Diseño integrado de tecnologías para la mitigación de compuestos neoformados en el procesamiento de café tostado

El café es una de las bebidas más consumidas a nivel mundial, debido a su peculiar conjunto de aromas y sabores. La etapa de tostado es la principal responsable de estas características generadas a partir de la transformación de los compuestos presentes en el grano verde mediante la reacción de Maillard, caramelización y pirólisis. Sin embargo, este proceso también es responsable de la formación de otros compuestos potencialmente cancerígenos, como la acrilamida y el hidroximetilfurfural (HMF), senominados contaminantes de proceso o compuestos neo-formados (NFCs). El análisis de antecedentes reportados de metodologías para el control de NFCs en café, ha evidenciado que es necesario desarrollar estrategias integradas para garantizar que no se favorezca mediante la mitigación de un NFC, la formación de otro compuesto no deseado. Adicionalmente, en el café se presenta como desafío intervenir en las etapas previas al tostado como la fermentación, con el fin de complementar las estrategias diseñadas en el proceso de tostado que mitigan los NFCs. Por tanto, el objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto de: (i) la inoculación de levaduras Candida krusei durante la etapa de fermentación y (ii) de la temperatura de tostado de café sobre la formación de acrilamida y HMF. Mediante un diseño factorial completamente aleatorio se evaluaron el efecto de tres factores: inoculación de levaduras (con y sin inoculación), temperatura de tostado (150, 180 y 210 °C) y grado de tostado (medio, oscuro). Como variables respuesta se evaluaron características físicas durante el tostado como cambio de volumen, pérdida de masa, actividad de agua y color. Además, se determinó el contenido total de polifenoles, la capacidad antioxidante y el índice de pardeamiento no enzimático, así como el contenido de acrilamida de las muestras tostadas mediante UV-VIS y GCMS. Para la cuantificación de los ácidos clorogénicos, la cafeína y el HMF se desarrolló y validó una nueva metodología analítica en HPLC-DAD para medir los tres analitos conjuntamente. Los resultados evidenciaron que la inoculación de levaduras no afecto significativamente (p>0,05) variables como los polifenoles totales, capacidad antioxidante y cafeína. Por otro lado, la interacción de los factores evaluados evidenció un efecto significativo (p<0,05) en la disminución de los contenidos de acrilamida y HMF. Se alcanzaron porcentajes máximos de mitigación de 56,0 para HMF (inoculado, tostado medio y 180 °C) y 43,0 % acrilamida (inoculado, tostado oscuro y 210 °C) respectivamente, lo que demuestra que la tecnología aplicada puede llegar a representar una alternativa viable para la mitigación de NFCs en café tostado. El análisis conjunto de las variables físico-químicas permitieron establecer que un tratamiento con inoculación a tostado medio y 210 °C lograría garantizar características idóneas en el café tostado en función de la inocuidad (menor concentración de HMF y acrilamida). Adicionalmente, se desarrolló y validó con éxito un método rápido para la determinación del contenido de HMF, ácidos clorogénicos y cafeína en muestras de café con diferentes grados de tostado.