenda mejor cómo la relación entre el color tostado y el tiempo afecta el sabor. Nuestra investigación establece una base científica sólida para priorizar el color, seguido de cerca por el tiempo de desarrollo después de la primera crepitacion, sobre las fases de tostado que lo preceden. No hay una bala mágica en la identificación de derivados en la curva tostada; sin embargo, factores como la tasa de aumento (ROR), aunque importantes, caen en el orden de prioridad en el desarrollo de productos y los procedimientos de control de calidad que el color final de un café tostado.

En particular, nuestra investigación sirve para informar el desarrollo de futuros sistemas y protocolos de certificación basados en evidencia en el aspecto de desarrollo de productos y control de calidad del tostado de café. Desde una perspectiva científica y práctica, estos hallazgos ayudan a proporcionar una brújula basada en la evidencia para navegar de manera segura fuera de las complejidades de la tostación de café y la evaluación sensorial. Si nos centramos en los parámetros primarios de control de tostado que tienen el mayor impacto en los resultados sensoriales, en lugar de los derivados secundarios que pueden no tenerlo, nos permitimos más tiempo para actividades relevantes, como explorar las preferencias del cliente para inspirar el desarrollo del producto. Además, si seguimos hacia dónde nos lleva la ciencia y adoptamos un enfoque más simplificado y sistemático para el tostado de café, podemos servir a la comunidad cafetera con mayor calidad, consistencia y, sobre todo, confianza.

 

Anexo

Sobre el estudio

Enfoque: cada estudio se centró en el café tostado con diferentes perfiles de tiempo y temperatura con el objetivo de centrarse en tres objetivos claros de investigación:

·         Comparar el impacto general de la modulación del color tostado versus la modulación del tiempo de tostado en el perfil sensorial del café;

·         Evaluar la magnitud y el efecto de las modulaciones de color en los atributos sensoriales individuales;

·         Evaluar la magnitud y la dirección de las modulaciones de temporización en los atributos sensoriales individuales, con un enfoque en las distintas fases del proceso de tostado.

ANEXO TABLA 1. Resumen de los estudios incluidos en el documento. La tercera columna indica qué parte del proceso de tostado se varió en cada estudio individual * (por ejemplo, Col = Color tostado, Primer crack= Tiempo hasta la primera crepitación, Dev = Tiempo de desarrollo).

Condiciones experimentales

Tostado: El café verde fue tostado usando un tostador de tambor Probatino de 1 kilo en todos los estudios, excepto en el estudio seis, en el que se utilizó un Halcón Loring de 15 kilogramos. Los tiempos generales de tostado variaron de una velocidad de tostado rápida (por ejemplo, 7 minutos, 40 segundos) a una velocidad de tostado lenta (por ejemplo, 20 minutos, 20 segundos). Mientras tanto, la medición del color de tostado final abarcó desde el rango de color Agtron Gourmet inferior (es decir, más oscuro) (por ejemplo, 46) hasta un tostado de color más claro (por ejemplo, 117).

Modalidad sensorial	Atributo sensorial	Definicion sensorial descriptiva	Material de referencia
SABOR BASICO	Acidez	Asociada con el sabor de una solucion de acido citrico	0.6 grs acido citrico/Litro agua
	Amargo	Asociado con el sabor de una solución de cafeina	0.54 grs cafeína/Litro agua
	Dulzura	Asociado con el sabor de una solución de sucrosa	24 grs sucrosa/Litro agua
AROMA	Pan tostado	Asociado con el aroma del pan tostado	Pan blanco tostado
	Frutado	Asociado con el aroma de la mezcla de frutas	Mezcla de frutas
	Cocoa	Asociado con el aroma de los granos de cacao
	Nuez/Chocolate	Asociado con el aroma de la nuez y el chocolate
SENSACION EN BOCA (mouthfeel)	Cuerpo	Plenitud de café en la boca	Café con leche
RETROGUSTO	Retrogusto	La duración del sabor persistente después de escupir la muestra
OTROS	Balance	Que tan bien están balanceados los sabores
	Taza limpia	Sin interferencia de sabores negativos
		Sin sabores o aromas deferentes al café

 

ANEXO TABLA 2. Atributos sensoriales, definiciones y material de referencia utilizado para la capacitación de evaluadores en todos los estudios.

Evaluación: molido a un tamaño de partícula ligeramente grueso, el café se preparó agregando 50 gramos de café grueso a una cafetera prensa francesa y luego agregando 900 mililitros de agua a una temperatura de 92 °C / 197.6 °F. La solución de café fue suavemente agitada 10 veces con una cuchara, se retiró la espuma y después de un tiempo de extracción de 3 minutos, 30 segundos, se presionó el émbolo hasta el fondo. La extracción se terminó decantando el café en matraces térmicos y vertiéndolo en cuencos de 200 mililitros antes de servirlo al panel sensorial a una temperatura de 55 ° C / 131 °F.

Este protocolo de evaluación fue desarrollado por CoffeeMind en colaboración con el Departamento de Ciencia de los Alimentos de la Universidad de Copenhague y se ha utilizado desde 2014, cuando comenzamos a realizar estos proyectos de investigación. El uso de prensas francesas elimina las variaciones entre tazas.

 

Sobre la investigación

Esta investigación está disponible gratuitamente, y puede leer los resultados completos de la investigación en la revista científica de acceso abierto Beverages visitando mdpi.com/journal/beverages: Roasting Conditions and Coffee Flavor: A Multi-Study Empirical Investigation https://www.mdpi.com/2306-5710/6/2/29

MORTEN MÜNCHOW es el fundador de CoffeeMind. Ha consultado en todo el mundo y ha desarrollado programas de capacitación para tostadores de café desde 2007, y realiza investigaciones sobre el café en el Departamento de Ciencia de los Alimentos de la Universidad de Copenhague.

JESPER ALSTRUP tiene una maestría en ciencias sensoriales y del consumidor del Departamento de Ciencia de los Alimentos de la Universidad de Copenhague, y se especializó en la evaluación sensorial de la modulación del perfil tostado en su tesis de maestría. Ha trabajado con educación, consultoría e investigación en CoffeeMind desde 2016.

ACERCA DE COFFEEMIND CoffeeMind es una academia de investigación científica, degustación y tostado de café con sede en Copenhague, Dinamarca, con sedes internacionales. Su objetivo es ayudar a los estudiantes y profesionales del café a desarrollar sus carreras a través de la ciencia aplicada en la industria del café. Su objetivo es brindar satisfacción al consumidor, lo que conduce a negocios más sostenibles y, en última instancia, a una comunidad de cafés especiales más fuerte. Obtenga más información en www.coffee-mind.com.

https://www.roastmagazine.com/resources/Articles/2020/2020_Issue4_JulyAug/Roast_JulyAug20_Feature1_FlavorDevelopment.pdf