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FERMENTACIONES CONTROLADAS DEL CAFÉ:
Proceso para agregar valor a la calidad del café
Gloria Inés Puerta-Quintero
Cenicafé
EXPOESPECIALES Café de Colombia 2014
Medellín
©FNC-Cenicafé 2014
Planteamiento del problema
Todavía faltan controles sistemáticos en el
procesamiento del café en la fincas, lo cual ocasiona:
• defectos
• pérdidas económicas y
• desaprovechamiento de mercados
©FNC-Cenicafé 2014
Formación del sabor vinagre en el café
Malas prácticas
Lavado con aguas
sucias recirculadas
Vinagre
Café sin escoger
fermentación en seco
varias horas
se deja drenando
Fuente: Puerta, 2014
©FNC-Cenicafé 2014
Acidez muy alta y
desagradable
agrio
fermento
descompuesto
stinker
hediondo
nauseabundo
Café sin escoger,
se mezclan cafés de
varios despulpados,
se deja con agua,
cambian el agua!
Mal
desmucilaginado
Mal
manejo de
café húmedo
FACTORES DE LA FERMENTACIÓN DEL CAFÉ
SUSTRATO – Café despulpado o café baba
Variedad de café, madurez, selección
Composición química y microbiana
CONDICIONES EXTERNAS
Temperatura aire
Calidad del agua
Calidad del aire
Higiene
SISTEMA DE FERMENTACIÓN
Abierto, cerrado
Sólido, sumergido
estático, agitado
Continuo, discontinuo
Tiempo
©FNC-Cenicafé 2014
Desarrollo de la investigación fermentaciones
controladas del café
Escala
Sistemas de
fermentación
• 283 en laboratorio
• 45 en finca
• 14 en beneficiadero
experimental
• Discontinuos
estáticos
• abiertos,
• cerrados,
• sólido
• sumergidos
Temperaturas
15 °C
17°C
20°C
20-15-20 °C
18 a 26 °C
Tiempos de
fermentación
14 hasta 66 horas
Café Arabica: Castillo
Origen Chinchiná, Finca Naranjal, Estado maduro
©FNC-Cenicafé 2014
Fermentación abierta sumergida 30%
Tiempo inicial
Etapa de lavado 1,7 litro/kg café baba,
30%,20%,20%,30%
Después de 18 h, medición de pH
©FNC-Cenicafé 2014
Desagües sello hermético
durante fermentación
Fermentación abierta, sólida, sin agua
Etapa de lavado 2 litro/kg café baba,
30%,20%,20%,30%
Desagües sello hermético
durante fermentación
©FNC-Cenicafé 2014
7
Desarrollo de investigación fermentaciones controladas del café
Medición de características del mucílago de café fermentado
Brix
pH
Acidez química
Azúcares totales y reductores
Ácidos láctico, acético, málico
DQO
Identificación y recuentos de bacterias y levaduras
Sustancias pécticas
Color café baba
Olor café baba
Alcoholes y ácidos *
Composición relativa de volátiles **
* HPLC, efectuados durante estadía en ATB Alemania 2014
** GC-masas, servicio de análisis UIS
©FNC-Cenicafé 2014
Variación del pH del mucílago durante la fermentación
del café
Tiempo de
fermentación
en horas
Sistema de fermentación
sin agua
30% agua 50% agua sin agua 30% agua 50% agua
Clasificado por zaranda
sin agua
50% agua
Clasificado por sifón y zaranda
22 °C a 25 °C
22 °C a 25 °C
17 °C a 19 °C
0
5,00
5,23
5,43
5,36
5,41
5,81
5,58
5,66
12
4,07
4,42
4,49
3,92
4,39
4,68
4,52
4,65
14
3,95
4,30
4,37
3,76
4,29
4,54
4,39
4,53
16
3,85
4,27
4,19
4,20
4,13
4,40
4,28
4,42
3,76
3,64
3,54
4,28
18
4,18
4,06
4,19
4,31
20
3,68
3,95
4,11
3,47
4,07
4,17
4,11
4,22
22
3,62
3,84
4,05
3,44
4,04
4,07
4,04
4,15
24
3,56
4,00
3,97
4,02
4,02
3,99
3,91
4,08
3,52
3,43
3,45
4,00
26
3,74
3,63
3,96
4,03
28
3,49
3,53
3,94
3,50
4,04
3,85
3,94
3,99
30
3,48
3,44
3,93
3,58
4,07
3,80
3,94
3,96
En general, valores de pH del mucílago fermentado entre 3,7 y 4,1
son adecuados y seguros para interrumpir la fermentación y lavar el café
Fuente: Puerta, 2012
©FNC-Cenicafé 2014
Olores en el café baba
durante la fermentación a 20 °C
tiempo
horas
abierto sumergido
Abierto sólido
Cerrado sumergido
Cerrado sólido
14
Dulce
Dulce
Dulce
Manzana verde
Dulce
18
Banano,
Limón
a verde
banano,
Limón
A verde
Leche caliente
acetona
Acetona
Leche caliente
42
Apio
Cáscara plátano
maduro
Césped húmedo
acetona,
Ácido acético
Acetona, removedor
Ácido acético
Ácido acético
Perejil
Acetona
66
Limón
cascara de plátano
maduro
kumis
Leche agria
Acetona,
basura
vinagre,
Piña madura
Acetona, removedor
A basura
88
Limón
Cáscara de plátano
maduro, verdoso
A basura
acre
A basura
Guayaba agria
A verde
Acetona
cáscara de plátano
maduro,
a basura, podrido
©FNC-Cenicafé 2014
Volátiles en el mucílago de café fermentado
Fermentaciones sólidas, 15 °C
Variedad Castillo
Origen Chinchiná. Finca Naranjal
©FNC-Cenicafé 2014
Compuestos volátiles en mucílago de café fermentaciones controladas
Variedad Castillo.
Origen Chinchiná. Finca Naranjal
©FNC-Cenicafé 2014
Volátiles en mucílago de café fermentado
©FNC-Cenicafé 2014
Evaluación de la calidad del café de las fermentaciones controladas
Escala
Calidad del café en taza
Aromas
acidez
amargo
Cuerpo
dulzor
impresión global
Frecuencia de sabores
especiales
defectos
Fuente: Puerta, 1996, 2013
Composición relativa de volátiles
en café tostado molido
©FNC-Cenicafé 2014
** GC-masas, servicio de análisis UIS
**
Calidad de bebida de café, según el sistema de fermentación
©FNC-Cenicafé 2014
Sabores especiales del café según temperatura y
sistema de fermentación. ABIERTOS
©FNC-Cenicafé 2014
Variedad Castillo, origen Chinchiná, Finca Naranjal
Sabores especiales del café según temperatura y
sistema de fermentación CERRADOS (18 a 26 °C)
©FNC-Cenicafé 2014
Variedad Castillo, origen Chinchiná, Finca Naranjal
Composición relativa de volátiles del café tostado
de fermentaciones controladas
furfural
ácido acético
2-metilpirazina
©FNC-Cenicafé 2014
Metil-2pirrolil-cetona
Maltol
3-hidroxi-2metil4H-piran-4-ona
©FNC-Cenicafé 2014
Fuente: Puerta 2012, AVT414
Promedio
volátiles más abundantes en café tostado de
fermentaciones controladas
Algunos volátiles están en menor proporción,
pero tienen mayor impacto en el aroma del café tostado
©FNC-Cenicafé 2014
Volátiles en café tostado
Fermentaciones controladas
Variedad Castillo.
origen Chinchiná. Finca Naranjal
©FNC-Cenicafé 2014
Volátiles en café tostado fermentaciones controladas
©FNC-Cenicafé 2014
Variedad Castillo,
origen Chinchiná, Naranjal
Algunas diferencias en volátiles café tostado, según
temperaturas y sistema fermentación
©FNC-Cenicafé 2014
Algunas diferencias en volátiles café tostado, según
temperaturas y sistema fermentación
©FNC-Cenicafé 2014
FERMENTACIONES CONTROLADAS DE CAFÉ
ejemplo
Abierto
sumergido
15 °C
Abierto
sólido
Abierto
sumergido
20 °C
Abierto
sólido
Abierto
sumergido
tostación1
24 h
tostación1
42 h
tostación1
14 h
tostación1
18 h
tostación1
21 h
tostación1
18 h
tostación1
21 h
tostación1
30 h
tostación1
14 h
tostación1
18 h
tostación1
21 h
tostación1
16 h
tostación1
18 h
tostación1
24 h
tostación1
14 h
tostación1
16 h
tostación1
18 h
tostación1
23 °C
Abierto
sólido
©FNC-Cenicafé 2014
18 h
Fuente: Puerta 2013
PROCESOS QUE OCURREN EN LA FERMENTACIÓN DEL CAFÉ
alcohol, CO2
Fermentación
alcohólica
Fermentaciones
ácido láctico, ácido acético, CO2
láctica y heteroláctica
Degradación de lípidos
ácidos grasos, ésteres
Otras fermentaciones
y degradaciones
Agua, azúcares,
sustancias pécticas,
Energía, ATP
proteínas,
Acetificación
lípidos, ácidos, minerales
Formación de volátiles,
bacterias,
cetonas, aldehídos, ésteres,
ácidos…
levaduras,
enzimas
Cambios químicos y físicos del mucílago
Cambios en sabor y aroma del café
dependen de la temperatura
©FNC-Cenicafé 2014
Para aplicar las fermentaciones controladas del café
se requiere ajustes en la tecnología de beneficio
Agua
limpia
Rediseño de
fermentadores
tamaño
forma, altura
desagües
materiales
dosificadores
Capacitación
del personal
©FNC-Cenicafé 2014
Café
cereza de
buena
calidad
Sistemas de
lavado
mecánico
Clasificaciones
de granos
trillados
Separadores
hidráulicos y
zarandas
eficaces
Secadores
con aire
limpio
Expertos
tostadores
personal y
equipo
MUCHAS GRACIAS
•
•
•
•
©FNC-Cenicafé 2014
Caficultores
Personal de estaciones experimentales
Gustavo Echeverry
Hernando García
Bibliografía
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Clarke, R. J. & Vitzthum, O. G. 2001. Coffee recent developments. Blackwell Science, Inglaterra. 257p.
2.
Flament, I. & Bessière T., Y. 2002. Coffee flavor chemistry. John Wiley Sons, Inglaterra. 410p
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procesado por vía húmeda. Cenicafé 47(4):231-234. .
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Puerta Q., G. I. 2014. Development of coffee controlled fermentations to add value to coffee quality. ASIC 2014.
©FNC-Cenicafé 2014
Fermentaciones controladas de café
sistemas abiertos
Fermentación sustrato sólido
Granos baba escogidos
Agua : 0
Tiempo: 12 a 18 h
Lavado controlado, agua limpia
2,0 L/kg café en baba,
En 4 enjuagues
(30%, 20%, 20%, 30%)
pH 3,7 a 3,9
Brix 15 a 17%
Secado controlado con aire limpio
©FNC-Cenicafé 2014
Fermentación sumergida
Granos baba escogidos
Agua: 30%
Tiempo 18 a 30 horas
Lavado controlado, agua limpia
1,7 L agua/kg café en baba
En 4 enjuagues
(30%, 20%, 20%, 30%)
pH: 3,9 a 4,2
Brix: 5,8 a 7,9%
Secado controlado con aire limpio