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camilomonroygomez
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Contenido • Qué es calidad Evolución histórica
Definición conceptual
• Factores que afectan la calidad del café Extrínsecos
Intrínsecos
• Problemas estructurales de la calidad Manejo del cultivo
Cosecha Beneficio primario Trilla y almacenamiento
Tostado
Preparación del producto final (extracción)
• Encadenamientos productivos del café y gestión de la calidad Pequeños productores
Medianos y grandes productores
Empresas agroindustriales
Contenido • Gestión de cosechas y calidad Maduración del fruto y calidad
Floraciones y cortes
Corte selectivo y costo de la mano de obra
Corte mecánico y selección de frutos
• Beneficio primario (vía húmeda) Recepción y preselección
Despulpe
Remoción del mucílago y lavado
Secado
• Factores clave de la calidad en el beneficio primario Selección de frutos maduros y gestión de cortes
Limpieza y control de la fermentación
Control de daño mecánico
Viabilidad del embrión
Qué es calidad Evolución histórica
• La infusión de café fue inventada por los árabes (quizá entre el siglo V a X)
• El café es un estimulante, una infusión aromática, un complemento alimenticio y una costumbre social. Estos atributos se expresan de manera específica en cada época histórica.
• El proceso seco o natural predominó hasta el siglo XVIII; el origen y puerto de salida (Moka hasta el siglo XVII y Java en el XVIII) constituyó la diferenciación más importante
• El proceso húmedo surgió a fines del siglo XVII capturando energía hidráulica pero se expande hasta principios del siglo XIX con los avances de la revolución industrial (máquinas de vapor en barcos y trenes)
• Los estándares del proceso lavado se imponen como norma del comercio internacional a fines del siglo XIX y se generalizan en los países productores hasta mediados del XX
• En el último cuarto del siglo XX ocurren cambios sustanciales en la manera en que se percibe y controla la calidad del café
•Procesos naturales muchos fueron usados mucho antes de que el café llegara Europa en el siglo XV
•Los métodos naturales predominaron en la mayoría de tierras de frontera aun hasta mediados del siglo XX
•Naturales arabica son aun importantes en algunos países como: Yemen (100%), Brasil (90%), Haití (95%), Etiopia (75%),
Ecuador (75%) and Uganda (50%)
Y en algunas zonas secas como el sur oeste o regiones aisladas como Tarime, Tanzania.
Resúmen de antecedentes históricos
Qué es la calidad en café? • Funciones de consumo diferentes (pero interrelacionadas) explican
la calidad en el café:
Estimulante
Placer sensorial
Habito alimenticio
Bebida social
valor extrínseco certificado
Valor extrínseco certificado
Bebida social
Placer sensorial
Habito alimenticio
Estimulante
Alimento
Estimulante
Evolución de la calidad del café
Alimento
Estimulante
• Limited peasant production and inconsistent supply
• Arab state monopoly and heavy taxation (cooking of beans to avoid germination)
• Status-luxury good • No grading (only Moka origin)
• Expanded production based on coerced labor and basic agronomy of coffee (Dutch)
• Colonial control and heavy taxation • Status-luxury good • No grading (only control by port of origin:
famous Moka-Java blend developed) • Impact of leaf rust on Asia and Africa
Bebida de estatus Bebida de estatus
Siglos XV to XVII Siglo XVIII
Food
Hábito alimenticio
Estimulante
Valor de certificación
Bebida social
Valor nutricional
Placer sensorial
Estimulante
Siglo XIX
• Expanded production based on frontier colonization and wage labor in LA
• Wash processing (1830s), railways, mechanical dryers (1890s), and packing improve quality (particularly in LA)
• Commoditization of coffee and mass consumption
• Emergence of Stock Exchange (NY: 1882) • Grading by port of origin only
Siglo XX
• Full commoditization, oligopsony and globalization of coffee consumption habit
• Expanded production based on mechanization, HYV and state intervention and ICA (1962-89)
• In early XX Century cupping was introduced • Unified grading based on wash processing and
mechanical selection (NCA-1950 standards) • Market differentiation based on grading and
certification (social, sustainable and quality)
Siglo XXI
• Diferenciación de mercado y nuevas instituciones orientadoras del mercado del café
• Producción expandida basada en I+D regional y mejoramiento genético
• Sistema de evaluación unificado basado en ciencia sensorial y segmentos de mercado
• Diferenciación de mercado basada en trazabilidad, seguridad, preferencias regionales y atributos intrínsecos
Certification value
Bebida social
Valor nutricional
Placer sensorial
Estimulante
Definición conceptual de calidad Conformidad con un conjunto de estándares Puede no ser el mejor producto pero cumple requisitos predeterminados (los atributos
del café son consistentes)
Aptitud de uso El producto cumple el propósito para el cual fue creado (“sabe a café”)
El producto es apto para el consumo humano (inocuidad)
Satisfacción de preferencias El mejor café es el que me gusta
En el caso del café todos estos atributos corresponden a determinados atributos extrínsecos e intrínsecos:
Atributos intrínsecos (hay una fuerte correlación entre atributos físicos y sensoriales) Limpieza del grano verde (evaluación física)
Atributos sensoriales (aroma, sabor, cuerpo, etc., que corresponden a la evaluación sensorial)
Atributos extrínsecos (social, ambiental e inocuidad) Branding
Certificaciones
Qué es café de especialidad?
• Estándares internacionales
SCAA
• Estandares nacionales y marcos
Colombia
Brasil
Guatemala
Costa Rica
India
Etiopia Taza limpia
Origen
Certificacion de origen e indicacion de marcas
geográficas
Sistemas de evaluación (más de 8 defectos; sin defectos primarios)
Taza limpia
Origen
Tendencias de los mercados de exportación
I. Mercado de commodities (ICE, LIFFE)
Participación del mercado: ≈69%
- Robusta: ≈ 35% (pagado a alrededor de ≥ 50% de precios C)
- Arabica naturales: ≈ 28% (pagado a t – precios C)(i.e. Brasileño sin lavar)
- Arabica lavados: ≈ 6% (pagado a ≤ precios C)
II. Mercado sostenible (orgánico, Fair Trade, sostenible)
Participación del mercado : ≈20%
- Arabica lavado: ≈ 18% (pagado a C + 10/30 puntos)
- Arabica sin lavar: 2% (pagado a– C + 10/30 puntos)
- Robusta: <1% (pagado a LIFFE+ precios)
Arabica lavados
33%
Arabica Naturales
31%
Robusta 36%
Exportaciones de café por tipo, Source ICO, Calendar Year 2011
III. Mercados premium (especialidad, gourmet) • Participación del mercado : ≈11% (37% del total en EEUU)
• Robusta: <1% (pagado a LIFFE+ precios) (i.e. Uganda lavado, Indio lavado)
• Arabica naturales: <1% (pagado a ≥ precios C) (i.e. algunos Yemeni, G2-3 Harrar, CoE Late Harvest Brasil, etc.)
• Lavados Arábica: >9% (pagado a precios C+) (i.e. 80% de exportaciones Guatemaltecas)
• La calidad del café ha sido definida en base a:
Convenciones de los comercializadores
Limitado conocimiento científico acerca de los factores afectando la calidad (daño mecánico, muerte del embrión, defectos, densidad, altitud, etc.)
Estándares generalizados del proceso húmedo
• Tradiciones centenarias del proceso de secado fueron marginalizadas:
Naturales no fueron objeto de investigación, innovación o branding en Etiopia y Yemen, los productores principales de naturales a finales del siglo XVIII
Cuando los procesos lavados se convirtieron en el paradigma dominante (principios del siglo XIX a mitad del siglo XX), Brasil – un productor de commodities – fue tomado como referencia en Naturales
El problema
Factores que afectan la calidad del café C
alid
ad d
el c
afé
Factores extrinsicos
Clima
Suelos
Factors intrínsecos
Genotipos
Sistemas de cultivo
Metodos de procesamiento
Factores de la calidad del café • Extrínsecos
Clima
- Temperaturas medias anuales de 19 a 23°C
- Altura y la latitud
- Luminosidad, orientación y sombra
- Humedad. Precipitación pluvial de 1500 a 2000 mm al año, bien distribuidos y con un periodo de secas
Suelos
- Fértiles, bien drenados
- pH de 5 a 6 con buen intercambio catiónico
Factores que afectan la calidad • Intrínsecos
Genotipo
Aptitud agroecológica de cada variedad
Composición química (genotipo, origen, madurez)
Método de beneficio - Húmedo (con y sin fermentación)
- Seco (con y sin despulpe)
Tipo de tostado
Método de extracción
Problemas estructurales de la calidad • Manejo de cultivo
Balance entre productividad y calidad (densidad, sombra, variedad, sistema de cultivo)
Nutrición, densidad y calidad
Manejo de suelos, arvenses y sombra
Manejo de tejido productivo (sistema de poda, zoca y renovación)
Manejo integrado de plagas y enfermedades
Mejoramiento genético (selección de semillas y establecimiento de viveros de alta calidad)
Procesamiento
Desarrollo del grano y madurez optimo (densidad, sabor
precursores)
Fermentación (aroma compounds, ácidos orgánicos, exósmosis)
Estrés mecánico e integridad del grano (daño mecánico, embryo
viability)
Secado (grado de fermentación, metabolismo, water activity)
Factores de calidad del beneficio
Etapa del beneficio
Recolección XXX XX
Despulpado XX
Desmucilaginador XXX
Secado solar XX X
Secadores mecánicos XXX XX
Nivel de daño sensorial y mecánico
X Bajo
XX Medio
XXX Alto
Proceso de gestión de la calidad
1
• Genética (especies, variedad, progenie)
• Sistemas de cultivo(BAP)
2
• Métodos de cosecha
• Métodos de beneficio (BPP)
3
• Perfil de tostión
• Infusión (moler, extraer)
4
• Evaluación sensorial y control de calidad (QC)
Métodos de beneficio
Método de beneficio
Despulpado Fermentación Lavado Secado Notas
Semi-lavado o ecológico S/F
1 0 1 1 Bajo consumo de agua
Semi-lavado o ecológico mini-F
1 1, corta 1 1 Desmucilaginación parcial
Semi-lavado o ecológico F-cereza
1, después de F-cereza
1-2, en cereza y/o despulpado
1 1 Puede tener 2 fermentaciones
Lavado FS 1 1, en seco 1 1
Lavado FH 1 1, en agua 1 1 Fermentación
Lavado F semi-H 1 1, en seco y en agua
1 1 8-12 h FS y el resto FH
Lavado F-cereza 1, después de F-cereza
2, en cereza y FH (o FS)
1 1 12-24 h F-cereza y FH (FS) corta
Método de beneficio
Despulpado Fermentación Lavado Secado Notas
Despulpado natural tradicional
1 1, durante 1ª fase del secado
0 1 Pergamino amarillo claro
Despulpado natural rojo
1, sobre maduro
2, en cereza y 1ª fase secado
0 1 Pergamino amarillo oscuro o rojizo
Despulpado natural negro
1, seco en mata
2, en cereza y 1ª fase secado
1, ligera 1 Pergamino café oscuro
Natural tradicional 0 1, limitada 0 1, 3-7 días
Secado en patio o guardiolas
Natural con F-cereza
0 1, 1-3 días 0 1, 15-30 días
Técnica de “enmielado”
Natural, secado discontinuo
0 1, durante 1ª fase del secado
0 1, 15-21 días
Método Etiope
Natural, secado a la sombra
0 2, durante 1ª fase del secado
0 1, 15-30 días
Método Yemení
Métodos de beneficio (2)
Puntos críticos de la manipulación del proceso de beneficio 1. Punto de madurez de la cereza
a. Madurez convencional (pintón maduro a sobremaduro)
b. Madurez óptima (> 90% de cereza en punto óptimo de madurez)
c. Sobremaduración
d. Semi-seco en planta
2. Tipo(s) y extensión de la fermentación
a. En cereza/ grano despulpado
b. Seca/húmeda completa
c. Aeróbica/anaeróbica
d. Fluidización del mucílago (punto de fermento)/optimización de taza
e. Control de microorganismos y perfil de sabor (tipo de ácidos orgánicos y precursores aromáticos): bacterias, levaduras, hongos
f. Control de temperatura y pH de la masa de grano
Puntos críticos de la manipulación del proceso de beneficio (2) 3. Uso del lavado
a. Sifón, prelimipieza, selección de flotes y ME
b. Antes de fermentar, prelimipieza y selección de flotes y ME
c. Después de fermentar (remoción parcial o total de restos de mucílago)
d. Exósmosis (estabilización en agua)
4. Métodos e instrumentos de secado a. Tradicional: exposición al sol en patios, elbas, zarandas o mesas elevadas
b. Secador mecánico: calor directo o indirecto; estático (silo) o giratorio (guardiola); vertical (cilíndrico) u horizontal (guardiola)
c. Secador tipo invernadero: con o sin aireación controlada, con piso o zarandas
d. Continuo o discontinuo (guarda en la noche; periodos de suspensión del secado para propiciar la migración de la humedad del interior del grano)
5. Guarda a. Trilla inmediata / periodo de guarda de curación en pergamino o cereza seca
para optimizar taza
b. Guarda de curación en seco / guarda de corto plazo en semi-seco (25-20% de humedad)
Impacto general del beneficio en el perfil de sabor
Atributossensoriales
Beneficiosecoonatural
Beneficiohúmedo(confermentación)
Ecológico
Natural
Despulpnatural
Seca Semihúmeda
Húmedacompleta
Sinferm.
F-Aroma *** ** ** ** ** *Sabor *** ** ** * * *Postgusto ** ** ** * * *astring.Dulzura *** ** ** * * *
Acidez * * ** ** *** *Cuerpo *** ** ** * * **
Matriz de procesos de beneficio según densidad del grano
Density
Natural
Pulpednatural
Wetprocessing Ecological
Dry
fermentation
Semiwet
fermentation
Fullwet
fermentation
No
fermentation
Veryhigh x x x x x xHigh x x x x x x
Medium x x x x - xLow x x - - - -
Density g/lt ChoiceofprocessingmethodsVeryhigh >750 AnyHigh 701-750 AnyMedium 651-700 Dryandsemiwetfermentation;
naturalsLow <650 Naturals
• El proceso húmedo se vuelve importante a principios del siglo XIX
Para acelerar el secado (en zonas de lluvia durante la cosecha)
Para mejorar control de calidad
• Las características distintivas de los naturales son:
Intensos con fragancias y aromas mas complejos (que vienen principalmente del proceso de fermentación);
Sabores afrutados y dulzura intensa (perhaps coming from enzymatic browning, embryo’s metabolic activity and fermentation)
Mayor textura y crema (no hay clara evidencia de por qué?)
El caracter intrínseco del proceso de secado
Varios sabores forman los perfiles de sabor de los naturales:
• Maduración tardía/ alta concentración de azúcar en variedades bien adaptadas
• La velocidad y la temperatura a la cual tiene lugar la deshidratación:
Metabolismo de la fruta
Fermentación (temperatura, pH, tipo de microrganismos)
Actividad embriogénica
• Tiempo de descanso y condiciones
Estabilización del perfil de taza (entre 2 y 4 meses)
Sabores de perfiles únicos de Naturales
Dulzura
Perfil de sabores de los naturales
Un natural de alta calidad debe mostrar aromas y sabores afrutados, dulzura y textura intensa
Acidez
Sabor frutoso
Dulzura intensa (Metabolitos,
síntesis de fructosa)
Aroma a fruta madura
(madurez, fermentación,
caramelización) Acidez vinosa
(Ácidos: acético, láctico, piruvic)
Definición de “frutoso”
El sabor afrutado es el atributo sensorial clave de los naturales. Este los ubica aparte de todos los otros tipos de cafés lavados.
Fruta cítrica
•Orange
•Mandarin
•Grapefruit
Arboles frutales
•Stone fruits
•Apple, pear
Berries •Black & red berries and currants
•Black and red cherries
Tropical •Mango, pineapple
•Passion fruit, papaya, melon
•Guava, banana, yak fruit
Frutos secos
•Raisins
•Dry plums and apricots
•Dates
Vinoso •Grape juice
•Red wine
•Brandy
Especiado
•Pepper, clove, cumin
•Cinnamon
•Resinous
Queso •Butter
•Whey
•Blue and stilton
Desagra-
dables
•Putrid
•Phenol
•Moldy
Espectro de aroma y patrones de sabor en los naturales
Descriptores para aromas y sabores afrutados
Cítricos dulces
Frutales (manzana)
Berries Tropical Frutos secos
Naranja manzana Blackberries Piña Uvas pasas
Mandarina Pera Blackcurrant Mango Ciruela pasa
(Grapefruit)
Apricot Redcurrant Maracuyá Dátiles
(Lima) Ciruela Raspberry Banana Tamarindo
(Limón) Cereza Fresas Yak fruit Mango deshid
Uva Blueberry Melón Piña deshidr
Papaya Cáscara de banana deshi
Otros sabores y aromas relacionados a la fermentación
Vinoso Especiado Queso “fermento” Rancio Hongo
Jugo de uva Resinoso mantequilla cebolla Carne cocinada
Soily
Vino tinto Chiles secos Whey Iodine Piel de animal
Mohoso
Brandy
comino Queso seco Acrid Mantequilla rancia
Foul
vinagre clavos
Queso azul fenol Sweaty
pimienta Queso Stilton
Is fruitiness a fermentation continuum? En donde se dibuja la linea de división entre sabores?
citricos
Afrutados
Frutos secos
vinosos
Especiado
Queso
Off flavors
?
?
• Chiles secos • Comino • Cardamomo
• Mantequilla • Whey • Quesos
maduros
• Putrefacto • Molhoso • sucio
A cambio es un proceso multifactorial?
Cítricos
Afrutado
Frutos secos
Tem
pe
ratu
ra
pH
Especiado Queso
Masiva inoculación de microorganismos
vinoso
Fermentación y modulación del sabor
Acidos organicos cambiando químicamente
Embriogénesis
Rápido cambio químico
Code Tratamiento
21 Aire libre. Mesa elevada en malla. En capa
fina. Continuo movimiento de la masa de
café. Outdoors. Mesh raised table. Thin layer.
Frequent turn-up.
22 Aire libre. Mesa elevada en malla. Capa gruesa.
Poco movimiento de la masa. Outdoors. Mesh
raised table. Thick layer. Little turn-up.
23 En proceso “honey” en un cubo al aire libre
durante dos días. Desde el tercer día en mesa
elevada en malla. Capa ligera con continuo
movimiento de la masa.
Honeyed in a bucket outdoors for two days. From the
third day, mesh raised table, thin layer with frequent
turn-up.
1,0E+04
1,0E+05
1,0E+06
1,0E+07
1,0E+08
1,0E+09
0 2 4 6 8
CFU
/Ch
err
y
Drying Day
Tiempo de Fermentación en los Naturales
Bacteria count
21 Bact
22 Bact
23 Bact
Muestras tomadas de la superficie de la cereza. Count on WL Diff medium @25C.
M. Fernandez. PhD research project, 2013
Actividad embriogénica, segunda clave para los Naturales
•Detachment from the mother plant or the onset of drying is enough to trigger transcription of the ICL gene.
•The presence of ABA and other inhibiting factors in the pulp tissue retard embryogenesis in coffee dry processing. Fast drying may also retard ICL transcription.
Datos de citometría de embriones de café en el beneficiado húmedo y seco
Bytoff et all “Transcient occurrence of seed germination processes during coffee postharvest treatment”, Annals of Botany 100:61-66, 2007.
En conclusión
• La formación del sabor en Naturales arábica es muy compleja y por al menos cuatro procesos interrelacionados podrían ser responsables:
Metabolismo de las frutas y las semillas (no es único pero diferente al de beneficio húmedo
Actividad embriogénica (no es única, pero muy diferente al de beneficiado húmedo)
Fermentación (no es única, pero muy diferente al de beneficiado húmedo)
Pardeamiento enzimático y no enzimático (único)
• El efecto de estos fenómenos en el perfil de taza no se ha estudiado, pero se pueden entender mejor al analizar algunas prácticas tradicionales
Procesos tradicionales en los naturales
Variedades +
sistema de cultivo
Tácticas de
recolección
Proceso de
Fermentación
Métodos de secado
◦ Las prácticas tradicionales
han dado forma a los perfiles de sabor de los Naturales.
◦ Las tradiciones de los Arabicas Naturales son sistemas de conocimientos basados en la observación, la adaptación, la innovación y la interacción con los mercados
Componentes del procesamiento tradicional
1
3
2
4
Tradiciones en el proceso de secado Los agricultores, en interacción con los mercados, han desarrollado varias ideas sobre cómo llevar a cabo el procesamiento en seco :
Los Yemeníes hasta hace poco eran los únicos a los agricultores que eran consientes de la interrelación entre variedad, microclima y el sistema de cultivo -incluyendo la recolección selectiva.
Los caficultores etíopes desarrollaron un profundo conocimiento acerca de secado lento y su impacto en la calidad;
Los agricultores de Atoyac, México, sabían cómo manipular una fermentación temprana para lograr Naturales afrutados
Agricultores indonesios también han llegado a dominar un tipo específico de procesamiento en seco con una intensa fermentación tardía
Por primera vez en la historia, el procesamiento en seco es objeto de investigación científica en Brasil, por lo cual los agricultores están aplicando tecnologías modernas y nuevos puntos de vista sobre el impacto de las variedades y métodos de secado.
Impacto de las condiciones de tiempo-temperatura Te
mp
era
ture
Fermentación / deshidratación
Actividad embriogénica
Time Re
lati
ve H
um
idit
y
Cosecha • Determinación del plan de cosecha
De acuerdo al plan de negocios de la empresa/organización
Según objetivos de calidad (punto óptimo de madurez y distribución de % de granos verdes, pintones, maduros y sobremaduros)
En función de costos de la mano de obra
De acuerdo a la tecnología disponible (i.e. la cosecha mecánica impone restricciones)
En función de las floraciones y ritmo de maduración de cada variedad
• Maduración del fruto
Cambios fisiológicos y químicos
- Formación de azúcares y reducción de ácidos clorogénicos
Ganancias de peso y calidad
Limitaciones que condicionan el corte selectivo • Disponibilidad y costos de mano de obra
• Posicionamiento de mercado y estrategia competitiva
• Ausencia de incentivos de precio (común en cooperativas y empresas compradoras)
• Escala de operaciones (la superficie de cultivo es considerable y la maduración de la cereza empuja la cosecha)
• Productividad
• Floraciones múltiples y maduración desigual del fruto, lo cual complica el grado de selección y los costos.
• Presión económica para vender las cosechas (adelantos a cuenta de cosecha o venta anticipada de la cosecha)
• Inseguridad y robo de cereza
• Plagas que atacan la cereza madura
Cosecha
• Métodos de recolección
Manual
- Selectiva de varios pases (graneo del inicio de cosecha, 1 a 3 pases principales, y un pase de pepena)
- Indiscriminada: un pase principal y uno de pepena
- Recolección de frutos caídos o pepena sanitaria (para el control de broca)
Mecánica (en terrenos planos y de inclinación leve)
- Cosechadora manual neumática (vibratoria o rotores con “dedos”; x4)
- Cosechadora mecánica (x100)
Eficiencia de la recolección selectiva • La eficiencia de la recolección depende de múltiples factores:
Sociales:
- Disponibilidad y costo de la mano de obra
- Arreglos en la contratación y pago de la mano de obra
- Incentivos de desempeño
Métodos de recolección:
- Tipo de recolección (selectiva, semiselectiva, indiscriminada)
- Nivel de selectividad (rango de puntos de maduración aceptables)
- Nivel de pérdidas de cerezas caídas al suelo (8-15%)
Técnicos:
- Variedad: porte y formación
- Productividad de la plantación
- Manejo de cultivo: sistema de poda, densidad, uso de sombra, amplitud de calles
- Terreno: orografía, pendientes
Planeación de la cosecha • Estimación de cosecha
Cálculo del volumen de cereza
Cálculo del proceso de cosecha (duración y distribución)
- Rebusca o graneo
- Plena o centro de cosecha (1 a 3 cortes)
- Raspa o pepena
• Plan de cosecha
Estimación de los requerimientos de:
- Mano de obra
- Máquinas, equipos e implementos
- Transporte
Mantenimiento de la Infraestructura de beneficio (recepción, despulpado, fermentación, lavado y secado
Ajustar el plan de cosecha tanto a la infraestructura disponible como al volumen de la cosecha y el ritmo de maduración de la cereza
Gestión de cortes diarios • La recolección de un día es la unidad de gestión de la calidad
• Manejo de la cereza cosechada
Homogeneidad del punto de madurez de la fruta
Homogeneidad del potencial de calidad
Homogeneidad de tamaño
Limpieza en recolección, empaque y transporte
Control del contacto con el suelo
Control de temperatura y fermentaciones descontroladas
• Preselección
Separación de impurezas y flotes
Clasificación de tamaños
Recolección selectiva
• La calidad del café sólo se expresa en frutos maduros
• Las cerezas maduras solo pueden obtenerse mediante el corte selectivo o la selección mecánica u óptica de la cereza
• Los costos de mano de obra de la recolección representan entre un tercio y la mitad de los costos totales de producción
Catuaí Amarillo
Catuaí Rojo
Typica
Mundo Novo
Catimor
Ciclo de maduración del fruto La maduración del fruto sucede aproximadamente a las 32 semanas después de la
floración:
Cuando la formación de la semilla está casi completa; y
El pergamino que la protege se ha lignificado;
• Etapas de desarrollo de la cereza: “Fósforo”: de la floración a la 8ª semana, lento desarrollo, consistencia acuosa, cereza
muy pequeña sin endosperma (semilla) en forma de fósforo verde;
Desarrollo: 9ª a 17ª semanas; rápido crecimiento de tamaño (paredes celulares y tejido de la semilla) y ganancia de peso; todavía 85% de agua
Lignificación del pergamino: 18ª a 20ª semanas; pérdida de agua y madurez del embrión; endurecimiento del pergamino que protege la semilla; ;
Maduración: 21ª a 32ª semanas en las que la cereza cambia física y químicamente, adquiriendo plena madurez fisiológica
• El proceso de maduración de la cereza conlleva cambios físicos y químicos en la semilla de café que se ven afectados por el clima y las condiciones de nutrición y manejo del cultivo: Llenado del grano y ganancia de peso específico de entre 12 a 20% en peso fresco
(aumento de las reservas de proteínas, grasas y azúcares)
Cambios en la composición de la semilla y la pulpa: - Aumento de la concentración de azúcares y precursores aromáticos
- Disminución de ácidos clorogénicos
• Según la variedad el ciclo de maduración de la cereza presenta características diferentes:
El patrón de color cambia
Dependiendo del ritmo de concentración de azúcares, la maduración puede ser:
- Temprana (catimores)
- Regular (typica)
- Tardía (catuai amarillo)
El nivel de concentración de azúcares puede ser:
- Alto (≥25% Brix): variedades Yemenís, progenies viejas de typica en Indonesia y Latinoamérica, híbridos naturales (landraces) y variedades silvestres de Etiopía
- Medio (20-24% Brix): caturra, catuai, pache, maragogype, Gesha
- Bajo (<20% Brix): catimores
Ciclo de maduración del fruto (2)
Verde Verde
alimonado Pintón verde
Pintón maduro
Maduro Sobremad
uro Seco en planta
% Brix 3,55 8,00 12,00 17,00 23,00 22,00 20,00
"Peso (g)" 1,10 1,23 1,30 1,43 1,65 1,25 0,75
-
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
-
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
PE
SO
(g
)
% B
RIX
Concentración de azúcares y ganancia de peso según el grado de madurez de la cereza
-
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
16,00
18,00
20,00
Verde Pintón verde Pintón maduro
Maduro Sobremaduro
% B
RIX
Concentración de azúcar según grado de madurez de la cereza y variedad, Moyobamba, Perú
Catimor 1
Catimor 2
Pache 1
Pache 2
Caturra Am.
PESO vs AZUCAR
1
1,5
1,7
1,9
2,3
1,3
0
0,5
1
1,5
2
2,5
9 10.4 13 13.3 15.3 12.2
Verde Verde pinton Pinton maduro Maduro Maduro optimo
sobremaduro
Pe
so (
gr)
[°Brix]
Caturra
Primera cosecha
Sortilegio
1,9 2,1
2,2 2,4
2,1
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
11.33 14.17 17.50 19.67 16.17
Verde pinton Pinton maduro Maduro Maduro optimo sobremaduro
Pe
so (
gr)
[°Brix]
Typica
PESO vs AZUCAR
Primera cosecha ALTITUD 1509 msnm
Coordenadas 18L UTM
Ugarteche 0409228 8984171
PESO vs AZUCAR
1,8
2,2 2,4
2,5 2,6
2
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 11 12.25 15.9 22.4 21
Verde Verde pinton Pinton maduro Maduro Maduro optimo sobremaduro
Pe
so (
gr)
[°Brix]
Typica
Primera plena ALTITUD 1288 msnm
Coordenadas 18L UTM
Rio Azul 0410949 8984648
PESO vs AZUCAR
1,3
1,5
1,7
1,9
1
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
17.33 18.67 20.00 22.83 20.83
Verde pinton Pinton maduro Maduro Maduro optimo sobremaduro
Pe
so (
gr)
[°Brix]
Caturra
Primera plena ALTITUD 1300 msnm
Coordenadas 18L UTM
Hermilio Valdizán 0407773 8983475
Beneficio primario • Diseño de beneficios húmedos
Flujo mecánico y/o por gravedad
Facilitado por agua y/o por bombas
• Recepción
Recepción de cereza
- Control de calidad
Separación y preselección:
- Eliminación de materia extraña: piedras, hojas, palos
- Separación de flotes: vanos, secos
- Clasificación por tamaño y peso de la cereza
VISTA AEREA DE BENEFICIO HÚMEDO
VISTA LATERAL DE BENEFICIO
Tanques de fermentación
Recepción
Báscula
Sifones Despulpadores
Separación de bolas
De
smu
cila
gin
ado
r
Bomba de lavado
Se evalúa muestra Se eliminan
flotes y ME
Se elimina pulpa
Se separan “bolas” Se elimina
mucílago
Cribas
Se clasifica
por tamaño
Beneficio primario • Despulpado
Métodos de fricción para desgarrar la pulpa
- Discos
- Rodillos (horizontales, cónicos)
Separación
- Grano bien despulpado
- Pulpa y bolas (granos verdes y secos)
• Eficiencia y control del nivel de daño mecánico
Velocidad de rotación, calibración y ajustes para diversos tamaños de cereza (o selección de tamaños de cereza)
Flujo continuo y lubricación adecuada (uso de agua)
Limpieza después de cada jornada
Mantenimiento preventivo
Beneficio primario • Fermentación
Objetivo de la fermentación
- Funcional (fluidización del mucílago para acelerar el secado)
- Optimizada (para mejorar atributos sensoriales)
Métodos de fermentación
- Funcional u optimizada
- En cereza o en grano despulpado (con mucílago)
- Enzimática o microbiana
- Seca, semihúmeda o húmeda completa
- Aeróbica o anaeróbica
Bourbon
19,8 18,8 19,1
17,5
18,9 18,1
19,9
21,5
26,2
27,5
26,0
23,3
6,00 6,01 5,51 5,24 5,16 5,11 5,12 5,11 4,99 4,98 5,03 4,73
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
07:15 PM
09:15 PM
11:15 PM 01:15 AM
03:15 AM
05:15 AM
07:15 AM
09:15 AM
11:15 AM 01:15 PM 03:15 PM
05:15 PM
Masa Temperatura (°C) Masa pH
Altitud 1509 msnm 18L 0409228 UTM 8984171
Ugarteche 7.47
Typica
25,30 24,20
20,93 20,13 19,80 20,00 19,93
19,43 20,20
21,03
23,75 24,80
7,07 7,53 7,46 7,87 7,82 7,34
6,73 6,27 5,72 5,37 5,32 5,34
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
03:25 p.m.
05:25 p.m.
07:25 p.m
09:25 p.m
11:25 p.m
01:25 a.m.
03:25 a.m.
05:25 a.m.
07:25 a.m.
09:25 a.m.
11:25 a.m.
01:25 a.m.
Masa Temperatura (°C) Masa pH
Rio Azul
Altitud 1288 msnm 18L 0410949 UTM 8984648
8.39
Caturra
21,70
20,15 19,50
17,50
18,95 17,95 18,05
18,60 19,75
21,95
24,95 26,05
20,40 20,25
22,40
7,97 8,47 8,48 8,45 8,51
7,89 7,85 7,31 6,93 6,86 6,87 6,59
5,86 6,55 6,27
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
04:10 PM
06:10 PM
08:10 PM
10:10 PM 12:10 AM 02:10 AM
04:10 AM
06:10 AM
08:10 AM
10:10 AM
12:10 PM 02:10 PM
04:10 PM
06:10 PM
09:10 PM
Masa (café) Temperatura (°C) Masa (café) pH
Altitud 1300 msnm 18L 0407773 UTM 8983475
Hermilio Valdizán 9.73
Pache
Altitud 1048 msnm 18L 0397465 UTM 8963421
22,4
23,8
20,8 20,8 21,3 21,7
21,0
22,2 22,4
23,8
7,51 8,05
7,57 7,31 7,73 7,52 7,54 7,17 7,06 7,01
0
5
10
15
20
25
06:00 PM 08:00 PM 10:00 PM 12:00 AM 02:00 AM 04:00 AM 06:00 AM 08:00 AM 10:00 AM 12:00 PM
Masa (café) Temperatura (°C) Masa (café) pH
Bejucal
Beneficio semihúmedo o ecológico (sin fermentación) • Inicia a principios de los años 1980s
• Objetivo principal: reducir consumo de agua y contaminación de ríos en zonas productoras de café
• Método característico:
Eliminación mecánica del mucílago (a diferentes grados)
- Tradicional: 80-90%
- Optimizada para llevar a cabo mini-fermentación: 50-66%
Lavado
MODULOS ECOLOGICOS
DESPULPADORAS EN SECO
•DISCOS (casi ya no se usan)
•CILINDRO: Cónico vertical y horizontal
SEPARACION MECANICA DE MUCILAGO Y LAVADO CON AGUA A PRESION (DESMUCILAGINADOR)
CRIBA CLASIFICADORA (SEPARA GRANO BOLA)
84
86
88
90
92
94
96
0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7
% VERDES
% D
ES
PU
LP
AD
OS
Consumo de Agua en Módulos Ecológicos VS Proceso Tradicional
EVALUACION DE MODULOS ECOLOGICOS
Afectación Física en el Grano
0.5 a 1.6
0.5 a 0.83.0
12.0
0
2
4
6
8
10
12
1 2 3 TRADICIONAL
c
e
r
e
z
a
lt/kg
VARIABLES (%) RESULTADOS EN MEXICO
NORMA COLOMBIANA Sobre calidad de grano despulpado
Pulpa en café despulpado 2.0 a 14.0 Menor a 2.0
Grano mordido 0.0 0.3 Menor a 0.5
Grano quebrado 0.7 ---
Grano pelado 0.8 a 3.2 ---
Grano trillado --- Menor a 0.5
Grano sin despulpar 0.4 a 14.0
Consumo de agua (lt/kg de cereza)
0.4 a 3.0
Influencia en Proceso
Tabla Comparativa de Resultados
Modernización Agroindustrial
Lavado • Métodos de lavado
Fricción y turbulencia, manual o mecánica
Estabilización en agua
• Etapas y métodos de lavado
Flotación en sifón de recepción
- Selección de flotes
- Prelimipieza y eliminación de ME
Flotación después del despulpado y antes de fermentar:
- Selección de flotes (y rescate de granos sanos en cereza con flotes)
- Prelimipieza y eliminación de ME
Lavado después de fermentar:
- Remoción parcial o total de restos de mucílago
Exósmosis o estabilización en agua
- Eliminar restos de mucílago no fluidizado
- Reducir ácidos clorogénicos (sobre todo en proceso ecológico de catimores)
Secado • Escurrimiento Por gravedad
Con máquina centrífuga
• Oreado o presecado Por caída y flujo de aire caliente
Por flujo de aire forzado y vibración
• Equipos de secado Patios y superficies planas
- Cemento
- Malla plástica
Mesas de secado y zarandas
Secadores solares (tipo invernadero)
Silos estáticos
Hornos de cilindro horizontal (Guardiolas)
Hornos de cilindro vertical (Ingesec)
Secado • Métodos de secado
Calentamiento por radiación solar directa
Flujo convectivo natural o forzado
Flujo de aire caliente directo o indirecto
Calentamiento continuo o con “descansos”
• Parámetros
Hasta 70 °C en la fuente de calor
Hasta 45°C en la superficie del pergamino
Hasta 35 °C dentro del grano
SUBPRODUCTOS
Beneficio
Húmedo
Pulpa:
Alimento para ganado
Compostaje
Lombricompostaje
Sustrato en la producción de hongos
Mucílago:
Alimento para ganado
Compostaje
Lombricompostaje
Fertilización foliar
Pulpa:
Celulosa, té
Mucílago:
Productos gelificantes
Alcohol
Producción de microorganismos
Café cereza
250 Kg.
• Pulpa (110 Kg; 44%)
• Mucílago (20 Kg; 8%)
• Agua (250 a 3,000 lt; Ecológico
VS Tradicional)
Residuos que se generan
Usos actuales Usos potenciales
Agua
Riego (agua tratada)
Generación de energía
Gas metano
Energía eléctrica
Subproductos
Beneficio
Seco
Café pergamino
57.5 Kg. • Cascarilla (11.5 Kg; 4.6%)
• Calidades inferiores (200 mil sacos
de 60 Kg, 5%; Café de retiro)
Residuos que se generan
Usos actuales Usos potenciales
Café de Retiro:
Recuperación de suelos desgastados
Biofertilizante
Alimento para ganado
Fuente de energía para la industria (Combustible)
Extractos para la industria alimenticia y farmacéutica
Pajilla (cisco):
Fuente de energía para la industria (Combustible)
Pajilla:
Celulosa
Café de Retiro:
Detrimento de la calidad
Puntos críticos y estándares de calidad Puntos críticos Unidad de medida Estándar
Recepción de cereza madura
Homogeneidad de variedad y tamaño ≈95%
% de cerezas defectuosas ≤ 5% (≤ 2% pintones)
Calibración del despulpador
% de granos mordidos y aplastados ≤ 0.5%
% de granos descartados con la pulpa ≤ 0.1%
% de pulpa pasada a la masa del pergamino despulpado
≤ 0.1%
Eficiencia del separador de “bolas”
% de cerezas verdes pasada a la masa del pergamino despulpado
≤ 0.1%
% de cerezas secas o sobremaduras pasadas a la masa de pergamino despulpado
≤ 0.1%
Puntos críticos y estándares de calidad Puntos críticos
Unidad de medida Estándar
Fermentación Homogeneidad de color (grano limpio, sano y mismo grado de madurez)
≈95%
Control del punto de óptimo de fermentación (para lograr mejor taza)
≈ 14-16 h zona baja ≈ 20-30 h zona alta
Control de temperatura y pH ≈20 a 25 °C 4-5 pH
Control de microrganismos aeróbicos Sellado hermético
Lavado Homogeneidad de color ≈95%
Granos pelados ≤0.5%
Pergamino fracturado ≤5.0%
Secado Control de temperatura Fuente de calor: ≈50-70 °C
Masa: ≤45 °C Grano: ≤35 °C
Homogeneidad del secado (en grano) ≈95%
Granos pelados ≤5.0%
Acido
Salado Amargo
Dulce
Aceite
Bright Acidity
Pungent Acidity
Winey Fruity
(dry fruit)
Melow (light sweetness)
Neutral (closed sweetness)
Bitter acidity (grapefruit, lime)
Light bitter (olives, fine robusta)
Sweet bitter (milk chocolate)
Bitter sweet (chocolate)
Soft bitter (olives in brine)
Light bitter (tobacco, cocoa)
Sweet acidity (ripe fruit)
Harsh bitter (medicinal)
Honeyed (lush
sweetness)
+ -
Na
+ - Ca
+ chan
ne
ls G
pro
tein
sig
nal
ing
Modulación del sabor
LA EVALUACIÓN SENSORIAL DE LOS MÉTODOS DE PROCESAMIENTO REQUIERE SUTILES DIFERENCIACIONES :
◦ Distinguir los sabores vinosos, afrutados, especiados
potenciados por una fermentación adecuada de los sabores negativos de la sobrefermenatción
◦ Distinguir defectos agrios de los sabores vinosos y afrutados ◦ Reconocer modulación negativa de sabor causada por actividad
pre germinación (astringente y texturas ásperas, maltoso o sabores salados)
◦ Construir memoria sensorial del perfil de sabores y tradiciones de los naturales (así como los vinos tintos con cuerpo, frutosos, especiados requieren una evaluación completamente diferente de los vinos blancos florales, con notas de melocotón o manzana, tal distinción debería hacerse con los cafés).
Entendiendo la modulación del sabor
Sabores a madera.
Secado mecánico e inadecuado secado a altas temperaturas puede dar lugar a muerte de embrión y a la degradación de los azúcares y ácidos orgánicos. Como resultado, los cambios de modulación en el sabor pueden llevar negativamente hacia sabores leñosos, maderosos.
Sabor residual áspero, almidón and salty-closed sweetness.
Aparte de granos inmaduros, a veces tenemos “confusión de o embriogénesis tardía y germinación activa (ABA-Giberellins-PBZ fight and germination triggering →starch hydrolysis). Esto lleva a cambios en la composición química (creciente aumento de hormonas, amilasas y síntesis de azúcares).
Mellow and closed sweetness.
Largos periodos de fermantación implican degradación de azucares (bacterias digieren hasta 45% o azúcares, a continuación, levaduras sugars, then yeast and fungi become more efficient) and build up of organic acids, beginning with lactic and ascetic and then propionic, butyric and others that tend to convey closed sweetness, apart from off flavors (onion-like, stale, sweat, animal skin and foul).
Principales fallas en la fermentación
Daño mecánico en el pergamino Granos tomados de un pergamino roto
Granos tomados del pergamino en buena forma
Granos saludables Granos condaño mecánico
Integridad de la semilla
Protegido por el pergamino y la película plateada
Signos de infeccion microbiana
Embrión Saludable y activo Muerto o inactivo
Secado Pareja y lenta Rápida y dispareja
Calidad en Taza ≈83-84 points ≈74-76 points
Daño mecánico en Naturales Granos tomados de cerezas contaminadas y dañadas
Granos tomados de cerezas completas en buena forma
Granos y cerezas saludables Granos con daño mecánico
Integridad de la semilla
Protegido por la cáscara de la cereza y la película plateada.
Severos signos de infección microbiana
Embrión Saludable y activo Muerte del embrión o seriamente comprometido.
Secado Parejo y lento Parejo rápido
Calidad en taza ≈84-85 points ≈70-74 points
Encadenamientos productivos
Empresa integradora
Comercializadora
Tostadora
Trilladora
Beneficio húmedo
Pequeños productores
Socios (pequeños productores)
Encadenamientos productivos
Empresa integradora
Comercializadora
Tostadora
Trilladora Beneficios húmedo
familiar (productores de pergamino)
Beneficio húmedo Pequeños
productores de cereza
Socios (pequeños productores)
Encadenamientos productivos
Empresa integradora
Comercializadora
Tostadora
Trilladora
Beneficio húmedo
Socios o dueños
Variable Cooperativas Agronegocios privados
Derechos de propiedad
Colectivos / difusos; poca liquidez Privados plenos; enajenable; alta liquidez
Representación Por auto-adscripción o derechos agrarios (tierra)
Por derechos de propiedad accionaria
Gerencia Se ejercen representantes Se delega en profesionales
Toma de decisiones (invertir, venta, etc.)
Por un proceso de consulta y voto mayoritario
Por consenso y delegación
Política de precios Precios homogéneos: Precios diferenciados según rendimiento y calidad
Incentivos a la calidad
50-80% del precio fijo + pequeño diferencial después de la venta
Al contado + diferencial por calidad
Eficiencia en el uso del capital
Uno o dos ciclos de compra/venta; alto costo financiero
Múltiples ciclos de compra/venta; bajo costo financiero
Política de ventas Tiende a buscar el máximo precio posible y a especular; alto riesgo al pagar café sin fijar posiciones
Se basa en manejo de riesgos para garantizar precio por encima de costos de producción
Reparto de utilidades
El margen de utilidad es pequeño Se reinvierte la mayoría
Se establece un fondo de inversión y se reparten utilidades
Incentivos a lealtad Servicios y precios diferenciales Servicios y precios diferenciales
Salida Difícil Fácil
Problemas de la estructura de incentivos en las cooperativas • Cooperativas Balance de derechos y obligaciones de los socios
Proceso de representación y rendición de cuentas
Estructura colegiada de decisiones o manejo gerencial independiente
Incentivos a productividad y calidad
• Empresas privadas Distribución de beneficios de acuerdo a la propiedad (capital social o
acciones)
Manejo gerencial independiente, eficiente y flexible para hacer negocios
• Empresas privadas con estructuras de propiedad reguladas Distribución de beneficios de acuerdo a la propiedad (capital social o
acciones)
Manejo gerencial independiente