INTRODUCCIÓN

El café, además de ser una bebida popular, es el producto agrícola más consumido del mundo, dadas sus características organolépticas, debido al creciente consumo de cafés especiales y a los diferentes métodos de preparación (^{Alves et al. 2010}; ^{Cheong et al. 2013}; Di ^{Bella et al. 2014}). De acuerdo con la Organización Internacional del Café, el consumo de café, a partir del 2012, presentó una tasa media de crecimiento anual del 2%, liderada por Asia y Oceanía, seguidos de Norteamérica y África; por debajo de la media crecieron Europa, Sudamérica y América Central (^{OIC, 2016}). Colombia, se destaca por la producción de cafés suaves y de alta calidad. En la actualidad, es el mayor productor de cafés arábigos lavados y el tercero en la producción mundial; en la región del Huila, se producen los más altos volúmenes de café, con una participación de 2 millones 560 mil sacos de café verde año, correspondientes al 18% de la producción nacional (^{Dávila, 2018}).

En la última década, los cafés producidos en la región Huila obtuvieron reconocimiento internacional, por los diferentes premios obtenidos en los concursos de calidad en taza. Esta calidad, se atribuye a la consistencia en sus atributos, asociada a las variedades cultivadas, el manejo agronómico, los procesos poscosecha y las condiciones agrometeorológicas del cultivo; algunos estudios relacionan la influencia de la altura sobre la calidad final en taza (^{Suárez et al. 2015}), mientras que otros autores no reportan relación directa entre ellas (^{Orozco et al. 2011}). La calidad del café depende de muchos factores; sin embargo, la tostión se puede considerar como el parámetro más importante en el resultado final en la bebida (^{Wei & Tanokura, 2015}; ^{Santos et al. 2016}), el cual, promueve el desarrollo de componentes volátiles, como el aroma, atributo característico del café, que se forma durante este proceso, aunque las composiciones varían para los granos de café de diferentes especies, orígenes, grados de tostado o métodos analíticos. Se puede considerar que la formación del aroma característico, sabor y color resulta, primero, de la disminución drástica de los componentes del café verde, como la sacarosa, aminoácidos libres, ácidos clorogénicos (ACG) y trigonelina, así como de la descomposición de polisacáridos y proteínas (^{Wei & Tanokura, 2015}). Durante el proceso de tostión, los granos verdes sometidos a altas temperaturas de tostado causan una serie de cambios físicos y químicos en los granos. Las condiciones específicas de tostión influyen fuertemente, afectando la bioactividad y el sabor de la bebida (^{Farah, 2012}).

La cafeína es uno de los componentes más importantes, ya que contribuye en el amargor y en el efecto estimulante de la bebida; si es consumida moderadamente puede tener beneficios, como el aumento de disponibilidad de energía, concentración y disminución de la fatiga (^{Cheng et al. 2016}). En ese sentido, el café arábica es más popular por su bajo contenido de cafeína en comparación con el Robusta, con valores entre 0,9 - 1,3 y 1,5 - 2,5 (g/100g), respectivamente (^{Farah, 2012}), teniendo mayor aceptación por los consumidores.

Los atributos acidez, cuerpo y amargura están directamente relacionado con el proceso de tostión, por tanto, un café especial, se caracteriza por el equilibrio de estos atributos (^{Melo, 2004}). Los ACG son los responsables de contribuir en la amargura de la bebida durante el proceso de tostión, ya que son drásticamente degradados y su percepción es baja sensorialmente. La clase de lactonas que descomponen el producto de ácidos clorogénicos ha sido identificada como uno de los principales contribuyentes al amargor en el café. Por otro lado, la cafeína presente en el café verde 10 - 20% y otorga un fuerte sabor amargo (^{Schenker & Rothgeb, 2017}).

Recientes investigaciones sugieren la implementación del uso de métodos de espectroscopia infrarroja FTIR (Fourier Transform Infrared, por sus siglas en inglés), en la caracterización y evaluación de la calidad en alimentos; de acuerdo con ^{Rodriguez-Saona & Allendorf (2011)} y ^{Cebi et al. (2017)}, esta metodología es confiable, rápida, reproducible, fácil de realizar, no requiere preparación de muestras y no destructiva. El análisis del espectro infrarrojo se ha utilizado con éxito para encontrar diferencias entre granos defectuosos y no defectuosos de café almendra (^{Craig et al. 2012}). Otros estudios, se han desarrollado para determinar diferencias en granos de café procesados con diferentes protocolos de tostión (^{Wang & Lim, 2012}); admás, se detectaron adulteraciones de café tostado y molido, mezclado con maíz y cebada (^{Reis et al. 2013}).

En este estudio, se utilizó la técnica FTIR-ATR (^{Fernandes et al. 2014}), para encontrar diferencias entre muestras de café recolectadas en dos periodos diferentes de cosecha; además, se realizó un análisis estadístico multivariable, incluyendo los atributos sensoriales, la altura de la plantación y los resultados del espectro, para buscar una tendencia que definiera diferencias en función de la altura y la calidad final en taza.

MATERIALES Y MÉTODOS

Se evaluaron 62 muestras de granos de café de las variedades Caturra (C) y Castillo (K), cultivadas entre 1.200 y 2.000m s.n.m., en cuatro municipios del sur del Huila: Acevedo, Pitalito, San Agustín e Isnos (Colombia), para dos periodos de cosecha: mitaca (abril, mayo y junio) y principal (octubre, noviembre y diciembre) (^{Henao et al. 2017}). El beneficio, se realizó en las mismas condiciones para todas las muestras, con un tiempo de fermentación de 19 horas; el proceso de secado, se llevó hasta obtener un contenido de humedad del grano entre 10 - 12%. Las muestras, como café pergamino seco, fueron transportadas hasta el Centro Surcolombiano de Investigación en Café (CESURCAFÉ), de la Universidad Surcolombiana. La etapa del proceso de beneficio, se desarrolló en el Tecnoparque Yamboró, en Pitalito.

Preparación de las muestras: Se obtuvieron muestras por triplicado de café almendra verde después de trillar 500g de café pergamino seco por 1 minuto, en la trilladora de muestras INGESEC; la almendra, se tamizó sobre la malla # 13 ING-Z-TAMIZ-E de INGESEC, de acuerdo con la norma NTC5248 y se realizó la selección de almendra sana (SCAA, 2015); submuestras de 150g de almendra sana fueron tostados en una tostadora de muestras PROBAT, de acuerdo con el protocolo de la SCAA (2015), con una temperatura inicial de 200°C.

Análisis fisicoquímico: El contenido de humedad, se determinó mediante el método dieléctrico (capacitancia), con el medidor de humedad KETT PM-450 (Kett electric laboratory, Santiago Boulevard); la prueba, se realizó por triplicado. Los granos de café enteros verdes y tostados fueron medidos en el espacio CIEL*a*b*, directamente en la celda de 50mm (diámetro) e iluminante D₆₅, previamente calibrados con los blancos del equipo y, las mediciones, se realizaron por triplicado, con el Colorímetro Konica Minolta CR-410. Las mediciones del infrarrojo, se efectuaron en un espectrómetro FTIR SISTEMA AGILENT Cary 630-FTIR accesorio ATR, con longitudes de onda de 4000-700cm^-1; para café verde, los espectros se registraron en longitudes de onda de 4000-700cm^-1, con 8cm^-1 de resolución, 8 escáneres y, para café tostado, los espectros se registraron en una longitud de onda de 3500-1000cm^-1, con 8cm^-1 de resolución, 8 escáneres.

Análisis sensorial: Las muestras fueron evaluadas de acuerdo con la metodología de la Asociación de Cafés Especiales - SCA, por sus siglas en inglés (SCAA, 2015), en diferentes fases: Preparación, las muestras de café verde fueron sometidas al proceso de tostión, con temperatura inicial de 200°C; finalizado son molidas y dosificadas, en una relación peso/volumen, de 8,25 gr (+/- 0,25 gr) de café, para 150ml de agua por taza. Evaluación de la bebida, en esta fase, se valoraron 10 atributos de la bebida (fragancia/aroma, sabor, sabor residual, cuerpo, acidez, uniformidad, balance, limpieza de taza, dulzor y valoración final del catador), para cada muestra, reportados en el formato de evaluación diseñado por la SCA; finalmente, el panel de evaluación estuvo conformado por 5 catadores entrenados.

Análisis estadístico: Se aplicaron pruebas de estadística multivariable, análisis de clúster (conglomerado), con el objetivo de agrupar variables, tratando de lograr la máxima homogeneidad en cada grupo y análisis de componentes principales (ACP), para los resultados sensoriales, en conjunto con los análisis fisicoquímicos. Se utilizó el software estadístico StatGraphics Centurion XV.II para Windows.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En las figuras 1 y 2, se presentan los espectros en muestras de café para los estados de almendra verde y tostado, para los dos periodos cosecha evaluados (mitaca y principal); atendiendo lo reportado por ^{Ribeiro Juliano et al. (2010)}, para muestras de café en grano la longitud de onda de 1750cm^-1, está asociada a la presencia de cafeína (C) y los picos obtenidos entre 1600 - 1650cm^-1, se asocian a ácidos clorogénicos (ACG). En la figura 1, se observa que, tanto para la C como para los ACG, los picos son más definidos en comparación a la figura 2, en la que los picos asociados a los ACG (1600 y 1650cm^-1) aparecen disgregados, debido a que estos ácidos son térmicamente inestables y su pérdida en café arábica, después del proceso de tostado, puede llegar a ser superior al 95%. Esta disminución, se debe a que los ACG se degradan, debido a la ruptura de los enlaces carbono-carbono (^{Farah et al. 2005}), para formar ácido cafeico, lectonas y otros derivados del fenol, a través de las reacciones de Maillard y Strecker, lo que se traduce en un aumento en el amargor, astringencia y aroma (^{Gotteland & De Pablo, 2007}; ^{Cheng et al. 2016}). Para el caso de la cafeína, no presenta cambios significativos, debido a que, según ^{Oestreich-Janzen (2013)}, es un compuesto nitrogenado que no se ve afectado por el proceso de tostado; sin embargo, otro factor que puede estar asociado en el contenido de estos compuestos es la altitud. Según ^{Worku et al. (2018)}, en su estudio, estableció que estos compuestos fueron afectados por la altitud, un aumento de 100m de altura, los contenidos de C y ACG disminuyen significativamente.

Figura 1 Espectro de muestras de café verde de las cosechas (CM: cosecha mitaca y CP: cosecha principal). 

Figura 2 Espectro de muestras de café tostado de las cosechas (CM: cosecha mitaca y CP: Cosecha principal), de las variedades castillo (K) y caturra (C). 

En la figura 3, se presenta el ACP para las muestras conjuntas de cosecha principal y mitaca, incluyendo, como variables, los resultados del análisis sensorial; se consideró además, como observación, las alturas de las plantaciones clasificadas como rango de altura baja 1.200-1.500m s.n.m., media 1.500-1.750m s.n.m. y alta 1.750-2.000m s.n.m.; se puede observar una dispersión general de las muestras en ausencia de un modelo de separación definido, lo cual, confirma lo reportado por ^{Orozco et al. (2011)}, quienes indican que la altura no es un factor determinante sobre la calidad final en taza.

Figura 3 Análisis de componentes principales de evaluación sensorial en función a la altura sobre el nivel del mar del cultivo. 

El análisis conjunto de la altura de las plantaciones, con los atributos sensoriales y la cafeína, no generaron algún patrón distinto a una simple dispersión de las muestras, mientras que al involucrar en las observaciones el periodo de cosecha, se generó un patrón de clasificación, que permitió la construcción de tres conglomerados perfectamente diferenciados, como se muestra en la figura 4 (método de promedio de grupo eclidiana). Este patrón puede estar relacionado con las diferencias que se generan en las interacciones obtenidas entre los picos de cafeína y el puntaje total en taza que, en las muestras del conglomerado 1, correspondiente a la cosecha principal, tenían menor área en los picos de cafeína (1,29±0,32) y menor puntaje en taza (82,99±0,37), mientras que el conglomerado 2, también obtenido en cosecha principal, tienen área de cafeína y puntaje en taza más altos, con un promedio de 2,05±0,41 y 84,90±0,48, respectivamente; para el conglomerado 3, el área de los picos de cafeína fue de 1,32±0,27 y el puntaje final en taza fue de 84,85±0,9; se puede inferir que esta diferencia esté asociada a condiciones climáticas presentadas durante los periodos de cosechas evaluadas. Estos resultados son similares a los reportados por ^{Worku et al. (2018)}, quienes encontraron, en dos años de estudio, en diferentes cosechas, variaciones en los contenidos de C y ACG. Esto se puede explicar por la relación entre: ubicación del cultivo, condiciones de crecimiento, composición bioquímica de los granos de café y altitud.

Figura 4 Dendograma. Método de promedio de grupo, Euclideana, entre las muestras recolectadas en dos periodos de recolección (cosechas): pincipal y mitaca. 

Por otro lado, ^{De Lima et al. (2015)} establecen que la interacción entre el genotipo del cultivo y el ambiente es compleja y afecta directamente la calidad de la bebida, que se constituye de atributos importantes, como: físicos, organolépticos y compuestos químicos (C, ACG y trigonelina); cada uno de éstos atributos depende de nivel de sombrío, temperatura diaria, cantidad y distribución de la lluvia (^{Debela & Vos, 2017}).

Los análisis de los espectros en muestras de café en grano, obtenidos con la técnica FTIR-ATR, permitieron observar diferencias en los picos asociados a los ácidos clorogénicos para muestras recolectadas en diferentes periodos de tiempo; sin embargo, es necesario implementar técnicas cromatográficas, que permitan detectar, identificar y cuantificar los compuestos de interés.

Analizados individualmente, los resultados de la evaluación sensorial con la metodología SCAA, no permiten determinar una relación directa entre las alturas de siembra del cultivo de café con la calidad final en taza.

En el estudio, se determinó que no existe correlación entre la altura del cultivo de café y de las variedades sobre la calidad final de la bebida, al igual que entre periodos de cosecha (mitaca/principal). En el proceso de postcosecha, los parámetros ambientales, como temperatura, humedad relativa, estado de madurez, cantidad y distribución hídrica en el desarrollo del fruto, están relacionados directamente con la calidad final. Es recomendable utilizar análisis descriptivo cuantitativo (QDA) con los mismos atributos que incluye la metodología SCA, abarcando la valoración de la intensidad del atributo y de las notas resultantes en la evaluación; además, tener en cuenta otros aspectos, como el grado de sombrío del cultivo y genotipo