Cualquiera que tenga un interés profesional en tostar café u hornear pan ha oído hablar de la reacción de Maillard, sin embargo, la reacción relacionada denominada degradación de Strecker es mucho menos conocida y desempeña un papel crucial en el tueste del café. En esta publicación, vamos a explorar a profundidad esta reacción subvalorada, así que asegúrate de tener tu bata de laboratorio y gafas de seguridad a mano.
Hace un tiempo publicamos una introducción a las reacciones de Maillard y su papel en el tueste; hablamos en plural porque son una red compleja de reacciones químicas que resultan cuando el azúcar y la proteína se calientan juntos. Las reacciones de Maillard contribuyen mucho al delicioso aroma y color de muchos alimentos y bebidas que “se vuelven marrones” cuando se cocinan o se secan. La degradación de Strecker a menudo se considera un subconjunto de las reacciones de Maillard, pero con el café en particular desempeña un papel muy específico e importante: contribuye a gran parte del aroma característico del café recién hecho y crea casi todo el CO2 atrapado en sus granos, lo que significa que es la causa principal del segundo crack —te pedimos encarecidamente no tostar hasta ese punto—, lo más intrigante de todo es que la cantidad de compuestos de Strecker en tu café puede verse afectada al cambiar cómo se tuesta, cómo se elabora y cómo se almacena.
La química de Degradación de Strecker
La degradación de Strecker fue identificada por primera vez por el químico alemán Adolph Strecker en 1862, esta convierte los aminoácidos, componentes básicos de las proteínas, en compuestos aromáticos volátiles llamados aldehídos que suelen tener olores distintivos y muchos de ellos pueden percibirse incluso en concentraciones muy bajas, lo que los convierte en una parte importante del complejo aroma del café recién hecho.
La degradación de Strecker es una reacción de dos pasos: el aminoácido se oxida con la ayuda de otro compuesto (el oxidante) y la molécula resultante se descompone en un aldehído, liberando amoníaco y dióxido de carbono en el proceso.
Degradación de Strecker. Un aminoácido se convierte en un aldehído con la ayuda de una molécula oxidante. Cualquier cadena lateral (R) que tenga el aminoácido formará la base del aldehído.
El oxidante suele ser un compuesto de dicarbonilo, una molécula con dos átomos de oxígeno unidos por dobles enlaces a los átomos de carbono vecinos. Las reacciones de Maillard son una fuente potente de este tipo de molécula, por lo que la degradación de Strecker está estrechamente relacionada con ellas.
El aldehído resultante puede formar muchos otros compuestos, incluidas las melanoidinas y algunos de los compuestos aromáticos más importantes del café.
¿A qué huelen los aldehídos Strecker?
Los aldehídos en general son muy aromáticos y muy utilizados en perfumes o aromatizantes por sus aromas florales o afrutados, pueden cubrir todo el espectro de aromas del café desde florales, herbáceos y afrutados hasta a nueces, maltosos, tostados y terrosos. Los aldehídos formados en la degradación de Strecker son una parte crucial del aroma del café recién hecho y pueden usarse como un indicador de la frescura del mismo (Buffo y Cardelli-Freire 2004).
La degradación de Strecker también juega un papel vital en las reacciones de Maillard, creando precursores para todo tipo de aromas clave, incluidas las pirazinas que le dan al café recién tostado gran parte de sus aromas característicos a tierra, nueces y tostado (Toledo et al 2016). Dado que participa en la formación de tantos compuestos aromáticos importantes, la degradación de Strecker ayuda a "dirigir" las reacciones de Maillard hacia la creación de compuestos que aportan aroma, no solo color, al café (Yaylayan 2003), por eso es tan importante el sabor del café tostado.
Degradación de Strecker Causa la segunda grieta
Cada aminoácido que se degrada también libera una sola molécula de dióxido de carbono, sorprendentemente, esto es suficiente para representar la gran mayoría (80 % o más) del CO2 formado dentro del grano de café durante el tueste (Wang and Lim 2017); durante el proceso, parte del dióxido de carbono que se forma queda atrapado en las células, aumentando gradualmente la presión en el interior.
La primera grieta (crack) es causada por la evaporación del agua, lo que acumula presión dentro del grano hasta que rompe la estructura del mismo. La segunda grieta (crack) es un proceso similar que ocurre cuando la presión del dióxido de carbono dentro de las células individuales de un café se vuelve lo suficientemente alta como para abrirlas. Dado que la degradación de Strecker crea la mayor parte del CO2 en el café tostado, también es la principal impulsora de la aparición de la segunda grieta (Lyman et al 2003).
¿Cómo afecta el tostado? Degradación de Strecker ?
Dado que depende de los compuestos de Maillard que actúan como oxidantes, a menudo se asume que la degradación sucede posteriormente en el tueste, después de que la temperatura del grano alcanza los 160 °C (Lyman et al 2003), sin embargo, los aldehídos de Strecker también tienden a descomponerse o evaporarse a altas temperaturas, por lo que, si bien pueden formarse a un ritmo más rápido en dichas condiciones, se pierden del grano con la misma rapidez.
Degradación de Strecker y antioxidantes
Aunque se cree que la reacción de Maillard y la degradación de Strecker ocurren a altas temperaturas, ambas suceden también a temperatura ambiente pero muy lentamente. La degradación de Strecker tiene lugar en el café verde durante el almacenamiento (Holscher and Steinhart 1995) y también contribuye a la pérdida de sabor con el tiempo en el café enlatado listo para beber;
Dado que esta depende de un oxidante para desencadenar el primer paso en la reacción, los antioxidantes en el café, como el ácido clorogénico, pueden reducir su velocidad ayudando a preservar el sabor del café enlatado (Zheng et al 2015).
El ácido clorogénico y otros antioxidantes también pueden inhibir la degradación de Strecker durante el tueste. En un experimento diseñado para modelar reacciones específicas en condiciones de tueste, los investigadores asaron un solo aminoácido purificado junto con glucosa (Wang and Ho 2013) y descubrieron que la adición de antioxidantes disminuía considerablemente la cantidad de degradación, queda por ver si esto tiene algún efecto en el tueste real del café.
La química del tueste es enormemente compleja y la comunidad de tostadores aún no tiene una idea clara de cómo controlar las reacciones químicas específicas que tienen lugar durante el proceso. La degradación de Strecker, sin embargo, tiene algunos asideros interesantes, particularmente ajustando la temperatura de carga y el tiempo de tostado. Esta degradación a menudo se ha agrupado con las reacciones de Maillard, pero investigaciones recientes muestran que lo que sucede al comienzo del tueste puede afectar cómo se desarrollan los compuestos de Strecker, lo que a su vez afecta los compuestos de sabor que se crean en la fase Maillard; resulta que esta reacción menos conocida tiene el potencial de dirigir las reacciones, en lugar de simplemente seguirlas.
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