Aprovechamiento del grano de caf verde (coffea arabica) en la elaboracin de una bebida refrescante.

Use of green coffee grain (coffea arabica) in the preparation of a refreshing drink.

MSc Johanna Isabel Llerena Moreno [1]

imjohisallm@gmail.com

Ing. Carlos Santiago Sols Chamorro[2]

sansolis05@gmail.com

MSc. Hitler Abdon Guerrero Hidalgo[3]

Hitgh1447@gmail.com

 

Fecha de recibo: agosto 2018, Fecha de aceptacin: junio 2018

RESUMEN

La presente investigacin tuvo como objetivo el desarrollo de una alternativa tecnolgica que permita el aprovechamiento de las propiedades funcionales del caf verde en la elaboracin de una bebida refrescante. Mediante un enfoque cualitativo y alcance correlacional. La muestra tomada fue de la provincia de Loja, se trabaj con 18kg de caf verde de la variedad arbiga. Los factores de estudio considerados fueron la concentracin de caf, tiempo de infusin y la concentracin de cido ctrico. La seleccin del mejor tratamiento es mediante anlisis estadstico y un panel de catadores semientrenados (anlisis sensorial). Los resultados transcendentales demuestran que permiti obtener una bebida dentro de las especificaciones de la norma INEN 2 411:2008 (318 mg de cafena/L) y una menor variacin en el ndice de oscurecimiento (22,41); adems present las mejores caractersticas sensoriales (color, olor, sabor y aceptabilidad) segn el panel de catadores. La estabilidad de la bebida en condiciones aceleradas (17C y 65%) en funcin de sus parmetros microbiolgicos y qumicos (turbidez y funcional) determinando que est puede alcanzar una vida de anaquel de 18 das.

 

Palabras Clave: arbica, caf verde, caractersticas sensoriales, propiedades funcionales.

 

ABSTRACT

The objective of this research was to develop a technological alternative that allows the use of the functional properties of green coffee in the production of a refreshing drink. Through a qualitative approach and correlational scope. The sample taken was from the province of Loja, we worked with 18kg of green coffee of the Arabian variety. The study factors considered were the concentration of coffee, time of infusion and the concentration of citric acid. The selection of the best treatment is through statistical analysis and a panel of semi-trained tasters (sensory analysis). The transcendental results show that it allowed obtaining a drink within the specifications of the INEN 2 411: 2008 standard (318 mg of caffeine / L) and a smaller variation in the darkening index (22,41); also presented the best sensory characteristics (color, smell, taste and acceptability) according to the panel of tasters. The stability of the drink under accelerated conditions (17 C and 65%) depending on its microbiological and chemical parameters (turbidity and functional) determining that it can reach a shelf life of 18 days.

 

Key words: arabica, green coffee, functional properties, sensory characteristics.

 

Introduccin

En los ltimos aos se vienen desarrollando en el mundo propuestas de productos alimenticios con caractersticas diferentes a las fisicoqumicas y sensoriales, es decir, alimentos fisiolgicamente funcionales; por tal motivo, se ha venido investigando el caf, su composicin, propiedades y su relacin con la salud. Actualmente se conoce que este producto agroalimentario posee una serie de bioactividades, como actividad antioxidante, anticarcinognica y antimutagnica. Los granos de caf verde contienen antioxidantes como cidos fenlicos, polifenoles y alcaloides; especialmente los cidos fenlicos elgico, cafeico y clorognico; el contenido de estos componentes vara entre especies y lugar de origen y le dan al caf la calidad de alimento funcional y nutracutico (Naranjo, Vlez, & Rojano, 2011).

El caf es fuente de mltiples historias, leyendas, tradiciones y aceptado como una bebida universal; en la actualidad se denomina as a la semilla de las bayas que produce el cafeto (Coffea spp.); inicialmente estas son de color verde, pero adquieren un color rojo carmes al madurar. (Almazara, 2012). Deriva su nombre del rabe kahawh, Kawa o gawah traducido al espaol significa amargo(Guilcapi, 2009).

Existe un consenso casi unnime, acerca del origen del caf; se habla de un cultivo silvestre conocido como Arbica en el altiplano de Abisinia (actual Etiopia), y se atribuye dicho descubrimiento a Kaldi (850 D.C.), un pastor de la localidad quien observ que sus ovejas estaban especialmente eufricas y saltaban llenas de energa despus de haber comido las hojas y frutos de cierto arbusto. Este efecto suscit la curiosidad de los monjes locales, estos colocaron las cerezas al fuego y al tostarse produjeron un exquisito aroma. Mediante la comunicacin de estos efectos a conventos vecinos, el caf se difundi con rapidez por todo el mundo (Almazara, 2012).

Con el tiempo se convirti en una de las bebidas ms populares y consumidas en todo el mundo, por lo que cada regin la adopto de maneras diferentes creando recetas propias. Actualmente, el caf es la bebida psicoactiva ms ingerida, que

ms all, de un efecto estimulante es capaz de promover la salud y prevenir enfermedades. Segn diversos estudios una ingesta moderada tiene efecto protector para la prevencin y/o tratamiento de diversas patologas como: el Ictus, Alzheimer y Parkinson; adems, combate problemas neurolgicos, cardiacos, oncolgicos, hepticos, endocrinos, renales, seos y reduce el riesgo de enfermedades vasculares(Cirera, 2009).

El caf es uno de los productos de mayor facturacin en el mundo despus del petrleo y el acero a nivel mundial (Cortijo, 2008).

 

 

Desarrollo

Para Arguedas (2013), el aprovechamiento del grano de caf o tambin llamado el grano de oro, permite optimizar todos los residuos que se obtienen, con el propsito de disminuir desechos, adems de conservar todas caractersticas funcionales como sensoriales que posee el mismo en una bebida refrescante.

a) Marco Referencial

Caf

Segn Mora (2008) el caf pertenece al gnero Coffea con aproximadamente 100 especies. No obstante, nicamente tres de stas se mencionan son cultivadas comercialmente, destacndose las dos primeras segn el orden siguiente: Coffea arabica L., C. Canephora Pierre exFroehner y C.liberica Bull exHiern.

Catacin y caractersticas organolpticas

La catacin es una prueba que consiste en analizar de formas sistmica y cuantificada las particularidades organolpticas y sensoriales del caf. Esta evaluacin la realiza un catador, que es una persona con amplios conocimientos, tiene experiencia y habilidades para percibir los atributos y defectos del caf. Sin omitir que los aspectos evaluados son subjetivos ya que se fundamentan en la opinin y preferencias del catador (Alfaro, 2015).

Vida til de los productos de caf

El seguimiento de la vida til de los productos de caf se podra decidir por determinar nicamente el contenido de fenoles totales y su actividad antioxidante por el mtodo de ABTS que es un radical artificial que no mimetiza bien la situacin in vivo. Sin embargo, la mayora de los artculos que caracterizan la actividad antioxidante en las bebidas de caf utilizan varias metodologas (Londoo, Naranjo, & Quintero, 2013)

Cafena

La cafena, fue aislada del grano de caf en 1820(Cano, Tarn, & Cano, 2013). Tambin denominada guaranina o tena, es un alcaloide del grupo de las xantinas (1,3,7-trimetilxantina). Acta como una droga psicoactiva y estimulante debido a su accin antagonista no selectiva de los receptores de adenosina. Es por ello que a la cafena se la puede considerar la sustancia estimulante de mayor consumo y mejor aceptacin social a nivel mundial.

Determinacin de propiedades fsicas y mecnicas

Se determinaron propiedades fsicas o mecnicas de las diferentes estructuras del rbol de caf, que se puedan tomar como base para el desarrollo exitoso de tecnologas que realicen ms gilmente el desprendimiento de los frutos maduros, la dificultad se debe principalmente a factores tales como una relacin fuerza de desprendimiento sobre peso de los frutos muy alta, pednculo con muy buenas caractersticas estructurales, frutos muy apretados en los glomrulos, rboles con corteza muy dbil, tronco de los rboles y sus ramas muy flexibles(Tascn & Saenz, 2011).

METODOLOGIA

Recopilacin de datos, descripcin y evaluacin de la muestra

La concentracin de extracto de caf verde, tiempo de infusin y cido ctrico influye en las caractersticas funcionales y sensoriales de la bebida.

Mediante un enfoque cualitativo y alcance correlacional. La muestra tomada fue de la provincia de Loja, se trabaj con 18kg de caf verde de la variedad arbiga. Los factores de estudio considerados fueron la concentracin de caf, tiempo de infusin y la concentracin de cido ctrico. La seleccin del mejor tratamiento es mediante anlisis estadstico y un panel de catadores semientrenados (anlisis sensorial).

Resultados

El anlisis estadstico permiti identificar el mejor tratamiento a nivel experimental y sensomtrico. Dentro de los parmetros fisicoqumicos estudiados se determin que existe una relacin directa entre la concentracin de caf verde y el tiempo de infusin (min) sobre la concentracin de cafena, establecindose que un tiempo prolongado de infusin incrementa la concentracin del alcaloide, un efecto similar se observa en cuanto a la concentracin de caf verde puesto que una mayor cantidad de caf incrementa el contenido de cafena en las bebidas desarrolladas.

Los cambios de tonalidad de la bebida (ndice de oscurecimiento) presentaron una relacin directa entre la concentracin de caf verde y la concentracin de cido ctrico; presentando una relacin directa sobre el incremento del ndice de oscurecimiento. En concentraciones inferiores a 1000 ppm se observa una mayor variacin de tono, determinndose que en los tratamientos con mayor contenido de caf este proceso es ms marcado que en muestras con un menor contenido de caf crudo.

A continuacin se presentan los resultados obtenidos mediante el anlisis estadstico y las pruebas sensoriales se estableci que la concentracin de extracto de caf verde, el tiempo de infusin y cido ctrico influyen en las caractersticas funcionales y sensoriales de la bebida, a un nivel de significancia de 95% (α=0,05; p>0,05), los Anlisis de varianza para el contenido de cafena, el ndice de oscurecimiento y las caractersticas sensoriales respectivamente, aceptndose la hiptesis alternativa que indica que el efecto combinado de los factores de estudio influyen en el desarrollo de la bebida y que no existe un efecto

individual de estos sobre la formulacin desarrollada y sus propiedades organolpticas.

 

Tabla N 1: Anlisis de varianza del ndice de obscurecimiento en bebidas refrescantes a base de caf

 

 

 

 

 

Se determin que no existe un efecto significativo individual de la concentracin de caf verde (%), el tiempo de infusin (min) y la concentracin de cido ctrico en el desarrollo de la bebida puesto que los valores p son superiores a 0,05 para todos los factores y las interacciones; de tal modo que tanto los trminos lineales y los cuadrticos de los tres factores son importantes para el desarrollo de la bebida.

Tabla N 2: Anlisis de varianza para la Concentracin de cafena para bebidas refrescantes de caf verde

 

Con respecto a la concentracin de cafena, se estableci que no existe un efecto significativo individual de la concentracin de caf verde (%), el tiempo de infusin (min) y la concentracin de cido ctrico en el desarrollo de la bebida puesto que los valores p son superiores a 0,05 como se muestra en la tabla n 2, para todos los factores y las interacciones; de tal modo que tanto los trminos lineales y los cuadrticos de los tres factores son importantes para el desarrollo de la bebida.

Tabla N 3: Anlisis de varianza de las Caractersticas sensoriales obtenidas de la bebida refrescante a base de caf verde

 

El anlisis de varianza de las caractersticas sensoriales (color, olor, astringencia, sabor y aceptabilidad) para las 15 formulaciones desarrolladas, determinndose que estadsticamente no existe un efecto altamente significativo (Ft: 1,87<Fc: 0,23; 0,413; 0,325; 0,508; 0,98; 0,896; 0,761; 0,969; 0,4 y 0,659) de la concentracin del caf (%), el tiempo de infusin (min) y la concentracin de cido ctrico (ppm) a un nivel de significancia del 5% (α=0,05), en la ponderacin asignada a cada tratamiento; esto puede ser atribuido al efecto de la adicin de una concentracin estndar de stevia (10g) y saborizante de manzana verde (0,7ml) en la bebida (1 L), lo que enmascara el efecto de las sustancias astringentes responsables del amargor del caf verde y la acidez de los cidos ctrico y ascrbico.

 

Tabla N 4: Tiempo de vida til de la bebida refrescante de caf verde en funcin de la turbidez y el deterioro de polifenoles totales.

 

 

Posteriormente se evalu la estabilidad de la bebida considerando parmetros como turbidez y degradacin de polifenoles totales; establecindose que a condiciones aceleradas (17C y 65% de humedad relativa), esta presenta un increment acelerado de la turbidez; esto puede ser atribuido a procesos de deterioro del edulcorante acalrico empleado.

La vida til de la bebida se mantiene a travs del tiempo observando una ligera disminucin a partir de los 32 das de almacenamiento.

Discusin

Adicionalmente, en la concepcin moderna de alimentos con declaraciones de propiedades nutricionales y de salud, es necesaria la estandarizacin de los productos en cuanto a su composicin qumica, garantizando la estabilidad de los componentes bioactivos durante su vida til, hasta llegar al consumidor final (Londoo et al., 2013).

La importancia de incluir nuevos parmetros no considerados hasta ahora en los estudios de vida til de productos de caf, especialmente aquellos relacionados con las declaraciones de contenido de antioxidantes (Blandn, Rodrguez, & Dvila, 1998).

La calidad de un alimento est relacionado generalmente con su valor nutritivo y con el gusto obtenido durante la ingestin, as como con la ausencia de defectos en su presentacin, sin que se perciba degradacin de sus componentes o alteracin en el sabor, la definicin o ausencia de control de contaminantes qumicos u orgnicos, para la comercializacin y valoracin del caf, las caractersticas sensoriales son ms importantes que el valor nutritivo.

 

Conclusiones

 

El trabajo investigativo proporciona una visin expectante para generar una alternativa tecnolgica para el aprovechamiento de caf verde (Coffea arabica) enla elaboracin de una bebida refrescante, con propiedades funcionales por su aporte de cafena natural y polifenoles propios del grano de caf verde; adems de la adicin de un edulcorante acalrico; que lo convierte en una alternativa de consumo para segmentos de mercado exigentes con regmenes especiales de alimentacin.

Adems el mejor tratamiento obtenido desarrollado contiene 4% de caf verde, un tiempo de infusin de 10 minutos y 1000 ppm de cido ctrico, permitiendo obtener una formulacin dentro de los parmetros de calidad establecidos en la normativa nacional (Norma NTE INEN 1081:1984) en cuanto a la concentracin de cafena 318mg/L y con un ndice de oscurecimiento de 22,41.

El tiempo de vida til estimado del mejor tratamiento seleccionado es de 18 das, considerando una disminucin de polifenoles y un incremento de turbidez. El porcentaje de deterioro por la turbidez es de 5,99 disminuyendo la vida de anaquel del producto hasta en 0,37 meses, los polifenoles se mantienen y tienen una ligera disminucin a partir de los 18 das de almacenamiento

 

 

Referencias bibliogrficas

Alfaro, V. (2015). Efectos de la altitud sobre las caractersticas fsicas y organolpticas del caf de la zona de los Santos (tesis de pregrado). Universidad de Costa Rica, San Jos, Costa Rica.

Almazara, E. (2012). De viandas y brebajes Caf. Mxico.

Arguedas, P. (2013). Definicin del proceso de elaboracin de una bebida fermentada a partir de pulpa del caf (broza). Costa Rica, Cartago.

Blandn, G., Rodrguez, N., y Dvila, M. (1998). Caracterizacin microbiolgica y fsica qumica de los subrproductos del beneficio del caf en proceso de compostaje. Cenicaf, 49(3), 117.

Cano, A., Tarn, J., y Cano, A. (2013). The impact of coffee on health. Maturitas, 75(1), 721.

Nestle. (2009). La excelencia de los antioxidantes. Recuperado de https://www.agustoconlavida.es/media/nutricion/revista-nesvida/Nesvida_01.pdf

Guilcapi, E. (2009). Efecto de trichoderma harzianum y trichoderma viride, en la produccin de plantas de caf (coffea arbica) variedad caturra a nivel de vivero (tesis de pregrado). Escuela Superior Politcnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.

Londoo, J., Naranjo, M., y Quintero, M. (2013). Estudio de los cambios de la actividad antioxidante en bebidas de caf durante su periodo de vida til usando mtodos in-vitro y ex−vivo. Vitae, 20(2), 95104.

Ministerio de Agricultura y Ganadera Direccin Regional Huetar Norte. (2008). Generalidad de la actividad de Caf. Recuperado de http://infocafes.com/portal/wpcontent/uploads/2016/03/a00080.pdf

Naranjo, M., Vlez, L., y Rojano, B. (2011). Actividad antioxidante de caf colombiano de diferentes calidades. Revista Cubana Plantas Medicinales, 16(2), 164173.

Tascn, O., y Senz, J. (2011). Ingeniera y caf en Colombia. Revista de Ingeniera, 33(11), 99114.

 



[1] Universidad Tcnica de Ambato

[3] Escuela Superior Politcnica de Chimborazo

Enlaces refback

  • No hay ningún enlace refback.


SÍGUENOS:


Dirección: Urdesa Central, Guayacanes 520 y la 5ta. Guayaquil - Ecuador | PBX ADMISIONES: (593) 4 6052450 PBX: (593) 4 6020400

Copyright © 2017 Universidad Tecnológica Empresarial de Guayaquil. Todos los Derechos Reservados.