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 potencialmente transforma el control de calidad y los estándares de la industria.
por Tejasri Gururaj , Phys.org
Durante mucho tiempo, el tueste del café ha combinado la ciencia con el arte, ya que los tostadores expertos dependen de señales visuales, auditivas y olfativas para identificar el tueste ideal.
Sin embargo, una nueva investigación del Centro de Café de UC Davis ha descubierto algo notable. A pesar de las enormes diferencias en los perfiles de tueste, las técnicas y los orígenes del café, todo el café Arábica sigue la misma curva de color universal al transformarse del grano verde al tueste oscuro.
El estudio establece una relación matemática que podría finalmente aportar estándares objetivos y cuantitativos a una industria que durante décadas se ha basado en evaluaciones subjetivas. Los hallazgos surgen del estudio más exhaustivo jamás realizado sobre la dinámica del color en el tueste de café a escala comercial.
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 UC Davis.
«Desde que empecé a trabajar en poscosecha, me ha fascinado la importancia del color», dijo Donis-González. «El color no se trata solo de la apariencia; es un indicador clave de la calidad de muchos productos, incluido el café».
Descifrando el misterio del tostado
Los investigadores abordaron una pieza faltante en nuestra comprensión científica del café.
Aunque durante mucho tiempo se ha considerado que el color es vital para evaluar el nivel y la calidad del tostado, sorprendentemente ha habido poca comprensión 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 basaban en hornos de laboratorio básicos ajustados a temperaturas constantes, lo cual no refleja las condiciones complejas y cambiantes del tueste comercial. El equipo de UC Davis adoptó un enfoque completamente diferente.
«Establecimos los perfiles de tueste con base en fuentes exhaustivas, que incluyen literatura científica, experiencia práctica previa y pautas establecidas de la industria», explicó Donis-González.
Utilizando una tostadora de tambor comercial, variamos sistemáticamente las tasas de aumento de temperatura (también conocidas como tasas de aumento) para observar sus efectos en el desarrollo del color del café a lo largo de todo el proceso de tueste.
Los investigadores probaron siete perfiles de tostado radicalmente diferentes, cada uno de los cuales duraba exactamente 16 minutos pero con dinámicas energéticas muy diferentes, desde perfiles de «inicio rápido» con calor inicial alto hasta perfiles de «inicio lento» con aumentos graduales de temperatura.
Probaron el café tostado cada minuto, creando una imagen de alta resolución sin precedentes de cómo se desarrolla el color a lo largo del proceso.
La ciencia detrás de la curva
El descubrimiento más sorprendente se produjo 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 adaptarse a la percepción visual humana. La coordenada L* representa la luminosidad, mientras que a* abarca el espectro del verde al rojo y b* abarca los tonos del azul al amarillo.
«El espacio de color L*a*b* es particularmente adecuado para cuantificar el desarrollo del color del tueste porque puede detectar variaciones sutiles que el ojo humano podría pasar por alto, lo que garantiza una evaluación confiable en diferentes condiciones de iluminación y reduce el sesgo subjetivo», afirmó Donis-González.
Independientemente de si utilizaron perfiles de tueste rápido, lento o medio, y de si el café provenía de Uganda, Indonesia o El Salvador, cada muestra siguió la misma ruta fundamental en el espacio de color L*a*b*.
Los investigadores pudieron describir esta «curva universal de color del café tostado» con ecuaciones matemáticas precisas. Sus ecuaciones polinómicas permitieron predecir la diferencia entre un color y otro con una precisión superior al 93 %.
La relación entre la luminosidad (L*) y las coordenadas rojo-verde (a*) explicó el 93,4% de la variación del color, mientras que las relaciones luminosidad y azul-amarillo (b*) explicaron 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 y sabores marrones asociados con el café tostado) siguen vías predecibles independientemente de las condiciones específicas utilizadas para impulsarlas.
Aún más sorprendente, a pesar de los diferentes tiempos y dinámicas, todos los cafés alcanzaron valores de color prácticamente idénticos en los principales hitos del tueste, como el cambio de color, el primer crack y el segundo crack, que son las etapas clave que los tostadores utilizan para juzgar el desarrollo del tueste.
«La industria desconocía inicialmente un hallazgo clave de nuestro estudio. A pesar de las variaciones en la dinámica del perfil de tueste que afectan el desarrollo del color, los cafés muestran consistentemente valores de color L*a*b* aproximadamente iguales en etapas importantes del tueste», señaló Donis-González.
Validando la universalidad en todo el mundo
Para verificar que sus hallazgos no se limitaran a su configuración específica, los investigadores realizaron una revisión sistemática siguiendo rigurosos protocolos científicos.
El equipo de investigación analizó datos de color de 20 publicaciones diferentes que abarcaban diversos métodos de tueste, tipos de equipos y orígenes del café. Esto suma un total de 392 mediciones distintas.
La validación fue notable. La mayoría de los datos existentes coincidieron perfectamente con su curva universal, y el 86 % de los puntos de datos no mostraron diferencias de color perceptibles con respecto a los valores previstos.
«Una revisión sistemática fue esencial para confirmar la existencia de una curva de color universal para el café Arábica», afirmó Donis-González. «Nos sorprendió especialmente la consistencia, que subraya las características compartidas en el desarrollo del color del café, independientemente del origen o el método de procesamiento».
La universalidad se extendió incluso más allá del café. Los datos de la elaboración de pan, otro proceso que implica reacciones de pardeamiento de Maillard, también mostraron relaciones de color similares, lo que sugiere que la curva podría aplicarse a otras aplicaciones de procesamiento de alimentos.
Mirando hacia el futuro
Actualmente, no existen estándares universalmente aceptados para términos como «tueste claro», «tueste medio» u «tueste oscuro». El tueste claro de un tostador puede ser más oscuro que el «tueste oscuro» de otro, lo que genera confusión para los consumidores e inconsistencias en toda la cadena de suministro.
«Esta curva universal de color del café puede ayudar a estandarizar las definiciones de nivel de tueste en toda la industria al proporcionar una forma objetiva y medible de evaluar los niveles de tueste a través del análisis de color», explicó Donis-González.
Las aplicaciones prácticas van mucho más allá de la estandarización. Los tostadores podrían usar la curva universal para el control de calidad en tiempo real , sabiendo exactamente en qué punto se encuentra su café en la ruta universal de color, independientemente de su perfil de tueste específico.
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, garantizando que la curva universal se pueda utilizar con los equipos industriales actuales.
«Ahora podemos presentar el color universal del café tostado a los profesionales de la industria, quienes, mediante encuestas sistemáticas, pueden ayudar a categorizar y nombrar los colores del café tostado según su experiencia y los estándares de la industria», afirmó Donis-González.
Más información: Laudia Anokye-Bempah et al, Una curva de color universal para el café arábica tostado, Scientific Reports (2025). DOI: 10.1038/s41598-025-06601-w
