Menos fuerte, más dulce – 25 Magazine, Issue 11

Menos fuerte, más dulce – 25 Magazine, Issue 11

SSi ustedes les piden a muchas personas que describan el sabor del café negro, casi invariablemente escucharán la palabra amargo.

El estudiante de posgrado MACKENZIE BATALI, el profesor CARLITO LEBRILLA, el profesor  JEAN-XAVIER GUINARD y el profesor WILLIAM D. RISTENPART comparten los sorprendentes resultados de los experimentos de “fraccionamiento” realizados en UC Davis explorando la dulzura natural del café de filtro negro en asociación con la SCA y Breville Corporation.

Si hablan con aficionados del café especial, sin embargo, rápidamente verán que otros atributos sensoriales son primordiales. De hecho, una palabra que es probable que escuchen de los expertos en café, muchas veces en tono reverencial, es dulzura.

Los consumidores típicos asocian la dulzura del café con el acto de revolver el azúcar o el edulcorante artificial, pero no es de eso de lo que hablamos aquí. Los expertos en café más bien saben desde hace tiempo que el café negro, sin ningún aditivo, puede tener una dulzura perceptible. Considerada por muchos como el santo grial del café especial, la dulzura natural es un placer sublime para los que la llegan a disfrutar en la taza. Al mismo tiempo, sin embargo, la dulzura natural puede resultar exasperante para quienes necesitan lograrla. Todos los que obtienen, tuestan o elaboran café profesionalmente saben que producir la dulzura natural en el café negro no es fácil: la dulzura es fugaz, fluctúa de un lote a otro de semillas o en respuesta a diferencias menores en las condiciones de tostado o preparación. Esta dificultad da lugar a una pregunta importante: ¿Cómo maximizamos la dulzura natural del café negro?

La ciencia dista mucho de haberlo decidido, pero nos complace informar que el UC Davis Coffee Center ha dado pasos significativos en su búsqueda destinada a entender al menos parte del rompecabezas. A principios de 2017 nos asociamos con SCA para realizar un estudio científico extenso del café de filtro, con el apoyo de Breville Corporation. La meta del esfuerzo de investigación de múltiples enfoques consiste en entender de qué forma los parámetros de preparación afectan los atributos sensoriales del café de filtro. Los resultados preliminares se resaltaron previamente en la publicación trimestral de la SCA, 25,así como también en la Journal of Food Science. Un trabajo ulterior exploró en su totalidad el clásico “cuadro de control de preparación del café”, donde se obtuvieron estimulantes resultados que se tratarán en breve.

Aquí nos concentramos en los sorprendentes resultados acerca de la dulzura natural en el café de filtro. Específicamente queríamos entender cómo se modifican la composición química y las cualidades sensoriales del café de filtro a medida que avanza la preparación. A pesar de que el primer café que sale del filtro es obviamente más oscuro que el que sale después, nadie en la bibliografía científica había medido este comportamiento y el impacto correspondiente en la cualidad sensorial. Nos pusimos a estudiar este fenómeno en detalle.

Diseñar el experimento

Para medir los aspectos químicos y sensoriales del café con el transcurso del tiempo, realizamos lo que los científicos denominan “fraccionamiento” (Fig. 1).[1] La idea básica es que durante un proceso de preparación de 4 minutos en una cafetera de filtro comercial, cambiamos la jarra cada 30 segundos, obteniendo 8 fracciones diferentes de café filtrado, donde la fracción 1 corresponde a 0 a 30 segundos, la fracción 2 a 31 a 60 segundos y así sucesivamente.  Para una buena medición preparamos otra tanda de café adicional de idéntica forma, sin fraccionamiento, a los efectos de poder comparar las propiedades de la jarra completa (en inglés, WB por “whole brew”) con las de las fracciones individuales.

Fig. 1: “Fractionation,” illustrated. Over the course of a four-minute brew, researchers would change the carafe every 30 seconds in order to better understand how the chemical composition and sensory qualities of the brew change as it progresses.

“Fraccionamiento,” ilustración. Durante el proceso de preparación de cuatro minutos, los investigadores cambiaron la jarra cada 30 segundos para entender mejor cómo se modifican la composición química y las cualidades sensoriales de la bebida a medida que el proceso avanza.

Para responder a la pregunta “¿Cómo resultó el sabor de cada fracción?” con precisión, nos dirigimos a nuestro panel descriptivo de expertos. Este panel funciona de manera bastante distinta al panel de “calidad de taza” prevalente en la industria del café. Los panelistas en primer lugar se contrataron y seleccionaron a través de la aprobación de una serie de pruebas de triángulo de “discriminación”, donde tuvieron que identificar correctamente cuál de tres  muestras de café era diferente a las otras dos. Luego calibramos el panel durante varias semanas; la capacitación se realizó utilizando la Rueda de Sabores del Catador de Café de SCA/WCR con referencias sensoriales apropiadas. Por último, los panelistas degustaron las fracciones en las cabinas de aislamiento descriptivas sensoriales del UC Davis Robert Mondavi Institute. Estas cabinas tienen por finalidad aislar a los panelistas para minimizar el sesgo del contexto, e incluye el uso de redes rojas para minimizar el sesgo de la expectativa basada en qué tan oscuro luce el café.

Una de las diferencias más importantes entre las pruebas de calidad de taza y sensorial descriptiva es que no hay un puntaje de “calidad”, “valor” o “gusto” – se trata simplemente de una medida objetiva de intensidad de los atributos sensoriales. En teoría, el panel debe funcionar como un instrumento reproducible para medir exactamente qué es perceptible en el café preparado. Hicimos que el panel de expertos evaluara 23 atributos de sabor y gusto diferentes, por ejemplo, amargo, ácido, floral, bayas, etc., para 9 tipos de muestras diferentes (8 fracciones más 1 jarra completa sin fraccionar), todas servidas a ciegas y en orden de servicio al azar, con 3 “repeticiones de prueba” separadas. Con 12 panelistas expertos, las degustaciones comprendieron un total de 9×3×12 = 324 medidas de café y 7.452 puntos de datos sensoriales individuales  – una gran cantidad de datos. También medimos las medidas físicas correspondientes de cada fracción, incluidos los sólidos disueltos totales (en inglés, TDS) que reflejan la “fortaleza” real de la preparación.

Fig. 2: The “strength” of each fraction, as determined by the percentage of total dissolved solids (TDS) in each fraction.

La “fortaleza” de cada fracción, según lo determina el porcentaje de sólidos disueltos totales (TDS) en cada fracción.

Tendencias sensoriales resultantes

El análisis de los datos reveló algunas tendencias pronunciadas y sistemáticas (Fig. 3). Enfocándonos en amargo, vemos que la intensidad de amargura percibida (aquí promediada en todo el panel) fue mayor en la primera fracción y luego disminuyó sistemáticamente con las fracciones posteriores (puntos rojos en la Fig. 3). Lo que es muy importante, esta disminución de la amargura percibida se correlaciona bien con el valor de TDS de cada fracción (puntos color púrpura en la Fig. 2). Las primeras fracciones tuvieron un TDS alto, mientras que las fracciones posteriores tuvieron menor TDS, disminuyendo casi 10 veces. De esta forma la disminución de la amargura percibida se interpreta en términos de menor concentración de moléculas disueltas. En otras palabras, las fracciones posteriores tenían sabor menos amargo simplemente porque eran menos fuertes. Otros diversos atributos sensoriales, por ejemplo, ácido, astringente y ahumado también disminuyeron a medida que disminuía la fortaleza de la preparación.

FIg. 3: Attribute intensity as identified by the expert descriptive panel across each fraction. Here, we see pronounced and systematic trends: “bitter” and “sour” decrease over time, while “tea/floral” and “sweet” increase.

Intensidad de los atributos identificada por el panel descriptivo de expertos en cada fracción. Aquí vemos tendencias pronunciadas y sistemáticas: “amargo” y “ácido” disminuyen con el transcurso del tiempo, mientras que “té/floral” y “dulce”aumentan.

Sorprendentemente, sin embargo, algunas intensidades de los atributos sensoriales en realidad aumentaron en las fracciones posteriores. Resulta sumamente estimulante que la dulzura sistemáticamente aumentara con las fracciones posteriores (puntos de color negro en la Fig. 3). Otros diversos atributos sensoriales también aumentaron en las fracciones posteriores, incluidos floral, miel y frutal – todos atributos que se consideran como deseables en el café especial. Enfatizamos que a los panelistas les sirvieron las fracciones en orden aleatorio, de manera que el aumento sistemático de la dulzura refleja una tendencia real y estadísticamente significativa.

El resultado fue sumamente sorprendente, porque estas últimas fracciones tuvieron mucho menor valor de TDS. En otras palabras, a menor cantidad de moléculas de café en el líquido, mayor dulzura en el sabor. Este comportamiento es muy inusual en el mundo de la ciencia sensorial; si uno agrega más y más azúcar al agua, por ejemplo, esta sabe cada vez más dulce. La idea de que con menores concentraciones se percibe mayor dulzura es bastante ilógica.

Pruebas químicas

Teniendo en cuenta el aumento de la dulzura en las fracciones posteriores con menor fortaleza de la preparación, la pregunta clave es: ¿Por qué? Había varias posibilidades. La primera y más obvia explicación es que las fracciones posteriores realmente tenían una mayor concentración relativa de azúcares naturales disueltos. Alrededor del 10% por masa de un grano de café Arabica verde es sacarosa, el nombre científico del azúcar de mesa común. La sacarosa de los granos verdes típicamente no sobrevive al proceso de tostado: la sacarosa atraviesa una variedad de reacciones químicas complicadas diferentes, todas las cuales se combinan para dar al café su maravilloso sabor. De particular relevancia resulta que, durante el tostado, los carbohidratos complejos más grandes se dividen en lo que los científicos denominan monosacáridos, lo cual significa “azúcares simples”. Los mismos pueden tener una dulzura perceptible. De esa forma, una explicación posible para nuestros datos sensoriales es que los monosacáridos como la fructosa o la glucosa se extraen más lentamente del café sólido molido durante la preparación, dando concentraciones más altas en las fracciones posteriores – y de ese modo, la mayor dulzura que se percibe.

Fig. 4: Mapping the collective presence of monosaccharides, or “single sugars,” in each fraction against thresholds of human perception. Interestingly, the total concentration of all the sugars present in each fraction is well below the threshold of human perception, illustrated by the red line at the top.

Mapear la presencia colectiva de monosacáridos, o “azúcares simples”, en cada fracción, versus los umbrales de la percepción humana. Resulta muy interesante que la concentración total de todos los azúcares presentes en cada fracción esté bastante por debajo del umbral de la percepción humana, ilustrado por la línea roja en la parte superior.

Para probar esta hipótesis, pasamos de los catadores humanos a las técnicas de la química analítica. Específicamente, usamos la cromatografía líquida y la espectrometría de masas para identificar y medir las concentraciones de monosacáridos presentes en cada fracción. Los datos revelaron dos tendencias sorprendentes (Fig. 4). En primer lugar, encontramos que la concentración de azúcares era la más alta en la primera fracción y más pequeña en las fracciones posteriores, lo cual indicaba que podíamos descartar la hipótesis de la “disolución lenta”. Lo que es más importante, las mediciones de la espectrometría de masas establecieron firmemente que la concentración total de todos los azúcares presentes, en cualquier fracción, estaba bastante por debajo del umbral de  percepción sensorial de azúcares (línea roja en la Fig. 4), lo cual significa que los catadores humanos no pueden percibir el azúcar en el café objeto de las pruebas.

¿Qué significa todo esto?

Es correcto: La dulzura percibida no tenía nada que ver con los azúcares presentes en la preparación. Alguna otra cosa debe haber causado el incremento de dulzura percibido en las fracciones posteriores.

Hay al menos un par de posibilidades. Una es que el cerebro humano asocie ciertos atributos del sabor con cosas que son dulces, de manera tal que se “engaña” a la mente llevándola a pensar que la presencia de esos atributos significa que debe haber dulzura, un fenómeno que se ha establecido en otras bebidas y en productos alimenticios. Esta hipótesis concuerda con la observación de que la dulzura percibida aumentó en conjunto con los sabores florales, a miel y frutales percibidos. Otro mecanismo probable tiene que ver con “enmascarar”. La mayor concentración de compuestos amargos y ácidos presentes en las fracciones más tempranas inhibe o “enmascara” la dulzura intrínseca, que solo se revela en las fracciones posteriores donde hay menos compuestos amargos y ácidos.

Dicho de forma más simple, resulta que el santo grial de la dulzura natural en el café podría estar acechando cerca del final de la preparación. El enfoque de fraccionamiento que aquí se describe por lo menos brinda a los aficionados al café otro camino de exploración en su búsqueda de la taza perfecta.

CARLITO LEBRILLA, JEAN-XAVIER GUINARD y WILLIAM D. RISTENPART son profesores en el Coffee Center de la University of California Davis, donde MACKENZIE BATALI está cursando el doctorado (Ph.D.) en Ciencia de los Alimentos y Tecnología.

Preparación para pensar

El paradigma actual para preparar café es “una preparación, un perfil de sabor.” En lugar de ello, los resultados que aquí se muestran plantean la posibilidad de “una preparación, múltiples perfiles de sabor.” De manera bastante similar al destilador artesanal de whisky que elige qué “cortes” o fracciones de destilado líquido combinar en el whisky final, los profesionales del café podrían seleccionar qué fracciones combinar de la misma preparación para dar lugar a bebidas diferentes para ofrecer a los clientes. Por ejemplo, una preparación compuesta mayormente por fracciones iniciales intensamente amargas y ácidas podría atraer a quienes prefieren agregar mucha crema y azúcar, mientras que una preparación compuesta en su mayor parte por las fracciones posteriores más dulces podría atraer fuertemente a quienes prefieren un café con notas de sabor más delicadas parecidas al té, florales, frutales y dulces.

 

[1] Para esta parte del proyecto de investigación, utilizamos café colombiano Java City de la región del Huila (puntaje Agtron: 54). Todas las muestras se elaboraron a 91,5°C (196,7°F) y se sirvieron a temperaturas de entre 55°C y 60°C (131–140°F).

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