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 1. 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 3. Holscher, W., Vitzthum, O. G. & Steinhart, H. 1990. Identification and sensorial evaluation of aroma-impactcompounds in roasted Colombian coffee. Café Cacao Thé, Francia. pp. 205-212. 4. Puerta Q., G. I. 1996. Escala para la evaluación de la calidad de la bebida de café verde /Coffea arabica/ procesado por vía húmeda. Cenicafé 47(4):231-234. . 5. Puerta Q., G. I. 2010.. Fundamentos del proceso de fermentación en el beneficio del café. Cenicafé, Avances técnicos No. 402, 12p. 6. Puerta Q., G. I. 2011. Composición química de una taza de café. Cenicafé, Avances técnicos No. 414, 12p. 7. Puerta Q., G. I.; Rios A., S. 2011. Composición química del mucílago de café según el tiempo de fermentación y refrigeración.Cenicafé 62(2):23-40. 8. Puerta Q., G. I. 2012. Factores, procesos y controles en la fermentación del café. Cenicafé, Avances técnicos No. 422, 12p. 9. Puerta Q., G. I.; Marin M, J.; Osorio B., G.A. 2012. Microbiología de la fermentación del mucílago de café según madurez y selección. Cenicafé 63(2):+.+. . 10. 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
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