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UTILIZACIÓN DE REMOVEDORES DE OXIGENO Y GAS CARBÓNICO ENEL EMPAQUE Y EL ALMACENAMIENTO DE CAFÉ TOSTADO

* Complemento a la tesis de grado “Empaques para café tostado. Secuestrantes de oxígeno, agua y dióxido de carbono paracafé tostado” presentada a la Universidad Nacional de Colombia, Manizales, para optar al titulo de Ingeniero Químico.

** Investigador Científico II. Programa de Industrialización y Disciplina de Biometría, respectivamente. Centro Nacionalde Investigaciones de Café, Cenicafé, Chinchiná, Caldas, Colombia.

RESUMEN

LUNA Y., L.E.; RIAÑO L., C.E.; OROZCO G, L. Utilización de removedores de oxígeno y gas carbónicoen el empaque y el almacenamiento de café tostado. Cenicafé 50(2):145-165. 1999.

Se determinó la acción y la eficiencia de un removedor de gases en la conservación de las características propiasde una mezcla de café tostado entero y molido sin desgasificar, proveniente de la industria tostadora Lukafé.Se ensayaron 16 tratamientos constituidos por 2 empaques: frasco y bolsa; 2 tipos de café: entero y molido y4 tiempos de evaluación: 0, 50, 90 y 155 días. El removedor (Ageless) se depositó en los empaques los cualesse sellaron y se almacenaron en tres localidades: Honda (30±2ºC y 75±2% HR), Manizales (17±2ºC y 79±2%HR y Letras (10±2ºC y 78±2% HR), protegidos de la luz y con un testigo (sin removedor) en Honda. Sedistribuyeron en un diseño completamente al azar con arreglo factorial de 2x2x4, con 5 repeticiones. Lasvariables de respuesta fueron los análisis fisicoquímicos y sensoriales. Mediante la prueba de Barttlet se evaluóla homogeneidad de los errores experimentales de las variables en las tres temperaturas y se hizo el análisiscombinado de varianza para evaluar la interacción de los factores con la temperatura. Con las variables se hizoun análisis multivariado; estas respondieron significativamente a los tratamientos con removedores. Loscambios en el café tostado almacenado con adición de removedores no alteran la calidad del productoalmacenado; la mayor eficiencia del removedor se obtuvo en el café tostado entero envasado en frasco y a 10°C.El comportamiento de la presión y el contenido de gas carbónico en los diferentes tratamientos se expresó através de ecuaciones que presentaron un ajuste mayor del 80%. La evolución del índice de peróxido en funcióndel tiempo para la temperatura de Manizales se expresó como una curva polinómica cuadrática con ajuste del67%.

Palabras claves: Embalaje, café tostado, almacenamiento, conservación, empaques, removedores,secuestrantes, absorbedores, gases, oxígeno residual.

Lucero Elvia Yela-Luna*; Campo Elías Riaño-Luna**:Lucelly Orozco-Gallego**

ABSTRACT

Action and efficiency of a gas remover for conservation of characteristics of a whole and ground toasted coffeemixture not degasified, from the toasting industry Lukafé, was determined. The 16 treatments were 2 packingsystems: flask and bag; 2 coffee types: whole and ground, and 4 evaluation times: 0, 50, 90 and 155 days. Theremover (Ageless) was placed in sealed packages and stored in three places: Honda (30±2°C and 75±2% RH),Manizales (17±2°C and 79±2%RH) and Letras (10±2°C and 78±2% RH), protected from light and a control(without remover) in Honda. Treatments were distributed in a completely random design with factorialarrangement 2x2x4, with 5 replications. Response variables were physico-chemical and sensory analyses.Homegeneity of experimental error of variables with the three temperatures was evaluated by Barttlet test andcombined analysis of variance measured interaction of factors with temperature. Multivariate analysis wascarried out and variables responded significantly to treatments with removers. Changes in toasted coffee storedwith removers does not alter quality of the product. Highest efficiency of remover was obtained with wholetoasted coffee packed in flasks at 10°C. Behavior of pressure and carbonic gas content was expressed inequations with adjustment above 80%.

Keywords: Crate, toasted coffee, storage, conservation, packing, removers, absorbers, gases, residual oxygen.

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El café como bebida aromática, es uno delos productos de mayor consumo en el mundo;teniendo en cuenta que el café colombiano esmuy apetecido, se deben conocer los mediospara preservar las características intrínsecascomo: aromas, aspecto físico y propiedadesquímicas, que contribuyen a identificar unbuen café.

La degradación de las cualidades propiasdel café tostado ocurre cuando se almacena encondiciones no apropiadas y se atribuye princi-palmente a la presencia de oxígeno, humedad,luz, perdida de volátiles y temperatura(5,6,9,11). El mayor efecto de estos factores,principalmente el oxígeno, sobre los productosalimenticios es la alteración de sus propiedadesorganolépticas y su descomposiciónfisicoquímica; las técnicas de empaque ayudana controlar en mayor o menor grado estosproblemas (4,8).

El empaque sirve de barrera fisicoquímicacontra agentes externos que ocasionan la pérdi-da y alteración de las características de unproducto terminado (10,12,16). Con el fin deasegurar la calidad de los productos por perío-dos largos, se han venido investigando méto-dos fisicoquímicos para controlar el nivel deoxígeno en el empaque tales como: remociónde gases residuales con otro gas inerte, empa-que en vacío, desgasificación a través de válvu-las adheridas al empaque y en los últimos añosse ha experimentado con adsorbedores de ga-ses (1, 7, 13, 19).

Los removedores de gases son sustanciassólidas que debido a su alta área superficialtienen la propiedad de retirar y separar demanera fisicoquímica algunos compuestos deuna mezcla gaseosa (1,7). En el mercado esta-dounidense y japonés se encuentra gran varie-dad de tipos de secuestrantes, algunos de ellosespecíficos para la gran variedad de productosalimenticios. Un ejemplo son los removedoresa base de hierro o sustancias reductoras que

MATERIALES Y MÉTODOS

El trabajo de investigación se realizó en laplanta piloto de química aplicada del programade industrialización en Cenicafé. Como unidadexperimental se utilizaron 250 gramos de unamezcla industrial de café tostado sin desgasifi-car, entero y molido suministrado por Lukafé,industria tostadora de Manizales. Se evaluaron16 tratamientos constituidos por: dos tipos decafé tostado (entero y molido), dos empaques(bolsa o empaque flexible de polipropilenobiorientado metalizado y frasco de vidrio oempaque rígido), cuatro tiempos de evaluación( 0, 50, 90 y 155 días de almacenamiento),

remueven el oxígeno, considerado el mayorfactor de deterioro de la calidad de los alimen-tos. En el caso de empaques para café tostadocontribuyen a eliminar el oxígeno residual, lahumedad y el dióxido de carbono desprendidopor el café tostado, contenidos dentro del empa-que. La selección del removedor y su eficacia,está sujeta al conocimiento de los principalesproblemas que se presentan en el productodurante su almacenamiento y la utilización deun material de empaque que sea una buenabarrera a los gases (1,13). La temperatura delmedio ambiente a la cual el sistema producto/empaque es expuesto durante la distribución yalmacenamiento, acelera las reacciones quími-cas incrementado la rancidez del café tostado(3, 6, 11).

Esta investigación tuvo como propósitodeterminar la evolución de la calidad del cafétostado cuando se almacena con removedoresde gases, en las condiciones de temperatura yhumedad a las cuales se expone durante sucomercialización en el país, como las reinantesen las localidades de Honda en el Tolima, yManizales y Letras en Caldas; esta informaciónes de interés para Lukafe y la Federación Na-cional de Cafeteros de Colombia.

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almacenados en tres sitios (Honda, Maniza-les y Letras) con valores medios de tempera-tura y humedad de (30±2ºC, 17±2ºC, 10±2ºCy 75±2%, 79±2% y 78±2%), respectivamen-te.

En cada empaque de café tostado se deposi-tó una bolsita del removedor marca Agelesstipo E (1). Los empaques se sellaron y sealmacenaron protegidos de la luz (Figura 1).Adicionalmente se tuvo un testigo (sinremovedor) para la temperatura de 30º C y 75%de HR. Como variables de respuesta se tuvieronlas consideradas en el análisis fisicoquímico ysensorial.

En los análisis químicos se determinaron: elcontenido de lípidos (%) el cual se realizó enuna unidad de extracción de lípidos SoxtecSystem Ht1430 Tecator (21), el índice deperóxido (meq oxígeno/kg muestra) que sedeterminó por colorimetría siguiendo la meto-dología de Nestlé (10), el índice de iodo en elcual se siguió el método de Técnicas de Labo-ratorio para Análisis de Alimentos (14), laacidez titulable (ml NaOH 0,1N gastados), y elpH se realizó en el titulador automático MettlerToledo DL53 (21).

En los análisis físicos se realizaron las si-guientes determinaciones: contenido de dióxido

de carbono y contenido de oxígeno (porcentajeen volumen), el cual se midió en un Orsat y unanalizador de gases Mocon Pac Check TM Model650, en un Termoconstanter Novasina se deter-minó la actividad acuosa , densidad aparente (gmuestra/ml) se realizó por caída libre , la pre-sión total (psi) se midió con un manómetro y untransmisor de presión , el color se evaluó en elcolorímetro Triestimulus Hunter Lab Dp-9000 en la escala L, a , b , el porcentaje dehumedad y los sólidos solubles se midieronen un analizador de humedad infrarrojoMettler LJ16 (20, 21).

Los análisis sensoriales los realizó el panelde evaluación de Lukafé, entrenado para eva-luar este tipo de mezclas industriales de cafétostado; las calificaciones y tablas utilizadasfueron elaboradas por el panel de dicha empre-sa donde se consideró el aroma, como la másimportante. En esta prueba de tasa se tienen encuenta los siguientes criterios:

Acidez: bajo (0,5-1,2), medio (1,3-1,6), alto(1,6-2,0) y muy alta (2,0-2,6).

Amargo: bajo (3,2-3,7), medio (3,8-4,1) y alto(4,2-4,6).

Aroma: defectuoso, malo (< 4,0), ligeramentedefectuoso (4,1-4,4), bueno (4,5-4,8).

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SecuestranteSe sella elempaque

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Se sella elempaque

EL secuestrante actua

Figura 1. Mecanismo de acción del secuestrante de oxígeno y dióxido de carbono en empaques. Fuente. Ageless (1).

Acción delsecuestrante

Se sella delempaque

Secuestrante

148 Cenicafé, 50(2): 145-165. 1999

Impresión Global: defectuoso, malo (<6,1),ligeramente defectuoso (6,2-6,7), bueno (6,8-7,3)

Las calificaciones estándares para la mez-cla de café utilizada y para las condiciones detostación son: Acidez (0,8-1,2), Amargo (4,2-4,5), Aroma (4,4-4,8) e Impresión Global (6,7-7,3).

Para su estudio, los tratamientos estuvierondistribuidos bajo un diseño completamente alazar con arreglo factorial de 2x2x4 (Café,Empaque y Tiempo) con 5 repeticiones, paracada una de las tres temperaturas de almacena-miento.

Las variables de respuesta fueron los análi-sis fisicoquímicos y sensoriales, evaluados paracada temperatura y sometidos al análisis devarianza conforme al diseño experimental es-pecificado al 0,01 de significancia. Los prome-dios de los tratamientos se compararon con unaprueba múltiple (DMS) y los tiempos a travésde polinomios ortogonales.

Con el fin de analizar en forma global yevaluar la consistencia del efecto de los facto-res analizados en las variables de respuesta, serealizó el análisis multivariado de varianza(Manova) y se evalúo con el estadístico deprueba Lambda de Wilk. Para evaluar lainteracción de los factores con la temperatu-ra se hizo el análisis combinado de varianza,previa prueba de homogeneidad (Barttlet) delos errores experimentales de las tres tempe-raturas de almacenamiento, para las varia-bles de respuesta que cumplieran este requi-sito.

También se realizó un estudio de análisismultivariado descriptivo de componentes prin-cipales para dar una descripción más concisa dela tendencia de los datos originales e identificarcuales factores tienen mayor influencia duranteel almacenamiento (13, 21).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En los tratamientos con removedor en cadatemperatura de almacenamiento, la mayoría delas variables fisicoquímicas y sensoriales pre-sentaron respuesta significativa a los factores:Café, Empaque y Tiempo. Las variables: por-centaje de lípidos, acidez titulable, índice deperóxido, porcentaje de oxígeno, porcentaje dehumedad, color (a) y el análisis sensorial (aci-dez, amargo y aroma) respondieron significa-tivamente a la influencia de la temperatura dealmacenamiento en los factores estudiados; losresultados se condensan en la Tabla 1. Engeneral, se encontró que el comportamiento dela temperatura estuvo asociado al tipo de café,empaque y tiempo de almacenamiento conremovedor, lo cual verifica la importancia deestos factores en el almacenamiento del cafétostado (Tablas 5 y 6).

Para la interacción Empaque x Café conremovedor, las siguientes variables presenta-ron efecto significativo (Tabla 1): Los conteni-dos de lípidos, oxígeno y humedad; el color (a)y los sensoriales (acidez, amargo y aroma).También los promedios de contenido de lípidosdel café tostado se encontraron entre 12,3% y13,9% (Tabla 2), estos valores se ajustaron a losdatos reportados por Clarke (3) (11-16% delípidos) y Belitz (2) (aproximadamente 13%);el café tostado entero presentó menor conteni-do de lípidos, razón por la cual el problema derancidez fue menor. Los contenidos de hume-dad en los tres sitios presentaron valores infe-riores a 1,48%, cantidad que no afecta la cali-dad del café. Rothfos (17) y Hinman (6), encon-traron como valor máximo el 5%. El aroma, deacuerdo a el panel de catación de Lukafé paraeste grado de tostión, debe estar entre 4,4 y 4,8;las calificaciones dadas para el aroma en esteestudio estuvieron en este rango, a excepcióndel café tostado y molido empacado en bolsa,que presentó una calificación de 4,29 conside-rada baja. La mayoría de las variables presen-taron diferencias significativas favorables para

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TABLA 4. Promedios de las variables evaluadas para los factores Café y Temperatura de almacenamiento.

FÍSICO QUÍMICO SENSORIAL

CAFÉ % % % Índice Acidez AromaCO

2O

2Lípidos Peróxido Titulable

MOLIDOHonda 7,34 8,39 13,84 1,071 9,089 4,367Letras 6,97 8,16 13,89 0,926 9,076 4,497Manizales 6,96 8,30 13,81 1,041 9,187 4,402

ENTEROHonda 11,15 8,33 12,66 0,865 7,858 4,452Letras 8,58 6,87 12,58 0,854 7,158 4,538Manizales 8,83 7,37 12,51 0,828 7,531 4,521

TABLA 3. Promedios de las variables evaluadas, para los factores Empaques y Temperaturas de almacenamiento.

EMPAQUE FÍSICOS QUÍMICOS SENSORIAL

% % Índice AromaO

2 H Peróxido

BOLSAHonda 13,33 0,889 1,010 4,287Letras 11,80 0,853 0,999 4,483Manizales 12,43 0,872 1,015 4,384

FRASCOHonda 3,39 0,758 0,926 4,532Letras 3,23 0,865 0,781 4,553Manizales 3,24 0,780 0,853 4,538

TABLA 2. Promedios de las variables evaluadas para la interacción Empaque x Café, con secuestrante

FÍSICO QUÍMICO SENSORIAL

FACTORES % % Presión % % Índice Acidez AromaCO

2O

2 H Lípido Peróxido Titulable

BOLSAEntero 9,38 11,85 12,73 0,308 12,85 0,936 7,513 4,481Molido 7,19 13,81 12,30 1,435 13,81 1,080 9,367 4,287

FRASCOEntero 9,66 3,22 13,75 0,337 12,31 0,762 7,519 4,526Molido 6,98 3,35 11,40 1,265 13,89 0,945 8,866 4,555

Cenicafé, 50(2):145-165. 1999 151

el café tostado entero empacado en frasco conadsorbente, apreciándose la acción delremovedor en la conservación del café.

La interacción Empaque x Tiempo (Tabla1), presentó efecto significativo en las siguien-tes variables: contenido de lípidos, de oxígeno,de humedad, acidez titulable, índice de peróxidoy aroma en la evaluación sensorial. En lasFiguras 2 y 3, el índice de peróxido y contenidode humedad del café tostado presentaron ten-dencia a incrementarse en los dos empaques,pero el café envasado en frasco registró valoresbajos favoreciendo la estabilidad del producto;en los tratamientos con bolsas el contenido dehumedad no fue superior al 2,5%, resultandodentro de los rangos permitidos.

El contenido de oxígeno en el frasco (Figura4) presentó tendencia a disminuir con el tiem-po, llegando a 0% a los 50 días por la eficaciadel removedor en la extracción del oxígeno y lahermeticidad del empaque; en la bolsa el con-tenido de oxígeno tiene la misma tendenciahasta los 50 días; a partir de allí se incrementadebido a la permeabilidad del empaque. Elaroma presentó tendencia a disminuir con eltiempo de almacenamiento, siendo mayor éstepara el café tostado empacado en bolsa (Figura5); en el frasco hubo una mejor conservacióndel aroma y las calificaciones fueron superioresa 4,5 durante el período de almacenamiento; elcafé empacado en frasco con adsorbedor con-serva mejor las características organolépticas através del tiempo. Se resalta la relación inversaque se presentó entre las variables de índice deperóxido y porcentaje de humedad con el aro-ma; las calificaciones para el aroma fueronmenores cuando las muestras incrementaron lahumedad y el índice de peróxidos, indicando ladegradación del café. Cada uno de los empa-ques estudiados presenta propiedades diferen-tes que dan lugar a cambios en las característi-cas iniciales del café tostado a través del tiem-po.

Las variables con respuesta significativa enla interacción Café x Tiempo, con removedor(Tabla 1), fueron: contenido de oxígeno y dehumedad, índice de peróxido, color (a) y lossensoriales (acidez, amargo y aroma). En lasFigura 6 y 7 los promedios de contenido dehumedad e índice de peróxido aumentaron conel tiempo de almacenamiento para los dos tiposde café; se observó un comportamiento favora-ble en el café tostado entero porque registróvalores menores de 0,7% de humedad y elíndice de peróxido fue menor de 0,945 meq.O2/kg de muestra. Se observó que el removedorayudó a conservar la estabilidad del productopor más tiempo. En la Figura 8, se puedeobservar que las tendencias de aroma disminu-yeron a través del tiempo de almacenamiento,pero el café tostado entero presenta las califica-ciones en el panel de catación más altas. Laacidez titulable del café tostado entero y moli-do registró tendencia a aumentar durante eltiempo de almacenamiento, manteniendo lamayor estabilidad el café tostado molido (Figu-ra 9).

El efecto del empaque con removedor de-pendió significativamente de la Temperatura(Tabla 1), en las siguientes variables: índice deperóxido, contenido de oxígeno, contenido dehumedad y análisis sensorial en amargo y aro-ma. En la Tabla 3 se encuentran los promediosdel porcentaje de oxígeno y se observa quefueron menores en Letras; los mayores rangosde variación (Tabla 1) y de cantidad de oxígenose presentaron en el café tostado envasado enbolsa. La cantidad de oxígeno dentro del empa-que disminuyó por la presencia del removedory la degradación del café tostado almacenadofue mínima.

Los promedios de índice de peróxido yporcentaje de humedad (Tabla 3) fueron meno-res para el café tostado empacado en frasco a lastemperaturas de Letras y Manizales, favore-ciendo la conservación del aroma.

152 Cenicafé, 50(2): 145-165. 1999

EMP AQ BOLSA F R ASC O

%

O

X

I

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O 0. 00

2. 00

4. 00

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10. 00

12. 00

14. 00

16. 00

18. 00

T IE M PO (D I AS )

0 20 4 0 6 0 80 1 00 1 20 140 160

EMPAQ BOLSA FR ASCO

AR

OM

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3 .7 0

3 .8 0

3 .9 0 4 .0 0

4 .1 0

4 .2 0 4 .3 0

4 .4 0

4 .5 0

4 .6 0

TIEMPO (D IAS)

0 20 40 60 80 10 0 12 0 14 0 16 0

EMPAQ BO LS A FR AS C O

I

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0 .8 00

0 .9 00

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1 .1 00

1 .2 00

1 .3 00

TIEMPO (D IA S)

0 20 40 60 80 100 120 140 160

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%

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1 .000

1 .500

2 .000

2 .500

TIEMPO (D IA S)

0 2 0 40 60 8 0 1 00 120 140 160

Figura 2.Comportamientodel Indice deperóxido en lainteracciónempaque ytiempo dealmacenamientoen lostratamientos dealmacenamientode café consecuestrante.

Figura 3.Comportamientode la humedad enla interacciónempaque ytiempo dealmacenamientoen lostratamientos dealmacenamientode café consecuestrante.

Figura 4.Comportamientodel oxígeno en lainteracciónempaque ytiempo dealmacenamientoen lostratamientos dealmacenamientode café consecuestrante.

Figura 5.Comportamientodel aroma en lainteracciónempaque ytiempo dealmacenamientoen lostratamientos dealmacenamientode café consecuestrante.

Cenicafé, 50(2):145-165. 1999 153

CAFE EN TERO MOLIDO

%

H

UM

E

DA

D 0 .0 00

1 .0 00

2 .0 00

3 .0 00

TIEMPO (DIAS)

0 20 40 60 80 100 120 14 0 16 0

CAFE ENTERO MOLIDO

IND

.P

ER

OXI

DO

0 .5 00

0 .6 00

0 .7 00

0 .8 00

0 .9 00

1 .0 00

1 .1 00

1 .2 00

TIEMPO (DIAS)

0 20 4 0 6 0 8 0 100 120 140 160

C AFE EN TER O MOLIDO

AR

OM

A

3 .9 0

4 .0 0

4 .1 0

4 .2 0

4 .3 0

4 .4 0

4 .5 0

4 .6 0

TIEMPO (DIAS)

0 20 40 60 80 10 0 12 0 14 0 16 0

C AFE ENTER O MOLIDO

A

CI

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Z

TI

T.

6.00 0

7.00 0

8.00 0

9.00 0

10.00 0

11.00 0

TIEMPO (D IAS)

0 20 40 60 80 10 0 12 0 14 0 16 0

9

Figura 6.Comportamiento

de la humedaden la interaccióncafé y tiempo dealmacenamiento

en lostratamientos con

secuestrante.

Figura 7.Comportamiento de

la variable Indicede peróxido en lainteracción café y

tiempo dealmacenamiento enlos tratamientos dealmacenamiento de

café consecuestrante.

Figura 8.Comportamiento

del aroma en lainteracción café

y tiempo dealmacenamiento

en lostratamientos de

almacenamientode café con

secuestrante.

Figura 9.Comportamiento

de la acideztitulable en la

interacción caféy tiempo de

almacenamientoen los

tratamientos dealmacenamiento

de café consecuestrante.

154 Cenicafé, 50(2): 145-165. 1999

La interacción Café x Temperatura (Tabla1) presentó efecto significativo en las siguien-tes variables: porcentajes de lípidos, acideztitulable, índice de peróxido, contenido de oxí-geno y los sensoriales (amargo y aroma) paralos almacenados en Honda. Se encontró todo locontrario para los empacados con secuentrantey almacenados en Letras y Manizales (Tabla 4).El café tostado molido presentó mayor sensibi-lidad a los incrementos de temperatura de alma-cenamiento, aún con la presencia de removedor,estando de acuerdo con lo reportado por Heiss(5), quien determinó que una disminución de latemperatura de almacenamiento conserva me-jor la calidad del café.

En la interacción Tiempo x Temperatura,con removedor (Tabla 1), se presentó efectosignificativo en las siguientes variables: conte-nido de lípidos, de oxígeno, de humedad, deacidez titulable, índice de peróxido y análisissensorial (acidez, amargo y aroma). En la Figu-ra 10 se presenta cómo el índice de peróxido enlas tres temperaturas de almacenamiento seincrementó con el tiempo durante los primeros120 días de almacenamiento. El aroma en elpanel de catación tuvo tendencia a disminuir(Figura 11), y se observó el mejor comporta-miento a la temperatura de Letras donde elproducto conservó calificaciones altas, lo cualfavoreció la calidad de tasa. Las variables pre-sentaron mayor estabilidad a las temperaturasde Letras (10°C) y Manizales (17°C).

Para cada temperatura de almacenamientocon removedor (Tabla 5), en el análisismultivariado de varianza se registran los valo-res correspondientes al Lambda de Wilk y elnivel de probabilidad para cada hipótesis plan-teada. Las hipótesis nulas planteadas para losfactores Empaques, Café y Tiempo, y lascorrespondientes interacciones, se rechaza-ron al nivel de significancia del 0,01. Estodemostró que los factores propuestos tuvie-ron efecto significativo sobre el conjunto devariables.

En la Figura 12, se observa la tendencia dela presión total en función del tiempo de alma-cenamiento para los dos empaques y los datosse ajustaron a una regresión polinómicacuadrática. Las ecuaciones calculadas para lapresión en cada uno de los empaques fueron:

En la bolsa:

Ecuación polinómica de la variación de lapresión en la bolsa.

Presión = 18,4219 - 0,1586 Tiempo + 0,0007Tiempo2; R2 = 0,9307 <<1>>

En el frasco:

Ecuación polinómica de la variación de lapresión en el frasco.

Presión = 18,1424 – 0,1473 Tiempo + 0,0007Tiempo2; R2 =0,8226 <<2>>

En los dos casos la variación explicada (R2)de la presión en función del tiempo fue mayordel 82% y se presentó un punto mínimo en lapresión para cada empaque, correspondiendopara la bolsa una presión total mínima de10,643 psi a los 99,85 días de almacenamientoy para el frasco 9,76 psi a los 111,17 días dealmacenamiento. La presión en las bolsas fueinferior a la presión atmosférica (presión devacío), cuyo promedio fue de 12,4 psi. Laspresiones de vacío son generadas por la accióndel removedor al retirar el dióxido de carbonoy el oxígeno del espacio de cabeza del empa-que; estos valores no representan perjuicio parala integridad del empaque, confirmando que noes necesario desgasificar el café tostado quevaya a ser empacado con secuestrantes oremovedores de gases.

En la Figura 13, se consigna el comporta-miento del contenido del dióxido de carbono enfunción del tiempo para cada empaque en latemperatura de Letras. Los valores se ajustaron

Cenicafé, 50(2):145-165. 1999 155

TABLA 5. Análisis multivariado de varianza en diferentes temperaturas de almacenamiento (bodegas). Hipótesis yestadística de prueba de Lambda Wilk.

TEMPERATURA HIPÓTESIS FORMULADAS LAMBDA Pr>FDE ALMACENA- DEMIENTO WILK

Honda 1 Ho: No hay efecto medio del factor EMPAQUE sobre lasvariables y al menos una variable difiere. 0,00306 0,0001

Honda 2 Ho: No hay efecto medio del factor CAFÉ sobre lasvariables y al menos una variable difiere. 0,00268 0,0001

Honda 3 Ho: No hay efecto medio en la interacción EMPAQUE xCAFÉ sobre la variables y al menos una variable difiere. 0,04513 0,0001

Honda 4 Ho: No hay efecto medio en la interacción EMPAQUE xTIEMPO sobre la variables y al menos una variable difiere. 1,2E-5 0,0001

Honda 5 Ho: No hay efecto medio en la interacción CAFÉ x TIEMPOsobre la variables y al menos una variable difiere. 0,000166 0,0001

Letras 6 Ho: No hay efecto medio del factor EMPAQUE sobre lasvariables y al menos una variable difiere. 0,00905 0,0001

Letras 7 Ho: No hay efecto medio del factor CAFÉ sobre lasvariables y al menos una variable difiere. 0,00339 0,0001

Letras 8 Ho: No hay efecto medio en la interacción EMPAQUE xCAFÉ sobre las variables y al menos una variable difiere. 0,06612 0,0001

Letras 9 Ho: No hay efecto medio en la interacción EMPAQUE xTIEMPO sobre la variables y al menos una variable difiere. 5,7E-5 0,0001

Letras 10 Ho: No hay efecto medio en la interacción CAFÉ x TIEMPOsobre la variables y al menos una variable difiere. 0,000804 0,0001

Manizales 11 Ho: No hay efecto medio del factor EMPAQUE sobre lasvariables y al menos una variable difiere. 0,005509 0.0001

Manizales 12 Ho: No hay efecto medio del factor CAFÉ sobre lasvariables y al menos una variable difiere. 0,00329 0,0001

Manizales 13 Ho: No hay efecto medio en la interacción EMPAQUE xCAFÉ sobre la variables y al menos una variable difiere. 0,059007 0,0001

Manizales 14 Ho: No hay efecto medio en la interacción EMPAQUE xTIEMPO sobre la variables y al menos una variable difiere. 4,09E-5 0,0001

Manizales 15 Ho: No hay efecto medio en la interacción CAFÉ x TIEMPOsobre la variables y al menos una variable difiere. 0,000622 0,0001

156 Cenicafé, 50(2): 145-165. 1999

BODEGA HONDA LETRAS MANI ZAL

IND.PEROXIOD

0. 400

0. 500

0. 600

0. 700

0. 800

0. 900

1. 000

1. 100

1. 200

1. 300

TI EMPO ( DI AS)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

BODEGA HONDA LETRAS MANI ZAL

AROMA

3. 90

4. 00

4. 10

4. 20

4. 30

4. 40

4. 50

4. 60

TI EMPO ( DIAS)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

CAFE=ENTERO BODEGA=LETRAS

EMPAQ BOLSA FRASCO

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12. 000

13. 000

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16. 000

17. 000

18. 000

19. 000

20. 000

TI EMPO ( DI AS)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

Figura 10. Indicede peróxido en lainteracción paratemperatura ytiempo dealmacenamientopara lostratamientos dealmacenamiento decafé consecuestrante.

Figura 11. Aromaobtenido en lainteraccióntemperatura(bodega) y tiempode almacenamiento,para lostratamientos dealmacenamiento decafé consecuestrante.

Figura 12.Comportamientode la presióngenerada por elcafé en los dosempaquesutilizados para elalmacenamiento.

Cenicafé, 50(2):145-165. 1999 157

BODEGA=LETRAS

EMPAQ BOLSA FRASCO

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0. 00

10. 00

20. 00

30. 00

40. 00

TI EMPO ( DI AS)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

a una curva polinómica cuadrática con R2 ma-yor del 90%; se presentó un punto mínimo paracada curva correspondiente a los envases defrasco y bolsa, en los cuales no se registrócontenido de dióxido de carbono en el espaciode cabeza del empaque, a partir de los 60 díasy hasta los 120 días de almacenamiento. Elcomportamiento de la presión total y el porcen-taje de dióxido de carbono son similares paralos dos empaques utilizados (Figura 12), lo cualdemuestra una vez más que el removedor cum-ple con la función de retirar el dióxido decarbono desprendido por el café tostado. Lasecuaciones calculadas para el porcentaje dedióxido de carbono fueron:

En la bolsa:

%CO2 = 29,0043 - 0,6202 Tiempo + 0,0029Tiempo2; R2 = 0,9346 <<3>>

En el frasco:

O2 = 28,5606 – 0,6207 Tiempo + 0,0029

Tiempo2; R2 = 0,8992 <<4>>

El material de construcción de la bolsa(polipropileno biorientado metalizado) espermeable a los gases y al vapor de agua, y

existe un intercambio entre el medio atmosfé-rico y el interior de la bolsa lo cual limita laactividad del removedor. La conservación delcafé tostado es mayor en los frascos por suhermeticidad, manteniendo niveles bajos deoxígeno y dióxido de carbono (Figura 12). Elíndice de peróxido en función del tiempo (Figu-ra 14) para café tostado molido en la tempera-tura de almacenamiento de Manizales se ajustaa una curva polinómica cuadrática con unavariación explicada (R2) de 66,5% y se presentóun punto máximo a los 130 días de evaluacióncon un índice de peróxido de 1,136meq-g de O

2/

kg de muestra. Aunque este registro fue de losmás altos para los tratamientos de café tostadomolido con removedor, no se presentó el dete-rioro o rancidez del café tostado como se obser-vó en las calificaciones sensoriales para elaroma (Tabla 3).

Índice de peróxido

Índice de peróxido = 0,8825 + 0,0039Tiempo – 1,5E-5 Tiempo2;

R2 = 0,6570 <<5>>

Se realizó una comparación entre café tos-tado empacado con removedor y tostado empa-cado sin secuestrante (testigo), para la tempera-

Figura 13.Comportamiento

del gascarbónico

desprendido porel café en los dos

empaquesutilizados para elalmacenamiento.

158 Cenicafé, 50(2): 145-165. 1999

BODEGA=MANI ZAL CAFE=MOLI DO

IND.PEROXIDO

0. 700

0. 750

0. 800

0. 850

0. 900

0. 950

1. 000

1. 050

1. 100

1. 150

1. 200

TI EMPO ( DI AS)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

tura de almacenamiento más alta (Honda) ensus respectivos empaques (frasco y bolsa), paralos cuatro tiempos de evaluación y se realizó unanálisis de varianza para los tratamientos conremovedor y sin removedor (testigo), con unnivel de significancia del 1% para una tempe-ratura (bodega).

En la Tabla 6, los Tratamientos con y sinremovedor en el análisis de varianza presen-taron efecto significativo en las siguientesvariables de respuesta: contenido de dióxidode carbono, de oxígeno, de humedad, activi-dad acuosa, densidad aparente, presión, ín-dice de peróxidos, de iodo, acidez titulable,pH y sensorial (acidez, amargo, aroma yglobal).

En la interacción Tiempo x Tratamiento(Tabla 6) hubo efecto significativo en las si-guientes variables evaluadas: porcentajes dedióxido de carbono, de oxígeno, de humedad,actividad acuosa, presión, índice de peróxido,de iodo, acidez titulable, pH y sensorial (aci-dez, amargo, aroma, global). Para las variablescolor (L, b, a), sólidos solubles, densidad apa-rente y porcentaje de lípidos no se obtuvorespuesta significativa.

En el tratamiento con removedor en las trestemperaturas de almacenamiento se observó

que el mejor empaque fue el de vidrio por suhermeticidad y es donde mejor se manifiesta lalabor del removedor. En la Figura 15, el índicede peróxido del café tostado en los tratamientoscon removedor presentó una tendencia cons-tante a través del tiempo de almacenamiento,con valores de peróxido por debajo de 1,2meqO2/g por muestra, por lo cual no se presen-taron problemas de rancidez como se observóen el panel de catación para la variable aroma(Figura 17). En la Figura 16, el comportamien-to del contenido de oxígeno en los tratamientoscon removedor presentó tendencia a disminuir,y no sobrepasó el 2% de contenido de oxígenodentro del empaque (espacio de cabeza) evitan-do las reacciones de oxidación de los lípidos;este comportamiento también se reflejó en losvalores bajos del índice de peróxido en laFigura 15. En el testigo (Figura 16), el compor-tamiento del oxígeno también disminuyó debi-do al desplazamiento de este gas por la grancantidad de dióxido de carbono que el cafétostado libera al ser almacenado sin previadesgasificación.

El pH también presentó gran variabilidaden la respuesta a los factores estudiados (Tabla6); estos resultados se deben a la alteración dela composición química del café tostado, prin-cipalmente, de los compuestos lipídicos quesufren cambios durante el almacenamiento.

Figura 14.Comportamientodel índice deperóxido en eltiempo, para elcafé en los dosempaquesutilizados.

Cenicafé, 50(2):145-165. 1999 159

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2,0

17X

X0

,00

5—

—6

,36

1X

X9

,E-5

——

0,0

14

X0

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XX

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6—

—

R C

UA

DR

AD

O0,

9482

0,98

560,

8325

0,98

210,

9534

0,80

370,

8447

0,78

440,

7869

GL

:G

rado

s de

Lib

erta

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rado

de

sign

ifica

ncia

del

1%

X

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rado

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sign

ifica

ncia

del

5%

160 Cenicafé, 50(2): 145-165. 1999

TRAT SECUEST TESTI GO

IND.PEROXIDO

0. 000

1. 000

2. 000

3. 000

4. 000

TI EMPO(DI AS)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

TR AT SECU E ST TESTIG O

%

O

X

I

G

E

N

O 0.00 0

2.00 0

4.00 0

6.00 0

8.00 0

10.00 0

12.00 0

14.00 0

TIEMPO (D IAS )

0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0

TR A T SE C U EST TE STIGO

3 .8 00

3 .9 00

4 .0 00

4 .1 00

4 .2 00

4 .3 00

4 .4 00

4 .5 00

4 .6 00

TI EM PO (D I AS)

0 20 4 0 6 0 8 0 10 0 12 0 14 0 16 0

Figura 15.Comportemientodel Indice deperóxido en lostratamientos testigoy con secuestrantepara el caféalmacenado enfrasco.

Figura 16.Comportamientodel contenido deoxígeno en lostratamientos testigoy con secuestrante,para el caféalmacenado enfrasco.

Figura 17.Contenido delaroma en lostratamientos testigoy con secuestrantepara el caféalmacenado enfrasco.

Cenicafé, 50(2):145-165. 1999 161

En la Tabla 7 se muestra que los promediosde las variables sólidos solubles, densidad apa-rente y porcentaje de lípidos, no presentarondiferencias significativas entre el testigo y eltratamiento con secuestrante. El contenido dehumedad, la actividad acuosa y la acideztitulable para los tratamientos con removedor,aunque presentaron promedios altos, no altera-ron la prueba de tasa (Figura 17); en la Figura,el aroma en el panel de catación para el testigopresentó una tendencia muy variable durante eltiempo de almacenamiento; se observa que enlos primeros 50 días disminuyó, pero a partir delos 90 días presentó un incremento; en cambioen los tratamientos con removedor ocurrió latendencia del aroma a mantenerse constante enla mayor parte del tiempo de almacenamiento,presentando mejor comportamiento. Las califi-caciones del panel fueron superiores a las deltestigo durante todo el tiempo, conservando elbuen aroma. En la Figura 18 se observa que laacidez titulable en el tratamiento testigo pre-sentó la tendencia a la disminución a través deltiempo de almacenamiento; este comportamien-to hace que el café tostado aumente su acidezafectando la prueba de tasa. Aunque en eltratamiento con removedor se observó gran

TABLA 7. Promedios de las variables de respuesta. Tratamientos con secuestrante y sin secuestrante en la temperatura dealmacenamiento de Honda, Tolima.

FÍSICOS

TRATAMIENTO % % % Actividad Sólidos Densidad Presión ColorDioxido Oxígeno Humedad acuosa solubles aparentecarbono L A B

SECUESTRANTE 9,25 8,36 0,824 0,237 2,072 0,3230 13,05 17,876 4,138 5,134

TESTIGO 27,28 11,69 0,622 0,161 2,0730,3204 16,35 17,922 4,030 5,091

TRATAMIENTO QUÍMICAS SENSORIAL

% Indice Indice Acidez pH Acidez Amargo Aroma GlobalLípido peróxido Yodo titulable

SECUESTRANTE 13,25 0,968 90,37 8,473 5,153 1,155 4,216 4,409 6,710

TESTIGO 13,23 1,852 91,89 7,524 5,204 1,103 4,262 4,284 6,515

fluctuación de esta variable a través del tiempo,en el panel de catación mantuvo buenas califica-ciones, como se observa en la Figura anterior.

En las Figuras 19 y 20 se encuentran respec-tivamente las tendencias del contenido dedióxido de carbono y la presión interna en eltiempo de almacenamiento. En el tratamientocon removedor, este eliminó el 97,8% el dióxidode carbono liberado por el café tostado duranteel tiempo de evaluación, reduciendo la presióninterna y evitando que las bolsas explotaran,problema que se presenta al almacenar cafétostado sin desgasificar. Todo lo contrario ocu-rrió en el tratamiento testigo en donde el dióxidode carbono se incrementó con el tiempo, hastaun 62,5% y la presión interna llegó hasta 25psi.

En la Tabla 6 que presenta los resultados dela interacción Empaque x Tratamiento, las varia-bles con respuesta significativa fueron: conteni-do de dióxido de carbono, de oxígeno, actividadacuosa, presión, índice de peróxido, de iodo,acidez titulable, pH, sensorial (acidez y amargo)y color (a). Para la interacción Café x Trata-miento las variables evaluadas con respuestasignificativa fueron: porcentaje de dióxido de

162 Cenicafé, 50(2): 145-165. 1999

TRAT SECU EST TESTIGO

A

CI

D

E

Z

T

I

T

U.

3.00 0

4.00 0

5.00 0

6.00 0

7.00 0

8.00 0

9.00 0

10.00 0

TIEMPO (D IAS)

0 20 40 60 80 100 120 140 160

TR AT SECU EST TESTIGO

%

C

O

2

0.00 0

10.00 0

20.00 0

30.00 0

40.00 0

50.00 0

60.00 0

70.00 0

80.00 0

TIEMPO (D IAS)

0 20 40 60 80 10 0 12 0 14 0 16 0

TR AT SECU EST TESTIGO

P

R

E

S

I

O

N

10.00 0

12.00 0

14.00 0

16.00 0

18.00 0

20.00 0

22.00 0

24.00 0

26.00 0

TIEMPO (D IAS)

0 20 40 60 80 10 0 12 0 14 0 16 0

Figura 18.Diferencia en laacidez titulableentre lostratamientos testigoy con secuestrante,para caféalmacenado enfrasco.

Figura 19.Diferencia en lageneración de CO2entre lostratamientos dealmacenamiento decafé testigo y consecuestrante, paracafé almacenado enfrasco.

Figura 20.Diferencia en lapresión entre lostratamientos dealmacenamientotestigo ysecuestrante paracafé almacenado enfrasco.

Cenicafé, 50(2):145-165. 1999 163

carbono, de humedad, actividad acuosa, canti-dad de lípidos, índice de peróxido, índice deiodo, acidez titulable y evaluación sensorial(amargo). El contenido de dióxido de carbono,de oxígeno, la presión total, el índice deperóxido, de iodo y pH, presentaron diferenciassignificativamente favorables en los tratamien-tos con removedor. El café tostado almacenadoen diferentes tratamientos con removedor, pre-sentó mejores condiciones de estabilidad du-rante todo el tiempo de almacenamiento eva-luado.

La labor del removedor de eliminar el oxí-geno y el dióxido de carbono contenido en elespacio de cabeza fue mejor en el empaque devidrio, en donde hubo mejor preservación delas propiedades del café tostado. De igual ma-nera, el removedor evitó que el café tostadofuera más susceptible a los diferentes factoresambientales como cambios de temperatura yhumedad, los cuales afectan las característicaspropias de este producto, resultando el cafétostado entero como el de menor sensibilidad aestos cambios.

Para conocer la relación entre la cantidad dedióxido de carbono desorbido por el café tosta-do entero sin desgasificar y la presión totalejercida dentro del frasco, se hallaron las tasasde velocidad de estas dos variables de respuestapara el tratamiento con y sin removedor y através del tiempo de evaluación. Se seleccionóel frasco porque presenta propiedades herméti-cas controlables y el café tostado entero porqueinicialmente contiene toda la cantidad de dióxidode carbono sin liberar, permitiendo hacer lasevaluaciones con mayor precisión. El compor-tamiento de la presión total ejercida dentro delempaque y la desorción del dióxido de carbonodel café tostado entero, con relación al tiempopara el testigo, se ajustó a curvas logarítmicas(Figuras 19 y 20). Las dos variables presenta-ron tendencias a aumentar durante los primeros50 días de evaluación; después de este tiempo(90 y 155 días) se observaron pequeñas varia-

ciones de aumento y decremento manteniéndo-se más constantes a partir de los 50 días dealmacenamiento.

Testigo

Ecuación logarítmica linealizada para el por-centaje de dióxido de carbono en función deltiempo de almacenamiento. Café tostado ente-ro:

Log (CO2 ) = 1,686 + 0,062 Log (Tiempo) ;R2 = 0,935 <<6>>

Ecuación logarítmica linealizada para lapresión total en función del tiempo de almace-namiento. Café tostado entero:

Log (Presión) = 1,327 + 0,0287 Log(Tiempo); R2 = 0,9997 <<7>>

En el tratamiento con secuestrantes la pre-sión total y el porcentaje de dióxido de carbonodentro del empaque se ajustaron a curvasexponenciales (Figuras 19 y 20). Durante losprimeros 50 días de evaluación las dos varia-bles evaluadas disminuyeron, de tal maneraque la presión total dentro del frasco está pordebajo de la presión atmosférica (9,8 psi) y losvalores del porcentaje de dióxido de carbonoestán por debajo del 6% dentro del empaque.En los siguientes tiempos de evaluación semantienen los valores constantes.

Con removedor.

Ecuación exponencial linealizada para el por-centaje de dióxido de carbono. Café tostadoentero:

Log (CO2) = 28,195 + (-12,87) *Tiempo;R2 = 0,924 <<8>>

Ecuación exponencial linealizada para la pre-sión total. Café tostado entero:

164 Cenicafé, 50(2): 145-165. 1999

TABLA 8. Tasas de la desorción del dióxido de carbono y variación de la presión total, para café empacado en frasco.

TESTIGO SECUESTRANTE

Tasa de desorción Tasa de Tasa de remoción Tasa deDe CO2(% CO2 / días) presión (psi / días) de CO2(% CO2 / días) presión (psi / días)

Pendienteecuaciónlinealizada 0,062 0,028 -12,87 -2,318

Error estandar 0,012 0,0003 2,602 0,669

Log (Presión) = 17,36 + (-2,318) *Tiempo; R2 = 0,857 <<9>>

En la Tabla 8, la tasa de desorción dedióxido de carbono en el testigo fue 0,062%CO

2/día y la tasa remoción en el tratamiento

con removedor fue -12,87% CO2/día; el signo

negativo permite apreciar que hubo una eva-cuación del dióxido de carbono en el espacio decabeza por el removedor. En las tasas de incre-mento de presión total puede observarse elmismo comportamiento; para el testigo tuvo unvalor de 0,0287 psi/día y para el tratamientocon removedor de -2,318 psi/día. Los proble-mas de alta presión por la cantidad de dióxidode carbono en los empaques fueron resueltospor el removedor.

En la Figura 21 se observó la relación de lapresión total en función del porcentaje de dióxido

de carbono en los tratamientos con secuestrantey testigo para café tostado entero y empacadoen frasco; se ajustó una línea recta por encimade 84,99% e indicó que existe una relacióndirectamente proporcional entre estas dos va-riables, es decir, un aumento en el porcentaje dedióxido de carbono dentro del empaque impli-ca un aumento en la presión. La correlación deestas variables evaluadas fue:

Tratamiento con removedor.

Presión = 12,2089 + 0,1857 Dióxido CR2 = 0,9784 <<10>>

Tratamiento testigo.

Presión = 13,2884 + 0,1673 Dióxido CR2 = 0,8453 <<11>>

EMPAQ=FRASCO CAFE=ENTERO

TRAT SECUEST TESTI GO

PRESION

10. 000

12. 000 14. 000

16. 000 18. 000 20. 000 22. 000

24. 000 26. 000

% CO2

0. 000 20. 000 40. 000 60. 000 80. 000

Figura 21.Comportamiento dela presión y elcontenido dedioxido de carbonoen el empaque enfrasco, para el cafétostado entero.

Cenicafé, 50(2):145-165. 1999 165

LITERATURA CITADA

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AGRADECIMIENTOS

Los autores expresan su agradecimiento alDr. Juan Guillermo Campuzano y a la Ing. DoraPatricia Gómez de Casa Luker (Lukafé), portoda la colaboración prestada para la realiza-ción de la presente investigación.

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