¿Amargo, ácido o dulce?: la química revela los secretos del aroma y el sabor del café

El café es una de las bebidas favoritas de la sociedad. En general, a los consumidores les gusta por el efecto estimulante que proporciona su contenido en cafeína, que ayuda a evitar la somnolencia e infunde un espíritu positivo. También les atrae su sabor característico, que varía entre amargo, ácido y dulce.

El consumo mundial de café alcanzó los 178,5 millones de sacos (un saco contiene unos 60 kg de granos de café secos) en 2022-2023. Finlandia es el país con mayor consumo de café por persona y día.

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Los aficionados a esta bebida suelen comparar el aroma y sabor del café solo, sin añadidos como leche, azúcar u otros aromatizantes. De este modo, las diferencias de aroma y sabor proceden únicamente del contenido y la naturaleza de los compuestos del café.

En el Departamento de Química, en colaboración con el Laboratorio de Minerales y Materiales Avanzados (Lab. MMM) y el Laboratorio Integrado de la Universidad Negeri Malang (Indonesia), llevamos investigando el café desde 2019. Empleando métodos de química analítica intentamos explicar qué compuestos están presentes en determinados tipos de café y por qué sus sabores y aromas difieren entre sí.

La química analítica es la parte de la química que estudia los componentes de los materiales naturales. Un análisis químico puede detectar la presencia de un compuesto o un átomo específico y permite calcular su cantidad en una muestra.

El aroma del café puede ser reconocido por el olfato humano debido a la presencia de compuestos volátiles, que son compuestos ligeros que se liberan al aire cuando se prepara la bebida. A ellos se debe su olor intenso. Lo mismo ocurre con su sabor: nuestra lengua puede reconocer el sabor del café gracias a la combinación de compuestos presentes en él.

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En el laboratorio, podemos averiguar exactamente qué compuestos son los responsables del aroma y el sabor del café siguiendo varios pasos.

En primer lugar, debemos extraer los compuestos de los posos del café utilizando un disolvente, como el metanol. A continuación, esta mezcla de compuestos se separa mediante un método denominado cromatografía. Observando el cromatograma –un gráfico de la composición de los diferentes tipos de moléculas y sus cantidades relativas en la muestra de café– se pueden apreciar los diferentes componentes del café robusta, el café arábica y el café tipo peaberry o caracolillo.

A continuación, los compuestos separados se analizan mediante espectrometría de masas, una técnica que permite identificarlos a partir de las masas de los elementos y moléculas que los integran.

También es posible determinar la composición de ciertas clases de compuestos –ácidos, alcoholes, ésteres aromáticos y compuestos nitrogenados– que a menudo conllevan beneficios antioxidantes. Con todas estas técnicas podemos saber si un café es más refrescante, más amargo, más ácido, si está perfumado con aromas de ciertas flores o frutas, si recuerda más bien al olor de la tierra húmeda, etc.

Una investigación de 2019 demostró que el café tipo caracolillo, a partir de una sola semilla, tiene una composición de compuestos mucho más rica que el café robusta y el café arábica. Esto es evidente por los picos de los cromatogramas. Comparación de cromatogramas de extracto de cloroformo (rosa) y extracto de hexano (negro) de café robusta, arábica y caracolillo.

El análisis por espectrometría de masas muestra que los tres tipos de café contienen compuestos saludables, como los compuestos fenólicos. En todos los tipos de café, el compuesto trigonelina, que aporta el sabor amargo al café, aparece en cantidades significativas.

La trigonelina se descompone en otros compuestos de menor masa, como la piridina, que sigue dejando un sabor amargo. También contribuye al sabor ácido y amargo del café el ácido clorogénico, así como sus compuestos derivados: ácido quínico y ácido cinámico.

En cuanto a los resultados del análisis del café por cromatografía de gases, revelan que en el extracto de café arábica abundaban especialmente los compuestos con purina así como piridina. Los compuestos circulares (cíclicos) éster dominan el extracto de caracolillo, lo que explica su fragante aroma.Mientras tanto, el análisis por cromatografía líquida reveló la combinación de compuestos nitrogenados y oxigenados.

Algunos tipos de café fermentado en húmedo, como los denominados café honey y el café de civeta (kopi luwak en Indonesia), tienen combinaciones adicionales de compuestos éster y derivados proteicos. La presencia de enzimas durante el proceso de fermentación, aunque la mayoría de ellas cambian durante el tueste, confiere al café su sabor y aroma distintivos.

Como mezcla equilibrada de compuestos naturales, el café tiene el potencial de ser una hierba medicinal o un suplemento saludable. Sin embargo, esto solo es viable si se aplican tratamientos tanto para preservar algunos de los compuestos beneficiosos del café como para aumentar su eficacia.

Por ejemplo, la regulación de la temperatura durante el tueste puede cambiar la composición de los compuestos de los granos de café. Algunos compuestos con propiedades antioxidantes como el ácido clorogénico y la trigonelina no son resistentes al calor, por lo que evitar las altas temperaturas de tostado hará que el café sea más saludable.

Por otra parte, el nivel de cafeína en los granos de café también es mayor si se tuestan a unos 140 °C. Además, con el enfoque del desarrollo sostenible, todo lo que sale de las plantas del café puede ser útil. Incluso los residuos agrícolas pueden convertirse en abono.

Los posos de café de los negocios y cafeterías también conservan muchos compuestos útiles que aún pueden utilizarse para fabricar cosméticos, ambientadores, velas, jabones y hasta abonos para plantas, aunque hayan perdido su valor económico debido al moho. Esto significa que es posible implantar una economía circular sostenible mediante un enfoque de “residuos cero” en la utilización del café.

*Surjani Wonorahardjo profesor de Química Analítica en la Universitas Negeri Malang (Indonesia)