Curva color universal café arábica tostado
traducción sin ánimo de lucro y de carácter educativo del
documento:
Anokye-Bempah, L., Styczynski, T., Ristenpart, W.D. et
al. A universal color
curve for roasted arabica coffee.
Scientific
Reports volume 15,
Article
number: 24192 (2025)
https://doi.org/10.1038/s41598-025-06601-w
Resumen
El color es un indicador clave de la calidad y el
nivel de tueste de los granos de café. Sorprendentemente, se sabe poco sobre el
efecto de los diferentes "perfiles de tueste", es decir, la
temperatura en función del tiempo dentro de la tostadora, en la dinámica del
color durante el tueste. La mayoría de los trabajos previos se centraron en
tostadoras a escala de laboratorio con escaso control sobre el perfil de
tueste. En este trabajo, investigamos siete perfiles de tueste con la misma
duración total, pero con dinámicas variables, dentro de una tostadora de tambor
comercial de 5 kg, utilizando café de tres orígenes. Demostramos que, a pesar
de las marcadas diferencias en los perfiles de tueste y los orígenes del café,
el color del grano siempre se corresponde con una "curva universal de
color del café tostado" cuando se grafica en el espacio de color L*a*b*.
Esta curva universal de color se modeló mediante regresión polinómica de
efectos mixtos y se validó mediante una revisión sistemática de la literatura existente
siguiendo el protocolo PRISMA para demostrar su amplia aplicabilidad. Aunque la
dinámica del desarrollo del color del tueste varió según los perfiles de
tueste, los cafés siempre presentaron valores L*a*b* aproximadamente iguales en
etapas importantes del tueste, como el cambio de color, el primer y el segundo
crack. Analizamos cómo estos resultados aportan información valiosa sobre las
mediciones de color y cómo pueden fundamentar cuantitativamente los estándares
de tueste en la industria del café, tanto para aplicaciones en tiempo real como
post-tueste.
El color es uno de los parámetros más importantes
utilizados en la caracterización del café. En la industria cafetera, el color
del grano sirve como un valioso indicador del nivel de tueste y desempeña un
papel crucial en la evaluación de la calidad y las preferencias del consumidor1,2,3.
Además, los cambios en el color del grano durante el tueste se han
correlacionado con variaciones en otras propiedades fisicoquímicas, como el
contenido de acrilamida4, la composición aromática5, la
actividad antioxidante y los compuestos volátiles6,7, así como el
contenido de ácido clorogénico y cafeína8.
Generalmente, el color del tueste se determina
mediante inspección visual (humana) o por comparación con placas de referencia
como los discos de color de la Specialty Coffee Association of America (SCAA)9.
Aunque ampliamente utilizadas, las evaluaciones visuales son subjetivas y
pueden verse influenciadas por numerosos factores como la iluminación, el
tamaño de la muestra, el color circundante y el ángulo de observación10.
En consecuencia, se han desarrollado instrumentos de medición del color, como
espectrofotómetros y colorímetros, para proporcionar condiciones estandarizadas
para mediciones precisas y consistentes. Los espectrofotómetros miden la
reflectancia (o transmitancia) espectral de muestras de café entero o molido en
diferentes longitudes de onda del espectro visible (380 nm a 780 nm). Las
lecturas se presentan como espectros de reflectancia o se convierten en escalas
de medición de nivel de tueste estándar como el sistema de clasificación Agtron10,11.
Los colorímetros, por otro lado, cuantifican el color basándose en la teoría de
tres componentes de la visión del color, utilizando tres sensores para imitar
la percepción del color del ojo humano. Así, los colorímetros miden la
intensidad de la luz reflejada o transmitida a través de una muestra y
convierten estas mediciones en valores triestímulo X-Y-Z, que luego se traducen
a espacios de color estándar como RGB, CIE L*a*b*, CIE L*u*v*, CIE Yxy o CIE
LCH12. El espacio de color CIELAB o L∗a∗b∗, que es un estándar de color implementado por la
Commission Internationale de l’Eclairage’ (CIE, 1976), es ampliamente utilizado
porque proporciona un espacio de color perceptualmente uniforme, donde la
distancia euclidiana entre dos colores diferentes corresponde aproximadamente a
la diferencia de color percibida por el ojo humano10. Este sistema
describe el color mediante tres coordenadas: L*, a* y b*. La coordenada L*
representa el componente de luminancia o luminosidad, con un rango de 0 a 100
(de negro a blanco), mientras que las coordenadas a* (de verde a rojo) y b* (de
azul a amarillo) son dos componentes cromáticos que suelen oscilar entre − 120
y 120 en aplicaciones prácticas. Sin embargo, estos rangos no son absolutos y
pueden superar estos valores, dependiendo de la implementación y el equipo de
medición10,13.
Es bien sabido que, durante el tueste, el color de los
granos de café cambia progresivamente a amarillo, marrón, marrón oscuro y
finalmente a negro14. Varios estudios han investigado el impacto del
tueste en el color del café15,16,17,18,19,20,21,22,23,24. Sin
embargo, existen muchos menos datos sobre cómo cambia el color como una función
de "perfiles de tueste" específicos, el término utilizado en la
industria del café para denotar la temperatura versus el tiempo medido dentro
del tostador. La mayoría del trabajo se ha centrado en el café tostado en
hornos mantenidos a temperaturas constantes. Los primeros trabajos de Little y
Mackinney (1956) examinaron el impacto de cinco temperaturas de tueste (150–200
°C) y varios orígenes de café en la luminosidad (L*) del café tostado.
Informaron una disminución constante en los valores de L* con el aumento de la
temperatura de tueste y tasas de cambio similares en los diferentes orígenes de
café25. Schenker (2000) investigó los efectos de los perfiles de
tueste isotérmico, incluyendo el de alta temperatura y corto tiempo (HTST, 260
°C, 180 s) y el de baja temperatura y largo tiempo (LTLT, 220 °C, 720 s) en las
coordenadas de color L*a*b* durante el tueste. Descubrieron que las
temperaturas más altas condujeron a cambios más rápidos en el color del tueste,
con trayectorias de color consistentes observadas en los diferentes perfiles de
tueste26. Wang y Lim (2012) examinaron más a fondo los valores L* en
etapas clave del tueste (café verde, primer y segundo crack, 48 s después del
primer y segundo crack) utilizando cuatro perfiles de tueste isotérmicos
(210–240 °C) e informaron cambios significativos en los valores L* hasta el
segundo crack27. De manera similar, Pramudita et al. (2017) y Mehaya
y Mohammad (2020), utilizando hornos de secado, investigaron los efectos de las
temperaturas isotérmicas (de 140 °C a 300 °C) y el tiempo (de 10 min a 24 h) en
la formación del color del café. Ambos estudios hallaron que las temperaturas
más altas resultaron en una disminución más rápida de los valores L*, mientras
que las temperaturas más altas produjeron sistemáticamente valores L* finales
más bajos18,28. Otros estudios con tueste isotérmico han corroborado
estos resultados1,16,24.
Cabe destacar que estos estudios solo midieron el
color al inicio y al final del tueste o en intervalos poco frecuentes, lo que
proporciona una imagen incompleta de los cambios de color a lo largo del
proceso. Más importante aún, los estudios mencionados utilizaron métodos de
tueste isotérmico o secado en horno, que no reflejan la práctica habitual en
los perfiles de tueste a escala comercial26. En concreto, aún no
está claro cómo los perfiles de tueste estándar de la industria, en particular
aquellos que implican lotes grandes (> 1 kg) y fluctuaciones significativas
de temperatura a lo largo del tiempo, influyen en la dinámica del color del
café durante el tueste. Estos estudios también se centraron en un conjunto
limitado de perfiles isotérmicos, como HTST y LTLT, que no reflejan la amplia
gama de perfiles utilizados en la industria del café. Además, las relaciones
entre las coordenadas de color L*a*b* durante el tueste a escala comercial aún
no se han investigado sistemáticamente. El trabajo más detallado que
correlaciona las coordenadas de color L*a*b* se centra en condiciones
isotérmicas en un horno de secado durante hasta 24 h con un tamaño de muestra
pequeño de 5 g18. Aún no está claro cómo los perfiles de tostado
estándar de la industria podrían influir en estas correlaciones o cómo afectan
a diferentes tipos de café verde de diversos orígenes o procesados con
diferentes métodos.
El objetivo de este estudio fue evaluar cómo los
diferentes perfiles de tueste y orígenes del café impactan los cambios en el
color del café durante el tueste en una tostadora representativa a escala
comercial. Además, buscamos evaluar la relación entre las coordenadas de color
L*a*b* durante el tueste. Con este objetivo, primero examinamos el impacto de
siete perfiles de tueste muy diferentes en el color de un café de origen único.
La duración total de cada tueste se mantuvo constante, pero variamos los insumos
de energía para obtener diferentes perfiles de tueste. Se recogieron muestras
cada minuto de la tostadora para medir los valores L*a*b*. A continuación,
evaluamos cómo los cambios de color dependían del origen utilizado para
procesar los granos de café, examinando un subconjunto más pequeño de perfiles
de tueste. Por último, investigamos las correlaciones entre las coordenadas de
color L*a*b* y realizamos una revisión sistemática y un metaanálisis para
comparar nuestros resultados con la literatura existente. Un hallazgo importante es que, independientemente del
perfil de tueste o del origen del café, el color del café durante el tueste
siempre sigue una “curva de color de café arábica tostado universal” cuando se
grafica en el espacio de color L*a*b*.
Materiales y
métodos
Resumen del diseño experimental
Los datos que se presentan aquí se recopilaron durante
una serie de experimentos realizados en el Centro de Café de UC Davis entre
julio y diciembre de 2022 para investigar sistemáticamente el impacto de los
perfiles de tueste en diferentes parámetros importantes del café. Los detalles
sobre los perfiles de tueste específicos y su correspondiente impacto en la
acidez titulable ya se han publicado en Anokye-Bempah et al.29. En
este estudio, nos centramos específicamente en los cambios de color del café
arábica durante el tueste.
En resumen, examinamos siete perfiles de tueste:
“inicio rápido” (FS), “inicio lento” (SS), “medio” (MD), “producción” (PR),
“flick exagerado” (EF), “tasa de ascenso negativa” (NR) y “Maillard extendido”
(EM), utilizando una tostadora comercial por lotes de 5 kg (P5 modelo 2, Probat
GmbH, Emmerich am Rhein, Alemania).
Cada tueste duró 16 minutos y se recolectaron muestras
a intervalos de un minuto, lo que produjo un total de 17 muestras (16 muestras
durante el tueste más su muestra de café verde correspondiente). Los siete
perfiles de tueste se realizaron en un café ugandés lavado. Investigamos además
un subconjunto más pequeño de perfiles de tueste (FS, SS y EM) con dos cafés
adicionales: un café indonesio lavado y un café centroamericano procesado con
miel. Cada tueste se realizó por triplicado para permitir un análisis
estadístico completo. Así, se realizaron 39 tuestes experimentales (7 × 3 para
el experimento de perfiles de tueste y 2 × 3 × 3 para el experimento de
orígenes del café), con 17 muestras por tueste, lo que resultó en 663 muestras.
Posteriormente, todas las muestras se molieron y se evaluaron mediante
mediciones colorimétricas en el espacio de color L*a*b*.
Café verde y perfiles de tueste
Se utilizaron granos de café verde (Coffea arabica) de
tres orígenes (ubicaciones geográficas) diferentes: un café ugandés lavado de
Sipi Falls (USF), un café indonesio lavado de Sumatra (SUM) y un café
centroamericano procesado con miel de Ataco, El Salvador (ELS), seleccionados
por sus perfiles de sabor muy diferentes. Antes de los experimentos de tueste,
los cafés verdes se empacaron y etiquetaron en sacos de yute de 1 kg (modelo
n.° S-8423, Uline, Pleasant Prairie, WI, EE. UU.), se cerraron con una brida y
se almacenaron en una cámara ambiental (Caron Inc., modelo 7000-25, Marietta,
OH, EE. UU.), con condiciones que imitaban las condiciones típicas de
almacenamiento en almacenes industriales: 25 °C y 60 % de humedad relativa.
Después de un período mínimo de almacenamiento de 10 días, los granos de café
alcanzaron un contenido de humedad en base húmeda de 10,5 ± 0,5 %, según lo
determinado por el método descrito en Anokye-Bempah et al.30.
Los cambios clave en cada perfil se resumen en la
Tabla 1, logrados ajustando la dinámica de energía y la intensidad del calor a
través del flujo de gas y flujo de aire. Antes de cada tueste, el tostador se
precalentó a 210 ± 5 °C durante 30 min para estabilizar la temperatura del
tambor. Todos los tuestes tuvieron una temperatura inicial y final similar de
215 ± 8 °C y 237 ± 2 °C, respectivamente, y duraron un total de 16 min para
permitir tiempo suficiente para investigar cambios sutiles en el color desde la
etapa de café verde hasta la etapa de café quemado/carbonizado. Cada tueste
tuvo tres hitos: cambio de color (que es la etapa en la que el operador del
tostador observa que el color del grano se ha alterado apreciablemente de su
color original), primer crack y segundo crack, que fueron denotados
cualitativamente por un tostador experimentado basándose en señales visuales y
auditivas. El primer conjunto de experimentos examinó los siete perfiles de
tueste utilizando el café ugandés lavado (USF). El análisis posterior de los
datos recopilados sobre el perfil de tueste reveló que los perfiles FS, SS y EM
fueron los más distintivos, por lo que se seleccionaron para tostar los cafés
indonesios lavados (SUM) y centroamericanos procesados con miel (ELS), como se
detalla en Anokye-Bempah et al. (2024)29. La Figura 1a resume los siete
perfiles de tueste del café USF, mientras que la Figura 1b muestra los perfiles
de los cafés SUM y ELS.
Tabla 1. Parámetros del perfil de tueste recopilados
durante el tueste, incluyendo la tasa de ascenso (RoR) inicial y final, así
como la duración y la RoR media para los principales sucesos durante el tueste.
La RoR inicial refleja la RoR positiva más alta inmediatamente después del
punto de inflexión, o cuando los granos de café y la temperatura de la
tostadora se equilibran en cada curva de tueste. La RoR final indica la RoR
durante el último minuto del tueste. Adaptado de Anokye-Bempah et al.29.
|
Tipo
de café |
Roasting
profile |
Perfil
de tueste |
RoR
inicial |
RoR
final |
Sucesos
del tueste |
|||||||
|
|
|
Pre-cambio
de color |
Cambio
de color en la primera crepitacion |
Primera
a segunda crepitacion |
Despues
de la segunda crepitacion |
|||||||
|
(°C/30s) |
(°C/30s) |
Duracion |
RoR
promedio |
Duracion |
Promedio |
Duracion |
Promedio |
Duracion |
Promedio |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
(min) |
(°C/30s) |
(min) |
RoR |
(min) |
RoR |
(min) |
RoR |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
(°C/30s) |
|
(°C/30s) |
|
(°C/30s) |
|||
|
Ugandan
washed (USF). Lavado ugandés (USF) |
Fast start (FS): High initial heat, followed by decelerating
roast energy |
Inicio
rápido (FS): calor inicial alto, seguido de una energía de tueste
desacelerada |
10.15 |
0.08 |
5 |
7.97 |
3.5 |
5.39 |
3.5 |
4.39 |
4 |
1.58 |
|
Slow start (SS): Low initial heat, followed by
accelerating roast energy |
Inicio
lento (SS): Calor inicial bajo, seguido de una energía de tueste acelerada |
5.26 |
4.56 |
8.5 |
5.07 |
4 |
5.79 |
3.5 |
5.2 |
1 |
4.83 |
|
|
Medium (MD): Characteristics fall between FS and
SS profiles |
Medio
(MD): Las características se sitúan entre los perfiles FS y SS |
9.11 |
0.63 |
5.5 |
7.92 |
4 |
5.51 |
3 |
3.89 |
3.5 |
2.14 |
|
|
Production (PR): Profile achieved by maintaining
constant roast energy |
Producción
(PR): Perfil logrado manteniendo constante la energía del tueste |
8.19 |
3.69 |
5 |
7.09 |
4.5 |
4.56 |
4.5 |
3.13 |
2 |
3.75 |
|
|
Exaggerated flick (EF): Sudden RoR increase after
first crack |
Flick
exagerado (EF): aumento repentino del RoR después del primer crack |
10.37 |
4.93 |
5 |
7.86 |
3.5 |
5.97 |
6 |
2.13 |
1.5 |
4.32 |
|
|
Negative rate of rise (NR): Mimics gas flow loss,
especially around first crack |
Tasa
de ascenso negativa (NR): imita la pérdida de flujo de gas, especialmente
alrededor de la primera crepitacion |
10.11 |
0.32 |
4.5 |
7.98 |
2.5 |
7.72 |
5 |
2.58 |
4 |
2.46 |
|
|
Extended maillard (EM): Replicates a ‘baked’
profile with rapid pre-color change and extended color change to first crack
phase |
Maillard
extendido (EM): replica un perfil "horneado" con un cambio de color
previo rápido y un cambio de color extendido hasta la primera fase de
crepitacion. |
10.2 |
5.32 |
4.5 |
7.88 |
7.5 |
2.8 |
2 |
3.6 |
2 |
5.83 |
|
|
Central American honey processed (ELS) |
Fast
start (FS) |
Inicio
rápido (FS) |
9.91 |
0.37 |
5 |
7.56 |
3.5 |
5.68 |
3 |
4.4 |
4.5 |
1.62 |
|
Slow
Start (SS) |
Inicio
lento (SS) |
5.33 |
1.89 |
8.5 |
4.76 |
3.5 |
5.9 |
2.5 |
5.52 |
1.5 |
3.29 |
|
|
Extended
maillard (EM) |
Maillard
extendido (EM) |
10.01 |
4.87 |
4.5 |
7.67 |
7.5 |
2.9 |
3 |
4.23 |
1 |
5.32 |
|
|
Indonesian
washed (SUM) |
Fast
Start (FS) |
Inicio
rápido (FS) |
9.96 |
0.01 |
5 |
8.76 |
4 |
5.45 |
2.5 |
4.46 |
4.5 |
1.68 |
|
Slow
start (SS) |
Inicio
lento (SS) |
5.07 |
3.72 |
8.5 |
4.72 |
4 |
5.72 |
2.5 |
5.49 |
1 |
4.23 |
|
|
Extended
maillard (EM) |
Maillard
extendido (EM) |
9.9 |
5.43 |
4.5 |
7.51 |
7.5 |
2.79 |
3 |
4.18 |
1 |
6.02 |
|
Figura 1. (A) Perfiles de tueste (inicio rápido [FS],
inicio lento [SS], medio [MD], producción [PR], flick exagerado [EF], tasa de
ascenso negativa [NR] y Maillard extendido [EM]) utilizados para tostar el café
ugandés lavado (USF). (B) Perfiles de tueste utilizados para tostar los tres
cafés verdes diferentes: USF, café centroamericano procesado con miel (ELS) y
café indonesio lavado (SUM). Las líneas de colores representan la temperatura
en función del tiempo en el tambor de tueste; cada línea representa la media de
tres réplicas por perfil de tueste. Los rectángulos de colores sobre cada
subfigura denotan los sucesos durante el tueste.
Procedimiento de muestreo
Durante cada tueste de 16 minutos, se recolectaron 17
muestras de granos de café, cada una con un peso aproximado de 13 g, utilizando
el medidor de muestras de la tostadora. Las muestras se pesaron inmediatamente
y se dividieron en dos tubos separados de 50 ml (Falcon, Corning Inc., NY, EE.
UU.): Tubo A y Tubo B. Cada muestra del tubo A contenía aproximadamente 8 g, y
cada muestra del tubo B, aproximadamente 5 g; las muestras del tubo B se
reservaron para mediciones de humedad y actividad de agua, no reportadas aquí.
Inmediatamente después de colocar la muestra de aproximadamente 8 g en el tubo
A, todo el tubo se enfrió rápidamente en nitrógeno líquido (N₂) durante
aproximadamente 15 s. Posteriormente, el tubo se almacenó temporalmente en una
hielera con hielo seco para su transporte al Laboratorio de Ingeniería Postcosecha
del Departamento de Ingeniería Biológica y Agrícola de la UC Davis para su
molienda en un molino de laboratorio refrigerado por agua (KN 295 Knifetec™,
FOSS Analytics, Hillerød, Dinamarca) y las posteriores mediciones
colorimétricas. Se realizó un análisis del tamaño de partícula en dos muestras
molidas representativas del perfil de tueste MD: la muestra diez, recolectada
durante el primer crack, y la muestra trece, recolectada durante el segundo
crack, utilizando un analizador de tamaño de partícula Beckman Coulter (serie
LS 13 320; Beckman Coulter, Inc., España), según el método descrito en Panuska
et al.31. La muestra diez presentó un rango de tamaño de partícula
de 25 a 1363 μm, con un tamaño de partícula mediano (D50) de 393 μm, mientras
que la muestra trece presentó un rango de 25 a 553 μm, con un tamaño de
partícula mediano (D50) de 96 μm.
Mediciones de color
El color de cada muestra molida se midió con un
espectrofotómetro HunterLab ColorFlex EZ (ColorFlex EZ, Hunter Associates
Laboratory Inc, Reston, VA, EE. UU.) en un ángulo de observación de 2° y bajo
iluminación estándar D65 con luz difusa no polarizada. Los resultados se
expresaron en el espacio de color CIELAB. Cada muestra (~8 g) se colocó en un
cilindro de vidrio óptico y se midieron los valores L*a*b*. El instrumento se
estandarizó con una placa de calibración blanca y negra después de cada 17
mediciones. Las mediciones se realizaron por triplicado para cada réplica de la
muestra, lo que resultó en 9 mediciones L*a*b* por muestra. Para comparar
nuestras mediciones de color con estudios existentes, la diferencia media de
color (ΔE*) se calculó como la distancia euclidiana mínima entre dos puntos en
el espacio de color CIELab, ecuación (1):
Donde L*1, a*1 y b*1
representan los valores L*a*b* de otras publicaciones, y L*2, a*2
y b*2 representan los puntos más cercanos correspondientes en
nuestra curva de regresión (descrita en la sección 3.2). Según Hunt (1991), los
valores ΔE* indican cambios de color perceptuales y varían de 0 a 100. Un valor
ΔE* de 0 a 2 significa que no hay diferencia perceptible para el ojo humano,
valores entre 2 y 10 indican diferencias perceptibles a simple vista, y valores
superiores a 10 sugieren colores distintos pero similares10. Los
cálculos representativos utilizando las fórmulas ΔE*00 más complejas10
arrojaron una diferencia insignificante con respecto a la ecuación (1).
Se fotografiaron muestras representativas de los siete
perfiles de tueste del café USF con un sistema de visión artificial para
capturar imágenes de color cualitativas que reflejan los cambios en el café
durante el tueste. El sistema consistió en una cámara a color (Basler
a2A3840-45ucPRO 8.3MP, Basler AG, Ahrensburg, Alemania) con un lente de 5MP
(Basler C125-0418-5 M, Basler AG, Ahrensburg, Alemania), montado dentro de la
apertura circular de una lámpara difusa lineal amplia (modelo DL067A-18,
Advanced Illumination, Rochester, VT, EE. UU.), como se muestra en la Figura
Suplementaria S1. Este sistema fue diseñado y ensamblado en el Laboratorio de
Ingeniería Postcosecha del Departamento de Ingeniería Biológica y Agrícola de
UC Davis para proporcionar una iluminación uniforme (irradiancia: 28 W/m²,
iluminancia: 10 Klux) y capturar imágenes de color de alta calidad en
condiciones controladas. Las imágenes se capturaron con una apertura de lente
de f/1.8, un tiempo de exposición de 4.86 ms, una ganancia de 69.5 dB y el
balance de blancos desactivado. Las imágenes, adquiridas a máxima resolución
(Bpp24, 8.3 MP) con el software Pylon Viewer (V8; Basler AG, Ahrensburg,
Alemania), se almacenaron sin comprimir en formato JPEG hasta su posterior
análisis.
Figura 2. Imágenes que muestran el color de las
muestras de café molido para los siete perfiles de tueste utilizando el café
ugandés lavado (USF).
Extracción de datos de color (metaanálisis) de la
literatura existente
Para comparar nuestras mediciones de color con
estudios existentes, realizamos una revisión sistemática siguiendo las
directrices de los Elementos de Informe Preferidos para Revisiones Sistemáticas
y Metaanálisis (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and
Meta-Analyses: PRISMA) para la búsqueda bibliográfica y la extracción de datos32.
Los estudios relevantes se obtuvieron de Google Académico, Web of Science y el
catálogo de la Biblioteca de la Universidad de California utilizando las
palabras clave "color de tueste de café", "tueste de café
L*a*b*", "curva de color de café" y "perfiles de tueste de
café". Las búsquedas se limitaron a artículos de revistas revisadas por
pares en inglés, ponencias de congresos y tesis sobre la dinámica del color
durante el tueste del café publicados antes de diciembre de 2024. Los estudios
se incluyeron en la revisión si:
(1) examinaban los efectos de los
perfiles de tueste o los grados de tueste en el color del café utilizando
granos de café Arábica o Robusta (C. canephora) de cualquier origen o
método de procesamiento postcosecha;
(2) proporcionaban datos de color
de café molido utilizando el espacio de color L*a*b*; y
(3) proporcionaron descripciones
detalladas de sus procedimientos y perfiles de tueste.
Se excluyeron los estudios que solo informaron
mediciones de color del grano entero, ya que el color del grano entero difiere
significativamente del color del café molido1,33. Para el contexto,
incluimos un estudio sobre cambios de color durante la cocción del pan para
comparar nuestros hallazgos con otro proceso de reacción de Maillard34.
Además, se incluyeron siete estudios para completarlos a pesar de carecer de
descripciones detalladas del método de tueste o procedimientos de medición del
color, ya que aún informaban datos de color potencialmente relevantes. La
Figura complementaria S2 resume el proceso de identificación del estudio en
forma de un diagrama de flujo PRISMA. En total, se recopilaron datos de 20
publicaciones diferentes y se compararon con nuestros datos experimentales
(Tabla 4).
Análisis estadístico y visualización de datos
Todos los análisis estadísticos y la visualización de
datos se realizaron con R versión 4.4.135. Los valores L*a*b* se
promediaron en tres réplicas de medición dentro de cada réplica de muestra. Se
utilizaron análisis de varianza (ANOVA) mixtos de dos vías para determinar la
significancia estadística de las diferencias entre los perfiles de tueste y
entre los orígenes del café para las coordenadas de color L*a*b*. Además, se
calculó la mediana de los principales hitos de tueste (cambio de color, primer
crack y segundo crack) y se utilizó un ANOVA de una vía para determinar las
diferencias significativas en los valores L*a*b* en estos hitos para todos los
perfiles de tueste y orígenes del café. Cuando la prueba ANOVA fue
significativa, las diferencias se infirieron mediante la prueba post hoc de
Diferencias Significativas Honestas (HSD) de Tukey. Se utilizó una tasa de
error tipo I (α) de 0,05 como umbral para reportar diferencias significativas.
Posteriormente, se utilizaron modelos de regresión polinómica de efectos mixtos
para analizar las relaciones entre las coordenadas de color L*a*b*. Las relaciones
cuadráticas generales entre a* vs. L* y b* vs. L* se modelaron como efectos
fijos, mientras que se incluyeron intersecciones y pendientes aleatorias para
cada perfil de tueste para tener en cuenta las medidas repetidas. Los modelos
se estimaron utilizando la función `lme` del paquete `nlme`36 en R
con estimación de máxima verosimilitud restringida (REML). Los supuestos del
modelo se verificaron mediante análisis de residuos.
Resultados
Efecto de los perfiles de tueste y el origen del café
verde en el color
La Figura 2 muestra fotografías representativas de
muestras de café molido en los siete perfiles de tueste analizados. En todos
los perfiles de tueste analizados, el color del grano cambió progresivamente
desde su color inicial de "café verde" a amarillo, marrón, marrón
oscuro y, finalmente, a negro (Fig. 2). Aunque a menudo se le denomina
"café verde", el color de los granos de café antes del tueste puede
clasificarse como azulado, verdoso, verde grisáceo, verde oliva, blanquecino, amarillento
o parduzco, según la definición de la norma ISO (2005)37. En nuestro
caso, el color se acercó más a un amarillo
grisáceo. El centroide con nombre más cercano en el diccionario de
colores del National Bureau of Standards (NBS) es amarillo grisáceo-verdoso38.
Si bien la tendencia general de los cambios de color fue consistente en todos
los perfiles de tueste, los diferentes perfiles de tueste afectaron
considerablemente la dinámica del color. Los perfiles de tueste con una alta
tasa inicial de ascenso (RoR) —la tasa de incremento de temperatura por 30 s—
como el perfil FS, demostraron cambios de color más rápidos en comparación con
los perfiles de tueste con una RoR inicial baja, como el perfil SS (Fig. 2). De
manera similar, los perfiles de tueste con una RoR inicial media, como los
perfiles MD y PR, exhibieron tasas de cambios de color que se ubicaron entre
las de los perfiles FS y SS. La tendencia general de temperaturas de tueste más
altas que conducen a cambios más rápidos en el color del tueste concuerda
cualitativamente con estudios previos15,26,27. Sorprendentemente,
los perfiles de tueste NR y EF, que se cree que están asociados con defectos
comunes de tueste39 como sabores planos u horneados en la calidad
del producto final, produjeron perfiles de color casi indistinguibles del
perfil de tueste FS.
Las mediciones cuantitativas de los colores
corroboraron los resultados cualitativos (Fig. 3a). Los valores iniciales
medios de L*a*b*, que reflejan mediciones en 7 × 3 = 21 réplicas de muestra del
mismo café verde, fueron 59,33 ± 2,3, 2,43 ± 0,7
y 21,33 ± 0,4 respectivamente (Fig. 3a).
En consonancia con los resultados cualitativos, observamos un aumento marginal
en los valores de L* desde el inicio del tueste hasta el cambio de color a la
fase de primer crack a medida que los granos cambiaban a amarillo, seguido de
una disminución constante en los valores de L* hasta el final del tueste (a
medida que los granos se volvían marrones y finalmente negros). De manera
similar, los valores de a* y b* aumentaron significativamente desde el inicio
del tueste hasta el cambio de color al primer crack a medida que los granos de
café se volvían más rojos y más amarillos, y luego disminuyeron continuamente a
medida que los granos se oscurecían hacia el final del tueste.
Figura 3: (A) Comparación directa de los valores
L*a*b* durante el tueste del café ugandés lavado (USF) utilizando siete
perfiles de tueste diferentes: inicio rápido (FS), inicio lento (SS), medio
(MD), producción (PR), flick exagerado (EF), tasa de ascenso negativa (NR) y
Maillard extendido (EM). Cada línea de color representa un perfil de tueste
diferente, y las barras de error indican una desviación estándar de la media en
tres réplicas de tueste.
(B) Comparación directa de los valores L*a*b* para los
tres cafés verdes (USF, SUM y ELS) tostados utilizando los perfiles de tueste
FS, SS y EM. Las líneas con tonos ligeramente diferentes (p. ej., rojo oscuro,
rojo brillante y rojo anaranjado) denotan los tres orígenes diferentes para ese
mismo perfil de tueste: el rojo indica FS, el verde SS y el azul EM.
Los ANOVA mixtos de dos vías realizados en los valores
L*a*b* con el tiempo como factor intra-sujetos y los perfiles de tueste como
factor inter-sujetos mostraron diferencias significativas (α = 0,05) en las
coordenadas de color L*a*b* basadas en el perfil de tueste, el tiempo y las
interacciones perfil de tueste x tiempo (Tabla 2). Estos resultados indican
que las tres coordenadas de color fueron significativamente afectadas tanto por
el perfil de tueste como por el tiempo de tueste. La prueba HSD de Tukey
post-hoc para comparaciones múltiples entre perfiles de tueste mostró que los
valores medios de L*, a* y b* (promediados durante el tiempo de tueste) fueron
significativamente diferentes entre FS, SS, MD y EM (p < 0,001). No hubo
diferencia estadísticamente significativa entre los perfiles de tueste EF y PR
(p > 0,05). Los resultados completos de Tukey HSD, incluyendo comparaciones
detalladas para cada perfil de tueste, se muestran en la (Tabla 3).
Tabla 2 Tabla de razones (ratios) F de los ANOVA
mixtos, la significancia indicada por * (α = 0,05), con los grados de libertad
(gl) y valores p correspondientes (los valores gl se corrigieron utilizando
estimaciones de Greenhouse-Geisser debido a una violación de la esfericidad
indicada por la prueba de Mauchly).
|
Parameter |
Factor |
Factor |
df |
F-ratio |
P-value |
|
L* |
Time |
Tiempo |
2.4 |
2708.55 |
< 0.001* |
|
Time*
Roast profile |
Tiempo*
Perfil de tueste |
14.42 |
27.08 |
< 0.001* |
|
|
Roast
profile |
Perfil
de tueste |
6 |
40.87 |
< 0.001* |
|
|
a* |
Time |
Tiempo |
3.39 |
1054.47 |
< 0.001* |
|
Time*
Roast profile |
Tiempo*
Perfil de tueste |
20.37 |
39.5 |
< 0.001* |
|
|
Roast
profile |
Perfil
de tueste |
6 |
63.38 |
< 0.001* |
|
|
b* |
Time |
Tiempo |
3.82 |
1984.36 |
< 0.001* |
|
Time*
Roast profile |
Tiempo*
Perfil de tueste |
22.91 |
50.96 |
< 0.001* |
|
|
Roast
profile |
Perfil
de tueste |
6 |
56 |
< 0.001* |
|
Para comprobar si las tendencias mostradas en la Fig.
3a eran exclusivas de ese café USF específico, repetimos las mediciones con
otros dos cafés. La Figura 3b muestra cómo variaron los valores L*a*b* con los
perfiles de tueste FS, SS y EM para los tres orígenes de café verde. Las
tendencias generales para los cafés ELS y SUM son extremadamente similares a
las del café USF analizado en la Fig. 3a. Los valores L*a*b* aumentaron primero
hasta el cambio de color a la fase de primer crack, luego disminuyeron hacia el
final del tueste (Fig. 3b). Los resultados del ANOVA mostraron diferencias
significativas en los valores b* entre los orígenes de café para el perfil de
tueste SS y diferencias significativas en los valores L* entre los orígenes de
café para el perfil EM (p < 0,05). Sin embargo, no hubo diferencias
significativas en los valores L*, a* ni b* entre los orígenes de café para el
perfil de tueste FS (p < 0,05) (Tabla Suplementaria S1). Estos resultados
sugieren que el origen del café puede afectar la dinámica del color durante el
tostado, dependiendo del perfil de tostado utilizado.
Un aspecto sorprendente de nuestros hallazgos es que,
independientemente del perfil de tueste o el origen del café, observamos
valores L*a*b* similares en los principales sucesos durante el tueste: cambio
de color, primer crack y segundo crack. En otras palabras, a pesar de las
diferencias en los perfiles de tueste y los orígenes del café, todas las
muestras exhibieron un color similar en estos principales sucesos durante el
tueste. La Figura 4 muestra diagramas de caja de la distribución de los valores
L*a*b* en cada suceso durante el tueste. Cada punto de datos representa el
valor L*, a* o b*, con el color y la forma de los puntos de datos indicando el
perfil de tueste y el origen del café, respectivamente. Las letras sobre los
diagramas de caja indican diferencias significativas en la distribución de los
valores L*a*b* a lo largo de los sucesos durante el tueste, según lo
determinado por una prueba HSD de Tukey con un valor p < 0,01. Como se
muestra en la Fig. 4a, todas las muestras tuvieron un valor L* promedio de
62,38 ± 2,6 en el cambio de color, 29,74 ± 1,9 en el primer crack, 19,96 ± 1 en
el segundo crack y 17,19 ± 1,6 al final del tueste, independientemente del
perfil de tueste o el origen del café. De manera similar, el valor a*
promedio de todas las muestras fue 9,62 ± 1,26 en el cambio de color,
12,56 ± 0,78 en la primera crepitacion, 6,41 ± 1,02 en la segunda crepitacion y
3,24 ± 0,79 al final del tueste, mientras que el valor b* promedio fue
30,85 ± 0,86 en el cambio de color, 18,92 ± 2,53 en la primera crepitacion,
6,45 ± 1,41 en la segunda crepitacion y 2,84 ± 0,88 al final del tueste (Fig.
4b,c).
Figura 4: Diagramas de caja que muestran las
distribuciones de los valores L*, a* y b* (A-C, respectivamente) en cada etapa
del tueste para los siete perfiles de tueste y tres orígenes de café. Los
bordes inferior y superior de las cajas representan los percentiles 25 y 75,
respectivamente; la línea dentro de la caja representa la mediana y los bigotes
indican el rango de los valores observados. Las letras minúsculas indican
diferencias estadísticamente significativas entre las etapas del tueste según
la prueba HSD de Tukey.
Correlaciones de las coordenadas de color L*a*b* y la
curva de color del café
Para determinar la relación entre las coordenadas
L*a*b*, realizamos análisis de regresión de los valores a* vs. L* y b* vs. L*
en todos los perfiles de tueste y orígenes de café, centrándonos en la fase de
cambio de color hasta el final de cada tueste. Se excluyeron los datos de la
fase previa al cambio de color (café verde) debido a la alta, pero natural,
variabilidad del color de los granos de café verde. Los diagramas de dispersión
y las curvas de regresión resultantes se muestran en la (Fig. 5).
Figura 5: Correlaciones entre las coordenadas de color
L*a*b* para los siete perfiles de tueste y tres orígenes de café. (a) a* vs.
L*, (b) b* vs. L*, (c) a* vs. b*, y (d) L* vs. a* vs. b*. Gráfico
tridimensional de los valores L*a*b* para todos los perfiles de tueste y
orígenes de café. Las líneas curvas negras representan curvas de regresión
polinómica de segundo orden; las líneas discontinuas rojas marcan el inicio y
el final de cada suceso durante el tueste, y la línea roja gruesa indica la
mediana de cada suceso.
Un hallazgo clave en nuestros resultados fue que,
aunque las gráficas de a* vs. L* (Fig. 5a), b* vs. L*(Fig. 5b), b* vs. a*(Fig.
5c) y la gráfica 3D de L*a*b* (Fig. 5d) consistieron en valores L*a*b*
obtenidos utilizando diferentes perfiles de tueste y orígenes de café, los
valores L*a*b* parecieron seguir una sola curva, comenzando cerca de L* = 60
para el café verde y llegando aproximadamente a L* = 20 para el café muy
oscuro. Este hallazgo sugiere que, independientemente del perfil de
tueste o el origen del café, los cambios en el color del café durante el tueste
siguen una trayectoria consistente, a la que nos referimos como "la curva
universal de color del café arábica tostado". Para evaluar qué tan
cerca nuestros valores L*a*b* medidos siguieron la curva universal de color del
café, calculamos el ΔE* entre cada punto de datos y el punto más cercano en la
curva de regresión. El ΔE* promedio fue de 1,19 ± 0,76. Específicamente, el
86,48 % de nuestros puntos de datos presentó un ΔE* < 2, el 96,27 % presentó
un ΔE* < 3 y el 99,53 % presentó un ΔE* < 4. Se proporciona un histograma
de los valores de ΔE* en la Figura Suplementaria S3. Los resultados de los
análisis de regresión de efectos mixtos polinomiales mostraron que la
coordenada a* explicó el 93,4 % de la varianza en L* (R² marginal = 0,934, p
< 0,001), con ambas pendientes de efectos fijos para L* y L*2 siendo
significativas (β = 1,341, p < 0,001 para L*; β = -0,015, p < 0,001 para
L*2). De manera similar, la coordenada b* explicó el 97,7 % de la varianza en
L* (R² marginal = 0,977, p < 0,001), siendo significativos ambos efectos
fijos para L* (β = 2,244, p < 0,001) y L*2 (β = -0,020, p < 0,001). Los
modelos de regresión ajustados para las relaciones a* vs. L* y b* vs. L*, que
describen la curva de color del café arábica tostado, se representan mediante
las siguientes ecuaciones:
Las comprobaciones de diagnóstico, incluido el
análisis de residuos, confirmaron la adherencia de los modelos a los supuestos
de la regresión polinomial, sin que se observaran violaciones (véase la Figura
complementaria S4).
Una curva de color universal para el café tostado
A continuación, buscamos responder a la pregunta:
¿Cuán "universal" es la curva de color del café sugerida por nuestros
datos? Para responder a esta pregunta, nuestro metaanálisis de la literatura
incluyó datos colorimétricos de una amplia variedad de condiciones de tueste,
algunas bastante inusuales en comparación con las prácticas habituales de la
industria. La Tabla 4 enumera los 20 estudios incluidos en este análisis, un
resumen del diseño experimental de cada estudio y el ΔE* mínimo promedio entre
sus datos de color y la curva de color derivada de nuestro análisis de
regresión.
Entre los estudios que cumplieron con los criterios de
inclusión, 11 utilizaron café verde Arábica, tres Robusta y cinco incluyeron
ambas especies. Los métodos de procesamiento postcosecha reportados incluyen el
procesamiento seco22,40, semiseco40,41 y húmedo19,20,26,33,41.
Con respecto a los métodos y perfiles de tueste, cinco estudios utilizaron
tostadores de tambor (no isotérmicos) con temperaturas que oscilaron entre 180
y 220 °C y tiempos de tueste de 4 a 33 min17,20,40,42,43. Nueve
estudios realizaron tueste isotérmico a temperaturas constantes entre 160 y 300
°C de 10 min a 24 h, utilizando diversos equipos como tostadores de laboratorio
de lecho fluidizado a pequeña escala19,26, hornos de secado18,24,28,
microondas24, hornos infrarrojos24, sartenes44
y freidoras de aire44. Los instrumentos de medición de color
utilizados en todos los estudios mencionados anteriormente incluyeron varios
espectrofotómetros y colorímetros con diferentes especificaciones, como
diferentes tamaños de apertura, ángulos de observación e iluminantes (Tabla 4).
En total, estas publicaciones incluyen 392 valores
L*a*b* distintos. La Figura 6 muestra diagramas de dispersión de nuestros
valores L*a*b* superpuestos con datos de las 20 publicaciones. Los círculos
grises abiertos representan nuestros valores L*a*b* medidos (también mostrados
en la Fig. 5), mientras que los marcadores de color relleno corresponden a los
valores L*a*b* de cada publicación; cada color indica un estudio diferente. Los
círculos indican café Arábica, los rombos Robusta y los cuadrados datos del
estudio del pan. Los símbolos de círculo y rombo con signo más resaltan los
datos de Arábica y Robusta, respectivamente, de los siete estudios que no
cumplieron con nuestros criterios, pero que se incluyeron para mayor
exhaustividad, ya que sugieren una tendencia potencialmente interesante.
Figura 6: Comparación directa de nuestros valores
L*a*b* con datos de otras publicaciones. (a) a* vs. L*, (b) b* vs. L* (c) a*
vs. b*, y (d) Gráfico tridimensional de los valores L*a*b*.
Centrándonos primero en los 12 estudios que cumplieron
con nuestros criterios de inclusión, observamos pocas diferencias en la
dinámica del color entre el café Arábica y el Robusta, ya que los valores
L*a*b* de las publicaciones que utilizan café Robusta se alinearon con la curva
de color del café (Fig. 6)17,24,45. De igual manera, los diversos métodos de
procesamiento postcosecha no influyeron apreciablemente en la dinámica del
color durante el tueste40,42. A pesar de la amplia gama de
condiciones de tueste y perfiles de tueste reportados, la mayoría de los
valores L*a*b* concuerdan cualitativamente con la curva de color. Una excepción
se observa en el trabajo de Pramudita et al. (2017)18, que reportó
valores a* consistentemente más altos, mostrados por los puntos azul marino en
la (Fig. 6). Sin embargo, este estudio empleó una técnica de tueste muy
inusual: hornearon los granos durante 24 h en un horno, lo que sugiere que las
diferencias en a* podrían resultar de ese largo tiempo de horneado.
Curiosamente, cinco de los siete estudios que no
cumplieron con nuestros criterios de inclusión (representados por marcadores de
círculo y diamante en la Fig. 6) no se alinearon con nuestra curva de color,
sino que formaron un grupo distinto, mientras que dos se alinearon con la curva
de color. Este grupo distinto de los cinco estudios independientes sigue una
pendiente similar de a* frente a L* (pendiente = 0,48 en el rango de L* = 32,1
a 49,8) en comparación con nuestra curva ajustada (pendiente = 0,46 en el rango
de L* = 10,97 a 39,86) con valores de L* aproximadamente 20 puntos más altos
que nuestra curva. Sorprendentemente, los valores de L*a*b* del estudio de
panificación34 también siguieron cualitativamente la curva de color
del café, lo que sugiere que el modelo de la curva de color del café arábica
tostado puede extenderse a otros métodos de procesamiento de alimentos que
implican reacciones de Maillard, como la panificación.
Los valores promedio de ΔE*, que oscilaron entre 0,81
y 18,91, se muestran en la Tabla 4. Diez estudios seleccionados presentaron
valores promedio de ΔE* inferiores a 4, lo que indica diferencias mínimas entre
sus valores de color informados y los nuestros. Cuatro estudios presentaron
valores de ΔE* entre 5 y 8, lo que indica diferencias notables, mientras que
cinco estudios presentaron un valor promedio de ΔE* de 16,25, lo que indica
desviaciones sustanciales en el color. Cabe destacar que el estudio de panificación
presentó una media de ΔE* de aproximadamente 8. Estos hallazgos sugieren que
el modelo de curva de color puede predecir el color en diferentes tipos de café
y perfiles de tueste durante el tueste, estableciéndolo como una "curva de
color universal para café arábica tostado".
Tabla 4. Fuentes de publicaciones seleccionadas sobre
la dinámica del color del café durante el tueste, incluyendo el origen del
café, los perfiles de tueste y el tipo de instrumento de medición del color
utilizado. La última columna indica el ΔE* promedio entre las ecuaciones (2) y
(3) y con los valores L*a*b* reportados en el estudio respectivo.
|
Referencia |
Tipo
de café/origen/método de procesamiento postcosecha |
Equipo
de tostado/tamaño del lote |
Perfiles
de tueste |
Instrumento/Iluminante/tamaño
de apertura/ángulo de observación |
Media
ΔΕ* |
|
Robusta/Indonesia/
proceso húmedo |
Probat
BRZ 2/100 g |
Temp:180,
190, 220, 200 ℃ |
Hunterlab
mini scan EZ/sin especificar/sin especificar/[45/0°] |
0.81 |
|
|
|
|||||
|
Tiempo:
4, 6, 7, 8 min |
|||||
|
Arábica/Colombia
/proceso húmedo |
Tostador
de laboratorio de lecho fluido/100 g |
HTST:
260℃, 180s |
Konica
minolta chroma meter CR-310/sin especificar/50 mm/[d/0°] |
1.07 |
|
|
|
|||||
|
LTLT:
220℃, 720s |
|||||
|
Arábica/Colombia/ |
Tostador
Quantik de laboratorio TC 150R / 150 g |
Temp:180–220 °C |
Konica
minolta chroma meter CR-410 /sin especificar/50 mm/[d/0°] |
1.38 |
|
|
|
|
||||
|
Proceso
húmedo, semiseco |
Tiempo:7–33 min |
||||
|
Arábica/
El Salvador, Indonesia, Etiopía/ procesos húmedo, wet-hulled y mieludo |
Probatino
P5/ sin especificar |
Temp:185–220 °C |
Konica
minolta chroma meter CR-400/D65/50 mm/[d/0°] |
1.51 |
|
|
|
|||||
|
Tiempo:11–15 min |
|||||
|
Arábica/14
orígenes/ procesos húmedo y seco |
sin
especificar |
Temp:194–197 °C
(claro), 202–209 °C (medio), 212–217 °C (oscuro) |
Konica
minolta chroma meter CR-3500d/sin especificar/sin especificar |
1.69 |
|
|
Arábica/Brasil/proceso
húmedo |
Tostador
de Lecho fluido -fresh roast SR 500/45 g |
Temp:210,
220, 230,240 °C |
Konica
minolta chroma meter CR -3500d /sin especificar/30 mm/[d/8°] |
1.7 |
|
|
|
|||||
|
Tiempo:
arranca & termina el 1st & 2nd crack, 48 s después del 1st &
2nd crack |
|||||
|
Arábica/Etiopía/
sin especificar |
Horno-heratherm
OMS60, /100 g |
Temp:160,
180, 220 °C |
Hunter,
lab scan XE/sin especificar/sin especificar/[45/0°] |
1.77 |
|
|
|
|||||
|
Tiempo:10,
20, 30, 40 min |
|||||
|
Arábica/Colombia/
procesos húmedo, seco y semiseco |
Tostador
de tambor /150 g |
Temp:190 ± 2.5 °C |
Konica
minolta chroma meter CR-700d/D65/sin especificar/[d/8°] |
2.87 |
|
|
|
|||||
|
Tiempo:8.24,
9.12 min |
|||||
|
Robusta/
sin especificar/ sin especificar |
Horno
de microondas, infrarroja y de secado/100 g |
Temp:
700, 490, 350 W (microondas); 600, 1200 W(infrarrojo); 160, 180,
200,220 °C (horno) Tiempo: 10, 20, 30 min |
HunterLab
colorflex EZ/D65/sin especificar/sin especificar |
3 |
|
|
Arábica/Brasil/
sin especificar |
Tostador
de aire caliente CBR-101 A, sartén, air fryer/ 100 g |
Temp:
200, 220, 240 °C, |
NR-12 A
color meter/sin especificar/sin especificar/ sin especificar |
3.71 |
|
|
|
|||||
|
Tiempo:
1, 3, 6, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30 min |
|||||
|
Arábica/Indonesia/sin
especificar |
sin
especificar |
Temp:200 °C |
HunterLab
mini scan EZ, 4000 S/sin especificar/sin especificar/[45/0°] |
5.02 |
|
|
Arábica
/Colombia/sin especificar |
Horno
de secado/5.5 g |
Temp:
140, 180, 220, 260, 300 °C |
NF-333
handy spectrophotometer/sin especificar/8 mm/[45/0°] |
5.03 |
|
|
|
|||||
|
Tiempo:15,30,60,120,240 min,
24 h |
|||||
|
Arábica,
Robusta/sin especificar y húmedo |
Tostador
de tambor/750 g |
Temp:
180 °C |
NH
310 colorimeter/sin especificar/sin especificar /[d/8°] |
6.79 |
|
|
|
|||||
|
Tiempo:
pocos minutos después del 1st & 2nd crack |
|||||
|
Arábica/sin
especificar |
Tostador
de laboratorio VTRV/1000 g |
Temp:
200,220 °C |
Konica
minolta chroma meter CR-200/sin especificar/sin especificar/sin especificar |
7.34 |
|
|
|
|||||
|
Tiempo:
8,10,15,20 min |
|||||
|
Arábica,
Robusta/Brasil, India/ sin especificar |
sin
especificar |
Temp:
200–240 °C |
Konica
minolta chroma meter CR-300/D65, C/8 mm /[d/0°] |
14.51 |
|
|
|
|||||
|
Tiempo:
5–12 min |
|||||
|
Arábica,
Robusta/ Guatemala, India/ sin especificar |
Tostador
de tambor OKS-1.5 / sin especificar |
Temp:
máx. 220 °C |
HunterLab
ultra scan XE/sin especificar/sin especificar/sin especificar |
15.28 |
|
|
|
|||||
|
Tiempo:
11–13 min |
|||||
|
Arábica,
Robusta/ Colombia, Indonesia/ sin especificar |
Tostador
de tambor Tec 250 especial C/25 g |
Temp:
200,235,250,265,280,295 °C |
HunterLab
ultra scan XED65/sin especificar/[d/0°] |
15.93 |
|
|
|
|||||
|
Tiempo:5–30 min |
|||||
|
Robusta/
sin especificar/ sin especificar |
sin
especificar |
sin
especificar |
3NH-NH300
colorimeter/sin especificar/sin especificar/sin especificar |
16.63 |
|
|
Arábica,
Robusta/India/ sin especificar |
sin
especificar |
Temp:167,
171, 175 °C |
Konica
minolta chroma meter CR-410 /D65 /50 mm/[d/0°] |
18.91 |
|
|
|
|||||
|
Tiempo:
25 min |
|||||
|
Pan/pan
tipo pullman |
Horno
eléctrico estático DOE-02 |
Temp:140–260 ℃ |
NF-333
pen-type spectrophotometer |
8 |
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Tiempo:
5–80 min |
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Discusión
Este estudio tuvo como objetivo investigar cómo los
perfiles de tueste y el origen del café influyen en el color del café durante
el tueste a escala comercial. Nuestros resultados muestran que los perfiles
de tueste afectan significativamente la dinámica del color durante el tueste, y
que los perfiles con RoR más altos resultan en tasas de cambio de color más
rápidas (Figs. 2 y 3a). Este resultado confirma que la aplicación de
perfiles de tueste específicos permite a los tostadores controlar eficazmente
el desarrollo del color durante el tueste, lo que les permite alcanzar los
niveles de tueste deseados. En general, nuestros resultados respaldan las
tendencias establecidas en el desarrollo del color del tueste, a la vez que
abarcan una amplia gama de perfiles de tueste estándar de la industria y
aplicaciones de tueste a escala comercial26,46.
Durante el tueste, los valores de L*a*b* aumentaron
inicialmente hasta el cambio de color en la fase del primer crack, y luego
disminuyeron hacia el final del tueste (Fig. 3a). Los cambios de color
observados pueden atribuirse a la formación de melanoidina resultante de
reacciones de pardeamiento no enzimático, como la reacción de Maillard47,48.
Un hallazgo clave en este estudio fue que, independientemente del perfil de
tueste o del origen del café, los cafés siempre presentaron valores de L*a*b*
aproximadamente iguales en los principales sucesos durante el tueste,
incluyendo el cambio de color, el primer y el segundo crack (Fig. 4). Este
hallazgo indica que el color observado en estos sucesos significativos del
tueste puede utilizarse como parámetro clave para evaluar y estandarizar el
grado de tueste. Los valores L* observados en estos hitos de tueste
(29,74 ± 1,9 en el primer crack y 19,96 ± 1 en el segundo crack) son
consistentes con los reportados por Wang y Lim (2012), quienes reportaron
valores L* promedio de 25-28 en el primer crack y 20 en el segundo crack27.
Como se muestra en la Fig. 3b, el color del tueste (coordenadas L* y a*) varió
significativamente entre los tres orígenes de café para perfiles de tueste
específicos (SS y EM). Una razón potencial es que la composición de las
melanoidinas, que son responsables de la formación del color, depende de
polisacáridos, aminoácidos, proteínas y compuestos fenólicos (ácidos
clorogénico, cafeico o ferúlico) presentes en el café49,50,51 y
estos componentes pueden variar según el origen del café verde. Estos
resultados son comparables a los de Rodríguez et al. (2020), quienes observaron
diferencias significativas de color en el café tostado entre los métodos de
procesamiento húmedo y semiseco41.
Quizás el resultado más sorprendente presentado aquí
es que, independientemente de los perfiles de tueste tan diferentes y los
granos de café verde tan distintos, todas nuestras mediciones experimentales
graficadas en el espacio de color L*a*b* siguieron lo que llamamos "la
curva universal de color del café arábica tostado" (Fig. 5). Los
resultados de la regresión polinomial mostraron fuertes correlaciones entre las
coordenadas de color L*a*b, lo que indica que una coordenada puede usarse efectivamente
para predecir otra. Onishi et al. (2011) han reportado modelos
cuadráticos similares para correlaciones entre coordenadas L*a*b* para la
cocción de pan blanco y Pramudita et al. (2017) para el tueste isotérmico de
café en un horno de secado18,34. Nuestro estudio, sin embargo,
extiende estos hallazgos a diversos perfiles de tueste no isotérmicos y al
tueste a escala comercial, utilizando café de diversos orígenes y métodos de
procesamiento postcosecha.
Como se observa en la Fig. 6, al comparar la curva de
color del café con datos experimentales de publicaciones existentes, la mayoría
de los datos de color de tueste siguieron de cerca la curva. Los altos valores
de ΔE* (> 15) de los cinco estudios que no siguieron la curva de color
pueden atribuirse potencialmente a varios factores, incluyendo diferencias en
los instrumentos de medición y configuración, métodos de tueste, preparación de
muestras, procesamiento de datos y reporte. Enfatizamos que incluso para
mediciones que aparentemente usan el mismo espacio de color L*a*b*, los datos
reportados en diferentes publicaciones que usan diferentes dispositivos de
medición pueden variar considerablemente. Factores como la iluminación, la
geometría de visualización y el tamaño de la apertura pueden influir en las
mediciones de color, complicando las comparaciones entre estudios10,52.
Como se muestra en la Tabla 4, tres de los cinco estudios1,16,21 no
reportaron sus métodos de tueste o perfiles de tueste, mientras que dos no
especificaron sus configuraciones de colorimetría1,21.
Cualitativamente, los valores de color reportados en estos cinco estudios,
comparados con nuestra experiencia con café tostado, parecen inusualmente
grises o blanquecinos, una característica que, según nuestro conocimiento, no
se observa típicamente en el café tostado. Cabe destacar que un estudio16 reportó
una temperatura máxima de tueste de 175 °C, inferior a la temperatura típica
de primer crack (~196 °C), lo que sugiere que su café podría haber estado
significativamente subdesarrollado. Curiosamente, los cinco estudios que se
desviaron de nuestra curva de color incluyeron café Robusta. Sin embargo, dado
que otros datos de Robusta de diferentes estudios coincidieron con nuestra
curva, es improbable que la especie de café por sí sola explique estas
discrepancias.
En general, la curva universal de color del café
tostado ofrece implicaciones significativas para la industria del café al
proporcionar un estándar cuantitativo y preciso para definir los niveles de
tueste. Actualmente, no existen estándares de la industria universalmente
aceptados para lo que se entiende por "tueste ligero", "tueste
medio" u "tueste oscuro", a pesar de la importancia de estos
términos en el marketing y la aceptación del consumidor53. Algunos
tostadores producen "tuestes ligeros" que son más oscuros que los
"tuestes oscuros" producidos por otros, lo que genera confusión en el
consumidor. Varios analizadores de tueste utilizan diferentes escalas para
informar los niveles de tueste, incluyendo Agtron™, Color Track, Difluid,
Roastvision, Roastpic, Quantik y Colorette. Como resultado, un café calificado
como 40 en la escala comercial de Agtron puede no corresponder al mismo valor
en otros dispositivos52. La existencia de una curva universal de
color del café arábica tostado y la uniformidad del color en los sucesos clave
del tueste simplifican enormemente los esfuerzos para desarrollar una
nomenclatura estandarizada basada en mediciones cuantitativas del color. Por
ejemplo, la curva se puede dividir en rangos de valores L*a*b* correspondientes
a los niveles de tueste comúnmente utilizados, como claro, medio y oscuro. Una
vez definidos, estos rangos podrían servir como umbrales para clasificar
cualquier muestra de café tostado según su ubicación en la curva. Sin
embargo, la asignación de valores de corte específicos requiere la
participación de los profesionales de la industria del café y de los
consumidores, ya que dicha línea divisoria es, en última instancia, arbitraria
y se determina mejor mediante el consenso de la industria o mediante una
encuesta a un número estadísticamente significativo de consumidores. Los
esfuerzos preliminares para lograr este objetivo se describen en Ristenpart et
al.54. Además, al dividir la curva universal de color del café
tostado en secciones basadas en los principales sucesos del tueste, la curva
también podría guiar el uso de descripciones en lenguaje sencillo para los
colores observados a lo largo de la curva (p. ej., marrón medio, marrón rojizo,
etc.), lo que también facilitaría la comunicación del nivel de tueste a otros
miembros de la industria del café y a los consumidores.
Aunque aquí nos referimos a la curva de color del café
arábica tostado como "universal", cabe hacer algunas salvedades. Nos
centramos en cafés arábica de alta calidad y de especialidad, relativamente
libres de defectos; es posible que los cafés de menor calidad con altas
fracciones de defectos, como los negros y los agrios, presenten una dinámica de
color diferente en promedio. Tampoco investigamos el café descafeinado, que se
sabe que es de color más claro cuando está verde y responde de forma diferente
a los perfiles de tueste55. También se sabe que el café verde cambia
de color con el tiempo, y aunque todos nuestros cafés verdes de diferente color
se ajustaron a la curva universal durante el tueste, esta observación no
descarta la posibilidad de que otros tipos de café verde (por ejemplo, muy
fresco o muy añejo) puedan mostrar una dinámica de color diferente. Tampoco
realizamos ningún trabajo experimental con café robusta o C. liberica, las
otras dos especies predominantes de café cultivado comercialmente. Sin embargo,
nuestro metaanálisis indicó que el café robusta sigue la curva de color
universal del café tostado.
Conclusión
Hasta donde sabemos, este estudio es el primero en
investigar sistemáticamente la dinámica del color del café durante el tueste
utilizando perfiles de tueste estándar de la industria y diversos orígenes de
café a escala comercial. En general, nuestros resultados demuestran que los
cambios en el color del café durante el tueste siguen una trayectoria
consistente en el espacio de color CIELAB, que definimos como "la curva
universal de color del café arábica tostado". Además, independientemente
del perfil de tueste o del origen, nuestros cafés exhibieron consistentemente
aproximadamente los mismos valores L*a*b* en etapas importantes del tueste,
como el cambio de color, el primer crack y el segundo crack. La curva
universal de color del café arábica tostado proporciona un valioso estándar
cuantitativo para definir los niveles de tueste en la industria del café.
Futuros trabajos deberían explorar una gama más amplia de especies de café,
orígenes y métodos de procesamiento postcosecha, incluido el café descafeinado,
así como otros perfiles de tueste, incluyendo tiempos de tueste más cortos.
Además, estudios futuros deberían establecer correlaciones entre el espacio de
color CIELAB y las escalas de medición del nivel de tueste, como Agtron,
Colorette, Quantik y Colortrack, para garantizar la aplicabilidad de la curva
en diferentes instrumentos de medición del color. Investigaciones futuras
también deberían explorar la correlación entre la composición química y el
desarrollo del color durante el tueste del café.
Disponibilidad de datos
Todos los datos relevantes están disponibles previa
solicitud al autor correspondiente.
Agradecimientos
Agradecemos a Probat Inc. por su apoyo a esta
investigación. Los autores desean agradecer a los estudiantes del Centro de
Café de UC Davis que colaboraron con los experimentos y la recopilación de
datos: Shrishti Chezian, Alice Dien, Willian Klippel Huber, Natalia Andrade Teixeira
Fernandes, Vincent Chou Martin, Hudson Gregory Brown, Megan Marie Dunkin y
Lauren Leyva. Asimismo, agradecemos a Royal Coffee Inc. y Bridge Coffee Co. por
la donación del café verde utilizado en este estudio.
Información del autor
Autores y afiliaciones
Departamento de Ingeniería Biológica y Agrícola,
Universidad de California Davis, 3024 Bainer Hall, Davis, CA, 95616, EE. UU.
Laudia Anokye-Bempah & Irwin R. Donis-González
Coffee Center, Universidad de California Davis, Davis,
CA, 95616, EE. UU.
Laudia
Anokye-Bempah, Timothy Styczynski, William D. Ristenpart & Irwin R.
Donis-González
Bridge Coffee
Co., Marysville, CA, 95901, EE. UU.
Timothy
Styczynski
Departamento de Ingeniería Química, Universidad de
California Davis, Davis, CA, 95616, EE. UU.
William D. Ristenpart
Contribuciones
L.A.B. codiseñó el estudio, realizó experimentos,
realizó el análisis de datos y la preparación de figuras, y coescribió el
manuscrito. T.S. codiseñó el estudio, realizó los experimentos y revisó el
manuscrito. W.D.R. consiguió financiación, codiseñó el estudio, asesoró el
análisis de datos y la preparación de figuras, y coescribió el manuscrito.
I.R.D.G. codiseñó el estudio, asesoró el análisis de datos y la preparación de
figuras, y coescribió el manuscrito.
Correspondencia con el autor:
Correspondencia con Irwin R. Donis-González.
Declaraciones éticas
Conflictos de intereses
Los autores declaran no tener conflictos de intereses.
Información adicional
Nota del editor
Springer Nature se mantiene neutral respecto a las
reclamaciones jurisdiccionales en los mapas publicados y las afiliaciones
institucionales.
Derechos y permisos
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Commons y se indique si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de
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uso permitido, deberá obtener el permiso directamente del titular de los
derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.
Cite this
article
Anokye-Bempah,
L., Styczynski, T., Ristenpart, W.D. et al. A universal color
curve for roasted arabica coffee. Sci Rep 15,
24192 (2025). https://doi.org/10.1038/s41598-025-06601-w
Citar este
artículo
Anokye-Bempah,
L., Styczynski, T., Ristenpart, W.D. et al. Una curva de color universal para
café arábica tostado. Sci Rep 15, 24192 (2025).
https://doi.org/10.1038/s41598-025-06601-w
Recibido: 7 de
octubre de 2024
Aceptado: 10
de junio de 2025
Publicado: 7
de julio de 2025
Material suplementario electrónico
A continuación, se incluye el enlace al material
suplementario electrónico.
Figura
suplementaria S1. Sistema de visión a color para fotografiar muestras de café.
A) Vista lateral, B) Vista frontal y C) Fotografía que muestra una muestra de
café molido colocada en una placa de Petri sobre la bandeja de muestras antes
de la medición.
Figura S2. Diagrama de flujo PRISMA para búsqueda
bibliográfica y extracción de datos
Figura
suplementaria S2. Diagrama de flujo PRISMA (Elementos de informe preferidos
para revisiones sistemáticas y metaanálisis) que secuencia el proceso de
revisión.
Figura S3:
Histograma de valores ΔE* entre nuestras mediciones experimentales individuales
de las coordenadas L*, a* y b* y la curva de color universal (cf. ecuaciones 2
y 3 en el texto principal).
Figura S4: A)
Análisis residual para regresión de efectos mixtos (b vs L)
Figura S4: B)
Análisis residual para regresión de efectos mixtos (a vs L)
Tabla S1:
Tabla de razones F de los ANOVA mixtos para los orígenes del café, la
significancia se indica mediante * (α = 0,05), con los correspondientes grados
de libertad (gl) y valores p (los valores gl se corrigieron mediante
estimaciones de Greenhouse-Geisser debido a una violación de la esfericidad
indicada por la prueba de Mauchly).
|
Fast
Start Profile |
Perfil
de inicio rápido |
|||
|
Parámetro |
Factor |
df |
f-ratio |
valor-P |
|
L* |
Tiempo |
2.56 |
2633.69 |
<0.001* |
|
|
Tiempo*Origen |
5.12 |
5.49 |
<0.001* |
|
|
Origen |
2 |
3.51 |
0.098 |
|
a* |
Tiempo |
2.036 |
992.88 |
<0.001* |
|
|
Tiempo*Origen |
4.072 |
1.982 |
0.160 |
|
|
Origen |
2 |
3.157 |
0.513 |
|
b* |
Tiempo |
2.492 |
1356.02 |
<0.001* |
|
|
Tiempo*Origen |
4.984 |
3.343 |
0.032 |
|
|
Origen |
2 |
0.751 |
0.200 |
|
Slow Start Profile |
Perfil
de inicio lento |
|||
|
Parámetro |
Factor |
df |
f-ratio |
valor-P |
|
L* |
Tiempo |
3.226 |
1680.751 |
<0.001* |
|
|
Tiempo*Origen |
6.452 |
2.322 |
0.071 |
|
|
Origen |
2 |
3.512 |
0.098 |
|
a* |
Tiempo |
2.486 |
667.540 |
<0.001* |
|
|
Tiempo*Origen |
4.972 |
1.651 |
0.297 |
|
|
Origen |
2 |
3.850 |
0.562 |
|
b* |
Tiempo |
2.492 |
1356.018 |
<0.001* |
|
|
Tiempo*Origen |
4.984 |
3.343 |
0.032 |
|
|
Origen |
2 |
0.751 |
0.200 |
|
Extended Maillard Profile |
Perfil
de Maillard ampliado |
|||
|
Parámetro |
Factor |
df |
f-ratio |
valor-P |
|
L* |
Tiempo |
3.795 |
2831.512 |
<0.001* |
|
|
Tiempo*Origen |
7.590 |
5.009 |
0.001* |
|
|
Origen |
2 |
11.484 |
0.009 |
|
a* |
Tiempo |
3.252 |
1435.479 |
<0.001* |
|
|
Tiempo*Origen |
6.504 |
2.448 |
0.059 |
|
|
Origen |
2 |
1.001 |
0.422 |
|
b* |
Tiempo |
3.346 |
1387.405 |
<0.001* |
|
|
Tiempo*Origen |
6.691 |
3.491 |
0.014 |
|
|
Origen |
2 |
0.156 |
|
BIBLIOGRAFIA
1.
Bicho,
N. C., Leitão, A. E., Ramalho, J. C. & Lidon, F. C. Use of color parameters
for roasted coffee assessment. Ciencia E Tecnologia De Aliment. 32,
436–442. https://doi.org/10.1590/S0101-20612012005000068
2.
Lawless,
H. T. & Heymann, H. Color and appearance. In Sensory evaluation of food:
principles and practices, 283–301 (Springer, 2010). https://doi.org/10.1007/978-1-4419-6488-5_12 .
3.
Samoggia,
A. & Riedel, B. Coffee consumption and purchasing behavior review: insights
for further research. Appetite 129, 70–81. https://doi.org/10.1016/j.appet.2018.07.002
4.
Summa,
C. A., de la Calle, B., Brohee, M., Stadler, R. H. & Anklam, E. Impact of
the roasting degree of coffee on the in vitro radical scavenging capacity and
content of acrylamide. LWT 40, 1849–1854. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2006.11.016
5.
Ruosi, M. R. et al. A further tool to monitor the coffee roasting process:
aroma composition and chemical indices. J. Agric. Food
Chem. 60, 11283–11291. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jf3031716
6.
Sacchetti,
G., Di Mattia, C., Pittia, P. & Mastrocola, D. Effect of roasting degree,
equivalent thermal effect and coffee type on the radical scavenging activity of
coffee brews and their phenolic fraction. J. Food Eng.
90, 74–80. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2008.06.005
7.
Czech,
H., Heide, J., Ehlert, S., Koziorowski, T. & Zimmermann, R. Smart online
coffee roasting process control: modelling coffee roast degree and brew
antioxidant capacity for real-time prediction by resonance-enhanced
multi-photon ionization mass spectrometric (REMPI-TOFMS) monitoring of roast
gases. Foods 9, 627-627. https://doi.org/10.3390/foods9050627 (2020) . https://doi.org/10.3390/foods9050627
8.
Tsai,
C. F. & Jioe, I. P. J. The analysis of chlorogenic acid and caffeine
content and its correlation with coffee bean color under different roasting
degree and sources of coffee (Coffea arabica typica). Processes 9,
2040. https://doi.org/10.3390/pr9112040 (2021). https://doi.org/10.3390/pr9112040
9.
Pugash,
M. The Roast Color Classification System: Technology Designed To Advance the
Coffee Industry. Tea & Coffee Trade Journal 167, 66-66
(1995).
10. Hunt, R. W. G., Robert W. G. Measuring
Colour (John Wiley & Sons, 2011).
11. Choudhury, A. K. R. Color measurement
instruments. In Principles of color and appearance measurement: Object
appearance, colour perception and instrumental measurement, 221–269 (Elsevier,
2014).
12. Pathare, P. B., Opara, U. L. &
Al-Said, F. A. J. Colour measurement and analysis in fresh and processed foods:
A review. Food Bioprocess Technol. 6, 36–60. https://link.springer.com/article/10.1007/s11947-012-0867-9
13. Papadakis, S. E., Abdul-Malek, S.,
Kamdem, R. E. & Yam, K. L. A versatile and inexpensive technique for
measuring color of foods food technology. Food Technol.
54, 48–51 (2000).
14. Illy, A. & Viani, R. Espresso
coffee: the science of quality, 191–195 (Elsevier, 2004). https://shop.elsevier.com/books/espresso-coffee/illy/978-0-12-370371-2 https://books.google.com.do/books?id=AJdlfSFCmVIC&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false
15. Santos,
J. R. et al. In-line
monitoring of the coffee roasting process with near infrared spectroscopy:
measurement of sucrose and colour. Food Chem. 208, 103–110. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.03.114
16. Odžaković, B., Džinić, N., Jokanović,
M. & Grujić, S. The influence of roasting temperature on the physical
properties of Arabica and robusta coffee. Acta Periodica Technologica. 50,
172–178. https://doi.org/10.2298/APT1950172O (2019). https://doiserbia.nb.rs/img/doi/1450-7188/2019/1450-71881950172O.pdf
17. Hidayat, D. D., Indriati, A.,
Andriansyah, C. E., Rahayuningtyas, A. & Sudaryanto, A. Changes of some
engineering properties of coffee beans due to roasting process. Asian
J. Appl. Sci. 8, https://doi.org/10.24203/ajas.v8i1.6055
(2020). https://www.researchgate.net/publication/341350824_Changes_Of_Some_Engineering_Properties_Of_Coffee_Beans_Due_To_Roasting_Process
18. Pramudita, D., Araki, T., Sagara, Y.
& Tambunan, A. H. Roasting and colouring curves for coffee beans with broad
time-temperature variations. Food Bioproc. Tech. 10,
1509–1520. https://doi.org/10.1007/s11947-017-1912-5 (2017). https://link.springer.com/article/10.1007/s11947-017-1912-5
19. Wang, X. & Lim, L. T. A kinetics
and modeling study of coffee roasting under isothermal conditions. Food
Bioproc. Tech. 7,
621–632. https://doi.org/10.1007/s11947-013-1159-8 (2014). https://link.springer.com/article/10.1007/s11947-013-1159-8
20. Tarigan, E. B., Hanifah, D. &
Rahardini, R. F. Physicochemical properties of robusta coffee during roasting
temperature and time degradation. AIP Conference Proceedings 2957,
http://dx.doi.org/10.1063/5.0184639
21. Putri, D. P., Andriansyah, R. C. E.,
Setiyoningrum, F., Yulianti, L. E. & Hidayat, D. D. Physicochemical
properties of robusta coffee at various roasting levels using different roaster
types. BIO Web of Conferences 69, 03016-03025. http://dx.doi.org/10.1051/bioconf/20236903016
22. Cwiková, O. et al. Effects of
different processing methods of coffee Arabica on colour, acrylamide, caffeine,
chlorogenic acid, and polyphenol content. Foods 11,
3295-3295. https://doi.org/10.3390/foods11203295
23. Ortola, M. D., Londono, L., Gutierrez,
C. L. & Chiralt, A. Influence of roasting temperature on physicochemical
properties of different coffees. Food science and technology
international 4, 59-66. https://doi.org/10.1177/108201329800400108
24. Yüksel, A. N., Özkara Barut, K. T.
& Bayram, M. The effects of roasting, milling, brewing and storage
processes on the physicochemical properties of Turkish coffee. LWT. 131,
109711. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.109711
25. Little, A. C. & Mackinney, G. On
the color of coffee. Food Technol. 10, 503–506 (1956).
26. Schenker, S. Investigations on the hot
air roasting of coffee beans. Doctoral dissertation, ETH Zurich (2000).
https://www.research-collection.ethz.ch/handle/20.500.11850/144592
27. Wang, N. & Lim, L. T. Fourier
transform infrared and physicochemical analyses of roasted coffee. J.
Agric. Food Chem. 60, 5446–5453. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jf300348e
28. Mehaya, F. M. & Mohammad, A. A.
Thermostability of bioactive compounds during roasting process of coffee
beans. Heliyon 6, (2020). http://dx.doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e05508
29. Anokye-Bempah, L. et al. The effect of
roast profiles on the dynamics of titratable acidity during coffee
roasting. Sci. Rep. 14, 8237. https://www.nature.com/articles/s41598-024-57256-y
30. Anokye-Bempah, L., Han, J., Kornbluth,
K. & Ristenpart, W. & Donis-González, I. R. The use of desiccants for
proper moisture preservation in green coffee during storage and
transportation. J Agric. Food Res. 11, 100478. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2022.100478
31. Panuska, J. C., Karthikeyan, K. G.
& Miller, P. S. Impact of surface roughness and crusting on particle size
distribution of edge-of-field sediments. Geoderma 145,
315–324. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2008.03.015
32. Page,
M. J. et al. The PRISMA
2020 statement: an updated guideline for reporting systematic reviews. bmj. 372.
https://www.bmj.com/content/372/bmj.n71
33. Yeager, S. E. et al. Roast level and
brew temperature significantly affect the color of brewed coffee. J.
Food Sci. 87, 1837–1850. https://doi.org/10.1111/1750-3841.16089
34. Onishi, M., Inoue, M., Araki, T.,
Iwabuchi, H. & Sagara, Y. Characteristic coloring curve for white bread
during baking. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 75,
https://doi.org/10.1271/bbb.100558
35. Team, R. Development Core. R: A
language and environment for statistical computing (2010). https://www.scirp.org/reference/referencespapers?referenceid=1613470
36. Pinheiro, J. Bates Douglas & R
Core Team. nlme: Linear and nonlinear mixed effects models. R package
version. 3, (2011). https://www.researchgate.net/publication/303803175_Nlme_Linear_and_Nonlinear_Mixed_Effects_Models
37. International Organization for
Standardization. Green coffee-olfactory and visual examination and
determination of foreign matter and defects (ISO Standard No. 4149), (2005). https://www.iso.org/standard/35894.html
38. Kelly, K. L. The ISCC-NBS method of
designating colors and a dictionary of color names. US Department of
Commerce, National Bureau of Standards. 553 (1995). https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/circ/nbscircular553.pdf
39. Rao, S. The coffee roaster’s companion
(2014). https://www.scottrao.com/products/coffee-roasters-companion
https://es.scribd.com/document/522196700/Coffee-Roasters-Companion
40. Cortés-Macías, E. T., López, C. F.,
Gentile, P., Girón-Hernández, J. & López, A. F. Impact of post-harvest
treatments on physicochemical and sensory characteristics of coffee beans in
huila, Colombia. Postharvest. Biol. Technol. 187,
111852. 2022 https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2022.111852
41. Rodriguez, Y. F. B., Guzman, N. G.
& Hernandez, J. G. Effect of the postharvest processing method on the
biochemical composition and sensory analysis of Arabica coffee. Engenharia
Agricola. 40, 177–183. 2020 https://doi.org/10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v40n2p177-183/2020
42. Rodríguez, J., Durán, C. & Reyes,
A. Electronic nose for quality control of Colombian coffee through the
detection of defects in ‘cup tests’. Sensors 10,
36–46. 2010 https://doi.org/10.3390/s100100036
43. Song, J. L., Asare, T. S., Kang, M. Y.
& Lee, S. C. Changes in bioactive compounds and antioxidant capacity of
coffee under different roasting conditions. Korean J. Plant. Resources. 31(6),
704–713. 2018 https://doi.org/10.7732/kjpr.2018.31.6.704
44. Lee, S., Choi, E. & Lee, K. G.
Kinetic modelling of Maillard reaction products and protein content during
roasting of coffee beans. LWT 211, 116950. 2024 https://doi.org/10.1016/j.lwt.2024.116950
45. Wang, X. & Lim, L. T.
Physicochemical characteristics of roasted coffee in Coffee Health
Disease Prevention. 247–254. 2015
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409517-5.00027-9
46. Van Boekel, M. A. J. S. Formation of
flavor compounds in the Maillard reaction. Biotechnol. Adv. 24,
230–233. 2006 https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2005.11.004
47. Wang, H. Y., Qian, H. & Wei-Rong,
Y. Melanoidins produced by the Maillard reaction: structure and biological
activity. Food Chem. 128, 573–584. 2011 https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2011.03.075
48. Coelho, C. et al. Nature of phenolic
compounds in coffee melanoidins. J. Agric. Food Chem. 62(31),
7843–7853. 2014 https://doi.org/10.1021/jf501510d
49. Langner, E. & Rzeski, W.
Biological properties of melanoidins: A review. Int. J. Food Prop. 17(2),
344–353. 2014 https://doi.org/10.1080/10942912.2011.631253
50. Smrke, S., Opitz, S. E. W., Vovk, I.
& Yeretzian, C. How does roasting affect the antioxidants of a coffee brew?
Exploring the antioxidant capacity of coffee via on-line antioxidant assays
coupled with size exclusion chromatography. Food Funct. 4,
1082–1092. 2013 https://doi.org/10.1039/C3FO30377B
51. Upton, S. & Delta, E. The color
difference. Delta E CHROMIX Colornews 17, (2006). https://www.researchgate.net/publication/236023905_Color_difference_Delta_E_-_A_survey
52. Anokye-Bempah, L., Donis-González, I.
R. & Ristenpart, W. D. What color is your coffee?? Specialty Coffee
Association Issue 21. 2024 https://sca.coffee/sca-news/25/issue-21/what-color-is-your-coffee
53. Ristenpart, W. D. &
Donis-González, I. R. Towards a Rigorous Color Standard for Roasted Coffee,
white paper submitted to the Specialty Coffee Association Standards Committee
for Coffee Roasting - Roast Level Designations (SCA-130),2025 https://sca.coffee/research/coffee-standards
54. Honda, M., Takezaki, D., Tanaka, M.,
Fukaya, M. & Goto, M. Effect of roasting degree on major coffee compounds:
A comparative study between coffee beans with and without supercritical CO2 decaffeination
treatment. J. Oleo Sci. 71,1541-550. 2022 https://doi.org/10.5650/jos.ess22194
55. Tripetch, P. &
Borompichaichartkul, C. Effect of packaging materials and storage time on
changes of colour, phenolic content, chlorogenic acid and antioxidant activity
in Arabica green coffee beans (Coffea Arabica L. Cv. Catimor). J.
Stored Prod. Res. 84, 101510. 2019 https://doi.org/10.1016/j.jspr.2019.101510
56. Nicoli, M. C., Anese, M., Manzocco,
L., & Lerici, C. R. Antioxidant properties of coffee brews in relation to
the roasting degree. LWTFoodScience and Technology, 30(3), 292–297
(1997). https://doi.org/10.1006/fstl.1996.0181
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