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SECADO POR ASPERSIÓN DE EXTRACTO DE CAFÉ ORGÁNICO CON ADICIÓN DE
SABORIZANTE NATURAL
MARITZA FUENTES USQUIANO
PAOLA ANGÉLICA MÉNDEZ ARIAS
UNIVERSIDAD DEL VALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
SANTIAGO DE CALI
2017
2
SECADO POR ASPERSIÓN DE EXTRACTO DE CAFÉ ORGÁNICO CON ADICIÓN DE
SABORIZANTE NATURAL
MARITZA FUENTES USQUIANO
PAOLA ANGÉLICA MÉNDEZ ARIAS
Trabajo de grado para optar al título de Ingenieras de Alimentos
DIRECTOR
CLAUDIA ISABEL OCHOA MARTÍNEZ, Ph.D.
CO-DIRECTOR
ALEJANDRO FERNÁNDEZ QUINTERO, Ph.D.
UNIVERSIDAD DEL VALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
SANTIAGO DE CALI
2017
3
DEDICATORIA Y AGRADECIMIENTOS
Maritza Fuentes Usquiano:
A mi madre por su preciado amor, cariño y apoyo brindado.
A mi hija, por todo el tiempo que aceptó mi parcial ausencia, y me acompañó con paciencia y
comprensión.
A los profesores de la Escuela de Ingeniería de Alimentos por cada una de las enseñanzas y
conocimientos brindados.
Paola Angélica Méndez Arias:
A mi madre, por su apoyo, su comprensión y por ser aquel ser a quien sencillamente, le debo todo.
A mis hermanos Ana María y David Julián, por su apoyo incondicional.
A mis abuelos maternos por sus consejos y apoyo.
A mi novio, por su apoyo, paciencia y comprensión en este proceso de aprendizaje.
A los profesores de la Escuela de Ingeniería de Alimentos por cada una de las enseñanzas y
conocimientos brindados.
Al equipo de investigación y desarrollo de la empresa Harinera del Valle, S.A por la dedicación
de tiempos y espacios para la exitosa culminación de este proyecto, y en especial al ingeniero de
Evaluación sensorial por todo su apoyo y disposición brindada.
4
TABLA DE CONTENIDO
RESUMEN ........................................................................................................................................ 8
ABSTRACT .................................................................................................................................... 10
INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 12
1. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA ......................................................................................... 13
2. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................................... 13
3. OBJETIVOS ............................................................................................................................ 14
3.1. Objetivo general ................................................................................................................ 14
3.2. Objetivos específicos ......................................................................................................... 14
4. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................... 14
4.1. Café .................................................................................................................................... 14
4.1.1. Aspectos generales ..................................................................................................... 14
4.1.2. Cafés especiales.......................................................................................................... 15
4.1.3. Generalidades del café orgánico ................................................................................ 15
4.1.4. Diagnóstico: Estado actual de la producción y consumo de café orgánico en
Colombia y el mundo ................................................................................................................ 16
4.1.5. Composición química del café ................................................................................... 17
4.2. Saborizantes ....................................................................................................................... 20
4.2.1. Tipos de saborizantes ................................................................................................. 20
4.2.2. Incorporación del sabor en alimentos......................................................................... 21
4.3. Proceso de producción del café soluble ............................................................................. 21
4.4. Secado por aspersión ......................................................................................................... 22
4.4.1. Descripción del proceso y equipo para el secado por aspersión ................................ 22
MATERIALES Y METODOS ...................................................................................................... 24
4.5. Diseño experimental y descripción de la metodología de estudio ..................................... 24
4.6. Materia prima y preparación de las muestras .................................................................... 25
4.7. Condiciones del secador por aspersión .............................................................................. 25
4.8. Determinaciones analíticas ................................................................................................ 25
4.8.1. Contenido de humedad ............................................................................................... 26
5
4.8.2. Medición del pH ......................................................................................................... 26
4.8.3. Solubilidad ................................................................................................................. 27
4.8.4. Color ........................................................................................................................... 27
4.8.5. Rendimiento ............................................................................................................... 28
4.9. Análisis sensorial ............................................................................................................... 28
4.9.1. Prueba sensorial con panel semientrenado ................................................................. 29
4.9.1.1. Entrenamiento de panelistas ....................................................................................... 29
4.9.1.2. Prueba cualitativa descriptiva..................................................................................... 30
4.9.1.3. Prueba cuantitativa descriptiva................................................................................... 31
4.9.2. Análisis sensorial dirigido al consumidor: Prueba hedónica con consumidores ....... 32
4.9.3. Análisis estadístico ..................................................................................................... 33
5. RESULTADOS Y ANÁLISIS ................................................................................................ 33
5.1. Pruebas fisicoquímicas ...................................................................................................... 33
5.1.1. Contenido de humedad ............................................................................................... 33
5.1.2. Medida del pH ............................................................................................................ 35
5.1.3. Solubilidad ................................................................................................................. 36
5.1.4. Color ........................................................................................................................... 37
5.1.5. Rendimiento ............................................................................................................... 41
5.2. Análisis sensorial ............................................................................................................... 42
5.2.1. Análisis sensorial cualitativo ...................................................................................... 42
5.2.2. Análisis sensorial cuantitativo .................................................................................... 44
5.2.3. Análisis sensorial dirigido al consumidor: Prueba hedónica con consumidores ....... 48
CONCLUSIONES .......................................................................................................................... 51
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................ 53
ANEXOS ......................................................................................................................................... 58
6
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Promedios de composición química del grano de café verde, según la especie, porcentaje
en base seca ............................................................................................................................... 18
Tabla 2. Grupos químicos de algunas notas aromáticas del café tostado........................................ 19
Tabla 3. Compuestos químicos encargados de otorgar el aroma al café molido al ser activados por
el agua caliente .......................................................................................................................... 19
Tabla 4. Diseño experimental .......................................................................................................... 24
Tabla 5. Diseño experimental análisis sensorial ............................................................................. 25
Tabla 6. Soluciones para la identificación del umbral de detección de los sabores básicos y
propios de la prueba con café saborizado ................................................................................. 29
Tabla 7. Sustancias utilizadas para la prueba de reconocimiento de olores básicos ....................... 30
Tabla 8. Valores promedio y desviación estándar de las coordenadas cromáticas ‘a’ y ‘b’ ........... 37
Tabla 9. Perfil sensorial cualitativo de café saborizado .................................................................. 43
Tabla 10. Promedio y desviación estándar para los atributos evaluados sensorialmente ............... 45
7
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Producción y exportación de café orgánico (Cosecha 2002/03) en América Latina
(Vieto, 2003). ............................................................................................................................ 17
Figura 2. Unidad de secado por aspersión (Vibrasec, 2010). .......................................................... 23
Figura 3. Montaje prueba sensorial cualitativa con panel semientrenado ...................................... 31
Figura 4. Montaje prueba sensorial cuantitativa con panel semientrenado .................................... 32
Figura 5. Registro fotográfico de la prueba realizada a consumidores ........................................... 33
Figura 6. Variación de la humedad con respecto al cambio de temperatura en base seca .............. 34
Figura 7. Variación del pH en función de la temperatura de secado .............................................. 35
Figura 8. Variación de la solubilidad medida en tiempo de dilución en agua caliente, con respecto
a la temperatura de secado ........................................................................................................ 36
Figura 9. Variación de la solubilidad medida en tiempo de dilución en agua fría, con respecto a la
temperatura de secado ............................................................................................................... 36
Figura 10. Medida de la luminosidad en las muestras de café saborizado en función de la
temperatura de secado ............................................................................................................... 39
Figura 11. Café soluble secado a 140, 160 y 180°C de izquierda a derecha .................................. 40
Figura 12. Variación del color respecto al blanco (ΔE) en función de la temperatura de secado .. 41
Figura 13. Rendimiento del proceso en cada tratamiento en función de la temperatura de secado 42
Figura 14. Perfil sensorial de café saborizado al 0.5% de sabor y el blanco, evaluadas por
panelistas semientrenados ......................................................................................................... 46
Figura 15. Perfil sensorial de café saborizado al 1.3% de sabor y el blanco, evaluadas por
panelistas semientrenados ......................................................................................................... 47
Figura 16. Resultados de la prueba hedónica con consumidores .................................................... 48
Figura 17. Preferencia de los consumidores para cada muestra evaluada ...................................... 49
Figura 18. Cantidad de consumidores por sabor de muestra identificado ...................................... 49
Figura 19. Resultado de la pregunta: ¿Compraría usted el producto escogido? ............................. 50
8
RESUMEN
Se evaluó el efecto de tres factores (temperatura, tipo de sabor, concentración de saborizante) en el
secado por aspersión de extracto de café con adición de saborizante, evaluando las características
fisicoquímicas de humedad, pH, solubilidad (tomada como el tiempo de dilución en caliente y frio),
color y rendimiento. El factor temperatura con 3 niveles (140, 160 y 180ºC), el tipo de sabor con 2
niveles (limón y fresa) y la concentración de saborizante con 2 niveles (0.5 y 1.3%) comparando
además con el blanco (extracto de café sin adición de sabor) a cada temperatura. Se observó que a
medida que la temperatura de entrada de aire al secador aumenta, el contenido de humedad
disminuye en todas las muestras analizadas. Las muestras secadas a 140°C no cumplen con el
requisito máximo establecido (3.8% b.s). Las muestras secadas a 160ºC cumplen con lo establecido
por la norma aunque los valores están próximos al valor límite. Para las muestras secadas a 180ºC
se presentan humedades bajas, menores al 3% (b.s), lo cual es deseado para que el café se conserve
por más tiempo. Además, el producto final adquiere propiedades específicas, como mayor
solubilidad. De manera global el pH no presenta mayor variación con respecto a la temperatura y se
mantiene en el rango entre 4.78 ± 0,01 y 4.84 ± 0,04. Estos valores se encuentran dentro del pH para
un café soluble. Para la solubilidad tanto en agua caliente como en agua fría el tiempo de disolución
del café en todas las muestras disminuye con el aumento de la temperatura. Finalmente todas las
muestras con sabor presentan tiempos de solubilidad menores al blanco.
Se observa que a medida que aumenta la temperatura de entrada de aire al secador se presenta un
incremento en el valor de luminosidad en todas las muestras analizadas. Los valores de luminosidad
obtenidos oscilan entre 34.1 ± 0.17 a 40.7 ± 0.26, encontrándose el valor más bajo en la muestra
saborizada con limón al 0.5% secado a 140°C y el valor más alto en la muestra de 1.3% de sabor a
limón secada a 180°C.
El comportamiento en el rendimiento del proceso indica que a mayor temperatura de entrada de aire
se puede obtener un mayor rendimiento. Entre 140 y 160°C la tendencia es similar en todas las
muestras. Entre 160 y 180°C para las muestras de limón al 0.5%, limón al 1.3% y blanco no se
observan diferencias significativas, mientras que para las muestras de fresa al 0.5 y 1.3% se observa
un mayor incremento en el rendimiento. Los factores de sabor y concentración no presentan
diferencias significativas para las variables fisicoquímicas estudiadas.
9
Para el análisis sensorial se escogió el café que a la temperatura de secado mejores resultados
fisicoquímicos arrojó y se tomaron 4 sabores más para el panel semientrenado (arándano, menta,
acaí y flor de Jamaica) por solicitud de la empresa Mercadeo San Diego, quienes estaban interesados
en conocer el perfil sensorial y preferencia de estos sabores. Para la prueba con consumidores se
escogieron solo los 4 sabores mejor evaluados por el panel semientrenado, concluyendo que el sabor
a la concentración más alta utilizada que conserva el sabor propio del café es el de fresa; a la más
baja es el de limón y el que menos lo conserva es el de menta. El sabor más amargo se siente en la
fresa a la mayor concentración y en flor de Jamaica a la menor concentración; el menos amargo en
la menta. Mayor ácido en el limón y menor en la menta. La intensidad de dulce se siente más en el
arándano y menos en el limón. De acuerdo a la impresión global tomada como la medida de la
preferencia del producto por los panelistas en la escala de 0 a 10, el orden de preferencia fue: 1.
Fresa, 2. Arándano, 3. Menta, 4. Limón, 5. Acaí y 6. Flor de Jamaica.
En el análisis a consumidores la muestra que obtuvo mayor aceptación fue la fresa con 42%, seguida
del arándano con 25%, menta con 20% y por último limón con un 8%; el 5% restante ninguna de
las anteriores. Del total de consumidores encuestados (80 personas), el 56% compraría alguno de
los cafés degustados.
Palabras clave: Análisis sensorial, Concentración, Panel sensorial, Sabor, Secado, Temperatura
10
ABSTRACT
The effect of three factors (temperature, flavor type, flavoring concentration) was evaluated in the
spray drying of coffee extract with flavor addition, evaluating the physicochemical characteristics
of moisture, pH, solubility (taken as the dilution time in hot and cold), color and performance. The
temperature factor with 3 levels (140, 160 and 180ºC), the type of flavor with 2 levels (lemon and
strawberry) and the concentration of flavoring with 2 levels (0.5 and 1.3%) also comparing with the
white (coffee extract without addition of flavor) at each temperature. It was observed that as the air
inlet temperature to the dryer increases, the moisture content decreases in all analyzed samples.
Samples dried at 140 ° C do not meet the established maximum requirement (3.8% b.s). Samples
dried at 160 ° C comply with the standard, although the values are close to the limit value. For
samples dried at 180 ° C, low humidities, less than 3% (b.s) are present, which is desired so that the
coffee is preserved for a longer time. In addition, the final product acquires specific properties, such
as higher solubility. Overall, the pH does not present greater variation with respect to the temperature
and is maintained in the range between 4.78 ± 0.01 and 4.84 ± 0.04. These values are within the pH
for soluble coffee. For the solubility in both hot and cold water, the dissolution time of the coffee in
all samples decreases with increasing temperature. Finally, all flavored samples have solubility times
lower than white.
It is observed that as the air inlet temperature increases to the dryer, an increase in the luminosity
value occurs in all analyzed samples. The obtained values of luminosity oscillate between 34.1 ±
0.17 to 40.7 ± 0.26, being the lowest value in the sample flavored with 0.5% lemon dried at 140 ° C
and the highest value in the sample of 1.3% of dried lemon flavor at 180 ° C.
The performance of the process indicates that the higher the air inlet temperature, the higher the
efficiency. Between 140 and 160 ° C the trend is similar in all samples. Between 160 and 180 ° C
for samples of 0.5% lemon, 1.3% lemon and white, no significant differences were observed,
whereas for strawberry samples at 0.5 and 1.3% a greater increase in yield was observed. The taste
and concentration factors do not present significant differences for the physicochemical variables
studied.
11
For the sensorial analysis, the coffee was chosen which at the drying temperature had better
physicochemical results and 4 flavors were taken for the semi-drained panel (cranberry, mint, acai
and flower of Jamaica) at the request of the Mercadeo San Diego company, who were interested in
knowing the sensorial profile and preference of these flavors. For the consumer test, only the four
flavors that were better evaluated by the semi-sage panel were chosen, concluding that the highest
concentration flavor used to preserve the coffee's own flavor is strawberry; the lowest is the lemon
and the least conserved is the mint. The most bitter taste is in the strawberry at the highest
concentration and in flower of Jamaica at the lowest concentration; the least bitter in mint. Higher
acid in the lemon and less in the mint. The intensity of sweetness is felt more in the blueberry and
less in the lemon. According to the overall impression taken as the measure of the preference of the
product by the panelists on the scale of 0 to 10, the order of preference was: 1. Strawberry, 2.
Blueberry, 3. Mint, 4. Lemon, 5. Acai and 6. Flower of Jamaica.
In the analysis to consumers, the sample that received the most acceptance was strawberry with
42%, followed by blueberry with 25%, mint with 20% and finally lemon with 8%; the remaining
5% none of the above. Of the total consumers surveyed (80 people), 56% would buy some of the
coffees tasted.
Key words: Sensory analysis, Concentration, Sensory panel, Flavor, Drying, Temperature
12
INTRODUCCIÓN
En el mercado internacional se aumenta cada día la demanda por los cafés procesados con mezclas
de sabores y aromas, lo que ha despertado el interés de algunas empresas del país en participar en
este segmento de los cafés especiales. La empresa CORMERCIALIZADORA SAN DIEGO,
promueve el consumo de café orgánico y tiene la intención de incluir dentro de su portafolio de
productos un café orgánico soluble, saborizado naturalmente. El objetivo es mantener su
competitividad y ganar mercado, principalmente entre el público joven, que por su versatilidad se
atreve a salir de lo tradicional para dejarse conquistar por la experiencia que ofrece un café
saborizado.
La idea de los cafés saborizados es brindar un sabor para cada ocasión y personalidad sin perder la
esencia del café, por lo que para los conocedores del café representa un reto descubrir en ellos sus
detalles más sutiles.
El consumidor se fija en los procesos y en saber quién y cómo produce, motivado por una fuerte
preocupación en su salud, reflejada en nuevas exigencias en sus gustos y una mayor consciencia por
la protección del medio ambiente; por lo cual todo lo que se caracterice por conservar los recursos
naturales tiene un gran auge, lo que también representa una oportunidad de mercado para el café
orgánico soluble saborizado naturalmente. Según Giovannucci & Koekoek y la Asociación de Cafés
Especiales de América (SCAA), los cafés especiales se definen como aquellos que conservan una
consistencia en sus características físicas (forma, tamaño, humedad, apariencia y defectos),
sensoriales (olfativas, visuales y gustativas), prácticas culturales (recolección, lavado y secado) y en
sus procesos finales (tostado, molienda y preparación); características que los distinguen del común
de los cafés y por las cuales los clientes están dispuestos a pagar un precio superior (Farfán, 2007).
13
1. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
La adición de saborizante al café se remonta a los primeros bebedores de este producto, los árabes,
que le añadían una gran variedad de especias durante su preparación. La producción de café
saborizado va en aumento y tiene un alto potencial de mercado, por la innovación de mezclar cada
vez más sabores al café, acogiendo nuevos consumidores. Los cafés con sabores más
comercializados son los saborizados con vainilla, canela y amaretto. Aunque en Latinoamérica este
mercado no está fuertemente establecido, en países de Europa y Asia como Bélgica, Alemania,
Corea del sur y Japón este mercado tiene mayor fuerza.
La incorporación de otros ingredientes al café, como los saborizantes, para alterar o mejorar su sabor
natural, cambian las propiedades sensoriales del café. Este cambio es directamente proporcional a
la concentración de saborizante añadido y depende en alta proporción del método de secado y de las
condiciones del proceso, lo que finalmente se refleja en la aceptación del consumidor. En síntesis,
es posible definir el problema bajo el siguiente planteamiento. Utilizando el secado por aspersión,
¿qué temperatura de secado y qué concentración de saborizante permiten producir café orgánico
soluble saborizado de buena calidad que conserve el aroma y demás características propias del café?
2. JUSTIFICACIÓN
La propuesta se presenta como alternativa de consumo de café con valor agregado, al ser un producto
elaborado a partir de café cultivado orgánicamente y de utilizar saborizante de origen natural, debido
a las exigencias actuales de productos más sanos y cuya producción afecte lo menos posible al medio
ambiente.
El consumo de cafés especiales ha registrado un crecimiento dinámico en los últimos años por
diversas razones:
Alta calidad de los cafés especiales, lo cual ha permitido vincular más personas al consumo
del café, especialmente a los jóvenes.
Desarrollo de nuevas preparaciones.
Desarrollo de equipos que facilitan la preparación de la bebida y garantizan su calidad.
Desarrollo de sistemas de empaque que preservan la calidad del café por largos períodos.
Aparición en el mercado de cafés asociados a conceptos como la sensibilidad por el medio
ambiente, la salud, la responsabilidad social o la equidad económica.
Desarrollo de nuevos canales de distribución como las cafeterías, las tiendas de conveniencia
y las máquinas dispensadoras.
Estas nuevas tendencias de consumo mundial de café se presentan como una oportunidad de
competitividad y de conquistar nuevos mercados, especialmente entre el público más joven.
14
El café soluble saborizado se obtendrá por aspersión, ya que es uno de los métodos más utilizados
para producirlo y es el que utilizará la empresa Mercadeo San Diego.
3. OBJETIVOS
3.1. Objetivo general
Obtener café soluble orgánico con adición de saborizante natural por el método de secado por
aspersión.
3.2. Objetivos específicos
Evaluar el efecto de la adición de un saborizante natural y de la temperatura de entrada
del aire en el aspersor, sobre ciertas características fisicoquímicas del producto
(contenido de humedad, solubilidad, pH, color y rendimiento).
Obtener el perfil sensorial de un café orgánico soluble saborizado secado por aspersión
con diferentes concentraciones de saborizante.
Determinar la aceptabilidad del producto a través de pruebas con consumidores.
4. MARCO TEÓRICO
4.1. Café
4.1.1. Aspectos generales
Café es el término general para los frutos y las semillas de las plantas del género Coffea, así como
para los productos procedentes de estos frutos y semillas en diversas etapas de procesamiento y uso,
con destino al consumo, que se definen así (INCONTEC, NTC 3314):
Cereza de café: cerezas sin secamiento, de las plantas del género Coffe después de la cosecha.
Café pergamino: café envuelto en el endocarpio (pergamino).
Café verde: café crudo; granos de café.
Café tostado: café obtenido por torrefacción del café verde.
Café molido: café obtenido por molienda del café tostado.
Extracto de café: producto exclusivamente de café tostado por métodos físicos, utilizando agua
como único agente de extracción.
15
Café instantáneo: café soluble; extracto de café deshidratado; producto seco, soluble en agua,
obtenido exclusivamente del café tostado por métodos físicos, utilizando agua como único agente
de extracción.
Café instantáneo atomizado (spray-dried): café instantáneo obtenido por un proceso en que el
extracto líquido de café es pulverizado en una atmósfera caliente y convertido en partículas secas
por evaporación del agua.
Café liofilizado: extracto de café liofilizado; café instantáneo liofilizado; café soluble liofilizado;
café instantáneo obtenido por un proceso en que el producto en estado líquido se congela y el hielo
se elimina por sublimación.
4.1.2. Cafés especiales
Son cafés de alta calidad con características únicas por las cuales los clientes están dispuestos a
pagar un precio superior. Ofrecen al consumidor la posibilidad de probar los diferentes sabores y
fragancias de los distintos cafés, además de conocer sobre su origen. Según la SCAA, los cafés
especiales se agrupan en: cafés de origen, cafés de alta tostión, cafés descafeinados, cafés orgánicos
y cafés saborizados (Farfán, 2007). Los dos últimos definidos de la siguiente forma:
Café orgánico: Es café cultivado sin el empleo de agroquímicos como fertilizantes, fungicidas e
insecticidas. Para la venta de este café el caficultor debe tener una certificación emitida por una
entidad certificadora orgánica con reconocimiento mundial; por tal motivo, las plantaciones que se
destinen para tal fin deben someterse a un proceso de desintoxicación o transición, el cual varía entre
2 y 3 años antes de ser certificado y vendido como café orgánicamente cultivado (Farfán, 2007).
Café saborizado: Es café que durante o después de su proceso de tostado, se les incorpora una resina
con sabor a vainilla, chocolate, fresa, nuez y amaretto, entre otros. Los cafés saborizados se
consideran el producto estrella de los cafés especiales con una participación en el mercado del 40%.
Con estos cafés se induce a las nuevas generaciones al consumo del café (Farfán, 2007).
4.1.3. Generalidades del café orgánico
La caficultura orgánica está enfocada en mantener sus niveles de producción a largo plazo con base
en el estímulo de los mecanismos naturales de fertilidad del suelo, el equilibrio de poblaciones de
insectos y microorganismos, y en el aprovechamiento de la energía solar, por lo que es un sistema
que genera costos bajos de producción con un mínimo impacto ambiental teniendo la posibilidad de
auto abastecerse y auto regularse. Donde además de no aplicarse productos químicos de síntesis, se
lleva un plan de manejo que busca preservar recursos naturales, tomando todas las medidas posibles
para evitar cualquier forma de contaminación, por lo que la producción orgánica se convierte
entonces en una forma de manejo especial de la finca y de cierta manera, en una forma de vida
(Esguerra, 2001).
16
En la producción de café orgánico es importante contar con un correcto abonamiento, basado en las
características de los suelos y en la mayor utilización posible de los insumos de la misma finca:
incorporación de la materia orgánica proveniente del sombrío, abonos verdes, pulpa descompuesta
y excrementos de los animales compostados. Todo de acuerdo con la reglamentación vigente y según
verificación de los organismos certificadores. Así mismo, los cafés orgánicos requieren de una
cadena de comercialización que los mantenga separados de otros cafés y de cualquier tipo de
contaminación con productos no permitidos (Esguerra, 2001).
4.1.4. Diagnóstico: Estado actual de la producción y consumo de café orgánico en
Colombia y el mundo
En el mercado internacional del café se comercializan cafés especiales que reciben un sobreprecio
por ciertas características que los hacen diferentes a los cafés convencionales. Entre los cafés
especiales más importantes, según la Asociación de Cafés Especiales de América, están los cafés de
origen, saborizados, de alta tostión, descafeinados y orgánicos. Los cafés especiales representan una
tendencia de diferenciación de producto y apertura de nichos de mercado y son, una alternativa
importante para el comercio del café de un número creciente de productores (SCAA, 2004).
Los cafés orgánicos constituyen una pequeña porción de los cafés especiales (0.5%), y responden a
una tendencia mundial de los productos libres de agroquímicos, que surgen como una iniciativa de
los consumidores de café, particularmente en Europa del Norte y Estados Unidos, para proteger su
salud y conservar el medio ambiente (Farfán, 2007).
En la producción y consumo de productos ecológicos y orgánicos, han ocurrido cambios importantes
a nivel mundial en los últimos años. Esta tendencia se debe a las nuevas exigencias en los gustos de
los consumidores y a una mayor conciencia en los sistemas de producción que procuran conservar
los recursos naturales, por lo que han tenido gran auge, con tasas de crecimiento anual de hasta 20%
especialmente en Europa, América del Norte y Japón (Giraldo et al., 2000). Los cafés sostenibles
cubrieron cerca del 1.3% de la producción mundial de café, con 129.300 ton/año de café verde
durante los años 2002/2003, y fueron los países de América Latina los principales productores y
proveedores (Villalobos, 2004).
Debido al crecimiento del mercado de cafés sostenibles y al potencial que posee Colombia para
participar en estos nichos se requiere información que pueda fortalecer el conocimiento sobre su
producción.
Dentro del mercado mundial de los cafés sostenibles la participación de los países latinoamericanos
con la producción de café orgánico fue del 46.2%, con 974,450 sacos de 60 kg (cosecha del
2002/03), de los cuales se exportó el 91.8% (895,000 sacos), principalmente a Europa, Estados
Unidos, Japón y Canadá. En Colombia se produjeron 52,717 sacos de 60 kg (5.4%), de los cuales
se exportó el 99% (52,200 sacos). Los principales productores de café orgánico en América Latina
17
son México, Perú y Brasil quienes producen el 41, el 21 y el 10%, respectivamente (Vieto, 2003)
(Figura 1).
Figura 1. Producción y exportación de café orgánico (Cosecha 2002/03) en América Latina (Vieto, 2003).
Los principales destinos de los cafés especiales exportados por la Federación Nacional de Cafeteros
son Japón y Estados Unidos y, en menor proporción, Canadá, Suiza, Bélgica, Italia, Reino Unido,
Suecia y Finlandia (FNCC, 2013).
Lo anterior conlleva a que haya un aumento de los consumidores en todo el mundo y en Colombia.
Estas tendencias actuales se enfocan en que los consumidores se encuentren con un producto diverso
(solubles, saborizados, molidos, descafeinados entre otros). Lo que también contribuye a la creación
de ampliar los productos de las empresas, nuevos mercados y tiendas especializadas. Y
especialmente una aceptación de este tipo de producto.
Con los cafés saborizados la idea es que, sin perder la esencia del café, se les pueda ofrecer a los
consumidores, en especial jóvenes, un sabor para cada momento y para cada personalidad.
4.1.5. Composición química del café
El café está compuesto por materia seca y agua. En la materia seca se encuentran minerales y
compuestos orgánicos como carbohidratos, proteínas, lípidos, alcaloides característicos como la
cafeína y la trigonelina, además de ácidos carboxílicos y fenólicos, así como compuestos volátiles
que le dan el aroma al café verde. La Tabla 1 muestra la composición química del grano de café
verde de acuerdo a las dos grandes variedades de café que existen (Puerta, 2011).
18
Tabla 1. Promedios de composición química del grano de café verde, según la especie, porcentaje en base seca
Componente químico Arábica (%) Robusta (%)
Polisacáridos 50.8 56.40
Sacarosa 8.00 4.00
Azúcares reductores 0.10 0.40
Proteínas 9.80 9.50
Aminoácidos 0.50 0.80
Cafeína 1.20 2.20
Trigonelina 1.00 0.70
Lípidos 16.20 10.00
Ácidos alifáticos 1.10 1.20
Ácidos clorogénicos 6.90 10.40
Minerales 4.20 4.40
Compuestos aromáticos Trazas Trazas
Nota: Tomada de Puerta (2011)
Una vez seleccionado el grano de café verde, se pasa al proceso de torrefacción o tostado donde
logra el aroma y el sabor característico del café. En este proceso se elimina agua y se activan las
reacciones entre azúcares, proteínas, lípidos y minerales (Rodríguez, 2011).
En el tostado del grano de café, cerca de 1000 componentes, muchos de los cuales son agentes
aromáticos volátiles, emergen de un pequeño contenido de compuestos en el inicio. A pesar de su
proporción marginal de solamente un 0.1% del peso del café tostado, el café es considerado como
uno de los alimentos más aromáticos. Actualmente, se han identificado unos 850 componentes del
aroma, algunos de los cuales sólo existen en concentraciones mínimas, pero capaces de dar al café
toques amargos, ácidos o dulces distintivos. El proceso de oscurecimiento no enzimático, también
conocido como reacción de Maillard, donde el azúcar reductor reacciona con los aminoácidos, tiene
una gran influencia en el aroma. Durante el curso de esta reacción, además de otros compuestos, se
desarrollan los denominados melanoides, que dan al café su color. Este proceso se ve influido por
el calor, y empezando a 140°C el proceso se acelera considerablemente (Rodríguez, 2011).
Los aromas más notorios generados por los diferentes compuestos químicos son caramelo,
almendras, cítricos, tostados, frutales. Dichos aromas son activados por medio del filtrado con agua
a 100°C. Aunque debido a reacciones de degradación del producto por medio de moho, bacterias u
otros, se pueden presentar aromas desagradables como ahumados, fétidos o a tierra (Puerta, 2011).
En la Tabla 2 se presentan algunas de las notas aromáticas del café, según el grupo químico de los
compuestos volátiles.
19
Tabla 2. Grupos químicos de algunas notas aromáticas del café tostado
Grupo Químico Notas aromáticas
Alcoholes Floral, dulce, mohoso, tostado, rancio, herbal.
Aldehídos Tostado, quemado, vainilla, madera, picante, dulce, miel, vinoso.
Cetonas Caramelo, dulce, miel, madera, rancio, mantequilla.
Ésteres Dulce, frutal, floral, irritante.
Fenoles Picante, tabaco, ahumado, quemado, amargo, astringente.
Furanos Caramelo, azúcar quemado, ahumado, astringente, café tostado, frutal.
Hidrocarburos Madera, fétido, petróleo, tabaco, terroso.
Oxazoles Dulce, almendra, tierra, papa.
Pirazinas Chocolate, tostado, mohoso, nuez, graso, rancio, pimentón.
Pirroles Dulce, grasa, aceite, maíz, cereal, nuez.
Piridinas Amargo, astringente, caramelo.
Tiazoles Tierra, papa, nueces.
Tiofenos Cebolla, fétido, mostaza.
Tioles Café tostado, descompuesto, envejecido, carne asada.
Nota: Tomada de Puerta (2011)
Cabe resaltar que la cantidad y diversidad de los compuestos químicos que genera estos cambios
organolépticos deseables en el café dependen directamente de las Buenas Prácticas Agrícolas que
se mantengan en el campo, así como de la especie, madurez, condiciones de fermentación, secado,
tostado, almacenamiento y forma de preparación de la taza de café (Puerta, 2011).
Cerca de la mitad de la cantidad de los compuestos volátiles generados durante la tostación del café
se pierden durante los procesos de molienda, almacenamiento y preparación del extracto de la
bebida. Las relaciones entre los compuestos orgánicos del café y los sabores y aromas de la bebida
se observan en la Tabla 3 (Puerta, 2011).
Tabla 3. Compuestos químicos encargados de otorgar el aroma al café molido al ser activados por el agua caliente
Compuesto químico Característica organoléptica
Azúcares reductores Sabor, Aroma, Color.
Ácidos alifáticos Acidez, aroma, cuerpo.
Ácidos clorogénicos Otorga sabor amargo, cuerpo y astringencia en la bebida.
Cafeína Amargor
Lípidos Transporte de aromas y sabores.
Polisacáridos Retención de aromas, da cuerpo a la bebida.
Proteínas Contribuye en el amargor y sabor, formación de espuma.
Sacarosa Amargo, color, acidez, aroma, sabor.
20
Trigonelina Contribuye al amargor.
4.2. Saborizantes
De acuerdo con la International Organization of Flavor Industry (IOFI), un saborizante se define
como una preparación concentrada, con o sin coadyuvantes, usada para impartir un determinado
olor y sabor, con excepción de los sabores dulces, salado y ácido, no destinada para consumir como
tal (Bringas-Lantigua & Pino, 2012).
En cuanto a la cantidad de saborizante que se puede utilizar, la norma general para los aditivos
alimentarios CODEX STAN 192-1995, no la limita taxativamente, pero indica que se debe emplear
normalmente a la mínima dosis necesaria para producir el efecto buscado. Queda a criterio del
fabricante la cantidad que puede añadirse al alimento. Esto debido a su baja toxicidad que en opinión
del Comité Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios (JECFA), teniendo en cuenta
los datos (químicos, bioquímicos, toxicológicos y de otro tipo) disponibles, no representa ningún
riesgo para la salud, pero debe emplearse conforme a las condiciones de buenas prácticas de
fabricación expuestas en la norma general que incluye lo siguiente:
“a) La cantidad de aditivo que se añada al alimento se limitará a la dosis mínima necesaria para
obtener el efecto deseado; b) La cantidad de aditivo que pase a formar parte del alimento como
consecuencia de su uso en la fabricación, elaboración o envasado de un alimento y que no tenga
por objeto obtener ningún efecto físico o técnico en el alimento mismo, se reducirá en la mayor
medida que sea razonablemente posible; c) El aditivo será de una calidad alimentaria apropiada y
se preparará y manipulará de la misma forma que un ingrediente alimentario.”
4.2.1. Tipos de saborizantes
Los saborizantes se pueden clasificar según las características de sus componentes como (Bringas-
Lantigua & Pino, 2012):
Saborizantes naturales: Pueden aislarse de las frutas y plantas mediante procesos de destilación,
maceración, concentración y extracciones con disolventes, que sean capaces de recuperar todos los
componentes volátiles que definen el olor y sabor de material del que proceden. Un ejemplo concreto
lo constituyen los aceites esenciales.
Saborizantes similares a los naturales: Son los que se obtienen de mezclas de compuestos sintéticos,
en la proporción en que se encuentran en la fruta, especia, hierba o planta natural de la cual se quiere
imitar su sabor.
Saborizantes artificiales: Son creados por la imaginación del saborista, su olor y sabor completos no
existen en ningún elemento de la naturaleza.
21
4.2.2. Incorporación del sabor en alimentos
El sabor de los alimentos es un factor determinante para degustar y deleitarse, pero este placer tan
solo es agradable si el alimento posee un sabor seductor e interesante. Igualmente, el sabor de los
alimentos ha tenido múltiples y diversos procesos de investigación, lo que ha llevado a la
formulación de saborizantes naturales o de reproducir los sabores de la naturaleza, incluso creando
nuevos sabores.
Los saborizantes son mezclas obtenidas por procesos físicos o químicos de aislamiento o síntesis de
tipo natural, idéntico a natural y artificial. De la misma manera, se debe hacer una distinción entre
el sabor y el gusto, ya que son sensaciones que se perciben de forma distinta, es decir, el sabor es la
percepción conjunta del gusto percibido por las papilas gustativas. De ahí, que el sabor en los
alimentos se vuelva una preocupación y un reto científico en la industria alimentaria (Bringas-
Lantigua & Pino, 2012).
Los alimentos industrializados, son productos que se encuentran en constante cambio. La industria
alimentaria ha introducido el uso de sustancias que se adicionan con el propósito de mejorar la
calidad de los alimentos. En algunos casos se trata de corregir algún problema que se produce sobre
la estabilidad físico química en el alimento; y en otros casos, se intenta facilitar la correcta formación
de sistemas fisicoquímicos, determinantes en las propiedades específicas de cada alimento; además
de procurar apoyar algunas de sus características sensoriales (Zaragoza-Bello, 2000).
4.3. Proceso de producción del café soluble
Según la Federación Nacional de Cafeteros de Colombia, para producir café soluble es necesario
primero obtener un extracto mediante los procesos industriales de tostado, molienda y extracción.
El café soluble es el polvo o granulado que queda luego de que se le retira el agua al extracto (FNCC,
2010).
Para la extracción de los sólidos solubles se debe cargar el café molido tostado en columnas
percoladoras, por las que circula agua caliente bajo condiciones controladas de temperatura y
presión. Para retirar el agua que hace parte del extracto se requieren fundamentalmente dos procesos
industriales adicionales: la concentración y el secado. Donde la concentración garantiza un
incremento de los sólidos solubles en el extracto diluido, evaporando el agua con temperaturas
cercanas a 45°C en condiciones de vacío para conservar las propiedades del café, y la
crioconcentración, para obtener una mayor concentración del extracto (FNCC, 2010).
Finalmente, para obtener el café soluble, se debe secar el extracto concentrado de café hasta un
contenido de humedad de entre 2.2 y 4.5% (INCONTEC; NTC 4159). Para esto se pueden emplear
dos técnicas: el secado por aspersión y el secado por liofilización.
22
4.4. Secado por aspersión
En este proceso un material líquido concentrado se atomiza formando una lluvia de gotas muy finas,
esparciéndose en una corriente de aire caliente (entre 200 y 300°C) al interior de una cámara de
secado (Geankoplis, 2006).
La cámara es del tipo cilíndrico con un cono inferior que hace un ángulo con la vertical entre 40 y
60° para que pueda ser retirado de allí el polvo por gravedad, y está aislada térmicamente para
reducir pérdidas energéticas. El calentamiento del aire se puede hacer por métodos indirectos
utilizando vapor como medio calefactor, o directos utilizando gas o electricidad. Las partículas que
se obtienen son muy ligeras y porosas (Orrego, 2003).
4.4.1. Descripción del proceso y equipo para el secado por aspersión
En el proceso de secado por se pueden identificar 4 fases: atomización, mezcla aire caliente-gota,
evaporación del agua y separación del producto seco del aire (Filková et al., 2007).
La atomización es la etapa más importante en el proceso de secado por aspersión. El tipo de
atomizador no sólo determina la energía requerida para la formación de las gotas sino también su
tamaño, trayectoria y velocidad (Filková et al., 2007).
La mezcla de la gota con el aire caliente se presenta durante la atomización e inicia el proceso de
deshidratación. Dependiendo de la ubicación del atomizador comparada con la entrada del aire
caliente, se tienen dos tipos de secado: paralelo y contracorriente. En el proceso en paralelo, el
líquido se atomiza en la misma dirección que el flujo de aire atraviesa el equipo, la temperatura de
entrada del aire es normalmente entre 150 y 220°C, la evaporación ocurre de forma instantánea y
los polvos secos se exponen a temperaturas moderadas (50-80°C) lo que limita la degradación del
producto debido al calor. Durante el secado en contracorriente, el líquido se atomiza en la dirección
contraria al flujo de aire por lo que el producto a deshidratar se encuentra expuesto a temperaturas
más altas, sin embargo es más económico en términos de consumo de energía (Gharsalloui et al.,
2007).
Durante la evaporación del agua se pueden distinguir tres etapas sucesivas. Justo después del
contacto entre el aire caliente y el líquido, la transferencia de calor causa principalmente el
incremento de la temperatura de las gotas hasta un valor constante. Este valor corresponde a la
temperatura de bulbo húmedo del aire de secado; después de esto, la evaporación del agua de las
gotas del producto se realiza a temperatura y presión parcial de vapor de agua constantes. La
velocidad de difusión del centro de la gota a la superficie se considera constante e igual a la velocidad
de evaporación. Por último, cuando el contenido de agua alcanza un valor crítico, se forma una
costra seca en la superficie de la gota y la velocidad de secado decrece rápidamente y se vuelve
dependiente de la difusión de agua a través de la costra. Teóricamente se considera que el secado
23
finaliza cuando la partícula alcanza la temperatura del aire. La separación del producto seco del aire
húmedo se realiza mediante un ciclón, ubicado afuera de la cámara de secado, el cual reduce las
pérdidas del producto hacia la atmósfera (Gharsalloui et al., 2007).
En la Figura 2 se muestra un esquema de los elementos presentes en un secador por aspersión típico.
1. Calentador eléctrico
2. Ciclón
3. Soplador
4. Cámara de secado
5. Lámpara
6. Unidad de atomización
7. Pantalla de control táctil
8. Tablero eléctrico
9. Compuerta
10. Agitador
11. Tanque de alimentación
12. Resistencia tanque de alimentación
13. Estructura
14. Bomba de alimentación
15. Recolector
Figura 2. Unidad de secado por aspersión (Vibrasec, 2010).
24
MATERIALES Y METODOS
4.5. Diseño experimental y descripción de la metodología de estudio
Para evaluar el efecto de la variación de la temperatura de entrada de aire en las características
fisicoquímicas del café se utilizó un diseño factorial 3x2x3. Se evaluaron tres factores (temperatura,
tipo de sabor, concentración de saborizante). El factor temperatura con 3 niveles (140, 160 y 180ºC),
el tipo de sabor con 2 niveles (limón y fresa) y la concentración de saborizante con 2 niveles (0.5 y
1.3), más el blanco (café sin adición de sabor). Los experimentos se realizaron por duplicado,
teniendo como variables de respuesta el contenido de humedad, la solubilidad (medida en el tiempo),
el pH, el color y el rendimiento. El diseño experimental se presenta en la Tabla 4.
Tabla 4. Diseño experimental
Factor Nivel Variables de respuesta
Temperatura (°C) 140, 160 y 180 Contenido de humedad.
pH
Solubilidad
Rendimiento
Color
Rendimiento
Tipo de Saborizante Limón y Fresa
Concentración de
saborizante (%) 0.5 y 1.3
Para este trabajo la concentración de saborizante en el café preparado se tomó de acuerdo al siguiente
razonamiento: una vez el extracto de café orgánico saborizado ha terminado el proceso de secado,
la concentración de sabor en el polvo para las muestras evaluadas son de 2.7 y 1.1%, para los cuales
al inicio del proceso presentaban unas concentraciones de 1.3 y 0.5% respectivamente. Finalmente,
al reconstituir el polvo, es decir al preparar la bebida que debe presentar una concentración del 1.5%
de café soluble, la concentración de sabor en cada muestra analizada será de 0.041 y 0.016%
respectivamente.
Para la evaluación sensorial del producto se realizaron dos análisis. Uno con panelistas
semientrenados y otro con consumidores. Para el análisis con panelistas semientrenados se realizó
un nuevo diseño experimental (Tabla 5). Se evaluaron dos factores: Tipo de saborizante (6 niveles,
por solicitud de la empresa Mercadeo San Diego se adicionaron 4 sabores más, ya que deseaban
conocer el perfil sensorial y la aceptación de los sabores añadidos al diseño) y concentración del
saborizante (2 niveles). Se dejó fija la temperatura de secado a 180°C (temperatura en la cual se
obtuvieron mejores resultados en las variables fisicoquímicas analizadas en el diseño experimental
anterior). Las variables de respuesta fue el perfil sensorial realizado por medio del Análisis sensorial
25
descriptivo cuantitativo. Para la prueba con consumidores se escogieron las 4 referencias de sabor
con mejor perfil sensorial para finalmente determinar la aceptabilidad y preferencia del producto.
Tabla 5. Diseño experimental análisis sensorial
Factor Nivel Variable de respuesta
Sabor Limón, fresa, arándano,
acaí, menta y flor de
Jamaica
Perfil descriptivo
cualitativo.
Perfil descriptivo
cuantitativo.
Concentración de
saborizante 0.5 y 1.3
4.6. Materia prima y preparación de las muestras
El proyecto se realizó con la empresa Comercializadora San Diego, distribuidor de café orgánico
marca Tierra Adentro quien suministró el extracto de café soluble con una concentración de sólidos
solubles de 49 +/- 2° Brix, el cual se almacenó a -18°C. Los saborizantes de origen natural fueron
suministrados por la empresa La Tour.
El extracto se descongeló hasta 20°C. Se adicionó la cantidad de sabor de acuerdo al diseño
experimental. Teniendo en cuenta que los saborizantes son hidrofóbicos, se homogenizó la
dispersión utilizando el equipo UltraTurrax IKA-T25 a 3000 rpm durante 2 min a 25°C (Chen et al.,
2013). La solución homogeneizada se pasó inmediatamente al tanque de alimentación del secador
por aspersión para comenzar el proceso de secado.
4.7. Condiciones del secador por aspersión
Se empleó un secador por aspersión (Vibrasec-Colombia), ubicado el Laboratorio de Operaciones
Unitarias de Procesamiento de Alimentos de la Universidad del Valle. Se fijaron las condiciones de
operación del equipo: temperatura de entrada de aire (140, 160 y 180 °C, de acuerdo al diseño
experimental), velocidad de rotación del disco (30000 rpm), capacidad de la bomba, (8%),
temperatura de alimentación (20°C), capacidad del ventilador (80%) y temperatura de salida del aire
(80°C).
La humedad relativa del aire está determinada por las condiciones ambientales presentadas al
momento de realizar el proceso de secado.
4.8. Determinaciones analíticas
Las pruebas fisicoquímicas, y el proceso de secado se realizaron en las instalaciones del Laboratorio
de operaciones unitarias de procesamiento de alimentos y del Laboratorio de propiedades físicas y
26
fenómenos de trasferencia en alimentos. Las variables de respuesta fueron: contenido de humedad,
pH, solubilidad, color y rendimiento.
4.8.1. Contenido de humedad
El contenido de humedad juega un papel importante en todos los aspectos generales del manejo de
cualquier tipo de polvo. Es un aspecto crítico en los polvos alimenticios asociado con el incremento
en la cohesión entre partículas. La formación de puentes líquidos entre partículas en la superficie
del polvo puede causar dificultades en la fluidez de éste y en casos extremos severos problemas de
compactación (Barbosa Canovas et al., 2005).
El contenido de humedad se realizó con base en el método de la NTC 2737. Determinación de la
pérdida de masa a 70 °C bajo presión reducida para el café instantáneo y se expresa como porcentaje
en masa. Los equipos utilizados se muestran en el anexo 1.1. El procedimiento consiste en colocar
una muestra de 3g de café en cajas Petri debidamente rotuladas y pesadas con tapa en el horno a
5000 Pa (1.5 inhg) y 70 °C durante 16h. Transcurrido este tiempo se retiran las muestras del horno,
se tapan y se llevan a un desecador por 20 min, finalmente se pesa y se calcula la pérdida de masa
expresada como pérdida de humedad, empleando la Ecuación (1):
𝐶𝐻 = 𝑚1−𝑚2
𝑚1−𝑚0× 100 (1)
Donde:
𝑚0 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑗𝑎 𝑝𝑒𝑡𝑟𝑖 + 𝑡𝑎𝑝𝑎
𝑚1 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑗𝑎 + 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑐𝑜𝑛 𝑡𝑎𝑝𝑎 𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑒𝑐𝑎𝑑𝑜
𝑚2 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑗𝑎 + 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑐𝑜𝑛 𝑡𝑎𝑝𝑎 𝑑é𝑠𝑝𝑢𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑒𝑐𝑎𝑑𝑜
4.8.2. Medición del pH
El pH de la muestra se determinó de acuerdo con la norma NTC 4159. Se pesaron 2g de café en
polvo, se adicionaron 150 mL de agua destilada de pH neutro (7.0) y se tomó lectura a 25 °C. Se
empleó un pHmetro [Modelo digital Atronix 4801 (40HP), New York, USA].
27
4.8.3. Solubilidad
Es la cantidad máxima de soluto que puede disolverse en una cantidad dada de solvente a una
determinada temperatura, constituyendo una solución saturada (Riaño, 2007). Esta prueba se
determinó de acuerdo a la norma NTC 4159, y se evaluó en agua caliente y fría con el siguiente
procedimiento:
Para la prueba en agua caliente se adicionan 2.5g de muestra a un vaso de precipitados de 500 mL
y se agregan 250 mL de agua potable a una temperatura entre 80 a 85°C. Se agita moderadamente
en forma manual durante 30s. Los datos se reportan como disolución completa si el café se disuelve
completamente antes de los 30 segundos, de lo contrario se reporta como disolución incompleta. La
evaluación se hace visual.
En agua fría el procedimiento es el mismo, pero a una temperatura entre 15 a 20°C y se debe disolver
en un tiempo no mayor a 3 min.
4.8.4. Color
Se realizó utilizando la metodología sistema de espacio de color uniforme CIE L*a*b*. Se utilizó
un colorímetro Color Flex HunterLab (anexo 1.2), el cual posee una escala de triestímulo (L*, a*,
b*). El eje L* mide claridad de 0-100 (0 = negro a 100 = blanco), a* (negativo = verde, positivo =
rojo), y b* (negativo = azul, positivo = amarillo). Cada lectura obtenida da un valor para cada eje,
con lo cual puede detectar las diferencias de la muestra respecto a coloración, claridad y tono
[HunterLab, 2000] (dicho equipo se calibra siguiendo los pasos de la guía de usuario suministrado
por el fabricante). Tomando medidas por triplicado para todas las muestras se obtuvieron las
coordenadas L*a*b y se calculó el parámetro ∆E mediante las ecuaciones (2), (3) y (4),
respectivamente (CIE, 2004; HunterLab, 2008).
𝛥𝐿 = 𝐿𝑖 − 𝐿𝑓 (2)
𝛥𝑎 = 𝑎𝑖 − 𝑎𝑓 (3)
𝛥𝑏 = 𝑏𝑖 − 𝑏𝑓 (4)
𝛥𝐸 = √(𝛥𝐿)2 + (𝛥𝑎)2 + (𝛥𝑏)2 (5)
Donde:
ΔL*: diferencia en luz y oscuridad (+= más luminoso, -= más oscuro)
a: Coordenadas rojo/verde (+a indica rojo, -a indica verde)
b: Coordenadas amarillo/azul (+b indica amarillo, -b indica azul).
28
Δa*: diferencia en rojo y verde (+ =más rojo, -= más verde)
Δb*: diferencia en amarillo y azul (+ =más amarillo, -= más azul).
ΔE*: diferencia total de color.
4.8.5. Rendimiento
El rendimiento de un proceso productivo indica el porcentaje de producto que se obtiene después de
una operación en comparación con la materia prima que ingresa a la misma; en el secado por
aspersión este término relaciona la cantidad de sólidos secos obtenidos respecto a la cantidad de
sólidos totales que ingresan al proceso y constituye un control muy importante desde el punto de
vista económico teniendo en cuenta el elevado costo de la materia prima y del proceso (Lozano,
2009).
Se determinó el rendimiento de cada tratamiento, utilizando la Ecuación 8.
% 𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =𝑃(1−𝑋𝑝)
𝐴𝑋𝑠 (6)
Dónde:
𝑃: Peso de producto obtenido (g)
𝑋𝑝: Humedad del producto obtenido (b. h)
𝐴: Peso de la alimentación (g)
𝑋𝑠: Contenido de sólidos totales de la alimentación
4.9. Análisis sensorial
Se realizaron dos tipos de análisis sensorial: uno orientado al producto (POP) y otro orientado al
consumidor (POC) de acuerdo a las metodologías de la GTC 165 de 2007, la NTC4503 de 2009 y
la NTC 4883. Para el análisis POP se realizó un análisis sensorial con panel semientrenado (prueba
descriptiva cualitativa y cuantitativa para perfil sensorial de las muestras de café saborizadas) en las
instalaciones del panel sensorial de la empresa Harinera del Valle S.A. El panel fue conformado por
ocho personas entrenadas siguiendo las especificaciones de la NTC 4883 “Análisis sensorial. Café.
Metodología para el análisis sensorial cuantitativo descriptivo del café”, las cuales permiten
establecer el perfil sensorial de las muestras. Para el análisis POC se realizó el análisis con panel no
entrenado en las instalaciones de la Universidad del Valle. Se realizó a 80 panelistas sin ningún tipo
de entrenamiento. Esta prueba se hizo con las cuatro mejores muestras identificadas por el panel
semientrenado.
29
4.9.1. Prueba sensorial con panel semientrenado
Para esta prueba se realizó la convocatoria por correo corporativo de la empresa Harinera del Valle.
La prueba se realizó con base en la metodología estipulada en la NTC 4883 y lo establecido por el
Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación ICONTEC en la guía general GTC-165
[2007], “Análisis sensorial. Metodología. Guía general” donde se define al panelista semientrenado
como aquel que ha sido seleccionado y entrenado para una prueba sensorial particular. Los
resultados obtenidos de este grupo de panelistas permitieron identificar las muestras de café con
adición de sabor para el panel con el consumidor.
4.9.1.1. Entrenamiento de panelistas
El entrenamiento se realizó a 8 personas que asistieron a las 8 sesiones realizadas. En la primera
reunión se desarrolló una charla introductoria sobre el café junto a una exposición sobre el
procedimiento a seguir en las evaluaciones sensoriales. En la segunda sesión se realizó la prueba de
identificación de olores y sabores básicos y propios del café. Las tres siguientes fueron para realizar
el análisis sensorial cualitativo descriptivo de las 7 muestras de café (blanco, limón, arándano, fresa,
menta, flor de Jamaica y acaí). Las últimas tres para el análisis cuantitativo descriptivo.
Selección y entrenamiento
En la primera sesión se socializó la idea del proyecto. Para esto se preparó una presentación teórica
donde se explicó el procedimiento a seguir, desplegando los principales descriptores del café y la
escala de medición para la percepción de cada uno. Se presentó el producto y se dieron definiciones
puntuales concernientes a sabores u olores propios del café.
En la segunda sesión se realizó un test de umbral de detección de olores y sabores básicos y propios
del café, para reforzar la memoria sensorial correspondiente a sabores básicos: dulce, salado,
amargo, ácido, y a incorporar nuevos sabores propios de las muestras a evaluar. En las Tablas 6 y 7
se muestran las soluciones utilizadas para esta prueba.
Para el entrenamiento en sabores se repartieron soluciones con diferentes concentraciones de sabor
(dulce, salado, amargo y ácido) sin rotular. Después de probar cada muestra los panelistas debieron
juagar la cavidad bucal con agua para evitar la presencia de residuos de la muestra que diera lugar a
sesgos en la percepción de los sabores.
Tabla 6. Soluciones para la identificación del umbral de detección de los sabores básicos y propios de la prueba con
café saborizado
Sabor Sustancia Concentración
(g/100 mL)*
Dulce Sacarosa (azúcar comercial) 0.8
Salado Cloruro de sodio (Sal comercial) 0.5
Amargo Cafeína anhidra (Comercial) 0.002
Ácido Ácido cítrico 0.2
30
Fresa Saborizante natural (LaTour) 0.2
Limón Saborizante natural (LaTour) 0.2
Arándano Saborizante natural (LaTour) 0.2
Acaí Saborizante natural (LaTour) 0.2
Menta Saborizante natural (LaTour) 0.2
Flor de
Jamaica
Saborizante natural (LaTour) 0.2
* Concentraciones determinadas a partir de las utilizadas por Rodríguez et al.
(1995)
Tabla 7. Sustancias utilizadas para la prueba de reconocimiento de olores básicos
4.9.1.2. Prueba cualitativa descriptiva
Esta prueba es el paso preliminar para el establecimiento de los descriptores de café predominantes
y los cuales serán evaluados posteriormente en forma cuantitativa para determinar el perfil sensorial
para cada muestra. Se siguió la metodología descrita en la NTC 4883 en la que inicialmente se hace
un reconocimiento en seco de la fragancia, proporcionando a los panelistas una pequeña cantidad
del polvo de café instantáneo.
Sustancia Cantidad
(g/100mL)
Pimienta 5
Clavos 5
Vinagre 5
Canela 5
Vainilla- Caramelo 5
Café 5
Nuez moscada 5
Panela 5
Apio 5
Cebolla 5
Ajo 5
Papa 5
Miel 5
Limón 5
Alcohol 5
Cocoa 5
Jabón 5
31
Posteriormente, se pesan 1.4g de café instantáneo directamente en la taza y se adicionan 100mL de
agua a una temperatura entre 80 y 85°C, medidos en una probeta. El procedimiento a seguir para la
degustación es el siguiente: se toma una porción de la bebida caliente y se degusta aspirando el
líquido de modo que se reparta en el interior de la boca, y se anotan los descriptores percibidos en
la muestra. Los principales descriptores del café se definen según la NTC 4883, (Análisis Sensorial.
Café. Metodología para análisis sensorial cuantitativo descriptivo del café), presentada en el Anexo
5.1.
Figura 3. Montaje prueba sensorial cualitativa con panel semientrenado
4.9.1.3. Prueba cuantitativa descriptiva
Después de revisar los datos de la prueba cualitativa se seleccionaron los descriptores que se
encontraron en común en todas las muestras analizadas. Se pidió que evaluaran la intensidad
percibida de aquellos descriptores con una escala del 0 al 10 llenando el formato presentado en el
anexo 5.2. Para ello se prepararon soluciones de café saborizado al 1.4%, por sección se entregaban
dos muestras de café como se observa en la Figura 4.
32
Figura 4. Montaje prueba sensorial cuantitativa con panel semientrenado
4.9.2. Análisis sensorial dirigido al consumidor: Prueba hedónica con consumidores
Se aplicó una prueba orientada al consumidor (POC) llevada a cabo por individuos no entrenados
(Ramírez, 2012). Se le presentaron a los encuestados diferentes muestras codificadas y una ficha de
evaluación solicitándoles que ordenen sus preferencias de mayor a menor. La prueba se hizo
tomando una muestra de 80 consumidores distribuidos en las instalaciones de las Facultades de
Ingenierías y Ciencias Naturales y Exactas, de la Universidad del Valle, sede Melendez, teniendo
en cuenta si son o no consumidores habituales de café y su edad. Se realizó mediante el siguiente
protocolo:
1) Se prepararon jarras de 1000 mL al 1.4% de café (14 g de café y 986 g agua) para 80 muestras
por sabor (limón, fresa, arándano y menta al 0.5% de concentración en extracto). La
preparación se realizó a 80°C.
2) Se presentaron en recipiente idénticos codificados con números aleatorios de tres dígitos
cada mezcla para no ser identificadas.
3) Se repartieron las muestras a los panelistas de forma aleatoria.
4) El panelista debió diligenciar el formato presentado en el Anexo 6, calificando su percepción
en una escala hedónica de 1 a 5.
33
Figura 5. Registro fotográfico de la prueba realizada a consumidores
4.9.3. Análisis estadístico
El análisis estadístico se realizó empleando el software SPSS 24 de IBM y Excel® de Microsoft
Office. El efecto en las propiedades fisicoquímicas se estudió mediante un análisis de varianza
ANOVA y post ANOVA con prueba de Tukey con un nivel de confianza del 95%.
Se verificó el supuesto de normalidad de las poblaciones por medio de la prueba de Kolmogorob, a
fin de garantizar que los resultados del análisis fueran fiables. Una vez validado este supuesto es
posible proceder a realizar el análisis de varianza mediante el modelo ANOVA.
Los efectos en las propiedades sensoriales se determinaron por medio de estadística descriptiva
empleando las gráficas de telaraña e histogramas en Microsoft Excel y calculando los estadísticos
de promedio y desviación estándar para conocer el comportamiento de los atributos evaluados en
las muestras.
5. RESULTADOS Y ANÁLISIS
5.1. Pruebas fisicoquímicas
5.1.1. Contenido de humedad
El comportamiento en la ganancia o pérdida de humedad de las muestras analizadas con respecto al
cambio de temperatura de secado se muestra en la Figura 6, los datos tabulados se encuentran en los
anexos (Anexo 2.1).
34
Figura 6. Variación de la humedad con respecto al cambio de temperatura
Se observa que a medida que se incrementa la temperatura de entrada de aire al secador, el contenido
de humedad disminuye en las 5 muestras analizadas. Este comportamiento es lo esperado ya que a
temperaturas más altas de entrada de aire existe un gradiente de temperatura mayor entre la
alimentación atomizada y el aire de secado, lo que resulta en una mayor fuerza motriz para la
evaporación del agua y por lo tanto la producción de polvos con menor contenido de humedad
(Tonon et al., 2008; Phisut, 2012). En la mayoría de las muestras se encontraron valores de humedad
por debajo del valor del blanco a excepción de la muestra de fresa al 0.5% secada a 140ºC.
Según la NTC 4159 donde se especifican los requisitos que debe cumplir el café soluble, el máximo
valor de humedad permitido es de 3.8% b.s, y como se puede observar en los resultados obtenidos,
en general, no cumplen este requisito las muestras secadas a la temperatura más baja utilizada
(140°C). La humedad de las muestras secadas a 160ºC presentan valores que se acercan mucho al
valor limite establecido por la norma, pero que no lo sobrepasan por lo cual cumplen con la misma.
Para las muestras secadas a 180ºC se presentan humedades bajas, menores al 3% b.s, lo cual es
deseado para que el café se conserve por más tiempo. Además el producto final adquiere propiedades
específicas, como mayor solubilidad. Para realizar el análisis completo se procede a realizar el
ANOVA validando inicialmente el supuesto de normalidad, encontrando que en general se observa
que los valores de significancia en las variables de respuesta superan el p valor de 0.05,
concluyéndose que estás cumplen el supuesto de normalidad. Ya validado este supuesto se procede
a realizar el análisis.
Según el ANOVA (Anexo 3) con un nivel de significancia del 5% hay suficiente evidencia para
inferir que hay diferencia entre las medias poblacionales de los valores de humedad a diferente
temperatura, es decir los valores de humedad sí responden al aumento en la temperatura de entrada
de aire al secador. Según el análisis postanova con la prueba de Tukey (Anexo 4) en todas las
combinaciones de temperatura se presentan diferencias significativas para la variable humedad. En
cuanto al tipo de saborizante y a las concentraciones utilizadas, con un 95% de confianza en el
-
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
130,00 140,00 150,00 160,00 170,00 180,00 190,00
Hu
med
ad
(% b
.s)
Temperatura (°C)
Limón 0,5 Limón 1,3 Fresa 0,5 Fresa 1,3 Blanco
35
ANOVA realizado se puede decir que hay suficiente evidencia estadistica para inferir que no
presentan diferencias significativas.
De lo anterior se puede concluir que la temperatura de secado influyó en la humedad final del
producto, para todas las muestras análizadas. Lo cual también se ve reflejado en la apariencia del
producto, ya que se ve el café secado a menor temperatura más oscuro y más higroscópico, forma
grumos y se compacta más rapidamente (Gharsallaui et al, 2007).
5.1.2. Medida del pH
El comportamiento de los valores de pH en función de la temperatura de entrada de aire al secador
se presenta en la Figura 7, los resultados tabulados se presentan en los anexos (Anexo 2.2).
Figura 7. Variación del pH en función de la temperatura de secado
Como se observa en la Figura 7 los valores de pH más bajos se registraron en la muestra de limón a
la concentración de 1.3%. Las demás muestras se comportan de manera similar al blanco.
De manera global el pH no presenta mayor variación con respecto a la temperatura y se mantiene en
el rango entre 4.78 y 4.83. Estos valores se encuentran dentro del pH para un café soluble (Sivetz,
1979). Además estos valores se asemejan al resultado obtenido en el estudio de secado de extracto
de café por aspersión y liofilización donde se alcanzó para el café secado por aspersión un valor de
4,9 (Ruiz et al., 2000).
Encontrar valores de pH mayores a mayor temperatura tiene relación con la pérdida de ácidos
volátiles de bajo punto de ebullición. Sin embargo, el comportamiento de pH no varió al aumentar
la temperatura. Según el ANOVA (Anexo 3), con un nivel de confianza del 95% se acepta la
hipotesis nula de que no hay diferencias evidentes entre las medias poblacionales de los grupos a
4,60
4,65
4,70
4,75
4,80
4,85
4,90
130,00 140,00 150,00 160,00 170,00 180,00 190,00
pH
Temperatura (°C)
Limón 0,5 Limón 1,3 Fresa 0,5 Fresa 1,3 Blanco
36
diferentes temperaturas. Así como tampoco se encuentran diferencias significativas en cuanto al
cambio de sabor y de concentración.
5.1.3. Solubilidad
El comportamiento de la medida de la solubilidad tomada como el tiempo de dilución en agua
caliente y fria se muestran a continuación en las Figuras 8 y 9. Los resultados tabulados se presentan
en los anexos (Anexo 2.3).
Figura 8. Variación de la solubilidad medida en tiempo de dilución en agua caliente, con respecto a la temperatura de
secado
Figura 9. Variación de la solubilidad medida en tiempo de dilución en agua fría, con respecto a la temperatura de
secado
-
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
130,00 140,00 150,00 160,00 170,00 180,00 190,00
Tiem
po
de
dilu
ció
n (
S)
Temperatura (°C)
Limón 0,5 Limón 1,3 Fresa 0,5 Fresa 1,3 Blanco
-
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
130,00 140,00 150,00 160,00 170,00 180,00 190,00
Tiem
po
de
dilu
ció
n (
min
)
Temperatura (°C)
Limón 0,5 Limón 1,3 Fresa 0,5 Fresa 1,3 Blanco
37
Tanto en agua caliente como en agua fria el tiempo de disolución del café en todas las muestras
disminuye con el aumento de la temperatura. Todas las muestras presentan tiempos de solubilidad
menores al blanco.
El café debe disolverse en agua caliente en un tiempo no mayor a 30s y en agua fria en un tiempo
máximo de 3 min, según la NTC 4159 donde se dictan los requerimientos del café soluble. Todas
los tratamientos evaluados cumplen este requisito, a excepción del café sin adición de sabor secado
a 140°C y en general los tiempos de solubilización mayores se encuentran para las muestras secadas
a 140°C, esto es debido a que el café secado a la menor temperatura presenta una humedad más alta
a la especificada por norma y esto hace que el producto tienda a compactarse y se vuelva dificil de
diluir. La mayor causa de pérdida de calidad en el café soluble está provocada por la ganancia de
humedad, que da lugar a la compactación del producto cuando ésta llega a valores mayores al límite
establecido por normatividad (Calrke, 1993).
La solubilidad se ha relacionado con la microestructura de las partículas y los parámetros de tamaño
y forma ( Gaiani et al., 2011 ). Por lo tanto, la superficie porosa de las partículas del café secado por
aspersión desempeña un papel importante en la capacidad de solubilidad, debido a que la estructura
porosa facilita la absorción capilar de agua durante la rehidratación ( Saguy et al., 2005).
Según el análisis de varianza ANOVA (Anexo 3) hay suficiente evidencia para inferir que hay
diferencia entre los tiempos medios de dilución poblacionales de los grupos con un nivel de
significancia del 5%. En la prueba de Tukey (Anexo 4) se relaciona la medida de la solubilidad con
cada temperatura empleada, observando que para la solubilidad tanto en caliente como en frio para
las muestras a 160 y 180°C no se presenta diferencia significativa, mientras que las demás relaciones
de temperatura sí presentan diferencias. En cuanto al sabor y la concentración no se presenta
estadísticamente diferencias significativas.
5.1.4. Color
Para analizar el cambio de color en las muestras, se presenta la tabla 8 con las coordenadas
cromáticas a* y b* necesarias para el cálculo de la variación de color (ΔE), también las Figuras 10
y 12 que corresponden a la medida de la luminosidad (resultados tabulados presentados en el anexo
2.4) y a la variación de color (ΔE) respectivamente.
En la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. se presentan los estadisticos descriptivos
promedio y desviación estandar para las coordenadas cromaticas a* y b*.
Tabla 8. Valores promedio y desviación estándar de las coordenadas cromáticas ‘a’ y ‘b’
Sabor Concentración (%) Temperatura(°C) a* b*
Blanco - 140 11.90 ± 0.46 16.40 ± 0.39
Blanco - 160 11.50 ± 0.47 17.20 ± 0.38
Blanco - 180 11.90 ± 0.50 18.90 ± 0.46
38
Limón 0.50 140 11.30 ± 0.41 14.10 ± 0.34
Limón 1.30 140 12.10 ± 0.47 17.70 ± 0.40
Limón 0.50 160 12.20 ± 0.48 18.30 ± 0.42
Limón 1.30 160 12.30 ± 0.11 20.50 ± 0.45
Limón 0.50 180 12.50 ± 0.52 21.20 ± 0.46
Limón 1.30 180 12.30 ± 0.54 21.50 ± 0.46
Fresa 0.50 140 11.60 ± 0.43 14.90 ± 0.37
Fresa 1.30 140 12.20 ± 0.48 18.60 ± 0.42
Fresa 0.50 160 11.60 ± 0.50 19.30 ± 0.42
Fresa 1.30 160 11.9 ± 0.49 18.40 ± 0.41
Fresa 0.50 180 12.60 ± 0.52 20.80 ± 0.44
Fresa 1.30 180 12.50 ± 0.18 20.80 ± 0.46
Según el ANOVA con un nivel de significancia del 5% no hay diferencia significativa entre las
medias poblacionales de los valores obtenidos en la coordenada cromática a* (+rojo, -verde),
mientras que para la coordenada cromática b*(+amarillo, -azul) si se puede concluir que se presentan
diferencias entre las medias poblacionales. El análisis post ANOVA con la prueba de Tukey
corrobora lo anterior, ya que para la coordenada a* no se presentan diferencias entre los pares
comparados, mientras que para la coordenada b* se presentan diferencias entre los valores tomados
a 140 y 160°C y, entre los encontrados a 140 y 180°C, no encontrando diferencia significativa entre
los valores a 160 y 180°C.
Según el ANOVA con un nivel de confianza del 95% no se encontró diferencia significativa en las
coordenadas cromáticas a* y b* para los sabores y concentraciones utilizados.
A continuación se presenta la Figura 10 correspondiente a los resultados de luminosidad en las
muestras evaluadas.
39
Figura 10. Medida de la luminosidad en las muestras de café saborizado en función de la temperatura de secado
Se observa que a medida que se aumenta la temperatura de entrada de aire al secador se presenta un
incremento en el valor de luminosidad en todas las muestras analizadas.
Los valores de luminosidad obtenidos oscilan entre 34.1 ± 0.17 a 40.7 ± 0.26, encontrándose el valor
más bajo en la muestra saborizada con limón al 0.5% secado a 140°C y el valor más alto en la
muestra de 1.3% de sabor a limón secada a 180°C. Se observa por lo tanto que el aumento en la
temperatura de entrada de aire produce un incremento en la luminosidad. Olorunda et al. (1990)
reportaron que un incremento en el tiempo de secado y de la temperatura provoca un oscurecimiento
en el tejido, mientras otros estudios muestran un incremento en la luminosidad (L*) y una
disminución en el color rojo (a*) por lo tanto se puede deducir que depende de la naturaleza producto
a secar que se presente un incremento o disminución en la luminosidad, es decir depende si es un
producto susceptible a reacciones de oscurecimiento como reacción de maillard o pardeamiento
enzimático, o si por el contrario es más susceptible a la degradación de pigmentos.
En alimentos que se derivan de vegetales al aumentar la temperatura de secado se puede presentar
un fenómeno conocido como foto-oxidación de los pigmentos por acción de la luz, que en
combinación con el oxígeno, produce decoloración, cuanto más largo el proceso de deshidratación
y más elevada la temperatura mayores son las pérdidas en los pigmentos. En un estudio realizado en
muestras de perejil deshidratado se evaluó la influencia de la temperatura de secado sobre ciertas
características fisicoquímicas encontrando que con el aumento de temperatura las muestras sufrían
decolaración (Mahecha, 2010), esto se puede relacionar con lo ocurrido en las muestras de café, ya
que por ser producto de origen vegetal presenta una serie de componentes similares a otros
encontrados en frutas y verduras como los pigmentos fenólicos melanoidinas, carotenoides y
flavonoides presentes también en el cacao y en el té, los cuales se degradan con la exposición a altas
temperaturas. (Gutiérrez 2002).
30,00
32,00
34,00
36,00
38,00
40,00
42,00
44,00
130,00 140,00 150,00 160,00 170,00 180,00 190,00
Lum
ino
sid
ad (
L)*
Temperatura (°C)
Limón 0,5% Limón 1,3% Fresa 0,5% Fresa 1,3% Blanco
40
Una de las características que definen el color obtenido del café soluble además del proceso de
secado es el tipo de café del cual proviene el extracto, y el tipo de tostión empleada. En este caso el
extracto de café utilizado viene de un café de tostión media. El tono de café se oscurece con el grado
de tostión empleado.
En la Figura 11 se presenta el producto obtenido del proceso de secado a 140, 160 y 180°C (blanco),
en las cuales se puede observar el cambio de apariencia en cuanto a color y textura.
Figura 11. Café soluble secado a 140, 160 y 180°C de izquierda a derecha
Comparando los valores obtenidos de luminosidad (34.1 ± 0.17 a 40.7 ± 0.26) con los registrados
por Ocampo (2003) en las especificaciones de calidad de la empresa Decafé S.A (24 ± 2) se
encuentran diferencias. Teniendo en cuenta que no se tiene una especificación para el color en café
soluble se debe tener en cuenta la opinión del consumidor quien es finalmente el que acepta o
rechaza el producto. En una investigación se analizaron ocho muestras de café soluble (Marcilla,
Cafetal, Columba, Café 154, Porto Vehlo, Nescafé, Baqué y Fortaleza), para conocer la valoración
de estos productos por los consumidores. De donde se concluyó para el color, que tuvo mayor
aceptación el aspecto del café con tonalidad marrón intermedia, seguida de la muestra de Nescafé
con tonalidad más intensa; mientras que no fue bien valorado Columba por su color excesivamente
oscuro ni Marcilla por su color claro. Porto Vehlo y Fortaleza alcanzaron una calificación intermedia
en la apariencia, por su leve color marrón, concluyendo que un color café intermedio tiende a gustar
más al consumidor (Consumer, 1999: web).
Según el ANOVA con un nivel de significancia del 5% y tomando el valor de significancia por
grupo, estadísticamente se puede concluir que hay diferencias en el valor de luminosidad para las
muestras analizadas a diferentes temperaturas. Lo cual se corrobora haciendo las comparaciones por
pares en la prueba post ANOVA de Tukey, en las cuales se observan diferencias entre los valores
de luminosidad de las muestras a 140 °C con las de 180°C y en las muestras a 160 °C con las de
41
180°C. En los sabores y concentraciones empleadas no se encontró diferencia estadística
significativa.
En la Figura 12 se presenta el comportamiento de la variación total de color con el cambio en la
temperatura de entrada de aire al secador.
Figura 12. Variación del color respecto al blanco (ΔE) en función de la temperatura de secado
De la Figura 12 se puede deducir que a 160°C se presenta la mayor variación de color en las muestras
de limón al 1.3% y de fresa al 0.5%. Las muestras de fresa al 1.3% y limón al 0.5% no presentan
mayor variación de color. Según el ANOVA con un nivel de confianza del 95% las muestras
presentan significancias mayores al 0.05%, por lo cual se acepta la hipotesis nula de que no hay
diferencias evidentes en el cambio de color de las muestras analizadas. Tampoco se encuentra
diferencia significativa estadística de color al cambiar de sabor y concentración de saborizante.
5.1.5. Rendimiento
El rendimiento obtenido en cada tratamiento de secado se muestra a continuación en la Figura 13,
los resultados tabulados se encuentran en los anexos (Anexo 2.5).
- 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00
130,00 140,00 150,00 160,00 170,00 180,00 190,00
ΔE
Temperatura (°C)
Limón 0,5 Limón 1,3 Fresa 0,5 Fresa 1,3 Blanco
42
Figura 13. Rendimiento del proceso en cada tratamiento en función de la temperatura de secado
El comportamiento en el rendimiento del proceso indica que a mayor temperatura de entrada de aire
se puede obtener un mayor rendimiento. Entre 140 y 160°C la tendencia es similar en todas las
muestras. Entre 160 y 180°C para las muestras de limón al 0.5%, limón al 1.3% y blanco no se
observan diferencias significativas, mientras que para las muestras de fresa al 0.5 y 1.3% se observa
un mayor incremento en el rendimiento.
Según el ANOVA con un nivel de significancia del 5%, se puede deducir por inferencia estadistica
que no hay diferencia significativa entre las medias poblacionales para la variable estudiada. Así
como tampoco se presenta diferencia significativa para las variables de sabor y concentración. Según
el análisis post ANOVA con la prueba de Tukey se observa diferencia significativa unicamente en
la comparación entre los pares de valores a 140 y 180°C, las demás relaciones no presentan
diferencias significativas.
El café secado a la temperatura de entrada de aire de 140°C queda con mayor humedad y se compacta
más facilmente, a diferencia del café secado a 180°C que presenta un contenido de humedad más
bajo y sus particulas no se compactan tan facilmente. Influenciando de esta manera el rendimiento
del proceso, al quedarse mayor producto adherido a las paredes del equipo y a su vez el producto
adherido atraer más particulas, se obtiene menor producto a la salida del mismo. De otro lado las
particulas del café secado a 180°C no mostraron esa tendencia de compactarse con tanta facilidad,
presentando menor adherencia al secador obteniendo finalmente mayor producto a la salida del
proceso.
5.2. Análisis sensorial
5.2.1. Análisis sensorial cualitativo
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
130 140 150 160 170 180 190
Ren
dim
ien
to (
%)
Temperatura (°C)
Limón 0,5% limón 1,3% Fresa 0,5% Fresa 1,3% Blanco
43
Para el análisis sensorial con panel semientrenado se siguió la metodología de la NTC 4884,
comenzando con pruebas para determinar el perfil cualitativo de cada una de las muestras analizadas.
Se evaluaron las características de aspecto y fragancia del producto en polvo y preparado (Ver
Anexo 3, formato de evaluación). En la Tabla 9 se presenta el resumen del perfil cualitativo
proporcionado por las observaciones de los ocho panelistas semientrenados de las seis muestras de
café saborizadas y del blanco. Este análisis se realizó únicamente con muestras de café con
concentración de sabor al 0.5 % en extracto.
Tabla 9. Perfil sensorial cualitativo de café saborizado
Sabor Característica Seco Preparado
Limón Color/ Apariencia Café oscuro Café oscuro intenso
Olor Olor ácido, amargo y amaderado Limón intenso
Sabor Amargo intenso y leve ácido Limón, ligero amargo
Textura Suave y fino Ligero y liviano
Residual Leve amargo Leve amargo
Arándano Color/ Apariencia Café claro y acaramelado Café oscuro y acaramelado
Olor Café con aroma dulce y frutal Leve a dulce frutal, café tostado suave
Sabor amargo, dulce leve Notas amargas
Textura Arenoso fino Líquido fluido, sensación arenosa y seca
Residual Amargo y dulce leve Café amargo y leve dulce frutal.
Acaí Color/ Apariencia Café claro, apariencia polvorienta homogénea Café oscuro
Olor café suave y dulce Agradable suave con un toque dulce
Sabor Amargo, dulce, metalizado Amargo
Textura Fino polvoriento Líquido espeso
Residual Amargo Amargo, café
Menta Color/ Apariencia Café claro, polvoriento Café oscuro
Olor Café con olor fresco café mentolado
Sabor Café mentolado Mentolado y amargo
Textura Polvorienta Suave y líquida
Residual Menta Menta fresca
Fresa Color/ Apariencia Café claro, chocolate Café oscuro brillante
Olor Café tostado, cítrico Frutal dulce, amargo
Sabor Amargo y frutal Amargo y frutal
Textura Arenoso fino Fluido aguado
Residual Amargo Amargo
Flor de
Jamaica
Color/ Apariencia Café oscuro homogéneo Café oscuro brillante
Olor Café tostado y herbal Café tostado y dulce
Sabor Amargo, café tostado Amargo, café tostado
44
Textura Polvoriento y fino Tizoso polvoriento
Residual Amargo Amargo y herbal
5.2.2. Análisis sensorial cuantitativo
Los estadísticos descriptivos promedio y desviación estándar se presentan en la Tabla 10.
45
Tabla 10. Promedio y desviación estándar para los atributos evaluados sensorialmente
Tra
tam
ien
to
% s
ab
or
Inte
nsi
da
d
colo
r ca
fé
Inte
nsi
da
d
aro
ma
a c
afé
Inte
nsi
da
d
sab
or
café
Inte
nsi
da
d
sab
or
am
arg
o
Inte
nsi
da
d
sab
or
áci
do
Inte
nsi
da
d
sab
or
du
lce
Cu
erp
o
Ast
rin
gen
cia
Pre
sen
cia
d
e
pa
rtíc
ula
s en
la
bo
ca
Res
idu
al
a c
afé
Res
idu
al
am
arg
o
Res
idu
al
áci
do
Imp
resi
ón
Glo
ba
l
Fresa
0.5
9.12
±
0.83
7.00
±
0.92
7.75
±
0.70
7.50
±
0.53
7.50
±
0.53
2.50
±
0.75
6.75
±
1.48
4.50
±
0.53
0.75
±
0.70
6.12
±
0.99
6.12
±
0.99
2.62
±
0.91
6.50
±
0.53
Limón 8.75
±
0.70
7.75
±
0.70
7.87
±
0.83
6.87
±
0.83
5.75
±
0.88
1.75
±
0.88
6.50
±
0.53
2.62
±
0.74
0.50
±
0.53
4.50
±
0.92
6.75
±
0.88
3.62
±
1.40
4.67
±
1.36
Arándano 7.75
±
1.28
6.87
±
2.03
6.75
±
2.18
7.87
±
1.24
5.50
±
1.77
4.25
±
2.91
6.37
±
1.99
5.50
±
2.82
1.62
±
1.18
6.37
±
2.19
6.37
±
1.50
4.75
±
1.48
6.25
±
1.16
Menta 7.00
±
2.13
6.00
±
1.51
6.62
±
1.59
6.12
±
0.64
3.62
±
0.91
3.50
±
1.19
5.62
±
1.30
3.75
±
0.70
0.87
±
0.83
6.00
±
1.60
4.87
±
0.99
2.50
±
0.53
5.50
±
0.53
Acaí 8.87
±
0.99
7.00
±
1.85
7.37
±
0.74
6.62
±
1.76
3.37
±
1.18
3.50
±
1.19
6.62
±
1.40
5.75
±
1.03
1.87
±
1.24
5.12
±
1.95
7.00
±
2.13
4.12
±
2.35
3.37
±
0.51
Flor
Jamaica
9.75
±
0.88
7.62
±
1.18
7.00
±
0.92
8.62
±
1.30
5.75
±
1.75
3.25
±
1.28
8.12
±
1.24
4.75
±
1.16
0.87
±
0.64
4.12
±
2.41
6.87
±
1.24
5.12
±
1.88
2.50
±
0.53
Fresa
1.3
8.50
±
0.92
7.00
±
0.92
7.62
±
1.06
8.75
±
0.88
5.62
±
2.61
2.62
±
0.91
8.62
±
0.51
7.00
±
1.19
0.75
±
0.70
7.50
±
0.75
7.87
±
0.99
3.00
±
0.75
7.58
±
0.58
Limón 8.00
±
1.41
7.50
±
2.50
7.25
±
2.37
7.50
±
1.30
6.62
±
2.19
2.12
±
2.47
7.00
±
1.06
4.50
±
2.26
0.87
±
0.83
6.62
±
1.59
6.50
±
2.32
4.62
±
2.66
3.87
±
0.64
Arándano 7.50
±
1.19
6.75
±
1.58
7.50
±
1.41
7.00
±
1.69
5.75
±
1.58
4.00
±
2.82
6.75
±
1.75
5.50
±
2.26
1.50
±
1.30
7.00
±
2.39
6.50
±
0.92
4.87
±
1.72
6.62
±
1.06
Menta 7.62
±
1.59
4.75
±
1.83
6.00
±
0.92
5.37
±
0.74
2.87
±
0.64
3.25
±
1.38
5.50
±
1.69
4.00
±
1.19
1.00
±
0.92
4.25
±
1.28
3.62
±
0.91
1.87
±
0.35
5.00
±
0.75
Acaí 8.87
±
0.99
5.75
±
2.18
6.25
±
1.48
7.00
±
2.32
4.50
±
2.39
3.37
±
1.40
6.75
±
2.31
6.62
±
1.18
1.87
±
1.24
5.50
±
1.69
6.87
±
2.64
4.00
±
2.39
2.50
±
0.53
Flor
Jamaica
8.75
±
0.46
8.87
±
1.55
6.71
±
0.75
5.50
±
0.75
5.37
±
0.91
2.37
±
0.74
6.62
±
0.74
5.25
±
1.28
1.75
±
1.03
3.25
±
2.05
5.75
±
1.03
4.75
±
1.38
2.75
±
0.46
Blanco 0
8.87
±
0.99
8.00
±
1.41
8.75
±
1.03
7.00
±
0.92
4.87
±
1.95
2.62
±
1.92
6.25
±
1.48
3.87
±
2.35
0.62
±
0.74
7.50
±
1.60
5.62
±
1.76
3.37
±
2.82
7.37
±
0.74
46
De la Tabla 10 se puede concluir que en los tratamiento con adición de sabor el grupo que más
conserva el sabor propio del café a la concentración más alta utilizada fue el de fresa; a la más baja
el limón y el que menos lo conserva es el de menta. El sabor más amargo se siente en la fresa a la
mayor concentración y en flor de Jamaica a la menor concentración; el menos amargo en la menta.
Mayor ácido en el limón y menor en la menta. La intensidad de dulce se siente más en el arándano
y menos en el limón. De acuerdo a la impresión global tomada como la medida de la preferencia del
producto por los panelistas en la escala de 0 a 10, el orden de preferencia fue: 1. Fresa, 2. Arándano,
3. Menta, 4. Limón, 5. Acaí y 6. Flor de Jamaica.
Algunos comentarios adicionales en los formatos evidencian que la mayoría de panelistas
coincidieron con que la segunda concentración de sabor utilizada fue muy alta y opacó el sabor del
café; también coincidieron con que los perfiles de sabor utilizados son muy confitados y se alejan
un poco del sabor suave y Premium que se espera de un café orgánico Premium.
Finalmente se determinó el perfil sensorial de las muestras a partir de los resultados anteriores por
medio de gráficas radiales o también llamadas arañas, las cuales reflejan el perfil señorial del
producto por escalas (del 0 al 10) para los 13 atributos determinados en este producto. Las Figuras
14 y 15 representan el perfil sensorial de las muestras con concentración de sabor al 0.5 y 1.3 % en
extracto respectivamente.
Figura 14. Perfil sensorial de café saborizado al 0.5% de sabor y el blanco, evaluadas por panelistas semientrenados
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
Intensidad colorcafé
Intensidad aromaa café
Intensidad saborcafé
Intensidad saboramargo
Intensidad saborácido
Intensidad sabordulce
CuerpoAstringencia
Presencia departiculas en la…
Residual a café
Residual amargo
Residual ácido
Impresión Global
Fresa Limón Arándano
Menta Acaí Flor de Jamaica
Blanco
47
Figura 15. Perfil sensorial de café saborizado al 1.3% de sabor y el blanco, evaluadas por panelistas semientrenados
En las Figuras 14 y 15 se observa la diferencia en la percepción de los atributos del café sin adición
de sabor al perfil de cada café saborizado. Entre las observaciones presentadas en los formularios
entregados se menciona que los sabores presentan notas confitadas y que los sabores en general se
presentan en concentraciones altas, sobre todo en el sabor de menta y arándano, dando como
recomendación que se podría bajar un poco a la dosis. Sin embargo, específicamente para las
muestras saborizadas con fresa, éste se percibió en intensidades muy bajas aun estando a la misma
concentración de los demás sabores.
Otra observación presentada es que los sabores confitados se sienten artificiales por lo cual se
recomienda aplicar sabores que concuerden con el café Premium como los herbales o sabores más
suaves que transmitan sensaciones de naturalidad. De esta manera se concluye que antes de aplicar
un sabor se deben tener varias alternativas de perfil y escogerlo teniendo en cuenta el mercado
objetivo y la naturaleza del producto. Se debe caracterizar al consumidor e interpretar sus gustos,
dar experiencias y aplicar sabores teniendo en cuenta que el mercado objetivo es Premium por el
origen del café.
0,001,002,003,004,005,006,007,008,009,00
Intensidad color caféIntensidad aroma a
café
Intensidad saborcafé
Intensidad saboramargo
Intensidad saborácido
Intensidad sabordulce
CuerpoAstringencia
Presencia departiculas en la boca
Residual a café
Residual amargo
Residual ácido
Impresión Global
Fresa Limón Arándano
Menta Acaí Flor de Jamaica
Blanco
48
5.2.3. Análisis sensorial dirigido al consumidor: Prueba hedónica con consumidores
Los resultados del análisis sensorial con consumidores (Ver Anexo 4 formato de evaluación) o
también llamado panel no entrenado se analizaron mediante la estadística descriptiva por medio de
gráficas de pastel e histogramas. En la
Figura 16 se presentan los resultados de la prueba hedónica de cinco puntos. Las muestras de café
evaluadas fueron las cuatro mejor calificadas por el panel sensorial semientrenado (fresa, arándano,
limón y menta) y a la concentración más baja utilizada (0.5% de sabor en extracto).
Figura 16. Preferencia de cada muestra por parte de los consumidores.
Los resultados de la prueba hedónica con consumidores evidencian que la muestra que mayor
aceptación tuvo fue la de fresa con 48% de “me gusta moderadamente” seguida de la muestra de
menta con 38% y la de arándano con 36%. La muestra de limón fue la que menos gustó con un
36% y el valor más alto de rechazo con un 10% para “me disgusta mucho”. Los resultados a la
pregunta: ¿Qué producto le gustó más? se presentan en la Figura 17.
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
50,00
Limón Fresa Aránndano Menta
Co
nsu
mid
ore
s (%
)
Muestra
Me gusta mucho Me gusta moderadamente Ni me gusta ni me disgusta
Me disgusta moderadamente Me disgusta mucho
49
Figura 17. Preferencia de los consumidores para cada muestra evaluada
Según la Figura 17 se observa que la muestra que obtuvo mayor aceptación fue la fresa con 42%,
seguida del arándano con 25% y menta con 20%. Entre las observaciones encontradas cabe resaltar
que la fresa gustó porque las notas frutales dulces no tan marcadas; el arándano también se sintió
dulce, pero con un sabor más fuerte que gustó; la menta gustó por la sensación refrescante y diferente
que percibieron los consumidores; el limón no gustó porque no agradó el sabor percibido, muchos
consumidores lo relacionaron con la cáscara de limón.
En la Figura 18 se presenta la cantidad de consumidores que detectó el sabor en cada una de las
muestras.
Figura 18. Cantidad de consumidores por sabor de muestra identificado
8%
42%
25%
20%
5%
Limón
Fresa
Arándano
Menta
Ninguno
0
10
20
30
40
50
60
70
Limón Fresa Arándano Menta
Can
tid
ad d
e co
nsu
mid
ore
s p
or
sab
or
de
mu
estr
a id
enti
fica
do
50
Como se puede observar en la Figura 18, el sabor más detectado fue menta, seguido por limón. Los
otros dos sabores fueron poco detectados. Entre las observaciones recolectadas se menciona que la
menta se siente mucho, pero aun así su sabor es agradable, aunque se recomienda bajar la dosis. De
otro lado, para la fresa fue todo lo contrario en cuanto a intensidad de sabor, puesto que no se logró
identificarlo y se relacionó con frutos rojos; algunos panelistas aconsejaron incrementar la dosis de
este sabor que percibieron agradable y con dulzor moderado. El arándano casi en la totalidad de
encuestados no fue detectado, esto es debido a que es un sabor no muy común y que no todas las
personas lo tienen en su memoria sensorial. Como se vio anteriormente para el arándano en la
Figura 16, el 36% contestó “me gusta moderadamente” aun sin saber la mayoría de que sabor se
trataba. Según las observaciones registradas esta muestra gustó por su sabor agradable a fruta dulce,
sin embargo en las recomendaciones varios encuestados percibieron este sabor muy concentrado y
recomiendan disminuir la dosis. De lo anterior se concluye que a la misma concentración de
saborizante no todos los sabores se sienten en la misma intensidad, por lo cual la concentración es
propia para cada perfil de sabor y se deben hacer pruebas de desempeño previas para validar que el
tipo de sabor y la concentración.
Finalmente se preguntó si compraría el producto. Los resultados se presentan en la Figura 19.
Figura 19. Resultado de la pregunta: ¿Compraría usted el producto escogido?
Del total de consumidores encuestados (80 personas), el 56% compraría alguno de los cafés
degustados, mientras que el 44% no compraría ninguno de los productos degustados. Entre las
observaciones manifestadas de las razones de compra, se encuentran: por su sabor diferente, por lo
refrescante y por lo agradable de su sabor. Entre las observaciones del porqué no lo compraría están:
porque prefiere tomar el café tradicional sin adición de otros sabores, porque los sabores empleados
no son de su agrado y porque el precio puede ser mayor que el que normalmente compra.
56%
44%
SI
NO
51
CONCLUSIONES
En todas las muestras analizadas la temperatura de secado influyó en la humedad final del
producto, factor que se ve reflejado en su apariencia ya que el café secado a menor
temperatura se observa más oscuro e higroscópico al formar grumos y compactarse más
fácilmente. El comportamiento de pH no varió significativamente al aumentar la
temperatura. y se mantiene en el rango entre 4.78 y 4.83, valores que estan dentro del rango
de pH para un café soluble.
Los valores de luminosidad presentan diferencias en las muestras analizadas a diferentes
temperaturas. Esto se corrobora haciendo las comparaciones por pares en la prueba post
ANOVA de Tukey, pues se observan diferencias entre los valores de luminosidad de las
muestras a 140 °C con las de 180°C y en las muestras a 160 °C con las de 180°C.
Los factores de sabor y concentración evaluados no producen efecto significativo en las
variables de respuesta estudiadas (humedad, pH, color, solubilidad y rendimiento), ya que
según el ANOVA con un nivel de confianza del 95% estadísticamente no se presenta
diferencias significativas en las medias poblacionales.
Del análisis sensorial con panel semientrenado se puede concluir que el orden de preferencia
de las muestras escogido por los panelistas es: 1. Fresa, 2. Arándano. 3. Menta, 4. Limón,
5. Acaí y 6. Flor de Jamaica.
Aunque todos los sabores estaban a la misma concentración, el arándano y la menta se
sentían más y la fresa la sentían con menor intensidad. Entre las observaciones presentadas
en los formularios entregados se menciona que los sabores presentan notas confitadas y que
los sabores en general se presentan en concentraciones altas.
Entre las observaciones del panel sensorial semientrenado los sabores confitados se sienten
artificiales por lo cual se recomienda aplicar sabores que concuerden con el café Premium
como los herbales o sabores más suaves que transmitan sensaciones de naturalidad.
Del análisis sensorial con consumidores se concluye que el café saborizado con fresa
presenta mayor aceptación con un 42% de preferencia, seguida del arándano con un 25%,
menta con 20%, limón 8% y ninguno 5%.
Del total de consumidores encuestados (80 personas), el 56% compraría alguno de los cafés
degustados, mientras que el 44% no compraría ninguno de los productos degustados. Entre
las observaciones manifestadas del porqué sí lo compraría, se encuentra: por su sabor
diferente, por lo refrescante y por lo agradable de su sabor. Entre las observaciones del
52
porqué no lo compraría están: porque prefiere tomar el café tradicional sin adición de otros
sabores, también porque los sabores empleados no son de su agrado y por otro lado porque
el precio puede ser mayor que el que normalmente compra.
En general del análisis sensorial se concluye que a la misma concentración de saborizante
no todos los sabores se sienten en la misma intensidad, por lo cual la concentración es propia
para cada perfil de sabor, además para un mismo sabor hay muchos perfiles con notas
diferentes que pueden hacer que el efecto que se quiere en el producto no se dé. Por lo cual
se debe hacer pruebas de desempeño previas para validar que el tipo de sabor y concentración
determinado si da el efecto deseado en el producto.
Al aplicar un sabor se debe tener muy claro el rol del producto y su público objetivo,
caracterizar al consumidor e interpretar sus gustos, dar experiencias y aplicar sabores
teniendo en cuenta que el mercado objetivo es Premium por el origen del café, y si es un
producto catalogado como Premium o de calidad alta un sabor incorporado debe estar en
sintonía con la idea de producto que se tiene. Es muy diferente un limón con notas cítricas
herbales a un limón dulce o confitado pues cambia totalmente la idea del producto y su
mercado objetivo.
53
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Zaragoza-Bello G.J. (2000). Aditivos Alimentarios. En: Ciencia Bromatológica: Principios
Generales de Los Alimentos.
58
ANEXOS
Anexo 1. Equipos utilizados en la medida de las variables fisicoquímicas analizadas.
Anexo 1.1. Equipos utilizados en la medición del contenido de humedad Izq: Horno con vacío,
Der: Balanza analítica.
Anexo1.2. Equipo utilizado en la medida del color (Colorímetro ColorFlex de HunterLab)
59
Anexo 2. Tablas de valores promedio y desviación estándar en las variables fisicoquímicas
analizadas.
Anexo 2.1. Valores promedio del contenido de humedad y desviación estándar
Anexo 2.2. Valores promedio de pH y desviación estandar.
Sabor Concentración (%) Temperatura (°C) pH
Blanco - 140 4.81 ± 0.00
Blanco - 160 4.82 ± 0.04
Blanco - 180 4.84 ± 0.04
Limón 0.50 140 4.83 ± 0.01
Limón 1.30 140 4.79 ± 0.01
Limón 0.50 160 4.83 ± 0.04
Limón 1.30 160 4.79 ± 0.00
Limón 0.50 180 4.83 ± 0.02
Limón 1.30 180 4.78 ± 0.07
Fresa 0.50 140 4.82 ± 0.01
Sabor Concentración (%) Temperatura (°C) Contenido
de humedad
Blanco - 140 4.72 ± 0.04 *
Blanco - 160 3.77 ± 0.34
Blanco - 180 2.92 ± 0.02
Limón 0.50 140 4.57 ± 0.03 *
Limón 1.30 140 3.65 ± 0.01
Limón 0.50 160 3.55 ± 0.06
Limón 1.30 160 3.26 ± 0.22
Limón 0.50 180 2.56 ± 0.02
Limón 1.30 180 2.46 ± 0.11
Fresa 0.50 140 5.76 ± 0.03 *
Fresa 1.30 140 4.32 ± 0.56 *
Fresa 0.50 160 3.72 ± 0.56
Fresa 1.30 160 3.79 ± 0.26
Fresa 0.50 180 1.60 ± 0.08
Fresa 1.30 180.00 2.28 ± 0.79
* Valores de humedad por encima de lo especificado en la NTC 4159.
60
Fresa 1.30 140 4.82 ± 0.05
Fresa 0.50 160 4.83 ± 0.06
Fresa 1.30 160 4.82 ± 0.04
Fresa 0.50 180 4.82 ± 0.06
Fresa 1.30 180 4.82 ± 0.06
Anexo 2.3. Valores promedio de solubilidad en caliente y frío con su desviación estandar.
Sabor Concentración (%) Temperatura (°C) Caliente (s) Frío (min)
Blanco - 140 31,00 ± 0.81 3.75 ± 0.10
Blanco - 160 19,00 ± 0.81 2.54 ± 0.24
Blanco - 180 8,00 ± 0.03 1.66 ± 0.01
Limón 0.50 140 28,00 ± 0.01 3,00 ± 0.05
Limón 1.30 140 18,00 ± 0.02 2.93 ± 0.08
Limón 0.50 160 14,00 ± 0.02 1.91 ± 0.07
Limón 1.30 160 10,00 ± 0.05 1.83 ± 0.03
Limón 0.50 180 6,00 ± 0.04 0.90 ± 0.09
Limón 1.30 180 5.5,00 ± 0.41 0.71 ± 0.05
Fresa 0.50 140 22,00 ± 0.03 2.75 ± 0.06
Fresa 1.30 140 21,00 ± 0.06 2.66 ± 0.02
Fresa 0.50 160 13,00 ± 0.06 1.58 ± 0.03
Fresa 1.30 160 15,00 ± 0.02 1.33 ± 0.04
Fresa 0.50 180 7,00 ± 0.81 1.26 ± 0.09
Fresa 1.30 180 6,00 ± 0.82 1.21 ± 0.09
Anexo 2.4. Valores promedio de Luminosidad con su desviación estandar
Sabor Concentración (%) Temperatura (°C) Luminosidad
Blanco - 140 35.70 ± 0.22
Blanco - 160 36.00 ± 0.23
Blanco - 180 38.80 ± 0.25
Limón 0.50 140 34.10 ± 0.17
Limón 1.30 140 36.90 ± 0.23
Limón 0.50 160 37.40 ± 0.23
Limón 1.30 160 38.70 ± 0.24
Limón 0.50 180 39.80 ± 0.26
Limón 1.30 180 40.70 ± 0.26
61
Fresa 0.50 140 34.40 ± 0.21
Fresa 1.30 140 37.50 ± 0.24
Fresa 0.50 160 38.50 ± 0.25
Fresa 1.30 160 37.40 ± 0.23
Fresa 0.50 180 40.60 ± 0.26
Fresa 1.30 180 40.10 ± 0.57
Anexo 2.5. Valores promedio de rendimiento con su desviación estandar
Sabor Concentración (%) Temperatura (°C) Rendimiento
Blanco - 140 18.60 ± 0.49
Blanco - 160 23.60 ± 0.53
Blanco - 180 23.90 ± 0.14
Limón 0.50 140 23.40 ± 0.56
Limón 1.30 140 25.90 ± 0.69
Limón 0.50 160 28.10 ± 0.10
Limón 1.30 160 28.90 ± 1.43
Limón 0.50 180 28.90 ± 1.76
Limón 1.30 180 29.40 ± 0.82
Fresa 0.50 140 15.80 ± 0.41
Fresa 1.30 140 28.80 ± 0.02
Fresa 0.50 160 23.50 ± 0.95
Fresa 1.30 160 29.90 ± 0.29
Fresa 0.50 180 32.00 ± 0.72
Fresa 1.30 180 32.90 ± 0.65
Anexo 3. Tabla ANOVA para las variables fisicoquímicas medidas
Suma de
cuadrados gl
Media
cuadrática F Sig.
Humedad
Entre grupos 11.061 2 5.531 17.606 .000
Dentro de grupos 3.770 12 .314
Total 14.831 14
62
pH
Entre grupos .000 2 .000 .502 .618
Dentro de grupos .003 12 .000
Total .003 14
L
Entre grupos 43.610 2 21.805 16.635 .000
Dentro de grupos 15.729 12 1.311
Total 59.339 14
A
Entre grupos .677 2 .339 2.937 .092
Dentro de grupos 1.384 12 .115
Total 2.061 14
b
Entre grupos 46.663 2 23.331 11.683 .002
Dentro de grupos 23.964 12 1.997
Total 70.627 14
Solubilidad_Caliente_Seg
Entre grupos 673.300 2 336.650 22.003 .000
Dentro de grupos 183.600 12 15.300
Total 856.900 14
Solubilidad_Frio_min
Entre grupos 8.995 2 4.497 25.806 .000
Dentro de grupos 2.091 12 .174
Total 11.086 14
Solubilidad_Frio_Seg
Entre grupos 32388.100 2 16194.050 25.824 .000
Dentro de grupos 7525.000 12 627.083
Total 39913.100 14
Delta_a
Entre grupos .811 2 .405 3.488 .064
Dentro de grupos 1.394 12 .116
Total 2.205 14
Delta_b
Entre grupos 9.763 2 4.882 2.440 .129
Dentro de grupos 24.011 12 2.001
Total 33.775 14
Delta_L
Entre grupos 6.146 2 3.073 2.344 .138
Dentro de grupos 15.729 12 1.311
Total 21.875 14
Delta_E
Entre grupos .458 2 .229 .123 .886
Dentro de grupos 22.409 12 1.867
Total 22.868 14
C
Entre grupos 37.362 2 18.681 10.635 .002
Dentro de grupos 21.078 12 1.756
Total 58.440 14
Delta_C
Entre grupos 207.890 2 103.945 2.545 .120
Dentro de grupos 490.140 12 40.845
Total 698.030 14
Rendimiento Entre grupos 121.393 2 60.696 3.672 .057
63
Dentro de grupos 198.361 12 16.530
Total 319.754 14
Anexo4. Tabla post ANOVA comparación de muestras pareadas por la prueba de Tukey
Comparaciones múltiples
Variable dependiente
(I)
Temperatura
Error
estándar Sig.
Intervalo de confianza
al 95%
64
(J)
Temperatur
a
Diferencia
de medias
(I-J)
Límite
inferior
Límite
superior
Humedad HSD
Tukey
140 160 .983* .354 .042 .04 1.93
180 2.102* .354 .000 1.16 3.05
160 140 -.983* .354 .042 -1.93 -.04
180 1.119* .354 .021 .17 2.06
180 140 -2.102* .354 .000 -3.05 -1.16
160 -1.119* .354 .021 -2.06 -.17
Games-
Howell
140 160 .983 .357 .093 -.21 2.18
180 2.102* .423 .004 .87 3.34
160 140 -.983 .357 .093 -2.18 .21
180 1.119* .266 .017 .27 1.97
180 140 -2.102* .423 .004 -3.34 -.87
160 -1.119* .266 .017 -1.97 -.27
pH HSD
Tukey
140 160 -.010 .010 .594 -.04 .02
180 -.004 .010 .917 -.03 .02
160 140 .010 .010 .594 -.02 .04
180 .006 .010 .824 -.02 .03
180 140 .004 .010 .917 -.02 .03
160 -.006 .010 .824 -.03 .02
Games-
Howell
140 160 -.010 .006 .341 -.03 .01
180 -.004 .012 .942 -.04 .03
160 140 .010 .006 .341 -.01 .03
180 .006 .011 .847 -.03 .04
180 140 .004 .012 .942 -.03 .04
160 -.006 .011 .847 -.04 .03
L HSD
Tukey
140 160 -1.882 .724 .056 -3.81 .05
180 -4.170* .724 .000 -6.10 -2.24
160 140 1.882 .724 .056 -.05 3.81
180 -2.288* .724 .021 -4.22 -.36
180 140 4.170* .724 .000 2.24 6.10
160 2.288* .724 .021 .36 4.22
Games-
Howell
140 160 -1.882 .818 .118 -4.26 .50
180 -4.170* .743 .003 -6.45 -1.89
160 140 1.882 .818 .118 -.50 4.26
180 -2.288* .593 .014 -4.02 -.55
180 140 4.170* .743 .003 1.89 6.45
160 2.288* .593 .014 .55 4.02
a HSD
Tukey
140 160 -.102 .215 .884 -.67 .47
180 -.493 .215 .095 -1.07 .08
160 140 .102 .215 .884 -.47 .67
180 -.391 .215 .205 -.96 .18
180 140 .493 .215 .095 -.08 1.07
160 .391 .215 .205 -.18 .96
Games-
Howell
140 160 -.102 .236 .904 -.78 .57
180 -.493 .205 .105 -1.10 .11
65
160 140 .102 .236 .904 -.57 .78
180 -.391 .201 .195 -.98 .20
180 140 .493 .205 .105 -.11 1.10
160 .391 .201 .195 -.20 .98
b HSD
Tukey
140 160 -2.401* .894 .048 -4.79 -.02
180 -4.311* .894 .001 -6.70 -1.93
160 140 2.401* .894 .048 .02 4.79
180 -1.910 .894 .124 -4.29 .47
180 140 4.311* .894 .001 1.93 6.70
160 1.910 .894 .124 -.47 4.29
Games-
Howell
140 160 -2.401 .996 .104 -5.34 .53
180 -4.311* .944 .008 -7.18 -1.44
160 140 2.401 .996 .104 -.53 5.34
180 -1.910 .716 .068 -3.97 .15
180 140 4.311* .944 .008 1.44 7.18
160 1.910 .716 .068 -.15 3.97
Solubilidad_Calien
te_Seg
HSD
Tukey
140 160 9.800* 2.474 .005 3.20 16.40
180 16.300* 2.474 .000 9.70 22.90
160 140 -9.800* 2.474 .005 -16.40 -3.20
180 6.500 2.474 .054 -.10 13.10
180 140 -16.300* 2.474 .000 -22.90 -9.70
160 -6.500 2.474 .054 -13.10 .10
Games-
Howell
140 160 9.800* 2.800 .026 1.44 18.16
180 16.300* 2.653 .002 8.07 24.53
160 140 -9.800* 2.800 .026 -18.16 -1.44
180 6.500* 1.865 .022 1.11 11.89
180 140 -16.300* 2.653 .002 -24.53 -8.07
160 -6.500* 1.865 .022 -11.89 -1.11
Solubilidad_Frio_
min
HSD
Tukey
140 160 1.178* .264 .002 .47 1.88
180 1.876* .264 .000 1.17 2.58
160 140 -1.178* .264 .002 -1.88 -.47
180 .698 .264 .052 -.01 1.40
180 140 -1.876* .264 .000 -2.58 -1.17
160 -.698 .264 .052 -1.40 .01
Games-
Howell
140 160 1.178* .279 .007 .38 1.98
180 1.876* .252 .000 1.15 2.60
160 140 -1.178* .279 .007 -1.98 -.38
180 .698 .260 .067 -.05 1.45
180 140 -1.876* .252 .000 -2.60 -1.15
160 -.698 .260 .067 -1.45 .05
Solubilidad_Frio_
Seg
HSD
Tukey
140 160 70.700* 15.838 .002 28.45 112.95
180 112.600* 15.838 .000 70.35 154.85
160 140 -70.700* 15.838 .002 -112.95 -28.45
180 41.900 15.838 .052 -.35 84.15
180 140 -112.600* 15.838 .000 -154.85 -70.35
160 -41.900 15.838 .052 -84.15 .35
140 160 70.700* 16.754 .007 22.80 118.60
66
Games-
Howell
180 112.600* 15.116 .000 69.16 156.04
160 140 -70.700* 16.754 .007 -118.60 -22.80
180 41.900 15.598 .067 -3.10 86.90
180 140 -112.600* 15.116 .000 -156.04 -69.16
160 -41.900 15.598 .067 -86.90 3.10
Delta_a HSD
Tukey
140 160 .499 .216 .092 -.08 1.07
180 .487 .216 .101 -.09 1.06
160 140 -.499 .216 .092 -1.07 .08
180 -.012 .216 .998 -.59 .56
180 140 -.487 .216 .101 -1.06 .09
160 .012 .216 .998 -.56 .59
Games-
Howell
140 160 .499 .238 .151 -.18 1.18
180 .487 .206 .111 -.12 1.09
160 140 -.499 .238 .151 -1.18 .18
180 -.012 .201 .998 -.60 .58
180 140 -.487 .206 .111 -1.09 .12
160 .012 .201 .998 -.58 .60
Delta_b HSD
Tukey
140 160 1.612 .895 .210 -.77 4.00
180 1.796 .895 .153 -.59 4.18
160 140 -1.612 .895 .210 -4.00 .77
180 .184 .895 .977 -2.20 2.57
180 140 -1.796 .895 .153 -4.18 .59
160 -.184 .895 .977 -2.57 2.20
Games-
Howell
140 160 1.612 .997 .301 -1.33 4.55
180 1.796 .945 .216 -1.08 4.67
160 140 -1.612 .997 .301 -4.55 1.33
180 .184 .717 .964 -1.88 2.25
180 140 -1.796 .945 .216 -4.67 1.08
160 -.184 .717 .964 -2.25 1.88
Delta_L HSD
Tukey
140 160 1.532 .724 .128 -.40 3.46
180 1.055 .724 .345 -.88 2.99
160 140 -1.532 .724 .128 -3.46 .40
180 -.477 .724 .791 -2.41 1.45
180 140 -1.055 .724 .345 -2.99 .88
160 .477 .724 .791 -1.45 2.41
Games-
Howell
140 160 1.532 .818 .213 -.85 3.91
180 1.055 .743 .390 -1.22 3.33
160 140 -1.532 .818 .213 -3.91 .85
180 -.477 .593 .712 -2.21 1.26
180 140 -1.055 .743 .390 -3.33 1.22
160 .477 .593 .712 -1.26 2.21
Delta_E HSD
Tukey
140 160 -.424 .864 .877 -2.73 1.88
180 -.264 .864 .950 -2.57 2.04
160 140 .424 .864 .877 -1.88 2.73
180 .160 .864 .981 -2.15 2.47
180 140 .264 .864 .950 -2.04 2.57
67
160 -.160 .864 .981 -2.47 2.15
Games-
Howell
140 160 -.424 .900 .887 -3.06 2.21
180 -.264 .761 .936 -2.44 1.91
160 140 .424 .900 .887 -2.21 3.06
180 .160 .924 .984 -2.52 2.84
180 140 .264 .761 .936 -1.91 2.44
160 -.160 .924 .984 -2.84 2.52
C HSD
Tukey
140 160 -2.036 .838 .076 -4.27 .20
180 -3.864* .838 .002 -6.10 -1.63
160 140 2.036 .838 .076 -.20 4.27
180 -1.828 .838 .115 -4.06 .41
180 140 3.864* .838 .002 1.63 6.10
160 1.828 .838 .115 -.41 4.06
Games-
Howell
140 160 -2.036 .930 .141 -4.77 .70
180 -3.864* .883 .010 -6.53 -1.20
160 140 2.036 .930 .141 -.70 4.77
180 -1.828 .681 .066 -3.79 .13
180 140 3.864* .883 .010 1.20 6.53
160 1.828 .681 .066 -.13 3.79
Delta_C HSD
Tukey
140 160 7.814 4.042 .172 -2.97 18.60
180 7.978 4.042 .161 -2.81 18.76
160 140 -7.814 4.042 .172 -18.60 2.97
180 .164 4.042 .999 -10.62 10.95
180 140 -7.978 4.042 .161 -18.76 2.81
160 -.164 4.042 .999 -10.95 10.62
Games-
Howell
140 160 7.814 4.553 .265 -5.60 21.23
180 7.978 4.256 .226 -5.10 21.05
160 140 -7.814 4.553 .265 -21.23 5.60
180 .164 3.190 .999 -9.08 9.41
180 140 -7.978 4.256 .226 -21.05 5.10
160 -.164 3.190 .999 -9.41 9.08
Rendimiento HSD
Tukey
140 160 -4.304 2.571 .255 -11.16 2.56
180 -6.898* 2.571 .049 -13.76 -.04
160 140 4.304 2.571 .255 -2.56 11.16
180 -2.594 2.571 .586 -9.45 4.27
180 140 6.898* 2.571 .049 .04 13.76
160 2.594 2.571 .586 -4.27 9.45
140 160 -4.304 2.726 .320 -12.52 3.92
68
Games-
Howell
180 -6.898 2.841 .102 -15.27 1.48
160 140 4.304 2.726 .320 -3.92 12.52
180 -2.594 2.082 .462 -8.57 3.38
180 140 6.898 2.841 .102 -1.48 15.27
160 2.594 2.082 .462 -3.38 8.57
*. La diferencia de medias es significativa en el nivel 0.05.
69
Anexo 5 Formatos para las pruebas sensoriales con pannel entrenado
Anexo 5.1 Formato prueba cualitativa
70
Anexo 5.2 Formatos prueba cuantitativa
71
Anexo 6. Formato prueba con consumidores
72
Anexo 7. Principales descriptores del café según la NTC 4883
Los descriptores que se evalúan para el análisis sensorial del café con las excepciones para cada tipo
de café, se referencian a continuación.
Fragancia. Intensidad que producen los compuestos volátiles del café, cuando son percibidos por
el sentido del olfato sin la adición de agua, se pueden detectar algunos defectos o notas particulares.
No se valora en extractos de café.
Aroma de la bebida. Definición idéntica a la anterior que se percibe en la infusión a una temperatura
mayor a 55°C.
Acidez. Sensación originada por las sustancias ácidas del café que pasan a la bebida y son detectados
en la cavidad bucal. Depende de la variedad, sistema de beneficio, región de cultivo, grado de tueste
y materia prima. Entre mayor sea el grado de tueste la acidez disminuye.
Amargo. Sensación producida por sustancias amargas propias del café, que al ser extraídas con el
agua caliente pasan a la bebida. Se percibe sobre todo en la parte de atrás de la lengua. Un amargo
desagradable puede ser causado por la sobre extracción del café. A mayor grado de tueste se siente
mayor el sabor amargo.
Cuerpo. Fuerza, carácter, pesadez de la bebida asociada a las carácteristicas de la materia prima y a
la relación agua- Café empleada en la preparación de la bebida.
Sabor residual. Sabores posgustativos que permanecen en la boca después de desgustar la bebida,
pueden ser agradables o desagradables dependiendo de las carácteristicas iniciales de la materia
prima. Condiciones de proceso y almacenamiento del producto.
Dulce. Para extractos de café y ca´fe solubles se incluye este descriptor. Sensación producida por
sustancias como edulcorantes presentes en el café y por la caramelización de carbohidratos en el
proceso de evaporación, secado y liofilización del café. Corresponde a un sabor básico primario. Se
percibe principalmente en la punta de la lengua.
