Análisis bioquímico para predecir la calidad del café
Análisis bioquímico para predecir la calidad del café. En toda la cadena de suministro de café, la calidad es un tema clave para una serie de diferentes partes interesadas. Los agricultores a menudo reciben precios más altos por cafés de mejor calidad, los tostadores pueden usarlos para impulsar su marca y mejorar sus márgenes, y los consumidores buscan cada vez más perfiles de taza complejos.
Dado que se prevé que el mercado mundial de cafés especiales tendrá un valor de 83.500 millones de dólares para 2025, esta creciente demanda de calidad solo parece que va a continuar. Y aunque tenemos algunos protocolos de garantía y control de calidad para aprovechar en toda la cadena de suministro, los investigadores siempre están buscando nuevas formas de identificar y maximizar la calidad durante la producción.
Uno de estos métodos es el análisis bioquímico, en el que los investigadores examinan la compleja estructura química del café frente a las puntuaciones de las tazas y otros marcadores de calidad. Para saber más sobre si esta es una forma viable de predecir la calidad del café, hablé con cuatro personas involucradas en un proyecto de investigación BREEDCAFS. Siga leyendo para descubrir lo que dijeron.
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Usando análisis bioquímicos para predecir la calidad del café
Gracias a décadas de investigación, sabemos que la estructura bioquímica del café afecta los sabores y aromas que percibimos cuando lo consumimos.
Benoît Bertrand es genetista en la organización francesa de investigación agrícola CIRAD. Dice: “Se han descrito más de 850 compuestos bioquímicos en el aroma del café tostado y más de 300 en el café verde”.
Claudine Campa es científica senior en IRD, una institución pública de investigación comprometida con el logro de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU. “Los compuestos bioquímicos son sustancias naturales producidas por organismos vivos que juegan un papel importante en su fisiología y metabolismo”, explica. «Proteínas, carbohidratos complejos, ácidos orgánicos, lípidos, compuestos fenólicos y alcaloides … todos estos son compuestos bioquímicos producidos por las células del café».
Cada compuesto, solo o mediante su combinación o interacción con otros, puede influir en la calidad del café verde. Sin embargo, la composición bioquímica del café cambia cuando se tuestan los granos.
Al activar la recombinación entre moléculas, el tostado aumenta significativamente la presencia de compuestos volátiles, que están asociados con el aroma y el sabor.
Cada uno de ellos tiene una relación diferente con la calidad del café. Por ejemplo, los carbohidratos y los lípidos mejoran la sensación en la boca del café, mientras que los ácidos orgánicos y los derivados fenólicos aumentan los niveles de acidez y los sabores afrutados.
Furio Suggi Liverani es el director científico de illycaffè. Él dice: “La mayoría de los volátiles del café se forman durante el tostado mediante una serie de reacciones complejas. Estos descomponen los componentes naturales de las judías verdes crudas.
“Podemos encontrar compuestos aromáticos caracterizados por notas frutales y florales, así como frutos secos, caramelo, pan tostado y chocolate. Estos compuestos son como instrumentos musicales individuales, que se combinan para crear una orquesta «.
Sin embargo, a pesar de la cantidad de investigaciones que muestran que los compuestos bioquímicos afectan el sabor, se sabe poco acerca de cómo influyen exactamente en la calidad del café.
¿Por qué queremos predecir la calidad del café?
A lo largo de la cadena de suministro, existen diversas motivaciones para predecir la calidad del café a nivel bioquímico.
“Los científicos han soñado con poder determinar la calidad del café de la manera más objetiva posible durante más de 200 años”, dice Benoît.
Además, el cambio climático ya está teniendo un impacto en la producción de café. Una mejor comprensión de la calidad del café podría ser de crucial importancia para ayudar a los productores a lidiar con ella.
En teoría, el uso de pruebas bioquímicas para predecir de manera precisa y consistente la calidad del café podría ayudar a los productores a identificar variedades más resistentes con perfiles de taza apropiados, que luego podrían cultivarse en climas más cálidos.
“Querer predecir la calidad basándose en compuestos bioquímicos es como querer entender por qué la Novena Sinfonía de Beethoven es una obra magistral y universal, o por qué una pintura es una gran obra en comparación con tantas otras”, añade Benoît.
Hoy en día, evaluamos la calidad en función de las características físicas y sensoriales del café, pero ambas son subjetivas y requieren experiencia o conocimientos existentes para llevarlas a cabo.
La calidad física del café verde se evalúa observando el número de defectos en la muestra, que generalmente se definen como desviaciones notables en tamaño, color, olor y forma.
Sin embargo, la calidad sensorial se evalúa mediante ventosas. Esto es cuando las muestras de café tostado se muelen y elaboran de acuerdo con un protocolo estricto. Cada muestra es degustada por profesionales certificados, quienes puntúan el aroma, la acidez, el cuerpo, la dulzura del café, etc.
Sin embargo, estos procesos manuales de control de calidad consumen mucho tiempo y requieren acceso a equipos e infraestructura. Desarrollar un sistema más cuantitativo que se base solo en el análisis bioquímico no solo sería más rápido, sino también más consistente, aumentando la precisión para los actores a lo largo de la cadena de suministro del café.
¿Qué compuestos influyen en la calidad del café?
Para obtener más información sobre cómo se puede utilizar el análisis bioquímico para predecir la calidad, CIRAD se ha asociado con IRD, illycaffé, Plateforme Metabolome (Univ. Bordeaux) y Eurofins (un laboratorio de pruebas líder en el mundo).
Benoît me dice que parte de la investigación implica identificar los compuestos bioquímicos que afectan negativamente la calidad del café.
“Esperamos poder circunscribir un cierto número de reglas basadas en la armonía, el equilibrio, [and] ciertos sabores universalmente reconocidos como agradables, y poder eliminar las ‘notas falsas’ ”, explica.
Sin embargo, junto con esto, el proyecto BREEDCAFS también está explorando cómo algunos compuestos, generalmente volátiles, indican una mayor calidad.
Las pirazinas y los furanos, por ejemplo, se asocian con sabores más tostados y notas de sabor a caramelo, que a menudo son deseables en la taza y mejoran las puntuaciones.
¿Qué podemos predecir mediante el análisis bioquímico?
El proyecto BREEDCAFS probó un lote «ciego» de café verde seleccionado de un ensayo agronómico. Su origen, variedad y calidad en taza no se revelaron.
Esta muestra se compartió entre CIRAD, IRD, illycaffè, Metabolome Plateforme y Eurofins para su análisis. Sin embargo, el objetivo del proyecto era no solo predecir la calidad del café, sino también ver si era posible identificar su origen.
Claudine me cuenta más sobre cómo los diversos socios de investigación llevaron a cabo sus análisis para este proyecto.
“Para resaltar estos marcadores bioquímicos, diferentes laboratorios se unieron para utilizar diferentes técnicas”, explica. «Esto hizo posible analizar tantos compuestos como pudimos en el lote de café verde».
El análisis buscó determinar el origen del café (que se había ocultado a los investigadores) y servir como una predicción de la calidad general de la taza.
Predecir el origen
El IRD utilizó cromatografía líquida para separar y cuantificar los diferentes compuestos del café. Esto resaltó los niveles de cafeína y ácido clorogénico, creando una firma inicial específica para el grano.
La investigación del IRD encontró que las accesiones silvestres y los cultivares de café específicos se pueden identificar utilizando esta técnica.
Por el contrario, la investigación en Plateforme Metabolome utilizó cromatografía de gases en lugar de cromatografía líquida. Esto permitió a los investigadores separar y cuantificar los ácidos grasos en el café verde.
Después de esto, Claudine dice que los investigadores podrían combinar los dos resultados para delinear una «huella digital» bioquímica para el café en cuestión.
“Cada café verde tiene una firma bioquímica única”, explica Claudine. «Podemos autenticar un origen de otro utilizando esta firma».
Sin embargo, para definir mejor la “huella digital” única del café, el proyecto trabajó con un laboratorio asociado de Eurofins en Francia.
Freddy Thomas es el director de autenticidad de investigación y desarrollo de Eurofins Analytics France. Explica que Eurofins utilizó una técnica llamada resonancia magnética nuclear (RMN) para aprender más sobre los marcadores bioquímicos del café.
«La RMN es una técnica cuantitativa», dice Freddy. “La intensidad de cada señal es proporcional a la concentración de una molécula específica. Esto nos permite calcular la concentración de compuestos orgánicos (azúcares, aminoácidos, ácidos orgánicos…) al mismo tiempo ”.
Este análisis requiere poca preparación y toma alrededor de 30 minutos en total para completarse. Esto significa que se pueden analizar alrededor de 50 muestras todos los días. Al igual que la cromatografía de gases y líquidos, las imágenes de RMN producen una «huella digital» única para cada café.
También permite agrupar diferentes cafés de acuerdo con sus características bioquímicas compartidas, lo que permite a los investigadores identificar qué cafés provienen de la misma zona o de áreas similares.
Predecir la calidad
Aunque predecir la calidad del café a partir de marcadores bioquímicos es un proceso increíblemente complejo, Claudine me dice que se han logrado algunos avances.
“Al comparar las características bioquímicas de los granos verdes y las propiedades sensoriales del café [once cupped], podremos destacar los marcadores bioquímicos de calidad ”, dice.
«La mayoría de los estudios anteriores han demostrado que la concentración de estos compuestos en el café verde depende de la variedad que se utilice, así como de las condiciones ambientales como la elevación y la intensidad de la luz solar».
Si bien el IRD realizó una investigación utilizando cromatografía y Eurofins se basó en imágenes de RMN, Claudine me dice que illycaffè llevó a cabo un análisis sensorial completo en los cafés seleccionados.
Este análisis permitió al proyecto aislar compuestos volátiles específicos como responsables de ciertos sabores deseables e indeseables.
Junto con el análisis bioquímico, esto, en teoría, permite a los investigadores predecir la calidad del café.
Si bien se necesita más investigación, la búsqueda para identificar la calidad del café mediante análisis bioquímicos está muy avanzada.
“Es importante para todo el sector cafetero y para los consumidores, pero también para los productores”, concluye Benoit. “El objetivo final es aumentar la calidad”.
En medio de los volátiles precios del mercado de C, el cambio climático y una creciente demanda mundial de café de mayor calidad, encontrar una solución nunca ha sido más importante.
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