El café en frío, conocido por su menor amargor y suavidad en comparación con los métodos tradicionales que utilizan agua caliente, ha ganado popularidad globalmente. Sin embargo, la preparación tradicional requiere un largo tiempo de maceración de hasta 24 horas, lo que supone un desafío logístico para muchas cafeterías debido a la necesidad de espacio en refrigeradores y la planificación anticipada.

Francisco Trujillo, ingeniero químico de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) en Sídney, junto con su equipo, ha desarrollado un método que utiliza ultrasonido para romper las partículas de café en un proceso conocido como cavitación acústica. Este enfoque no solo acelera la extracción, sino que también preserva y realza los sabores y aromas del café, resultando en una bebida menos amarga y con una textura más viscosa.

“El concepto es simple y hermoso en su simplicidad”, comenta Trujillo. “El café se coloca en una canasta de portafiltro, similar a una máquina de espresso convencional. Aplicamos ultrasonido, que vibra a más de 33 MHz, acelerando la extracción y reduciendo el tiempo de preparación a menos de tres minutos.”

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El proceso ha sido perfeccionado para trabajar con máquinas de café expreso existentes, haciendo que la tecnología sea accesible para cafeterías sin necesidad de grandes inversiones en nuevos equipos. Trujillo y su equipo han experimentado con diferentes tiempos de preparación, encontrando que una infusión de 60 segundos con inyecciones periódicas de agua cada 12 segundos produce un café de alta calidad con una acidez equilibrada y menos amargor.

Un análisis realizado por la Alianza de Queensland para la Innovación Agrícola y Alimentaria de la Universidad de Queensland evaluó las muestras de café preparado con este método. Los resultados indicaron que una inyección ultrasónica de un minuto tenía calificaciones similares a una infusión fría de 24 horas en términos de sabor, textura y regusto, aunque con una intensidad de aroma ligeramente menor. Por otro lado, una infusión de tres minutos logró igualar la intensidad del aroma de la infusión tradicional, aunque con un amargor mayor.

La implementación de esta tecnología en las cafeterías podría impulsar significativamente el consumo de café en frío, una tendencia creciente en países nórdicos, Italia y España. Trujillo ve un futuro donde esta tecnología se integra en diversas máquinas de espresso, ofreciendo a los consumidores una opción rápida y de alta calidad para disfrutar de su café en frío.

Francisco Trujillo, oriundo de Ortega, Tolima, ha dejado una huella notable en la ciencia y la innovación gastronómica, demostrando cómo la tecnología y la creatividad pueden transformar incluso los procesos más tradicionales. Con esta invención, no solo ha acelerado la preparación del café en frío, sino que también ha reforzado el prestigio de la innovación colombiana en el escenario global.

Imagen: Juan Pablo Serrano

Para abordar el desafío de acelerar el proceso de elaboración de una bebida fría, el equipo de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) dirigido por el investigador Francisco Trujillo utilizó un modelo existente de máquina de café expreso Breville y superpuso su propio sistema patentado de transmisión de sonido.

El sistema conecta un transductor sujeto con perno con la canasta de preparación a través de una bocina metálica, transformando una canasta de filtro de espresso estándar en un potente reactor ultrasónico.

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El reactor funciona inyectando ondas sonoras a una frecuencia de 38,8 kHz en múltiples puntos a través de sus paredes, generando múltiples regiones de cavitación acústica dentro del reactor.

Trujillo, autor del artículo e ingeniero de procesamiento de alimentos de la UNSW , dice que el proceso de ultrasonido acelera la extracción de los aceites, sabores y aromas del café molido.

“Los ultrasonidos aceleran el proceso de extracción gracias a la cavitación acústica”, afirma.

“Cuando las burbujas acústicas colapsan cerca del café molido, generan microchorros con fuerza suficiente para picar y fracturar los posos del café, intensificando la extracción del aroma y los sabores de la bebida.

“Y la aceleración es enorme: estamos reduciendo lo que normalmente llevaría entre 12 y 24 horas a menos de tres minutos”, concluye. 

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En colaboración con investigadores de la Universidad de Queensland, se enviaron muestras de café donde se sometieron a un análisis sensorial exhaustivo.

Las muestras incluían infusión en frío sonicada a temperatura ambiente durante un minuto. La segunda fue sonicada durante 3 minutos; y la tercera, fue una infusión escalonada regular de 24 horas a cuatro grados Celsius sin sonicación.

Fueron evaluados según sus atributos de aroma, textura, sabor y regusto.

“El estudio sensorial demostró que un tiempo de sonicación de uno a tres minutos logra crear un café igual al preparado en frío durante 24 horas”.

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Heather Smyth, científica sensorial y química del sabor, aseguró que el nuevo método creó un café tan bueno como una infusión fría macerada durante la noche.

“Nuestras catas de panel sensorial entrenado demostraron que podemos obtener un perfil de sabor muy similar al de una bebida fría tradicional o un espresso”

Imagen:Surapap Maneechote

La investigación hace parte de la tesis del químico Juan Camilo Orozco Agredo, para su Maestría en Ingeniería Agroindustrial de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira.

El objetivo es lograr, con tratamiento de ultrasonido a partir de ondas en el agua, acortar el tiempo de remojo en agua o hidratación del fríjol común (Phaseolus vulgaris) entre 25 y 53 %. Además de mejorar la retención de nutrientes, reduciendo el tiempo de preparación y los costos asociados en la industria alimenticia.

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Según las pruebas, el ultrasonido no afectó de manera significativa las propiedades nutricionales del fríjol común. Las dos variedades seleccionadas para el estudio son BIO-101, del Centro Internacional de Agricultura Tropical en el Valle del Cauca, y Nima-Calima, comprada en un establecimiento comercial, proveniente de Antioquia.

Durante el estudio se utilizaron rayos X para cuantificar el hierro y el zinc en el fríjol. En la variedad BIO-101 se observó una mejora de 23 % en el tiempo de cocción.

Con una producción anual promedio de 28 millones de toneladas, esta apetecida leguminosa de color rojo es la tercera de mayor importancia en el mundo después de la soya y el maní, siendo una valiosa fuente de proteínas, carbohidratos, vitaminas y minerales.

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El químico Juan Camilo Orozco Agredo, estudiante de la de Maestría en Ingeniería Agroindustrial de la UNAL Palmira, evaluó el tiempo de hidratación en agua antes de la cocción con y sin ultrasonido. Además determinó el contenido de humedad y calculó el tiempo de hidratación adecuado a partir de un modelo matemático específico.

También analizó el color superficial de las semillas, hizo medición tridimensional, tomó el tiempo de cocción, cuantificó el hierro y el zinc, y determinó la proteína total, los compuestos fenólicos, los azúcares solubles y el ácido fítico que se encuentra en todos los alimentos y que tiene propiedades para la salud.

Con las condiciones óptimas de temperatura, tiempo y potencia de sonicación (mecanismo utilizado en la limpieza por ultrasonido en el que se despegan las partículas adheridas a las superficies), logró reducir entre 25 y 53 % el tiempo de hidratación con respecto al método convencional.

Los resultados arrojaron que compuestos como el hierro, el zinc y la proteína aumentaron la concentración por ambos tratamientos de hidratación. “Esto es posible por la pérdida de sólidos disueltos y la lixiviación de otros compuestos que quedan en el agua durante los procesos de hidratación y cocción”, explicó.

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El profesor Luis Eduardo Ordóñez Santos, director de la tesis, señala que “el trabajo se orientó a maximizar los procesos, ya que normalmente para alcanzar la hidratación ideal de los fríjoles se requieren entre 9 y 10 horas, mientras que con el ultrasonido propuesto por el estudiante es posible reducir el tiempo de remojo hasta 4 horas, por lo que esta tecnología emergente para la industria alimenticia es destacable”.

Por su parte, Orozco considera que “el planteamiento con el ultrasonido es altamente rentable y competitivo en el mercado, ya que por sus efectos en el fríjol le permitirá a la industria acortar sus procesos y entregarle al consumidor final un producto altamente nutritivo y saludable invirtiendo menos costos de tiempo y producción. Además tiene gran viabilidad para producción industrial a mediana y gran escala, y también para la preparación doméstica”.

El ultrasonido se proyecta como una herramienta prometedora para la agroindustria; en la fase de preparación de alimentos y en el proceso de cocción en fábricas de alimentos enlatados. Esto se traduce en productos más eficientes y nutritivos disponibles en los estantes de los supermercados.

Imagenes: cardamomo.news