Estudio revela la curva de color universal para el tostado de café arábica

29 de julio de 2025                                 función

por Tejasri Gururaj, Phys.org

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Editado por                         Sadie Harley,                         revisado por Robert Egan

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Un nuevo estudio en Scientific Reports revela que todo el café Arábica sigue el mismo patrón de desarrollo de color durante el tostado, lo que podría transformar el control de calidad y los estándares de la industria.

Durante mucho tiempo, el tostado de café ha combinado la ciencia con la artesanía, ya que los tostadores expertos dependen de señales visuales, auditivas y olfativas para encontrar el tostado ideal.

Sin embargo, una nueva investigación del Centro de Café UC Davis ha descubierto algo notable. A pesar de perfiles de tostado, técnicas y orígenes de café muy diferentes, todo el café Arábica sigue la misma curva de color universal a medida que se transforma de grano verde a tostado oscuro.

El estudio establece una relación matemática que podría finalmente traer estándares objetivos y cuantitativos a una industria que ha dependido de evaluaciones subjetivas durante décadas. Los hallazgos surgen del estudio más completo de la dinámica del color en el tostado de café a escala comercial jamás realizado.

Phys.org habló con el autor correspondiente Irwin R. Donis-González, Profesor Asociado de Extensión Cooperativa en Ingeniería Poscosecha en el Departamento de Ingeniería Biológica y Agrícola de la UC Davis.

"Desde que comencé a trabajar en poscosecha, he estado verdaderamente fascinado por la importancia del color", dijo Donis-González. "El color no se trata solo de apariencia; es un indicador clave de calidad para muchos productos, incluido el café".

Los investigadores abordaron una pieza faltante en nuestra comprensión científica del café.

Aunque el color ha sido considerado crucial para evaluar el nivel de tostado y la calidad, ha habido sorprendentemente poco entendimiento de cómo las variables de tostado como la temperatura y el tiempo en tostadores comerciales afectan el desarrollo del color.

La mayoría de los estudios anteriores se basaron en hornos de laboratorio básicos configurados a temperaturas constantes, que no reflejan las condiciones complejas y cambiantes encontradas en el tostado comercial. El equipo de UC Davis tomó un enfoque completamente diferente.

"Establecimos los perfiles de tueste en base a fuentes completas, incluida literatura científica, experiencias prácticas anteriores y pautas de la industria establecidas", explicó Donis-González.

"Usando un tostador de tambor comercial, variamos sistemáticamente las tasas de rampa de temperatura, también conocidas como tasas de aumento, para observar sus efectos en el desarrollo del color del café durante todo el proceso de tostado".

Los investigadores probaron siete perfiles de tueste dramáticamente diferentes, cada uno con una duración exacta de 16 minutos pero con dinámicas energéticas muy diferentes, desde perfiles de "inicio rápido" con un calor inicial alto hasta enfoques de "inicio lento" con aumentos de temperatura gradual.

Muestras del café tostado se tomaron cada minuto, creando una imagen de alta resolución sin precedentes de cómo se desarrolla el color a lo largo del proceso.

El descubrimiento más sorprendente llegó cuando el equipo trazó sus mediciones de color en el espacio de color L*a*b*.

El espacio de color L*a*b* es un sistema de color científico diseñado para igualar la percepción visual humana. La coordenada L* representa la luminosidad, mientras que a* cubre el espectro de verde a rojo y b* abarca tonos de azul a amarillo.

"El espacio de color L*a*b* es particularmente adecuado para cuantificar el desarrollo del color en el tueste porque puede detectar variaciones sutiles que podrían pasar desapercibidas para el ojo humano, garantizando una evaluación confiable en diferentes condiciones de iluminación y reduciendo el sesgo subjetivo", dijo Donis-González.

Independientemente de si se utilizaron perfiles de tostado rápido, lento o medio, y si el café era de Uganda, Indonesia o El Salvador, cada muestra siguió la misma trayectoria fundamental en el espacio de color L*a*b*.

Los investigadores pudieron describir esta "curva de color universal del café tostado" con ecuaciones matemáticas precisas. Sus ecuaciones polinómicas pudieron predecir una coordenada de color a partir de otra con más del 93% de precisión.

La relación entre la luminosidad (L*) y las coordenadas rojo-verde (a*) explicaba el 93,4% de la variación del color, mientras que las relaciones de luminosidad y azul-amarillo (b*) representaban el 97,7%.

Esta consistencia sugiere que los procesos químicos fundamentales que ocurren durante el tostado, principalmente las reacciones de Maillard que crean los colores marrones y los sabores asociados con el café tostado, siguen caminos predecibles independientemente de las condiciones específicas utilizadas para impulsarlos.

Es aún más sorprendente que, a pesar de las diferentes sincronizaciones y dinámicas, todos los cafés alcanzaron valores de color virtualmente idénticos en hitos importantes del tostado como el cambio de color, la primera y segunda grieta, que son las etapas clave que los tostadores utilizan para juzgar el desarrollo del tostado.

"La industria inicialmente desconocía un hallazgo clave de nuestro estudio. A pesar de las variaciones en la dinámica del perfil de tostado que afectan el desarrollo del color del tostado, los cafés muestran constantemente valores de color L*a*b* aproximadamente iguales en hitos importantes del tostado," señaló Donis-González.

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Para verificar que sus hallazgos no estaban limitados a su configuración específica, los investigadores llevaron a cabo una revisión sistemática siguiendo rigurosos protocolos científicos.

El equipo de investigación analizó datos de color de 20 publicaciones diferentes que abarcan diversos métodos de tostado, tipos de equipos y orígenes del café. Eso es un total de 392 mediciones distintas.

La validación fue notable. La mayoría de los datos existentes se alinearon perfectamente con su curva universal, con un 86% de los puntos de datos que no mostraban diferencias de color perceptibles en comparación con los valores predichos.

"Una revisión sistemática fue esencial para confirmar la existencia de una curva de color universal para el café arábica," dijo Donis-González. "Nos sorprendió especialmente la consistencia, que resalta las características compartidas en el desarrollo del color del café independientemente del origen o método de procesamiento."

La universalidad incluso se extendió más allá del café. Los datos de horneado de pan, otro proceso que involucra reacciones de pardeamiento de Maillard, también siguieron relaciones de color similares, lo que sugiere que la curva podría aplicarse a otras aplicaciones de procesamiento de alimentos.

Actualmente, no existen estándares universalmente aceptados para términos como 'tostado claro,' 'tostado medio,' o 'tostado oscuro.' El tostado claro de un tostador podría ser más oscuro que el 'tostado oscuro' de otro, lo que crea confusión para los consumidores e inconsistencias en toda la cadena de suministro.

"Esta curva de color universal del café puede ayudar a estandarizar las definiciones de nivel de tostado en toda la industria al proporcionar una forma objetiva y medible de evaluar los niveles de tostado a través del análisis de color," explicó Donis-González.

Las aplicaciones prácticas van más allá de la estandarización. Los tostadores podrían utilizar la curva universal para el control de calidad en tiempo real, sabiendo exactamente dónde se encuentra su café en la trayectoria de color universal independientemente de su perfil específico de tostado.

El equipo de investigación ahora está trabajando para conectar sus mediciones L*a*b* con las escalas de nivel de tostado existentes, como Agtron y Colorette, asegurando que la curva universal pueda ser utilizada con los equipos actuales de la industria.

"Ahora podemos presentar el color universal del café tostado a los profesionales de la industria, quienes, a través de encuestas sistemáticas, pueden ayudar a categorizar y nombrar los colores del café tostado basándose en su experiencia y estándares de la industria," dijo Donis-González.

Escrito para ti por nuestra autora Tejasri Gururaj, editado por Sadie Harley, y verificado y revisado por Robert Egan—este artículo es resultado de un cuidadoso trabajo humano. Contamos con lectores como tú para mantener vivo el periodismo científico independiente. Si esta información es importante para ti, considera hacer una donación (especialmente mensual). Obtendrás una cuenta sin publicidad como agradecimiento.

Más información: Laudia Anokye-Bempah et al, A universal color curve for roasted arabica coffee, Scientific Reports (2025). DOI: 10.1038/s41598-025-06601-w

Información del diario: Scientific Reports

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