A fermentação em tanque fechado, dita anaeróbica

Onde se pratica

O processo é documentado pela pesquisa no Brasil e na Colômbia. No Brasil, os ensaios publicados vêm do Paraná e de Minas Gerais. Um ensaio do Paraná trabalhou com tanques de 175 kg em Jacarezinho, com Catuaí Amarelo IAC 86 colhido em julho de 2021. Os ensaios de Minas Gerais usam biorreatores de 200 litros e abrangem municípios como Monte Carmelo, Três Pontas, Carmo de Minas e Lajinha. Na Colômbia, duas equipes trabalham. A Cenicafé, o centro nacional de pesquisa sobre o café, comparou tanque aberto e tanque fechado ao longo de 192 horas no Huila. A Universidad Surcolombiana, também no Huila, acompanhou o oxigênio dissolvido e o pH em cinco tempos de fermentação. Existem também trabalhos sobre o canephora brasileiro, variedade Conilon. As publicações encontradas sobre esse processo se estendem de 2022 a 2026.

O princípio

O nome promete uma ausência de oxigênio. A realidade é um esgotamento. Enche-se um tanque estanque com cerejas inteiras ou café despolpado. Fecha-se e depois coloca-se um borbulhador, uma válvula que deixa o gás sair sem deixar o ar voltar a entrar. Ninguém expulsa o ar. O oxigênio retido é consumido pelos microrganismos do fruto e pelo próprio fruto, que ainda respira. Um ensaio colombiano acompanhou o oxigênio dissolvido em recipientes herméticos de café despolpado. Ele passa de 100 % a 0 % em quinze a sessenta minutos. O meio se torna, portanto, anóxico por esgotamento, e não por purga.

Uma vez que o oxigênio se foi, leveduras e bactérias passam para vias fermentativas. Os açúcares da mucilagem, a camada de polpa doce colada ao pergaminho, entram na glicólise. Ela corta a glicose em piruvato. Nas bactérias láticas, o piruvato se torna ácido lático. Nas leveduras, torna-se etanol e gás carbônico, por descarboxilação seguida de redução. As láticas dominantes aqui, Weissella e Leuconostoc, são heterofermentativas. Seguem a via da fosfocetolase, que rende além disso acetato e gás carbônico.

Esse gás carbônico se acumula e mantém a anoxia. O pH cai. As bactérias acéticas precisam de oxigênio para oxidar o etanol em ácido acético. A Cenicafé as encontra mais abundantes em tanque aberto do que em tanque fechado. Em tanque fechado, elas representam menos de 1 % das sequências lidas. O ácido acético medido viria então de lactobacilos que degradam o lactato, mecanismo apresentado como hipótese por seus autores. As leveduras esterificam por fim álcoois e ácidos, o que forma ésteres como o acetato de etila e o acetato de amila.

O que o tanque fechado deixa no grão, molécula por molécula

Esta ficha descreve em detalhe o que acontece durante a fermentação em tanque fechado, o esgotamento do oxigênio, a queda do pH, as vias percorridas. Falta-lhe o resultado, isto é, a composição do café verde obtido, comparada à dos outros métodos. Hackler e Särchen a fornecem, a partir de Pereira e colegas.

Segundo essa fonte, a fermentação em tanque fechado reforça a atividade das bactérias láticas e das leveduras, portanto a produção de compostos de aroma, e dela emerge uma composição orgânica diferente da dos outros métodos: mais ácido clorogênico, mais sacarose, mais ácido lático e mais trigonelina, e menos glicose.

Cada uma dessas cinco direções merece uma palavra, porque elas não dizem todas a mesma coisa.

• Menos glicose, mais sacarose: O par é coerente com o balanço energético da fermentação. A glicose é a forma diretamente consumível, a que entra na glicólise; a sacarose é uma reserva, feita de uma glicose e uma frutose ligadas, que é preciso primeiro cortar. Um tanque fechado, onde os organismos precisam queimar muita matéria para obter pouca energia, esgota primeiro o que está imediatamente disponível. A sacarose conta para o que vem depois: é o principal precursor das reações de escurecimento na torra.
• Mais ácido lático: É a assinatura esperada e a menos surpreendente, pois a anoxia favorece as bactérias láticas. Ela confirma pela química o que a ficha estabelece pelo sequenciamento.
• Mais ácido clorogênico e mais trigonelina: Esses dois são compostos do grão e não da mucilagem, e é isso que torna o resultado interessante. O aumento deles não pode ser explicado por um aporte vindo do banho; sugere ou uma menor degradação, ou uma reação do próprio grão. A trigonelina é um precursor de aroma importante, que se decompõe na torra em compostos nitrogenados torrados.

Dois perfis sensoriais acompanham essas medições na mesma fonte: um natural conduzido em tanque fechado descrito como floral, frutado, vinoso, amadeirado, caramelo e alcoolizado; um lavado conduzido em tanque fechado descrito como floral e frutado, com notas de cítrico e de cana-de-açúcar a mais. Com Saccharomyces cerevisiae empregada como cultura de partida, emergem além disso aromas cítricos, florais, de ameixa ou de pêssego.

É preciso levar esses dados com sua ressalva, e ela é séria: são resultados de segunda mão, relatados por Hackler e Särchen a partir de Pereira, e as condições experimentais, o número de lotes, a presença de um controle e a natureza do painel não são dados no texto de que se dispõe. As direções merecem ser escritas, as amplitudes não. Será preciso ler a publicação de Pereira antes de levar esses cinco movimentos às referências numéricas desta ficha.

Fontes desta passagem: Hackler e Särchen, capítulo 6, p. 91, a partir de Pereira e colegas. Composição a verificar na fonte antes de ser retomada em números.

O passo a passo

1. Colheita e triagem. Um ensaio colombiano comparou três preparações antes de colocar em tanque: cerejas não selecionadas, cerejas selecionadas e enxaguadas com água potável, cerejas selecionadas e desinfetadas com Timsen. As notas médias vão de 82,21 a 83,85 pontos, sendo o lote desinfetado o mais bem pontuado. A diferença de 1,64 ponto não é estatisticamente significativa. A triagem muda a carga microbiana inicial, mas esse ensaio não demonstra que ela mude a nota.

2. Escolha entre cereja inteira e café despolpado. A despolpa dá acesso imediato à mucilagem e acelera a acidificação. A cereja inteira conserva a casca, que reduz as trocas. A escolha pesa sobre os ácidos produzidos: no ensaio brasileiro de Minas Gerais, o café em cereja inteira termina com cerca de 80 mg/g de ácido lático, contra 60 mg/g para o despolpado.

3. Carregamento em tanque estanque, dotado de uma válvula unidirecional. Os dispositivos publicados são de três tamanhos.

• Tanques cilíndricos de polipropileno de 82 cm de altura por 47 cm de diâmetro, carregados com 175 kg de café despolpado.
• Biorreatores de polipropileno de 200 litros, desinfetados com ácido peracético.
• Biorreatores de polietileno de alta densidade de 30 litros, sacrificados um a um a cada coleta.

4. Escolha entre via seca e via imersa. Sem água, a massa fermenta tal como está. Com água, os ensaios publicados adicionam 30 % de água, relatados em peso ou em volume conforme a equipe. A água reduz o pH final mais do que a via seca. Ela não decide sozinha o perfil de ácidos: no ensaio de Minas Gerais, a via seca também produz muito ácido lático.

5. Esgotamento do oxigênio. Quinze a sessenta minutos em café despolpado em recipiente hermético. É esse momento que faz o metabolismo mudar de rumo, e não o fechamento da tampa.

6. Fermentação. As durações publicadas são 12, 24, 48, 72, 96, 144, 180 e 192 horas. A duração comanda a profundidade da acidificação e a quantidade de metabólitos produzidos. Ela não comanda a nota na xícara em um único sentido, como mostra o campo XÍCARA.

7. Temperatura. Nos biorreatores de 200 litros, a massa parte de 22 a 23 graus e atinge 26 a 28 graus após cerca de vinte horas. Esses biorreatores estavam expostos ao sol, e um lote desceu a 17 graus no meio do caminho. A parte devida ao trabalho microbiano não é, portanto, isolada. O ensaio colombiano, conduzido em recipientes de 0,5 kg, conclui ao contrário que a massa não libera calor suficiente para se afastar da temperatura ambiente.

8. Acompanhamento do pH. Partida entre 5,5 e 5,8. Cerca de 5,0 em dez horas, 4,3 em quinze horas, 3,8 em vinte e quatro horas. Após trinta e seis horas, o pH se estabiliza perto de 3,6. Esse platô é o sinal útil: diz que os açúcares acessíveis foram em grande parte consumidos e que a acidez inibe o que vem depois. O pH inicial muda a forma da curva. Acima de 5,5, a queda é lenta durante as nove primeiras horas; abaixo, essa fase lenta dura menos de seis horas.

9. Abertura, lavagem eventual, depois secagem. A massa sai ácida, úmida e carregada de açúcares residuais. A secagem que se segue decide grande parte do resultado e pertence a outra ficha.

O que isso dá na xícara

O que é medido. Os ensaios publicados comparam um tanque fechado a um controle do mesmo lote, com pontuação segundo o protocolo da Specialty Coffee Association. Um ensaio colombiano de 2024 encontra uma nota que sobe com a duração:

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

O atributo equilíbrio segue a mesma inclinação, de 7,25 a 8,08 pontos. Um ensaio brasileiro de 2024 dá 87,50 pontos para uma cereja inteira fermentada 96 horas sem água, contra 83,30 para o seu controle. O mesmo ensaio vai de 78,95 a 87,50 pontos, e quatro dos seus oito tratamentos com café despolpado ficam abaixo do controle. Um ensaio brasileiro de 2022 situa todos os seus lotes em 84 pontos ou mais. Um trabalho com levedura selecionada relata um ganho de 7,1 pontos, chegando a 84,4 pontos em quatro dias, mas ele trata de Coffea canephora e não de arábica.

Os descritores não convergem todos para o fruto. Um trabalho de 2022 conclui que a anaerobiose autoinduzida intensifica o atributo frutado. A Cenicafé encontra as notas tropicais, manga, abacaxi e pêssego, mais vezes em tanque fechado, e as notas cítricas e de frutas vermelhas mais vezes em tanque aberto. Mas um ensaio brasileiro de 2024 mede o inverso em fermentação espontânea: 48 horas dão notas amadeiradas, 72 horas notas de castanha. O predomínio frutado só aparece nele com uma levedura inoculada. As análises de voláteis encontram ésteres, entre eles o acetato de etila e o acetato de amila e, depois da torra, mais furfural e pirazinas.

O que não é medido. A inclinação favorável não é universal. A Cenicafé, que foi até 192 horas, obtém o inverso: as durações curtas em tanque fechado dão o melhor índice de qualidade, e as durações longas o degradam. Os dois resultados dizem que a duração ideal depende do lote e do recipiente, e que não é conhecida de antemão.

Por fim, os júris desses estudos são treinados, mas raramente cegos ao tratamento. Um dos ensaios citados recorre a apenas dois degustadores certificados. Uma nota SCA não é um teste triangular de preferência. A amplitude dos ganhos anunciados continua, portanto, a confirmar.

O que dá errado

A sobrefermentação é o principal defeito. Quando a fermentação ultrapassa a janela útil, bactérias produzem ácido butírico e ácido propiônico. Esses ácidos dão ao café notas descritas como de cebola. O ofício chama o defeito de over-fermented. O trabalho de referência sobre os voláteis desse defeito data de 1997. Uma publicação de 2019 relata a crença de que Bacillus produzem o ácido propiônico, observando ao mesmo tempo que nenhuma de suas próprias cepas de Bacillus o produziu.

A duração longa castiga a qualidade. A Cenicafé mede uma queda de seu índice de qualidade para as durações estendidas. Esse índice combina a nota SCA, a parcela de grãos sadios, a viabilidade do embrião e o fator de rendimento.

O tanque fechado protege o embrião melhor do que o tanque aberto. É o inverso do que o ofício costuma supor. Em tanque fechado, a Cenicafé mede uma viabilidade do embrião superior a 80 % até 120 horas. Em tanque aberto, a degradação começa depois de 48 horas e a viabilidade cai a 25 % em 192 horas. Um grão cujo embrião morreu se comporta mal na secagem e no armazenamento.

O tanque não é homogêneo. Em um tanque vertical de 175 kg, o ácido lático medido em 72 horas chega a 5,06 g/L no fundo contra 2,18 g/L na superfície. O ácido acético chega a 1,00 g/L contra 0,40 g/L. O fundo produziu, portanto, mais de duas vezes mais ácido do que o alto. Os autores observam, no entanto, que as comunidades microbianas não diferem de uma camada para outra. Não é, portanto, a população que se estratifica, é a sua atividade.

Os açúcares não são todos consumidos. No fundo desse mesmo tanque, a glicose passa de 9,12 a 4,47 g/L em 72 horas. A frutose, por sua vez, passa apenas de 20,65 a 18,67 g/L. Alongar a duração não basta para esgotar a mucilagem, e deixa um substrato disponível para o que vem depois.

O tanque fechado não seleciona automaticamente os microrganismos certos. No mesmo ensaio, a família das Enterobacteriaceae representa cerca de 85 % da população bacteriana durante as primeiras vinte e quatro horas. As bactérias láticas ficam abaixo de 29 % em 48 horas. Uma fermentação colombiana em tanque aberto as vê, ao contrário, ultrapassar 90 %. A narrativa comercial de um meio dominado por leveduras e láticas não descreve o que essas medições mostram.

O gás carbônico se acumula. Um tanque sem escape ganha pressão. A válvula unidirecional não é um acessório, é o órgão de segurança do processo.

Por fim, a saída do tanque é um ponto crítico. A massa é úmida, ácida e açucarada. Uma secagem lenta depois de uma fermentação longa abre a porta aos mofos e ao defeito fenólico.

Os pontos de referência

• Oxigênio dissolvidode 100 % a 0 % em 15 a 60 minutos, café despolpado em recipiente hermético
• pH5,5 a 5,8 na partida, 3,8 em 24 horas, platô perto de 3,6 após 36 horas
• Durações publicadas12, 24, 48, 72, 96, 144, 180 e 192 horas
• Temperatura da massa em biorreator de 200 litros22 a 23 graus na partida, 26 a 28 graus no pico
• Nota SCA conforme a duração80,96 pontos em 12 horas contra 84,60 pontos em 96 horas
• Estratificação de um tanque de 175 kg em 72 horas5,06 g/L de ácido lático no fundo, 2,18 g/L na superfície
• Viabilidade do embriãoacima de 80 % até 120 horas em tanque fechado, 25 % em 192 horas em tanque aberto