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Cambios en la Composición Química del Grano de Café en la Tostación

por en Artículos 02/08/2020

 

En la torrefacción, tueste o tostación del café transcurren a través del tiempo una serie de reacciones químicas que ocasionan cambios físicos y variaciones en la composición química del grano de café verde y  adicionalmente se forman otras sustancias, principalmente volátiles, ácidos y pigmentos. Como resultado se obtienen los diferentes aromas, sabores, cualidades de cuerpo y acidez de la bebida de café. La tostación del café es un proceso térmico, irreversible y crítico para la calidad de los aromas y sabores del café.

En promedio, la composición química del café arábica verde cambia al tostarlo, así:

  • Agua. Según el grado de tueste, se pierde entre un 14 y un 20% de masa, representada en humedad y gases; los granos verdes pasan de un 11% de contenido de agua a un 4% en el café tostado.

  • Carbohidratos. Representan un 50% del peso del grano verde y están conformados por galactomanano, arabinogalactano, celulosa, hemicelulosa, sacarosa, arabinosa, manosa, galactosa, fructosa, ramnosa y sustancias pécticas. En la torrefacción del café se despolimerizan los polisacáridos; se forman azúcares reductores y en la caramelización de la sacarosa se producen pigmentos, ácidos fórmico, acético, glicólico, láctico y compuestos aromáticos como los furanos.

  • Proteínas. Constituyen un 13% del peso del grano. Mediante el calor en la tostación se rompen sus enlaces peptídicos y los aminoácidos reaccionan con los azúcares reductores presentes, es la conocida reacción de Maillard que ocurre en muchos alimentos tostados como el pan, y en el caso del café se forman sustancias volátiles del aroma como pirroles, tiofenos, oxazoles, tiazoles, pirazinas y también melanoidinas que contribuyen al pigmento marrón de los granos. Otra parte de los aminoácidos, por la reacción de Strecker se transforman en aldehídos, dióxido de carbono pirazinas, oxazoles y otras sustancias.

  • Lípidos. Conforman un 11,5% del peso del grano, de los cuales cerca del 75% son triglicéridos, constituidos en mayor proporción por los ácidos grasos palmítico, linoleico, oleico, esteárico, araquídico. El café también contiene diterpenos, esteroles, triterpenos, tocoferoles y fosfatidos. En la tostación del café una parte de los lípidos se oxida para formar aldehídos y volátiles y además cambian las concentraciones de algunos de los ácidos grasos.

  • Alcaloides. El grano de café verde de las variedades arábica contiene 1,1% de cafeína y 0,9% de trigonelina. La cafeína es estable en la tostación, mientras que la trigonelina disminuye en un 90% y se transforma en piridinas, pirroles, ácido nicotínico y otros compuestos nitrogenados.

  • Ácidos fenólicos. Los ácidos clorogénicos constituyen en promedio un 6,4% del peso del grano de café verde. En la tostación los ácidos clorogénicos se isomerizan, se unen a las melanoidinas, se hidrolizan, forman quinolactonas y se transforman en varios ácidos como el quínico y también en volátiles como catecol, guayacol y pirogalol. El ácido quínico constituye un 0,4% del café verde y en el tostado un 1%.

  • Ácidos carboxílicos. Los ácidos carboxílicos principales del café verde son el cítrico, málico, fórmico, glicólico, succínico y otros que conforman en promedio 1,6% de su peso. En el café tostado predominan los ácidos cítrico, acético, málico, fórmico, fosfórico, glicólico, láctico y otros 38 ácidos que constituyen un 2,6% del peso del tostado. Algunos de estos ácidos se producen en la tostación a partir de los carbohidratos, la sacarosa, la trigonelina, los lípidos y los mismos ácidos cítrico y málico presentes en el grano verde de café. El café verde y tostado también contienen un 0,1% de ácido fosfórico.

  • Minerales. Los contenidos de minerales del café verde constituyen un 4,1% y en el tostado 4,6%. El potasio, azufre, magnesio, fósforo y calcio constituyen el 63% del peso mineral del café; otros elementos abundantes en el grano son sodio, rubidio, hierro, manganeso, silicio, cobre y aluminio.

  • Volátiles. En el café tostado se han identificado alrededor de 900 compuestos químicos volátiles, cada uno en diferente concentración y con variedad de notas e intensidades odoríferas; son unos 244 compuestos nitrogenados, 75 azufrados, sustancias heterocíclicas entre otros. Los furanos conforman un 33%, las cetonas 31%, las pirazinas 16%, los ácidos 12%, la piridina 3%, los aldehídos 2%, los ésteres 1,6%, los alcoholes 0,8%, los pirroles 0,5% y el resto son fenoles, hidrocarburos y también puede contener tiofenos, tiazoles y oxazoles que no se encuentran en el grano verde.

  • Color. Durante la tostación del café el grano verde va tornándose amarillo y luego se desarrollan las tonalidades marrones. Los cafés especiales de sabor suave y aromas dulces, cítricos y tostados presentan colores entre 45 a 60 unidades Agtron.

“Cabe destacar que las concentraciones de los compuestos químicos y las cualidades físicas del café tostado dependen de las condiciones y de las temperaturas iniciales y finales en las cuales se desarrolla el proceso de torrefacción. Por consiguiente, es necesario establecer los controles de temperaturas, tiempos y flujos en el torrefactor y en la calidad del café verde para lograr la consistencia y la calidad de las propiedades organolépticas del café.”

Gloria Inés Puerta Quintero.

Bibliografía
Puerta Q. G.I. (2011). Composición química de una taza de café. Avances Técnicos Cenicafé, 414, 1-12.
Puerta Q., G. I., & Echeverri G., L. F. (2019). Relaciones entre las concentraciones de compuestos químicos del café y las temperaturas de torrefacción. Cenicafé, 70(2), 67-80.verde

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