Grano de café
Semilla de la planta del café
Granos de café
Granos de café tostados
Región de origenCuerno de África [1] y Arabia del Sur [2]

Un grano de café es una semilla de la planta Coffea y la fuente del café . Es el hueso dentro del fruto rojo o morado. A esta fruta a menudo se la conoce como cereza de café y, al igual que la cereza, es una fruta con hueso. Aunque los granos de café no son técnicamente granos, se los conoce como tales debido a su parecido con los verdaderos granos . Los frutos contienen más comúnmente dos carozos con sus lados planos juntos. Un pequeño porcentaje de cerezas contiene una sola semilla, llamada " caracol ". Los caracoles constituyen solo alrededor del 10% al 15% de todos los granos de café. Es una creencia bastante común que tienen más sabor que los granos de café normales. [3] Al igual que las nueces de Brasil (una semilla) y el arroz blanco, los granos de café se componen principalmente de endospermo . [4]

Las dos variedades de café más importantes económicamente son la Arábica y la Robusta ; aproximadamente el 60% del café producido en todo el mundo es Arábica y ~40% es Robusta. [5] Los granos de Arábica contienen entre un 0,8 y un 1,4% de cafeína y los granos de Robusta contienen entre un 1,7 y un 4,0% de cafeína. [6] Como el café es una de las bebidas más consumidas en el mundo, los granos de café son un cultivo comercial importante y un producto de exportación importante , que representa más del 50% de los ingresos en divisas de algunas naciones en desarrollo. Esto ha hecho que el café sea muy importante en la cultura y la comida de todo el mundo. [7] En 2017, se exportó el 70% de la producción total de café, por un valor de 19.900 millones de dólares. [8] La industria mundial del café es enorme y está valorada en 495.500 millones de dólares en 2023, el mayor productor de café y granos de café es Brasil. [9] Otros exportadores principales de granos de café son Colombia, Vietnam y Etiopía.

Historia

Fechas significativas

  • Según la leyenda, la planta del café fue descubierta en Etiopía por un pastor de cabras llamado Kaldi alrededor del año 850 d. C., quien observó una mayor actividad física en sus cabras después de que consumieran granos de café. [10]
  • La planta del café se encontró por primera vez en las montañas de Yemen . Luego, hacia el año 1500, se exportó al resto del mundo a través del puerto de Mokha, Yemen .
  • Primer cultivo en la India ( Chikmagalur ) – 1600
  • Primer cultivo en Europa – 1616
  • Primer cultivo en Java – 1699
  • Primer cultivo en el Caribe ( Cuba , La Española , Jamaica , Puerto Rico ) – 1715–1730
  • Primer cultivo en América del Sur – 1730
  • Primer cultivo en las Indias Orientales Holandesas – 1720
  • Los granos tostados se vendieron por primera vez en el mercado minorista (Pittsburgh) – 1865
  • Importantes técnicas de secado por aspersión desarrolladas en la década de 1950, que junto con la liofilización son un método para crear café instantáneo.

Distribución

El cinturón del frijol en amarillo: los 20 mayores productores (2011) en verde.

Brasil produce aproximadamente el 45% de las exportaciones totales de café del mundo . Estados Unidos importa más café que cualquier otra nación. En 2015, los estadounidenses consumían aproximadamente 400 millones de tazas de café por día, lo que convierte a Estados Unidos en el principal consumidor de café del mundo. [11]

Las plantas de café crecen dentro de un área definida entre los trópicos de Cáncer y Capricornio , denominada cinturón de granos o cinturón de café. [12] [13] [14] [15]

Etimología

El Oxford English Dictionary sugiere que las lenguas europeas en general parecen haber obtenido el nombre del turco kahveh , alrededor de 1600, tal vez a través del italiano caffè . El árabe qahwah , en turco pronunciado kahveh , es el nombre de la infusión o bebida ; los lexicógrafos árabes dicen que originalmente significaba " vino " o algún tipo de vino, y que es un derivado de una raíz verbal qahiya "no tener apetito ". Otra teoría común es que el nombre deriva de la provincia de Kaffa, Etiopía , donde la especie puede haberse originado. [16 ]

Planta de café

La flor de un árbol de café Singararutang
Bayas de café

El cafeto tiene una altura media de 5 a 10 m (16 a 33 pies). A medida que el árbol envejece, produce menos frutos y pierde lentamente su resistencia a las plagas y enfermedades. Los granos de café provienen de las semillas que se encuentran en los frutos de los árboles y arbustos que crecen de forma natural en los bosques africanos. Los seres humanos producen café tostando , moliendo y preparando la infusión de los granos de café verde. [17]

Las plantas de café suelen cultivarse en hileras espaciadas entre sí según la densidad deseada elegida por el agricultor. Algunos agricultores plantan otros árboles, como árboles de sombra u otros árboles de cultivo comercial, como naranjos, alrededor de ellas o plantan el café en las laderas de las colinas, porque necesitan condiciones específicas para florecer. Lo ideal es que los granos de café arábigo se cultiven a temperaturas de entre 15 y 24 °C (59 y 75 °F) y los de robusta, entre 24 y 30 °C (75 y 86 °F), y reciban entre 500 y 3000 mm (20 y 118 pulgadas) de lluvia al año. [18] Se necesita más lluvia al principio de la temporada, cuando la fruta se está desarrollando, y menos más adelante, cuando madura.

Dos especies menos conocidas que se cultivan para el consumo son Coffea liberica y Coffea racemosa . [19]

Tratamiento

Cuando la fruta está madura, casi siempre se recolecta a mano, ya sea mediante una "recolección selectiva", en la que solo se retira la fruta madura, o mediante una "recolección en franjas", en la que se retira toda la fruta de una rama a la vez. La recolección selectiva se utiliza a menudo para producir café de mayor calidad porque las cerezas se recogen en su punto más maduro. La recolección en franjas es indiscriminada y se cosechan frutas verdes, maduras y demasiado maduras. Para mejorar la calidad después de la recolección en franjas, la cosecha debe clasificarse.

Para procesar las bayas de café se utilizan principalmente dos métodos. El primero, el proceso "húmedo" o "lavado", se ha llevado a cabo tradicionalmente en América Central y en zonas de África. La pulpa de las cerezas se separa de las semillas y luego estas se fermentan, es decir, se dejan en remojo en agua durante unos dos días. Esto ablanda el mucílago, que es un residuo de pulpa pegajosa que todavía está adherido a las semillas. Luego, este mucílago se lava con agua.

El método de "procesamiento en seco", más barato y sencillo, se utilizaba tradicionalmente para los granos de menor calidad en Brasil y gran parte de África, pero ahora ofrece un precio superior si se hace bien. Las ramitas y otros objetos extraños se separan de las bayas y luego la fruta se extiende al sol sobre hormigón, ladrillos o bancales elevados durante 2 o 3 semanas, y se le da la vuelta con regularidad para que se seque de manera uniforme.

En Asia existe un tercer tipo de procesamiento, en el que la civeta palmera asiática come bayas de café y excreta los granos. Como la civeta prefiere el sabor de las cerezas más maduras, las cosecha de forma selectiva. Luego, su sistema digestivo procesa los granos descomponiendo el mucílago y la pulpa que rodean la semilla. Una vez que la civeta excreta las semillas, se pueden cosechar, procesar y vender como un producto de nicho . Una vez que finalmente se procesan, estos granos se denominan kopi luwak y, a menudo, se comercializan como un café raro y caro.

Composición

Sección transversal de la cereza del café
Cerezas de café recién cosechadas
Cerezas de café recién cosechadas

El término "grano de café verde" se refiere a los granos de café maduros o inmaduros sin tostar. Estos han sido procesados ​​por métodos húmedos o secos para eliminar la pulpa exterior y el mucílago y tienen una capa de cera intacta en la superficie exterior. Cuando están inmaduros, son verdes. Cuando están maduros, tienen un color marrón a amarillo o rojizo y generalmente pesan entre 300 y 330 mg por grano de café seco. Los compuestos no volátiles y volátiles en los granos de café verde, como la cafeína , disuaden a muchos insectos y animales de comerlos . Además, tanto los compuestos no volátiles como los volátiles contribuyen al sabor del grano de café cuando se tuesta. Los compuestos nitrogenados no volátiles (incluidos los alcaloides , la trigonelina , las proteínas y los aminoácidos libres ) y los carbohidratos son de gran importancia para producir el aroma completo del café tostado y para su acción biológica. Desde mediados de la década de 2000, el extracto de café verde se ha vendido como un suplemento nutricional y se ha estudiado clínicamente por su contenido de ácido clorogénico y por sus propiedades lipolíticas y de pérdida de peso.

Alcaloides no volátiles

Bayas inmaduras de Coffea canephora en un árbol en Goa , India

La cafeína (1,3,7-trimetilxantina) es el alcaloide más presente en los granos de café verde y tostado. El contenido de cafeína está entre el 1,0% y el 2,5% en peso de los granos de café verde secos. El contenido de cafeína no cambia durante la maduración de los granos de café verde, pero se encuentra un mayor contenido de cafeína en plantas cultivadas a mayores altitudes. [20] [21] Se pueden encontrar concentraciones más bajas de teofilina , teobromina , paraxantina , liberina y metilliberina . La concentración de teofilina, un alcaloide conocido por su presencia en el té verde , se reduce durante el proceso de tostado, generalmente alrededor de 15 minutos a 230 °C (446 °F), mientras que las concentraciones de la mayoría de los demás alcaloides no cambian. [ cita requerida ] La solubilidad de la cafeína en agua aumenta con la temperatura y con la adición de ácidos clorogénicos, ácido cítrico o ácido tartárico , todos los cuales están presentes en los granos de café verde. Por ejemplo, 1 g (0,035 oz) de cafeína se disuelve en 46 ml (1,6 oz líquidas estadounidenses) de agua a temperatura ambiente y 5,5 ml (0,19 oz líquidas estadounidenses) a 80 °C (176 °F). [22] Los alcaloides de xantina son inodoros, pero tienen un sabor amargo en el agua, que se enmascara con los ácidos orgánicos presentes en el café verde. [ cita requerida ]

La trigonelina ( N -metil-nicotinato) es un derivado de la vitamina B3 que no es tan amargo como la cafeína. En los granos de café verde, el contenido está entre el 0,6% y el 1,0%. A una temperatura de tostado de 230 °C (446 °F), el 85% de la trigonelina se degrada a ácido nicotínico , dejando pequeñas cantidades de la molécula inalterada en los granos tostados. [23] [24]

Proteínas y aminoácidos

Las proteínas representan entre el 8% y el 12% de los granos de café verde secos. La mayoría de las proteínas son del tipo de almacenamiento 11-S [25] (componente alfa de 32 kDa, componente beta de 22 kDa), la mayoría de las cuales se degradan a aminoácidos libres durante la maduración de los granos de café verde. Además, las proteínas de almacenamiento 11-S se degradan a sus aminoácidos individuales bajo la temperatura de tostado, por lo que son una fuente adicional de componentes amargos debido a la generación de productos de la reacción de Maillard . [26] La alta temperatura y la concentración de oxígeno y el bajo pH degradan las proteínas de almacenamiento 11-S de los granos de café verde a péptidos y aminoácidos de bajo peso molecular . La degradación se acelera en presencia de ácidos orgánicos como los ácidos clorogénicos y sus derivados. Otras proteínas incluyen enzimas , como la catalasa y la polifenol oxidasa , que son importantes para la maduración de los granos de café verde. El café maduro contiene aminoácidos libres (4,0 mg de aminoácidos/g de café robusta y hasta 4,5 mg de aminoácidos/g de café arábica). En Coffea arabica , la alanina es el aminoácido con mayor concentración, es decir, 1,2 mg/g, seguido de la asparagina con 0,66 mg/g, mientras que en C. robusta , la alanina está presente en una concentración de 0,8 mg/g y la asparagina en 0,36 mg/g. [27] [28] Los aminoácidos hidrófobos libres en los granos de café verde fresco contribuyen al sabor desagradable, lo que hace imposible preparar una bebida deseable con dichos compuestos. En el café verde fresco de Perú, estas concentraciones se han determinado como: isoleucina 81 mg/kg, leucina 100 mg/kg, valina 93 mg/kg, tirosina 81 mg/kg, fenilalanina 133 mg/kg. La concentración de ácido gamma-aminobutírico (un neurotransmisor) se ha determinado entre 143 mg/kg y 703 mg/kg en granos de café verde de Tanzania . [29] Los granos de café tostados no contienen ningún aminoácido libre; los aminoácidos en los granos de café verde se degradan bajo la temperatura de tostado a productos de Maillard (productos de reacción entre el grupo aldehído del azúcar y el grupo alfa-amino de los aminoácidos). Además, las dicetopiperazinas , por ejemplo, ciclo(prolina-prolina), ciclo(prolina-leucina) y ciclo(prolina-isoleucina), se generan a partir de los aminoácidos correspondientes y son la principal fuente del sabor amargo del café tostado. [30]El sabor amargo de las dicetopiperazinas se percibe en concentraciones de alrededor de 20 mg/litro de agua. El contenido de dicetopiperazinas en el espresso es de aproximadamente 20 a 30 mg, lo que es responsable de su amargor . [31]

Carbohidratos

Los carbohidratos constituyen aproximadamente el 50% del peso seco de los granos de café verde. La fracción de carbohidratos del café verde está dominada por polisacáridos , como arabinogalactano , galactomanano y celulosa , que contribuyen al sabor insípido del café verde. El arabinogalactano constituye hasta el 17% del peso seco de los granos de café verde, con un peso molecular de 90 kDa a 200 kDa. Está compuesto por cadenas principales de galactano enlazadas a beta-1-3, con miembros frecuentes de residuos de arabinosa (pentosa) y galactosa (hexosa) en las cadenas laterales que comprenden propiedades inmunomoduladoras al estimular el sistema de defensa celular (respuesta Th-1) del cuerpo. Los granos de café maduros de color marrón a amarillo contienen menos residuos de galactosa y arabinosa en la cadena lateral de los polisacáridos, lo que hace que el grano de café verde sea más resistente a la descomposición física y menos soluble en agua. [32] El peso molecular del arabinogalactano en el café es más alto que en la mayoría de las otras plantas, mejorando el sistema de defensa celular del tracto digestivo en comparación con el arabinogalactano con menor peso molecular. [33] Los monosacáridos libres están presentes en los granos de café maduros de color marrón a verde amarillento. La parte libre de los monosacáridos contiene sacarosa (gluco-fructosa) hasta 9000 mg/100 g de grano de café verde arábico, una cantidad menor en robustas, es decir, 4500 mg/100 g. En los granos de café verde arábico, el contenido de glucosa libre fue de 30 a 38 mg/100 g, fructosa libre de 23 a 30 mg/100 g; galactosa libre 35 mg/100 g y manitol 50 mg/100 g de granos de café secos, respectivamente. El manitol es un potente eliminador de radicales hidroxilo , que se generan durante la peroxidación de lípidos en las membranas biológicas. [34]

Lípidos

Los lípidos que se encuentran en el café verde incluyen: ácido linoleico , ácido palmítico , ácido oleico , ácido esteárico , ácido araquídico , diterpenos , triglicéridos , ácidos grasos insaturados de cadena larga , ésteres y amidas . El contenido total de lípidos en el café verde seco es de 11,7 a 14 g/100 g. [35] Los lípidos están presentes en la superficie y en la matriz interior de los granos de café verde. En la superficie, incluyen derivados de ácido carboxílico-5-hidroxitriptamidas con un enlace amida a ácidos grasos (insaturados C6 a C24) que representan hasta el 3% del contenido lipídico total o 1200 a 1400 microgramos/g de grano de café verde seco. Dichos compuestos forman una cubierta similar a la cera en la superficie del grano de café (200 a 300 mg de lípidos/100 g de grano de café verde seco) que protege la matriz interior contra la oxidación y los insectos. Además, dichas moléculas tienen actividad antioxidante debido a su estructura química. [36] Los lípidos del tejido interior son triglicéridos, ácido linoleico (46% de los lípidos libres totales), ácido palmítico (30% a 35% de los lípidos libres totales) y ésteres. Los granos de arábica tienen un mayor contenido de lípidos (13,5–17,4 g de lípidos/100 g de granos de café verde secos) que los de robusta (9,8–10,7 g de lípidos/100 g de granos de café verde secos). El contenido de diterpenos es de aproximadamente el 20% de la fracción lipídica. Los diterpenos que se encuentran en el café verde incluyen cafestol , kahweol y 16-O-metilcafestol . Se ha demostrado en experimentos in vitro que algunos de estos diterpenos protegen el tejido hepático contra la oxidación química. [37] En el aceite de café de los granos de café verde, los diterpenos están esterificados con ácidos grasos saturados de cadena larga .

Ácidos clorogénicos no volátiles

Los ácidos clorogénicos pertenecen a un grupo de compuestos conocidos como ácidos fenólicos , que son antioxidantes . El contenido de ácidos clorogénicos en los granos de café verde secos de arábica es de 65 mg/g y de robusta de 140 mg/g, dependiendo del momento de la cosecha. [38] A la temperatura de tostado, más del 70% de los ácidos clorogénicos se destruyen, dejando un residuo de menos de 30 mg/g en el grano de café tostado. A diferencia del café verde, el té verde contiene un promedio de 85 mg/g de polifenoles. Estos ácidos clorogénicos podrían ser una fuente valiosa y económica de antioxidantes. Los ácidos clorogénicos son compuestos homólogos que comprenden ácido cafeico , ácido ferúlico y ácido 3,4-dimetoxicinámico , que están conectados por un enlace éster a los grupos hidroxilo del ácido quínico . [39] La capacidad antioxidante del ácido clorogénico es más potente que la del ácido ascórbico (vitamina C) o el manitol, que es un eliminador selectivo de radicales hidroxi. [40] Los ácidos clorogénicos tienen un sabor amargo en concentraciones bajas, como 50 mg/L de agua. En concentraciones más altas, 1 g/L de agua, tienen un sabor agrio. Los ácidos clorogénicos aumentan la solubilidad de la cafeína y son moduladores importantes del gusto.

Compuestos volátiles

Los compuestos volátiles de los granos de café verde incluyen ácidos grasos de cadena corta, aldehídos y moléculas aromáticas que contienen nitrógeno, como los derivados de las pirazinas (olor verde-herbáceo-terroso). En pocas palabras, estos compuestos volátiles son responsables del olor y el sabor menos agradables del café verde en comparación con el café tostado. Starbucks logró el éxito comercial al crear Green Bean Refreshers utilizando un proceso que aísla principalmente la cafeína de los granos verdes, pero en realidad no utiliza líquido de remojo de los granos. [41] Muchos consumidores experimentan con la creación de "extracto" de granos verdes al remojar los granos de café verde en agua caliente. A menudo, los tiempos de remojo recomendados (de 20 minutos a 1 hora) extraen demasiada cafeína para proporcionar un sabor agradable. Un tiempo de remojo de 12 minutos o menos proporciona un líquido más agradable que se puede utilizar como base para una bebida que contiene más nutrientes y menos cafeína que utilizando solo extracto de cafeína aislado. [42] La base alcalina resultante se puede combinar con extractos ácidos o frutales, con o sin edulcorante, para enmascarar el sabor vegetal del extracto.

EspañolAl tostar los granos de café verde se generan otras moléculas con el aroma agradable típico del café, que no están presentes en el café verde fresco. Durante el tueste se neutraliza la mayor parte de los compuestos volátiles de sabor desagradable. Lamentablemente, se destruyen otras moléculas importantes como los antioxidantes y las vitaminas presentes en el café verde. Se han identificado compuestos volátiles con olor nauseabundo para los humanos, entre ellos el ácido acético (olor picante y desagradable), el ácido propiónico (olor a leche agria o mantequilla), el ácido butanoico (olor a mantequilla rancia, presente en el café verde con 2 mg/100 g de granos de café), el ácido pentanoico (sabor afrutado desagradable, presente en el café verde con 40 mg/100 g de granos de café), el ácido hexanoico (olor rancio graso), el ácido heptanoico (olor graso), el ácido octanoico (olor rancio aceitoso repulsivo), el ácido nonanoico (olor graso suave parecido a los frutos secos); ácido decanoico (olor agrio y repulsivo) y derivados de dichos ácidos grasos: ácido 3-metil-valérico (olor agrio, verde-herbáceo, desagradable), acetaldehído (olor penetrante y nauseabundo, incluso cuando está muy diluido, presente en los granos de café verde secos en concentraciones de aproximadamente 5 mg/kg), propanal (efecto asfixiante en el sistema respiratorio, penetrante y nauseabundo), butanal (efecto nauseabundo, presente en los granos de café verde secos a 2–7 mg/kg), o pentanal (efecto nauseabundo muy repulsivo). [43]

Referencias

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