Citar como: Navarro Ramírez,
E., Pezo-Gonzáles, M., & García-Paredes, M. (2021). Cuantificación de cafeína y su efecto en la
calidad sensorial en tres variedades de café (Coffea arabica L.), según nivel altitudinal en la Región San Martín. Revista Agrotecnológica Amazónica, 1(2), 4-14.
https://doi.org/10.51252/raa.v1i2.164
Recibido: 18/04/2021
Aceptado:
18/06/2021
Publicado: 19/07/2021
Cuantificación de
cafeína y su efecto en la calidad sensorial en tres variedades de café (Coffea arabica L.), según nivel
altitudinal en la Región San Martín
Quantification of caffeine and its effect on sensory quality in
three varieties of coffee (Coffea arabica
L.), according to altitudinal level in the San Martín Region
Navarro-Ramírez, Enrique1[0000-0002-9595-8830];
Pezo-Gonzáles, Mario1[0000-0002-9656-1907] y
García-Paredes, María1[0000-0002-8334-6992]
1Universidad Nacional de San
Martín, Tarapoto, Perú
enavarro@unsm.edu.pe
Resumen. La calidad en taza del café depende de los atributos sensoriales del
grano tostado molido, cantidad de cafeína y zona agrícola de procedencia. Evaluamos el efecto de los niveles altitudinales
sobre el contenido de cafeína en café tostado molido entre variedades Catimor,
Caturra y Pache en la región San Martín y la relación del contenido de cafeína
sobre la calidad sensorial del café en taza. Se recolectaron muestras de café
en tres niveles altitudinales. Para el análisis sensorial se aplicó la
puntuación de la Asociación de Cafés Especiales de América. Utilizamos la
prueba de Tukey al 5% y correlación de Spearman para determinar el grado de
asociación entre la cantidad de cafeína y la calidad sensorial. La variedad
Catimor obtuvo mayor cantidad promedio de cafeína (1,214 g/100 g) proveniente
del nivel altitudinal de entre 1000 – 1200 m.s.n.m, mientras que las variedades
Catimor y Pache reportaron valores promedios menores de cafeína (1,096 g/100 g)
en muestras obtenidas entre 500 – 800 m.s.n.m. La altura tiene influencia
directa positiva en el contenido de cafeína: a mayor altitud, mayor contenido
de cafeína. Existe relación positiva media (0,488), entre contenido promedio de
cafeína y calidad sensorial de las tres variedades durante la catación del café
en taza.
Palabras clave: Cafeína, calidad sensorial, nivel altitudinal, región
San Martín
Abstract. The
quality of the coffee cup depends on the sensory attributes of the ground
roasted bean, the amount of caffeine and the agricultural area of origin. We
evaluated the effect of the altitudinal levels on the caffeine content in
ground roasted coffee between the Catimor, Caturra and Pache varieties in the
San Martín region and the relationship of the caffeine content on the sensory
quality of coffee in the cup. Coffee samples were collected at three
altitudinal levels. For the sensory analysis, the score of the Association of
Specialty Coffee of America was applied. We used the 5% Tukey test and
Spearman's correlation to determine the degree of association between the
amount of caffeine and sensory quality. The Catimor variety obtained the
highest average amount of caffeine (1,214 g / 100 g) from the altitude level
between 1000 - 1200 m.a.s.l, while the Catimor and Pache varieties reported
lower average values of caffeine (1,096 g / 100 g) in samples obtained.
between 500 - 800 m.a.s.l. Height has a direct positive influence on caffeine
content: the higher the altitude, the higher the caffeine content. There is an
average positive relationship (0.488) between the average caffeine content and
sensory quality of the three varieties during cupping of coffee.
Keywords:
Altitudinal level, caffeine, San Martín region, sensory quality
1
Introducción
La caficultura es una de las
principales actividades agrícolas de la región San Martín, posesionándose como
el cultivo alternativo más importante frente a la coca y el principal sustento
económico de las familias, debido a que el proceso de elaboración del café se
desarrolla en condiciones agroecológicas ideales. Las plantaciones se
encuentran localizadas en las montañas tropicales entre los 600 y 1250 m.s.n.m.
Las zonas de mayor producción son las provincias de Moyobamba, Rioja, Lamas y
Tocache, donde se comercializa el grano del café pergamino en diferentes
calidades, desde el tipo convencional hasta la mejor calidad de orgánico. Las
variedades más difundidas son arábicas: Catimor, Caturra y Pache (Estrella Gamonal, 2015).
Frecuentemente a los consumidores les
presentan un café descrito como "mezcla para el desayuno" o “mezcla
gourmet". La referencia a atributos específicos de calidad es genérica e
indica que el café tiene un aroma o un sabor suave. Aunque en ocasiones las
mezclas efectivamente se utilizan para optimizar las características
organolépticas de la bebida final por parte de especialistas, con el fin de
obtener y destacar ciertos atributos o notas de sabores específicos,
infortunadamente es frecuente encontrar que muchos de los productos que se
venden con descriptivos de mezcla buscan reducir el costo del producto final
mezclando cafés menos costosos y evitando declarar el verdadero origen del
producto (Peréz Gutiérrez, 2014).
Las condiciones edafoclimáticas y
de altitud, así como la variedad, un adecuado manejo agronómico y el proceso de
beneficio de café influirán de manera sustanciosa en la calidad del producto,
ya que sus componentes químicos resaltarán en el aroma, sabor y cuerpo del
mismo. La composición química del grano del café depende de la especie, la
variedad, el estado de desarrollo del fruto y el ambiente o condiciones de
producción, entre otros factores. Las dos especies (Arábica y Robusta) tienen
diferencias importantes en los contenidos de cafeína, trigonelia, lípidos,
ácidos clorogénicos, oligosacáridos y polisacáridos, la mismas guardan relación
con las características organolépticas de la bebida (FNCC, 2010).
Las limitantes para desarrollar
este estudio fueron la carencia de equipos para el tostado y molienda del
procesamiento de las muestras de café, además de un laboratorio de control de
calidad con catadores especializados en la Universidad Nacional de San Martín;
sin embargo, esto fue solucionado ya que dichos procedimientos y desarrollo de
metodologías se han realizado en las instalaciones de la Cooperativa Agraria Cafetalera
Oro Verde Ltda. en la ciudad de Lamas.
Esta investigación tuvo como
objetivos determinar la cantidad de cafeína en café tostado molido de las
variedades Catimor, Caturra y Pache en la Región San Martín, así como evaluar el
efecto de los niveles altitudinales sobre el contenido de cafeína entre las tres
variedades, además de evaluar el efecto que tiene esta cantidad de cafeína
sobre la calidad sensorial del producto.
2
Materiales y Métodos
2.1
Población y muestra
Se tomaron muestras de café pergamino
seco en las zonas de Moyobamba, Rioja, Lamas y Tocache, diferenciándolos por
variedad y nivel altitudinal (m.s.n.m.) de procedencia. Cada muestra fue de
1000 g, las cuales fueron tostadas y molidas. Posteriormente se efectuaron los
análisis sensoriales para determinar la calidad. Estas muestras fueron recolectadas
durante cuatro meses. Las cantidades de muestras por niveles altitudinales y
zonas geográficas analizadas, se presentan a continuación en la tabla 1:
|
Tabla 1
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
2.2
Técnicas e instrumentos de recolección de datos
Las muestras de café pergamino seco fueron
recolectadas de los mismos productores, transportadas y codificadas en bolsas
con cierre ziploc al laboratorio de control de calidad de la Cooperativa
Agraria Cafetalera Oro Verde Ltda. para su tostado, molienda y luego realizar
el análisis sensorial y determinar la cantidad de cafeína y calidad de cada
muestra.
2.3
Técnicas de procesamiento y análisis de datos
Se utilizó un Diseño Completamente al Azar
(DCA), con arreglo bifactorial de 3x3, donde el primer factor fue la variedad
(Caturra, Pache y Catimor) y el segundo factor la altitud (500 a 800; 800 a
1000 y 1000 a 1200 m.s.n.m), con cinco repeticiones y con una unidad
experimental de 1000 gramos de café tostado y molido.
Para el análisis estadístico de los resultados
se utilizaron los paquetes estadísticos SAS versión 9.2 y Statistica Pro Ver.
13.5. Los datos fueron analizados mediante Análisis de Varianza (ANVA) y
sometidos a la prueba de Tukey (p≥0.05) para determinar la naturaleza de las
diferencias entre tratamientos. En cuanto a la contrastación de las hipótesis
se utilizó la correlación rho de Spearman.
2.4
Métodos
Cuantificación de cafeína. Las determinaciones del contenido de cafeína en las 45
muestras de café tostado molido fueron realizadas en el laboratorio de ensayo
acreditado Sociedad de Asesoramiento Técnico SAC (Lima); el cual utilizó la
metodología de la AOAC 950.40 20th. Ed. (2016) –
Caffeine in Roasted Coffee; conocido
como Bailey – Andrew Method.
Preparación de las muestreas para catación. Para poder determinar la calidad organoléptica del
café mediante el análisis sensorial, el café oro fue sometido, seleccionado y
clasificado al proceso de tostado y molienda.
Tostado. Los
granos de café seleccionados para la evaluación sensorial fueron tostados un
día antes de la catación, se utilizaron 200 gramos de café oro por muestra, sin
defectos, se tostaron únicamente los granos retenidos en los tamices entre el
Nº 14 y 18. El tostado se inició a una temperatura de 185 °C llegando al final
del tueste a 200 °C, y el tiempo fue aproximadamente entre 10 a 12 minutos. Al
finalizar el proceso, los granos fueron vertidos sobre una placa perforada para
proceder al enfriado; los granos de café estuvieron a temperatura ambiente para
ingresar a la molienda.
Molienda. Los
granos de café fueron sometidos al proceso de molienda. Se hizo este proceso
para cada muestra de café, utilizando aproximadamente 150 g para cada caso, ya
que se necesitaba 50 g (10 g por cada taza) de café tostado molido para la
catación y el resto fue enviado al laboratorio para la cuantificación de
cafeína. Debe indicarse que entre cada una de las muestras se aseó el molino
para evitar contaminaciones cruzadas.
Preparación de la bebida. Se prepararon 5 tazas de bebida por cada muestra, para
ello se utilizaron 10 g de café tostado molido por 100 ml de agua hirviente.
Análisis
sensorial del café. Se realizó por un panel de catadores de cinco
miembros, entrenados en el laboratorio de Control de Calidad de la Cooperativa
Agraria Cafetalera y de Servicios Oro Verde Ltda. en Lamas, el protocolo de
catación aplicado fue una adaptación de la metodología desarrollada por la
Asociación Americana de Café Especial (SCAN,
2015).
Se evaluaron 10 aspectos
en un rango de 6 a 10 puntos que fueron: fragancia/aroma, sabor, sabor
residual, acidez, cuerpo, balance, uniformidad, taza limpia, dulzura e
impresión general. La calificación de
cada uno de los atributos se realizó de acuerdo a la puntuación de la
Asociación de Cafés Especiales de América (SCAA,
2005) considerando como: bueno (6,00-6,75), muy bueno (7,00-7,75),
excelente (8,00-8,75) y extraordinario (9,00-9,75).
Proceso de
catación. En esta etapa de análisis sensorial, los catadores evaluaron únicamente
las tazas con códigos, para evitar confusión en cuanto a la calificación dada a
los atributos de cada muestra. La catación fue realizada para las 45 muestras
de café tostado molido provenientes de las provincias de Lamas, Moyobamba,
Rioja y Tocache, diferenciados por variedad y niveles de pisos altitudinales de
siembra y cosecha.
El método de comparación permitió evaluar la consistencia o similitud
entre las muestras. A cada una de las tazas se agregó 10 gr de café tostado
molido; y se calificó la fragancia, posterior a ello se agregó agua hervida a
una temperatura aproximadamente de 94 °C en forma rápida y en chorros
permitiendo humedecer todos los granos molidos. Se esperó por un lapso de 4 a 5
minutos y se realizó la limpieza de taza, que consistió en quitar con cucharas
la espuma que se forma en la superficie de la bebida, determinando así el aroma
del café.
A los atributos fragancia y aroma se realizó una sola calificación, y se
determinó la presencia de los descriptores de ambos (chocolate, dulce, floral,
frutas, cítrico, melocotón, suave, maderoso, herboso y neutro). Luego, se esperó
por cinco minutos hasta concebir una temperatura aproximada de 70 °C para que
se sedimentaran las partículas en suspensión y así calificar las siguientes
características sensoriales (acidez, sabor, cuerpo, sabor residual, balance,
uniformidad, taza limpia y dulzura).
3
Resultados y discusiones
3.1
Cuantificación de cafeína en diferentes variedades de
café según nivel altitudinal de procedencia y su comparación estadística con la
prueba de Tukey al 5 %
|
Tabla 2
n: número de muestras; X: media; SD:
desviación estándar |
Los datos de la tabla 2 fueron sometidos a la comparación de medias
(ANOVA) mediante la Prueba de Tukey al 5 %, con la finalidad de establecer la
existencia o no de diferencia significativa entre las mismas.
En la figura 1 se presenta el consolidado de las cantidades de cafeínas
promedios de las tres variedades por niveles altitudinales de siembra de
cafetos (1: 500 –
800 m.s.n.m 2: 800 – 1000 m.s.n.m 3: 1000 – 1200 m.s.n.m).
Nota: Medias con la misma
letra no presentan diferencia significativa (P<0.05)
Figura 1: Contenido de cafeína en tres variedades de
café a diferentes niveles altitudinales.
Los valores del contenido promedio de cafeína de la figura 1, sometidas
al análisis de varianza, obtuvieron un coeficiente de determinación (R2) de
84,31 % y un coeficiente de variación de 1,965817. La prueba de Tukey indica
que existen diferencias significativas en el contenido promedio de cafeína
entre las muestras de café tostado molido de la variedad Catimor en los tres
niveles altitudinales. También la variedad Caturra muestra diferencia
significativa entre las muestras de los diferentes niveles altitudinales, así
como el mismo análisis se realiza para la variedad Pache.
Se puede observar además que la variedad Caturra posee los niveles
mayores en cuanto al contenido de cafeína, seguido de la variedad Pache, siendo
la variedad Catimor la que contienen menor valor de cafeína en todos los
niveles altitudinales estudiados. Esto podemos corroborar con lo expuesto por (Peréz Gutiérrez, 2014) quienes
sostienen que el nivel de cafeína varía de acuerdo con la especie. Por ejemplo,
el café Robusta presenta un contenido promedio de cafeína en grano seco de 2,20
%, el café Arábica 1,20 %, la variedad Catimor 1,05 %, el Caturra 1,15 % y el
Pache 1,12 %. Asimismo, podemos afirmar que en el caso de la variedad Caturra,
ésta aumenta el contenido de cafeína con el nivel altitudinal de siembra de los
cafetos. Esta relación también se aprecia, pero en menor proporción en las
variedades Catimor y Pache.
3.2
Evaluación sensorial de diferentes variedades de café
según el nivel altitudinal de procedencia y su comparación estadística con la
prueba de Tukey al 5 %
En la tabla 3 se detalla los resultados promedios de la evaluación
sensorial de las muestras de café en taza en las tres variedades del estudio,
diferenciándolos por nivel altitudinal de procedencia. La evaluación sensorial
nos permite encontrar y valorar todas las características que definen la
calidad del café, esta bebida es el resultado de una serie de procesos por los
que pasa el grano, y tiene ciertas características derivadas de un complejo
número de componentes químicos (SCAN, 2015).
|
Tabla 3
Medias con la misma letra comparadas verticalmente no presentan
diferencia significativa (P≥0.05) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Se observa que el único atributo sensorial similar en todas
las variedades estudiadas (Catimor, Caturra y Pache) y en todos los niveles
altitudinales es la taza limpia (no se presentaron diferencias estadísticas
significativas). En este atributo solo la variedad Caturra de 800 – 1000 m.s.n.m
presentó 9,8 de puntuación, las demás muestras obtuvieron 10 puntos, es decir
mostraron transparencia de taza como ausencia de defectos y contaminaciones, o
presencia de sabores o aromas ajenos la que llevan una descalificación en una
taza.
En la Tabla 4, las puntuaciones promedio finales de cafés
provenientes de zonas agrícolas entre 800 – 1000 m.s.n.m (Moyobamba, Rioja y
Lamas) presentaron diferencias significativas entre las variedades Catimor,
Caturra y Pache con puntuaciones de 82,05; 82,70 y 81,05 respectivamente, logrando
obtener calificación de muy bueno en la especialidad según la escala de la
SCAA. Estos resultados son similares a los obtenidos por Estrella Gamonal (2015), donde la variedad
Caturra obtuvo mayor puntuación seguida de la variedad Catimor en calidad en
taza en muestras procedentes de niveles altitudinales entre 800 – 1000 m.s.n.m
en la zona de Lamas.
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Tabla 4
|
En lo referente a las muestras de café provenientes de
las zonas de 1000 – 1200 m.s.n.m (Moyobamba y Rioja), al someter al análisis de
varianza y la prueba de Tukey, las variedades Catimor y Pache presentaron
diferencias significativas en cuanto a la puntuación final, mientras que la
variedad Caturra versus las otras dos variedades presentó diferencia altamente
significativa con una puntuación promedio mayor de 84,65. En todos los casos la
calificación fue de muy bueno en la especialidad de acuerdo a la escala de la
SCAA.
Vaast et al. (2003)
mencionaron que el café cultivado a mayor altitud suele desarrollar más
atributos positivos, tales como acidez y aroma, definiendo así un mejor sabor y
calidad de bebida. El grano de altura, o como lo llaman los compradores
estrictamente duro, es de sabor más agradable, más parejo en conformación con
un porcentaje mayor de cafés de primeras y al tostarse pierde menos peso (Duicela & Sotomayor, 2004).
En la Tabla 5, al analizar los valores de R de Spearman
en cuanto a los atributos de aroma, sabor, acidez y cuerpo, éstas ejercen una
correlación positiva (directa) fuerte sobre el puntaje total y una correlación
positiva (directa) moderada sobre la impresión general, sin embargo, la
impresión general tiene relación directa fuerte con el puntaje final en la
catación de cafés.
|
Tabla 5
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El atributo taza limpia con valores de rho -0,107199 y
-0,110711 frente a impresión general y puntaje total respectivamente, adquiere
una correlación moderadamente débil inversa. Ahora, si analizamos la impresión
general frente al puntaje total, estos tienen R de 0,785531, lo cual indica que
existe una relación positiva (directa) fuerte entre estos parámetros, es decir,
el puntaje total incrementa proporcionalmente al mejorar la impresión general
del café en taza.
El contenido de cafeína frente a los atributos de aroma,
sabor, acidez, impresión general y además puntaje final tuvieron valores de R
entre 0,4 y 0,6, demostrando la existencia de una relación directa (positiva)
moderada, es decir que, a mayor contenido de cafeína presente en las muestras
de café tostado molido, se mejoraba moderadamente estos atributos señalados y
por ende el puntaje total se incrementaba.
En otro análisis se observa también que el contenido de
cafeína frente a los atributos sensoriales de sabor residual, cuerpo,
uniformidad y dulzura, presentan valores de R entre 0,32 y 0,38, lo cual
estable una relación positiva (directa) baja o moderada, es decir que la
cantidad de cafeína presentes en las muestras de café en taza tuvieron poca
influencia o incidencia en la valoración positiva en estas características
sensoriales mencionadas.
4
Conclusiones
Se determinaron la cantidad de cafeína en café tostado
molido de las variedades Catimor, Caturra y Pache en la región San Martín,
siendo la variedad Catimor la que obtuvo la mayor cantidad promedio de este
alcaloide (1,214 g/100 g) proveniente del nivel altitudinal de entre 1000 –
1200 m.s.n.m, mientras que las variedades Catimor y Pache reportaron valores
promedios menores de cafeína (1,096 g/100 g) en muestras obtenidas entre 500 –
800 m.s.n.m de nivel altitudinal de las zonas agrícolas.
El nivel altitudinal de procedencia de cafés de las
variedades Catimor, Caturra y Pache en la región San Martín tuvieron influencia
directa positiva en el contenido de cafeína en las mismas, lo cual indica que a
mayor altitud se obtuvieron muestras con mayor contenido de cafeína en todas las
variedades estudiadas con existencia de diferencias significativas entre los
valores promedios encontrados.
Los resultados del coeficiente de correlación
La variedad Caturra obtenida de zonas agrícolas entre
1000 – 1200 m.s.n.m, fue la que presentó mejores atributos sensoriales con
puntuación promedio de 84,65; mientras que la variedad Pache obtenida en zonas
agrícolas entre 500 - 800 m.s.n.m calificó con la menor puntuación promedio de
78,60 en calidad de café en taza.
Las variedades de café (Catimor, Caturra y Pache) en
general procedentes de los tres niveles altitudinales fueron calificados como
muy buenos según la escala de la SCAA y clasificados como comerciales, con
grado para intercambiar en el mercado internacional, taza limpia y calidad
media.
Agradecimientos
Los autores agradecen a la Universidad Nacional de San
Martín - Tarapoto por el financiamiento del presente estudio a través del Instituto
de Investigación y Desarrollo (IIyD) mediante el concurso de proyectos de
investigación docentes 2017.
Además, al Laboratorio de Control de Calidad la
Cooperativa Agraria Cafetalera y de Servicios Oro Verde Ltda. en Lamas, lugar
en el cual se realizaron las pruebas de catación para determinar la calidad
sensorial de las muestras de café.
Referencias bibliográficas
Duicela, I., & Sotomayor, I. (2004). La Calidad del Café. Manual
del Cultivo del Café. INIAP, FUNDRAGO, GTZ. Quevedo. Ecuador.
Estrella Gamonal, L. (2015). Evaluación física y sensorial de cuatro
variedades de café (coffe arabica L.) Tolerantes a roya (Hemileia vastatrix), en relación a dos
pisos eclógicos de la provincias de lamas y rioja [Universidad Nacional de San Martín - Tarapoto]. http://hdl.handle.net/11458/518
FNCC. (2010). Café de
Colombia. Federación Nacional de Cafeteros de Colombia.
https://www.cafedecolombia.com/particulares/manejo-agronomico/
Peréz Gutiérrez, L. B. (2014). Determinación de la calidad de tres
variedades de café (Caturra, Bourbón y Typica o Criollo) de la especie c.
arabica l. del municipio de Jitotol, Chiapas. [Universidad Nacional Agraria
Antonio Narro]. http://repositorio.uaaan.mx:8080/xmlui/handle/123456789/533
SCAA. (2005). Protocolo para Catar. Asociación de Cafés Especiales
de América.
SCAN. (2015). Evaluación sensorial del café. Plataforma Nacional de
Café Sostenible - Guatemala. https://xdoc.mx/preview/evaluacion-sensorial-del-cafe-5ea1fba0ac530
Vaast, P., Perriot, J., & Cilas, C. (2003). Mejoramiento y
Fortalecimiento en los Procesos de Certificación de Calidades y
Comercialización del Café. Reporte. CIRAD-UNICAFE.
Conflicto de intereses
Los autores
declaramos que no existen conflictos de interés.
Contribuciones de los autores
Navarro-Ramírez,
Enrique: Coordinación del proyecto, preparación de las muestras y análisis
estadísticos e interpretación.
Pezo-Gonzáles,
Mario: Toma de muestras en campo, coordinaciones con la catación de las
muestras.
García-Paredes,
María: Redacción y parte metodológica.