Un grano de café es una semilla de la planta Coffea y la fuente del café . Es la pepita del interior del fruto rojo o morado. Esta fruta suele denominarse cereza de café y, al igual que la cereza, es una fruta con pepita. Aunque técnicamente los granos de café no son granos, se les llama así debido a su parecido con los verdaderos granos . Los frutos suelen contener dos huesos con sus lados planos juntos. Un pequeño porcentaje de cerezas contiene una sola semilla, en lugar de las dos habituales, llamada " peaberry ". El peaberry se produce sólo entre el 10% y el 15% de las veces, y es una creencia bastante común (aunque científicamente no probada) 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 cafeto de mayor importancia económica 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 importante cultivo comercial y un importante producto de exportación , que representa más del 50% de los ingresos en divisas de algunos países 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 principales exportadores de granos de café son Colombia, Vietnam y Etiopía.
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Brasil produce alrededor del 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 al día, lo que convertía a Estados Unidos en el principal consumidor de café del mundo. [11]
Los cafetos crecen dentro de un área definida entre los trópicos de Cáncer y Capricornio , denominada cinturón del grano o cinturón cafetalero. [12] [13] [14] [15]
El Oxford English Dictionary sugiere que las lenguas europeas generalmente parecen haber obtenido el nombre del turco kahveh , alrededor de 1600, quizás a través del italiano caffè . Árabe qahwah , en turco pronunciado kahveh , nombre de la infusión o bebida ; Los lexicógrafos árabes dijeron que originalmente significaba " vino " o algún tipo de vino, y que era un derivado de la raíz verbal qahiya " no tener apetito ". Otra teoría común es que el nombre deriva de la provincia de Kaffa, Etiopía , donde pudo haberse originado la especie. [dieciséis]
El cafeto tiene un promedio de 5 a 10 m (16 a 33 pies) de altura. A medida que el árbol envejece, produce menos frutos y poco a poco pierde resistencia a plagas y enfermedades. Los granos de café provienen de las semillas que se encuentran en los frutos de árboles y arbustos que crecen naturalmente en los bosques africanos. Los seres humanos producen café tostando , moliendo y preparando los granos de café verdes. [17]
Las plantas de café a menudo se cultivan en hileras espaciadas según la densidad deseada elegida por el agricultor. Algunos agricultores plantan otros árboles, como árboles de sombra u otros árboles de cultivos comerciales, como naranjos a su alrededor o plantan café en las laderas de las colinas, porque necesitan condiciones específicas para florecer. Lo ideal es que los granos de café Arábica se cultiven a temperaturas entre 15 y 24 °C (59 y 75 °F) y los Robusta entre 24 y 30 °C (75 y 86 °F) y reciban entre 500 y 3000 mm (20 y 118 pulgadas) de precipitaciones al año. [18] Se necesita más lluvia al comienzo de la temporada cuando la fruta se está desarrollando y menos más tarde en la temporada cuando madura.
Dos especies menos conocidas cultivadas para el consumo son Coffea liberica y Coffea racemosa . [19]
Cuando la fruta está madura, casi siempre se recolecta a mano, mediante "recolección selectiva", donde solo se retira la fruta madura, o "recolección en tiras", donde se retira toda la fruta de una rama de una 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 cosechará fruta inmadura, madura y demasiado madura. Para mejorar la calidad después de la recolección en franjas, se debe clasificar la cosecha.
La civeta asiática de las palmeras come bayas de café y excreta los granos. Debido a que la civeta prefiere el sabor de las cerezas más maduras, las cosecha selectivamente. Luego, su sistema digestivo procesa los frijoles 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 llaman kopi luwak y, a menudo, se comercializan como un café raro y caro.
Para procesar las bayas de café se utilizan principalmente dos métodos. El primer proceso, "húmedo" o "lavado", históricamente se ha llevado a cabo habitualmente en Centroamérica y zonas de África. La pulpa de las cerezas se separa de las semillas y luego estas se fermentan (se sumergen en agua durante unos dos días). Esto suaviza el mucílago, que es un residuo de pulpa pegajoso que todavía está adherido a las semillas. Luego este mucílago se lava con agua.
El método de "procesamiento en seco", más barato y simple, se utilizó históricamente para granos de menor calidad en Brasil y gran parte de África, pero ahora tiene ventajas cuando se hace bien. Las ramitas y otros objetos extraños se separan de las bayas y luego la fruta se extiende al sol sobre concreto, ladrillos o camas elevadas durante 2 a 3 semanas, y se les da vuelta regularmente para que se seque de manera uniforme.
El término "grano de café verde" se refiere a 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 son inmaduros, son verdes. Cuando están maduros, tienen un color de marrón a amarillo o rojizo y normalmente pesan entre 300 y 330 mg por grano de café seco. Los compuestos volátiles y no volátiles de los granos de café verdes, como la cafeína , disuaden a muchos insectos y animales de comerlos . Además, tanto los compuestos volátiles como los no 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 todo el aroma del café tostado y por su acción biológica. Desde mediados de la década de 2000, el extracto de café verde se comercializa como complemento nutricional y ha sido estudiado clínicamente por su contenido en ácido clorogénico y por sus propiedades lipolíticas y adelgazantes.
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% del peso de los granos de café verde seco. El contenido de cafeína no cambia durante la maduración de los granos de café verdes, pero se encuentra un mayor contenido de cafeína en las plantas cultivadas a mayor altitud. [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 unos 15 minutos a 230 °C (446 °F), mientras que las concentraciones de la mayoría de los demás alcaloides no cambian. [ cita necesaria ] 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 onzas líquidas estadounidenses) de agua a temperatura ambiente y 5,5 ml (0,19 onzas líquidas estadounidenses) a 80 °C (176 °F). [22] Los alcaloides xantinas son inodoros, pero tienen un sabor amargo en el agua, que está enmascarado por los ácidos orgánicos presentes en el café verde. [ cita necesaria ]
La trigonelina ( N -metil-nicotinato) es un derivado de la vitamina B 6 que no es tan amargo como la cafeína. En los granos de café verde, el contenido oscila 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 sin cambios en los granos tostados. [23] [24]
Las proteínas representan del 8% al 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 verdes. 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 verdes 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 verdes. 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, seguida 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 con 0,36. mg/g. [27] [28] Los aminoácidos hidrofóbicos libres en los granos de café verdes frescos contribuyen al sabor desagradable, lo que hace imposible preparar una bebida deseable con tales compuestos. En 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 verdes de Tanzania . [29] Los granos de café tostados no contienen aminoácidos libres; Los aminoácidos de los granos de café verdes se degradan a 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 aproximadamente 20 mg/litro de agua. El contenido de dicetopiperazinas en el espresso es de unos 20 a 30 mg, lo que es responsable de su amargor . [31]
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 , lo que contribuye 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 unidas 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) de la 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 degradación 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, lo que mejora el sistema de defensa celular del tracto digestivo en comparación con el arabinogalactano con un peso molecular más bajo. [33] Los monosacáridos libres están presentes en los granos de café maduros de color marrón a amarillo verdoso. La parte libre de los monosacáridos contiene sacarosa (glucofructosa) hasta 9000 mg/100 g de grano de café verde arábica, una cantidad menor en los robustas, es decir 4500 mg/100 g. En los granos de café verde arábica, 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 poderoso eliminador de radicales hidroxilo , que se generan durante la peroxidación de los lípidos en las membranas biológicas. [34]
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 verdes. 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 total de lípidos 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 (200–300 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% del total de lípidos libres), ácido palmítico (30% a 35% del total de lípidos libres) y ésteres. Los granos de Arábica tienen un mayor contenido de lípidos (13,5 a 17,4 g de lípidos/100 g de granos de café verdes secos) que los de robusta (9,8 a 10,7 g de lípidos/100 g de granos de café verdes secos). El contenido de diterpenos es 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 procedente de granos de café verdes, los diterpenos están esterificados con ácidos grasos saturados de cadena larga .
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 seco 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 inferior a 30 mg/g en el grano de café tostado. A diferencia del café verde, el té verde contiene una media 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 unidos mediante 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 de 1 g/L de agua, tienen un sabor amargo. Los ácidos clorogénicos aumentan la solubilidad de la cafeína y son importantes moduladores del gusto.
Los compuestos volátiles de los granos de café verdes incluyen ácidos grasos de cadena corta, aldehídos y moléculas aromáticas que contienen nitrógeno, como los derivados de las pirazinas (olor verde-herbáceo-terroso). Brevemente, estos compuestos volátiles son responsables del olor y sabor menos agradable del café verde en comparación con el café tostado. Starbucks logró el éxito comercial al crear refrescos de judías verdes mediante un proceso que aísla principalmente la cafeína de las judías verdes, pero que en realidad no utiliza el líquido macerado de los frijoles. [41] Muchos consumidores experimentan con la creación de "extracto" de judías verdes remojando los granos de café verdes 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 sabroso que se puede usar como base para una bebida que contiene más nutrientes y menos cafeína que usando solo extracto de cafeína aislado. [42] La base caldo alcalina resultante se puede combinar con extractos ácidos o frutales, con o sin edulcorante, para enmascarar el sabor vegetal del extracto.
Cuando se tuestan los granos de café verde se generan otras moléculas con el agradable aroma típico del café, que no están presentes en el café verde fresco. Durante el tostado se neutraliza la mayor parte de los compuestos volátiles de sabor desagradable. Desafortunadamente, otras moléculas importantes, como los antioxidantes y las vitaminas presentes en el café verde, se destruyen. Se han identificado compuestos volátiles con olor nauseabundo para los seres humanos, entre ellos el ácido acético (olor acre 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), ácido pentanoico (sabor afrutado desagradable, presente en el café verde a 40 mg/100 g en granos de café), ácido hexanoico (olor graso-rancio), ácido heptanoico (olor graso), ácido octanoico (olor repulsivo aceitoso y rancio ); ácido nonanoico (suave olor a nuez); ácido decanoico (olor agrio y repulsivo) y derivados de dichos ácidos grasos: ácido 3-metilvalérico (olor agrio, verde-herbáceo, desagradable), acetaldehído (olor acre 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 sobre el sistema respiratorio, penetrante-náuseas), butanal (efecto nauseabundo, presente en los granos de café verdes secos en dosis de 2 a 7 mg/kg), o pentanal (efecto nauseabundo muy repulsivo ). [43]
Medios relacionados con los granos de café en Wikimedia Commons
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