Las semillas, el corazón del café latiendo

Las semillas, el corazón del café latiendo. En la industria del café, solemos pensar a menudo en perfiles, curvas de tueste y métodos de extracción. Sin embargo, pocas veces nos detenemos a pensar en lo que sostiene todo ese universo,una estructura biológica precisa.

(Foto de portada: Semilla de Coffea Arabica Var Pink Bourbon germinando.)

La semilla, o el “grano”, que tostamos no es un insumo común y corriente, es un órgano vivo que ha evolucionado para custodiar el embrión (de la planta de café), y asegurar su  establecimiento con hojas y raíces.

El comprender su biología, química, y manejo, complemente nuestra visión del café al mostrar una dimensión nueva que nos ayuda a tomar decisiones agronómicas, de procesamiento poscosecha, al diseñar curvas de tostado, y refuerza nuestro lenguaje sensorial.

Una semilla es un órgano reproductivo de algunas plantas llamadas espermatofitas. Dentro de la semilla se encierra un embrión viable, cubierto por capas protectoras, y rodeado por tejidos que sirven como reserva para su alimentación en tanto desarrolla raíces y hojas.

El embrión es una planta en formación que permanece protegido dentro de la semilla en un estado de dormancia, en espera de que algunos procesos se completen y la condiciones ambientales sean optimas para su germinación.

Incluye la radícula (futura raíz), la plúmula (futuro brote) y los cotiledones (primeras
hojas). Las funciones de las semillas son mantener al embrión viable hasta que las condiciones ambientales le permitan germinar, proveer la energía y materiales para iniciar el crecimiento, y dispersar esa planta hacia otros sitios.

Las primeras semillas aparecieron en hace 360 millones de años (Devónico tardío), el dejar de depender del agua para germinar fue un cambio evolutivo notable el dejar de depender del agua para la germinación como las plantas con esporas (p. ej. helechos), hacia un sistema cerrado y protegido como las semillas.

Desde entonces, las espermatofitas dominaron los paisajes terrestres y, mucho después, apareció el género Coffea.

Las plantas espermatofitas son las únicas que tienen semilla, y se dividen en gimnospermas, que tienen las “semillas desnudas” como los pinos, ginkgos, y cícadas, y angiospermas, que son plantas con flor y fruto en las Las semillas, el corazón del café latiendo cuales su semilla usualmente se desarrolla dentro del fruto.

El café es una angiosperma, ya que su flor fecundada produce una drupa (la cereza) que suele contener dos semillas.

Cuando sólo se desarrolla una semilla, ésta crece más redondeada originando el caracolillo.

Podemos clasificarlas de varias maneras, por ejemplo, acuerdo a la cantidad de reservas que contiene, albuminosas con tejido de reserva abundante que rodea al  embrión (endosperma), o exalbuminosas con pocas reservas. 

También pueden separarse de acuerdo a su línea evolutiva, con uno o con dos cotiledones, que son hojas que la planta tiene desde la etapa embrionaria y cuya función es almacenar y movilizar reservas para la germinación, e iniciar la fotosíntesis cuando emerge la plántula. Y por último, las semillas pueden clasificarse según su resistencia a la desecación y temperatura, siendo las ortodoxas muy resistentes, mientras que las recalcitrantes son sensibles a la desecación y frío excesivo.

La semilla del café tiene dos cotiledones, tiene muchas reservas, y no es resistente a la desecación.

La semillas están vivas, sí, aunque su metabolismo esté en sus niveles más bajos (dormancia/ quiescencia), el embrión respira, mantiene membranas celulares, y repara daños. Para el café verde, esto exige controlar actividad de agua, temperatura y oxígeno ambiental, si las condiciones no son adecuadas el embrión muere y el grano pierde frescura, pierde de volátiles y los lípidos se oxidación, lo que deriva en tazas ‘cansadas’, difusas,
planas y astringentes.

Dentro de la drupa o cereza (cáscara–pulpa–mucílago) encontramos el endocarpio leñoso, llamado pergamino que actúa como barrera higrotérmica durante secado y almacenamiento.

Bajo él está la semilla envuelta por la película plateada. En uno de los extremos del endospermo o grano se encuentra el minúsculo embrión.

El “grano” per se es el tejido de reserva y estructura, sus paredes son ricas en galactomananos y arabinogalactanos (polisacáridos de pared), que le dan dureza y modulan la transferencia de calor y masa en el tueste y la extracción.

Los compuestos que forman las semillas incluyen carbohidratos (azúcares libres y polisacáridos) que proveen energía y arquitectura de pared celular, y proteínas de almacenamiento que funcionan como banco de nitrógeno y aminoácidos para construir tejidos.

Además de lípidos triacilglicéridos (energía concentrada) y fosfolípidos (para formar membranas). También se encuentran en las semillas metabolitos secundarios como alcaloides (p. ej., cafeína) y fenoles (p. ej., ácidos clorogénicos) para su defensa y señalización celular, y finalmente minerales y fitohormonas (p. ej., ABA: ácido abscísico; GAs: giberelinas) que regulan la transición entre la dormancia y la germinación.

En el café, estas moléculas sostienen el arranque del embrión, cada una tiene una función primaria para la planta, y más tarde un reflejo sensorial en taza 

• Los carbohidratos de pared arman la estructura del grano y son reservas energéticas, también ayudan a osmorregular (mantener el balance de agua).  Al tostar y extraer el café, éstos forman coloides responsables del cuerpo y la sedosidad, y la configuración de una matriz muy compacta retiene volátiles, mientras una matriz más frágil los libera
  con facilidad. La sacarosa y los azúcares reductores son reserva carbonada clave, y contribuyen a la señalización metabólica, alimenta el arranque respiratorio del embrión y también ayudan en osmorregulación. Al tostarlos la sacarosa se carameliza
  y provee dulzor y notas caramelo- toffe, los azúcares reductores generan furfural y furanonas, compuestos que sostienen la dulzura estructural.
• Las proteínas de almacenamiento y aminoácidos funcionan como banco de nitrógeno durante la germinación, las proteasas las convierten en aminoácidos para enzimas y tejidos nacientes. Al ser tostadas, éstas moléculas reaccionan con los azúcares para formar pirazinas que dan notas de nuez y cereal tostado, aldehídos y cetonas que proveen notas de pan y malta, y melanoidinas que aportan cuerpo y capacidad antioxidante.
• Los lípidos (triacilglicéridos y fosfolípidos) se transforman en azúcares suministrando energía durante la germinación, y los fosfolípidos sostienen membranas en divisiones celulares rápidas. Los aceites al ser tostados estabilizan aromas y contribuyen a la viscosidad y persistencia del retrogusto. Los diterpenos (cafestol/kahweol) cumplen
  roles de defensa y estructura en las plantas, y en taza intensifican el cuerpo. El mal almacenamiento del café verde y tostado oxida los lípidos generando notas a cartón o grasa rancia.
• Los ácidos clorogénicos y sus derivados son antioxidantes y defensas que modulan la pared celular y los procesos de óxido-reducción durante la activación metabólica, pero que al ser tostados generan lactonas clorogénicas que proveen amargor amable, y
  cuerpo a la bebida, y su equilibrio delimita nitidez y acidez brillante versus astringencia.
• La cafeína es un alcaloide que que defienden a la planta contra los herbívoros y microorganismos patógenos, la trigonelina (betaína de niacina) actúa como reserva de nitrógeno y protector osmótico y térmico, mismas que durante el tueste aportan aportan amargor limpio y efecto tónico en el caso de la cafeína, y notas tostadas y estructura gustativa en el caso de la trigonelina.
• Los ácidos orgánicos como el cítrico, málico, succínico, o quínico desde ACG) son intermediarios del metabolismo, dan soporte energético y amortiguan cambios de pH durante la germinación, pero durante el tueste éstos otorgan brillo y sensación frutal
  (cítrico, málico) a la taza. En el caso del ácido quínico añade estructura, y su exceso se percibe como una acidez áspera.
• Los minerales (K, Mg, Ca, P) en general son cofactores enzimáticos que también estabilizan membranas y paredes, y coadyuvan en la producción de energía, y en taza inciden en la extracción y textura al al interactuar con ácidos y coloides.
• Fenoles y taninos menores funcionan como una barrera química contra patógenos y ayudan a modular las paredes celulares, y en taza aportan estructura, notas frutales y de fermentación, en exceso derivan en astringencia y sequedad.