La fermentación en tanque cerrado, llamada anaeróbica

Dónde se practica

El proceso está documentado por la investigación en Brasil y en Colombia. En Brasil, los ensayos publicados vienen de Paraná y de Minas Gerais. Un ensayo de Paraná trabajó con tanques de 175 kg en Jacarezinho, con Catuaí Amarelo IAC 86 cosechado en julio de 2021. Los ensayos de Minas Gerais usan biorreactores de 200 litros y abarcan municipios como Monte Carmelo, Três Pontas, Carmo de Minas y Lajinha. En Colombia trabajan dos equipos. Cenicafé, el centro nacional de investigación sobre el café, comparó tanque abierto y tanque cerrado durante 192 horas en el Huila. La Universidad Surcolombiana, también en el Huila, siguió el oxígeno disuelto y el pH en cinco duraciones de fermentación. Existen también trabajos sobre el canephora brasileño, variedad Conilon. Las publicaciones encontradas sobre este proceso se extienden de 2022 a 2026.

El principio

El nombre promete una ausencia de oxígeno. La realidad es un agotamiento. Se llena un tanque hermético con cerezas enteras o con café despulpado. Se cierra y luego se coloca un burbujeador, una válvula que deja salir el gas sin dejar volver a entrar el aire. Nadie expulsa el aire. El oxígeno encerrado es consumido por los microorganismos del fruto y por el propio fruto, que aún respira. Un ensayo colombiano siguió el oxígeno disuelto en tinas herméticas de café despulpado. Pasa de 100 % a 0 % en quince a sesenta minutos. El medio se vuelve entonces anóxico por agotamiento, y no por purga.

Una vez que el oxígeno se ha ido, levaduras y bacterias pasan a vías fermentativas. Los azúcares del mucílago, la capa de pulpa dulce pegada al pergamino, entran en la glucólisis. Esta corta la glucosa en piruvato. En las bacterias lácticas, el piruvato se convierte en ácido láctico. En las levaduras, se convierte en etanol y dióxido de carbono, por descarboxilación y luego reducción. Las lácticas dominantes aquí, Weissella y Leuconostoc, son heterofermentativas. Siguen la vía de la fosfocetolasa, que además rinde acetato y dióxido de carbono.

Este dióxido de carbono se acumula y mantiene la anoxia. El pH baja. Las bacterias acéticas necesitan oxígeno para oxidar el etanol en ácido acético. Cenicafé las encuentra más abundantes en tanque abierto que en tanque cerrado. En tanque cerrado, pesan menos de 1 % de las secuencias leídas. El ácido acético medido provendría entonces de lactobacilos que degradan el lactato, mecanismo presentado como una hipótesis por sus autores. Por último, las levaduras esterifican alcoholes y ácidos, lo que forma ésteres como el acetato de etilo y el acetato de amilo.

Lo que el tanque cerrado deja en el grano, molécula por molécula

Esta ficha describe con detalle lo que ocurre durante la fermentación en tanque cerrado, el agotamiento del oxígeno, la caída del pH, las vías recorridas. Le falta el resultado, es decir, la composición del café verde obtenido, comparada con la de los otros métodos. Hackler y Särchen la dan, según Pereira y sus colegas.

Según esta fuente, la fermentación en tanque cerrado refuerza la actividad de las bacterias lácticas y de las levaduras, y por tanto la producción de compuestos de aroma, y de ella surge una composición orgánica distinta de la de los otros métodos: más ácido clorogénico, más sacarosa, más ácido láctico y más trigonelina, y menos glucosa.

Cada una de estas cinco direcciones merece una palabra, porque no dicen todas lo mismo.

• Menos glucosa, más sacarosa: El par es coherente con el balance energético de la fermentación. La glucosa es la forma directamente consumible, la que entra en la glucólisis; la sacarosa es una reserva, hecha de una glucosa y una fructosa unidas, que primero hay que cortar. Un tanque cerrado, donde los organismos deben quemar mucha materia para obtener poca energía, agota primero lo que está disponible de inmediato. La sacarosa cuenta para lo que sigue: es el principal precursor de las reacciones de pardeamiento en el tueste.
• Más ácido láctico: Es la firma esperada y la menos sorprendente, pues la anoxia favorece a las bacterias lácticas. Confirma mediante la química lo que la ficha establece mediante la secuenciación.
• Más ácido clorogénico y más trigonelina: Estos dos son compuestos del grano y no del mucílago, y eso es lo que hace interesante el resultado. Su aumento no puede explicarse por un aporte desde el baño; sugiere una menor degradación o bien una reacción del propio grano. La trigonelina es un precursor de aroma mayor, que en el tueste se descompone en compuestos nitrogenados tostados.

Dos perfiles sensoriales acompañan estas mediciones en la misma fuente: un natural conducido en tanque cerrado descrito como floral, frutal, vinoso, amaderado, caramelo y alcoholizado; un lavado conducido en tanque cerrado descrito como floral y frutal, con además notas de cítricos y de caña de azúcar. Con Saccharomyces cerevisiae empleada como cultivo de partida, surgen además aromas cítricos, florales, de ciruela o de durazno.

Hay que presentar estos datos con su reserva, y es seria: son resultados de segunda mano, referidos por Hackler y Särchen según Pereira, y las condiciones experimentales, el número de lotes, la presencia de un testigo y la naturaleza del panel no se dan en el texto del que se dispone. Las direcciones merecen escribirse, las magnitudes no. Habrá que leer la publicación de Pereira antes de llevar estos cinco movimientos a las referencias numéricas de esta ficha.

Fuentes de este pasaje: Hackler y Särchen, capítulo 6, p. 91, según Pereira y colegas. Composición por verificar en la fuente antes de usarla con cifras.

El desarrollo

1. Cosecha y selección. Un ensayo colombiano comparó tres preparaciones antes de llenar el tanque: cerezas sin seleccionar, cerezas seleccionadas y enjuagadas con agua potable, cerezas seleccionadas y desinfectadas con Timsen. Las notas promedio van de 82,21 a 83,85 puntos, y el lote desinfectado es el mejor puntuado. La diferencia de 1,64 puntos no es estadísticamente significativa. La selección cambia la carga microbiana de partida, pero este ensayo no demuestra que cambie la nota.

2. Elección entre cereza entera y café despulpado. El despulpado da acceso inmediato al mucílago y acelera la acidificación. La cereza entera conserva su piel, que frena los intercambios. La elección pesa sobre los ácidos producidos: en el ensayo brasileño de Minas Gerais, el café en cereza entera termina hacia 80 mg/g de ácido láctico, frente a 60 mg/g para el despulpado.

3. Carga en un tanque hermético, provisto de una válvula unidireccional. Los dispositivos publicados son de tres tamaños.

• Tanques cilíndricos de polipropileno de 82 cm de alto por 47 cm de diámetro, cargados con 175 kg de café despulpado.
• Biorreactores de polipropileno de 200 litros, desinfectados con ácido peracético.
• Biorreactores de polietileno de alta densidad de 30 litros, sacrificados uno por uno en cada muestreo.

4. Elección entre vía seca y vía de inmersión. Sin agua, la masa fermenta tal cual. Con agua, los ensayos publicados añaden 30 % de agua, referido al peso o al volumen según el equipo. El agua baja el pH final más que la vía seca. No decide por sí sola el perfil de ácidos: en el ensayo de Minas Gerais, la vía seca produce también mucho ácido láctico.

5. Agotamiento del oxígeno. Quince a sesenta minutos en café despulpado dentro de una tina hermética. Ese momento es el que hace virar el metabolismo, y no el cierre de la tapa.

6. Fermentación. Las duraciones publicadas son 12, 24, 48, 72, 96, 144, 180 y 192 horas. La duración determina la profundidad de la acidificación y la cantidad de metabolitos producidos. No determina la nota en taza en un sentido único, como lo muestra el campo TAZA.

7. Temperatura. En los biorreactores de 200 litros, la masa parte de 22 a 23 grados y alcanza 26 a 28 grados después de una veintena de horas. Estos biorreactores estaban expuestos al sol, y un lote bajó a 17 grados en el camino. La parte debida al trabajo microbiano no queda, por tanto, aislada. El ensayo colombiano, realizado en tinas de 0,5 kg, concluye por el contrario que la masa no desprende suficiente calor como para apartarse de la temperatura ambiente.

8. Seguimiento del pH. Partida entre 5,5 y 5,8. Cerca de 5,0 a las diez horas, 4,3 a las quince horas, 3,8 a las veinticuatro horas. Después de treinta y seis horas, el pH se estabiliza hacia 3,6. Esa meseta es la señal útil: dice que los azúcares accesibles están en gran parte consumidos y que la acidez inhibe lo que sigue. El pH de partida cambia la forma de la curva. Por encima de 5,5, la caída es lenta durante las primeras nueve horas; por debajo, esa fase lenta dura menos de seis horas.

9. Apertura, lavado eventual y luego secado. La masa sale ácida, húmeda y cargada de azúcares residuales. El secado que sigue decide una gran parte del resultado, y corresponde a otra ficha.

Lo que da en taza

Lo que se mide. Los ensayos publicados comparan un tanque cerrado con un testigo del mismo lote, con puntuación según el protocolo de la Specialty Coffee Association. Un ensayo colombiano de 2024 encuentra una nota que sube con la duración:

• 12 horas: 80,96 puntos
• 24 horas: 81,48 puntos
• 48 horas: 82,06 puntos
• 72 horas: 83,25 puntos
• 96 horas: 84,60 puntos

El atributo balance sigue la misma pendiente, de 7,25 a 8,08 puntos. Un ensayo brasileño de 2024 da 87,50 puntos para una cereza entera fermentada 96 horas sin agua, frente a 83,30 para su testigo. El mismo ensayo va de 78,95 a 87,50 puntos, y cuatro de sus ocho tratamientos con café despulpado rinden menos que su testigo. Un ensayo brasileño de 2022 sitúa todos sus lotes en 84 puntos o más. Un trabajo sobre levadura seleccionada informa una ganancia de 7,1 puntos, con 84,4 puntos en cuatro días, pero se refiere a Coffea canephora y no a arábica.

Los descriptores no convergen todos en la fruta. Un trabajo de 2022 concluye que la anaerobiosis autoinducida intensifica el atributo frutal. Cenicafé encuentra las notas tropicales, mango, piña y durazno, con más frecuencia en tanque cerrado, y las notas de cítricos y de bayas con más frecuencia en tanque abierto. Pero un ensayo brasileño de 2024 mide lo contrario en fermentación espontánea: 48 horas dan notas amaderadas, 72 horas notas de castaña. La dominancia frutal solo aparece en él con una levadura inoculada. Los análisis de volátiles encuentran ésteres, entre ellos el acetato de etilo y el acetato de amilo, y, después del tueste, más furfural y pirazinas.

Lo que no se mide. La pendiente favorable no es universal. Cenicafé, que llegó hasta 192 horas, obtiene lo contrario: las duraciones cortas en tanque cerrado dan el mejor índice de calidad, y las duraciones largas lo degradan. Los dos resultados dicen que la duración óptima depende del lote y del recipiente, y que no se conoce de antemano.

Por último, los jurados de estos estudios están entrenados, pero rara vez están ciegos al tratamiento. Uno de los ensayos citados recurre solo a dos catadores certificados. Una nota SCA no es una prueba triangular de preferencia. La magnitud de las ganancias anunciadas queda, por tanto, por confirmar.

Lo que sale mal

La sobrefermentación es el defecto principal. Cuando la fermentación sobrepasa la ventana útil, bacterias producen ácido butírico y ácido propiónico. Estos ácidos dan al café notas descritas como de cebolla. El oficio llama al defecto over-fermented. El trabajo de referencia sobre los volátiles de este defecto data de 1997. Una publicación de 2019 recoge la creencia de que Bacillus producen el ácido propiónico, aunque señala que ninguna de sus propias cepas de Bacillus lo produjo.

La duración larga castiga la calidad. Cenicafé mide una caída de su índice de calidad para las duraciones extendidas. Este índice combina la nota SCA, la proporción de granos sanos, la viabilidad del embrión y el factor de rendimiento.

El tanque cerrado protege el embrión mejor que el tanque abierto. Es lo contrario de lo que el oficio suele suponer. Bajo tanque cerrado, Cenicafé mide una viabilidad del embrión superior a 80 % hasta 120 horas. Bajo tanque abierto, la degradación empieza después de 48 horas y la viabilidad cae a 25 % a las 192 horas. Un grano cuyo embrión está muerto se comporta mal en el secado y el almacenamiento.

El tanque no es homogéneo. En un tanque vertical de 175 kg, el ácido láctico medido a las 72 horas vale 5,06 g/L en el fondo frente a 2,18 g/L en la superficie. El ácido acético vale 1,00 g/L frente a 0,40 g/L. El fondo produjo, por tanto, más del doble de ácido que la parte alta. Los autores señalan sin embargo que las comunidades microbianas no difieren de una capa a otra. No es entonces la población la que se estratifica, es su actividad.

Los azúcares no se consumen todos. En el fondo de ese mismo tanque, la glucosa pasa de 9,12 a 4,47 g/L en 72 horas. La fructosa, en cambio, pasa solo de 20,65 a 18,67 g/L. Alargar la duración no basta para agotar el mucílago, y deja un sustrato disponible para lo que sigue.

El tanque cerrado no selecciona automáticamente los microorganismos adecuados. En el mismo ensayo, la familia de las Enterobacteriaceae representa cerca de 85 % de la población bacteriana durante las primeras veinticuatro horas. Las bacterias lácticas se mantienen por debajo de 29 % a las 48 horas. Una fermentación colombiana en tanque abierto las ve, por el contrario, superar 90 %. El relato comercial de un medio dominado por las levaduras y las lácticas no describe lo que muestran estas mediciones.

El dióxido de carbono se acumula. Un tanque sin escape sube de presión. La válvula unidireccional no es un accesorio, es el órgano de seguridad del proceso.

Por último, la salida del tanque es un punto crítico. La masa es húmeda, ácida y dulce. Un secado lento tras una fermentación larga abre la puerta a los mohos y al defecto fenólico.

Las referencias

• Oxígeno disueltode 100 % a 0 % en 15 a 60 minutos, café despulpado en tina hermética
• pH5,5 a 5,8 al inicio, 3,8 a las 24 horas, meseta hacia 3,6 después de 36 horas
• Duraciones publicadas12, 24, 48, 72, 96, 144, 180 y 192 horas
• Temperatura de la masa en biorreactor de 200 litros22 a 23 grados al inicio, 26 a 28 grados en el pico
• Nota SCA según la duración80,96 puntos a las 12 horas frente a 84,60 puntos a las 96 horas
• Estratificación de un tanque de 175 kg a las 72 horas5,06 g/L de ácido láctico en el fondo, 2,18 g/L en la superficie
• Viabilidad del embriónpor encima de 80 % hasta 120 horas en tanque cerrado, 25 % a las 192 horas en tanque abierto