Universidad de ChileFacultad de Cs. AgronómicasDepto. de Agroindustria y EnologíaEnvases para bebidas y alimentos

INFORME FINAL DE ENVASES:ENVASE PARA CAFÉ EN GRANO

Profesor: Francisco Javier KigerAlumno: Cristian Díaz

Fecha : 23/07/2010

INTRODUCCION

Los envases quizá sean los objetos más cotidianos, comunes y necesarios que el ser humano haya inventado; a tal grado que de alguna manera proyectan la ideología y forma de vida de una sociedad completa en un periodo histórico determinado. Desde la forma más simple hasta el más complejo diseño, el envase cumple con la función específica para el cual fue creado: contener, proteger, informar y vestir al producto. Y al final, el embalaje ayuda al movimiento de éste durante el largo camino que recorre para llegar, a fin de cuentas, al consumidor.

Comercialmente adquiere cada vez más importancia; ha dejado de servir como simple contenedor y protector de mercancía, llegando a adquirir connotaciones simbólicas. Es crucial en la compra, ya que es lo primero que ve el consumidor antes de tomar la decisión final. Por ello, ha sido llamado el vendedor silencioso pues nos comunica las cualidades y beneficios que vamos a obtener al consumir determinado producto

En el presente informe me enfoco en el producto ‘Café en Grano´, analizando y explicando las principales características físico-químicas y ambientales que se deben tomar en cuenta para diseñar un envase ideal para este producto. Primero daré a conocer y caracterizaré los envases ya existentes para este producto , para luego plantear mi nueva idea de envase que podría tener ciertas características benéficas en la contención, protección e información del `Café en Grano´

COMPOSICIÓN QUIMICA Y COMPONENTES DEL CAFÉ EN GRANO

Se cuentan al menos 800 compuestos químicos en el café. Su proporción y su naturaleza determina la especificidad del café en cuestión. Como ejemplo, y para citar algunos compuestos mayoritarios, se encuentra la vainillina, el guaiacol y el 4-Ethylguaiacol (fenólicos y especias), el 2,3-butadion (aroma de mantequilla), el 2-Methoxy-3-isobutylpyrazine (terroso), el methional (patata y azúcar) y finalmente el 2-Furfurylthiol (aroma, simplemente, de café). Otros compuestos proporcionan sensaciones de avellana, nuez, caramelo y, de manera más sorprendente, de seta, carne, etc.

La mayoría de estos compuestos se deterioran con el aire y la luz, lo que explica el consejo habitual de conservar el café en un recipiente hermético al vacío, al resguardo del calor y la luz. Conservar el café en forma de granos (como es la forma en que se presenta el producto en este informe) minimiza la superficie de contacto con el aire, y en consecuencia la probabilidad de degradación de los aromas.

Compuesto Base seca (%)

Taninos 1,80-8,56Sustancias pécticas totales 6,5Azúcares reductores 12,4Azúcares no reductores 2,0Cafeína 1,3Ácido clorogénico 2,6Ácido cafeico total 1,6

Fraccionamiento del Café en grano en seco

100 gramos de fruto de café: 29% pulpa seca de café12% cascarilla de pergamino4% mucílago55% granos de café verde (= grano oro)(al tostarlo puede perder hasta un 16% de peso en humedad)

Distribución porcentual de las estructuras principales

Cultivar Arábigo Borbón MezclaPulpa 26,5 29,6 28,7Cascarilla 10,0 11,2 11,9Mucílago 13,7 7,5 4,9Fruto de Café 50,0 51,7 55,4

Contenido de otros compuestos en la pulpa del Café

Compuesto Base seca (%)

Taninos 1,80-8,56Sustancias pécticas totales 6,5Azúcares reductores 12,4Azúcares no reductores 2,0Cafeína 1,3Ácido clorogénico 2,6Ácido cafeico total 1,6

Contenido de aminoácidos

Con respecto a la fracción proteínica los datos indican que la proteína de la pulpa de café contiene niveles similares o más altos de aminoácidos que otros productos, como la harina de algodón y la harina de soya. Por otro lado, la pulpa de café muestra concentraciones generalmente más alta de aminoácidos que el maíz pero es deficiente en los aminoácidos azufrados. Es de interés hacer notar el contenido relativamente alto de lisina en la pulpa, el cual es tan alto como el de la harina de soya cuando se expresa como mg/g de nitrógeno.

Mucílago

El otro subproducto de interés es el mucílago el cual está localizado entre lapulpa y la cáscara del grano de café. Este material representa alrededor del5% del peso seco de este.El mucílago es una capa de aproximadamente 0,5 a 2 mm de espesor que está fuertemente adherida a la cáscara del grano de café. Desde el punto de vista físico, el mucílago es un sistema coloidal líquido, liofílico, siendo por lo tanto un hidrogel. Químicamente, el mucílago contiene agua, pectinas, azúcares y ácidos orgánicos. Durante la maduración del grano de café el pectato de calcio, localizado en la laminilla media y la protopectina de la pared celular, es convertido en pectinas.Esta transformación o hidrólisis de las protopectinas resulta en ladesintegración de la pared celular, dejando un plasma celular libre. En esteplasma, además de pectinas, se encuentran azúcares y ácidos orgánicosderivados del metabolismo y la conversión del almidón.

Composición química del mucílago del Café

Sustancias pécticas totales 35,8Azúcares totales medios 45,8Azúcares reductores 30,0Azúcares no reductores 20,0Celulosa = cenizas 17,0

El pergamino del Café

El pergamino del café o cascarilla es la parte que envuelve el granoinmediatamente después de la capa mucilaginosa, y representa alrededor de12% del grano de café en base seca . En comparación con el maíz , la concentración proteica es similar entre los tres subproductos, mientras que el contenido de fibra cruda

es significativamente mayor en el cascabillo de café. El contenido de extracto libre de nitrógeno del pergamino del café es el más bajo (18,9 g) y por consiguiente, su valor como alimento para animales deja mucho que desear, cuando se quiere encontrar otro fin.

FACTORES QUE AFECTAN EL DETERIORO DEL CAFÉ EN GRANO

Factores Amientales

1.TemperaturaAltas temperaturas pueden traer serios deterioros a los granos de café.

2.Humedad Los granos de café se ven directamente afectados con el solo contacto con el agua. El efecto negativo depende de la cantidad de agua que esta en contacto con el grano y tambien depende de la Tº , ya que si esta es alta , existe la posibilidad de que el agua disminuya o si esta es muy baja, el efecto de deterioro será mayor.

Por otro lado, el cafe recién tostado tiene una humedad del 2 ó 3%, siendo altamente higroscópico, esto es, tiende a captar humedad del ambiente, afectando directamente a su calidad.

3.Aire y OxígenoAltas cantidades de Oxigeno promueven un deterioro acelerado del producto en cuestión , donde el sabor y el aroma de los granos de café serían las características mas afectadas. Existen 3 tipos de envasados para café que se identifican de la siguiente forma:

4.PHSe ha demostrado que el pH del café está relacionado con la acidez percibida del café. Un pH entre 4.9 y 5.2 es el rango preferido para una ‘ buena taza de café '. Más de 100 diferentes tipos de ácidos han sido aislados del café verde y tostado. Los ácidos presentes en mayor proporción en el café verde , y por ende los mas susceptibles a deterioro son ácidos clorogénico y quínico, y los ácidos málico y cítrico como componentes menores. Durante el proceso de tostado los complejos de ácido clorogénico son degradados principalmente a componentes menores. Otros ácidos, como los ácidos acético y fórmico, son formados durante el tostado, pero, debido a su alta volatilidad, estos desaparecen al final del proceso de tostado.

5.Factores fisicosLos granos de café pueden sufrir deterioro físico por impactos .

PROCESOS DE ALTERACIÓN DEL PRODUCTO

1.Causas Químicas

La cera y las grasas que contiene el grano envejecen lentamente, pero pueden volverse rancios. Además, como ya nombré anteriormente ,los granos se oxidan por el contacto con el aire. Dicha oxidación altera un café en grano en 20 días, y un café molido en sólo 5. Por esta razón, el envase no deja de ser un factor determinante en cuanto a la calidad del café. Hoy en día, el envase al vacío es la norma, sobre todo para el café molido. Pero esto ultimo no deja de considerarse importante para disminuir aun mas la probabilidad de deterioro en mi producto elegido.

Por otro lado las moléculas aromáticas formadas en el grano de cafe durante el proceso de tostado tienden a emigrar a la superficie y de allí a escaparse al exterior. El tiempo que transcurre entre el tostado del grano y su consumo debe ser lo más corto posible, ya que a mayor tiempo transcurrido, mayor pérdida de aroma. Por otro lado el cafe es un cuerpo lábil, es decir, absorbe todos los aromas y olores que se encuentren a su alrededor si no dispone de un envase apropiado.

2.Causas BiológicasSe debe principalmente a la acción microbiológica de los hongos.

PROPIEDADES BARRERA Y ENEMIGOS DE LA CONSERVACIÓN DEL CAFÉ

Tres son los enemigos de la conservación del cafe: la pérdida de aroma, la humedad y la oxidación. La tecnología utilizada comúnmente en los envases de este producto consta de : paquetes al vacío, válvulas de aroma, materiales opacos , lo garantiza la óptima conservación del cafe. El material mas usado para estos envases es el ‘Papel Celofán ´y tambien el `Polietileno´.

En sus distintas etapas desde la recolección hasta el cafe verde, el cafe soporta sin perder calidad el paso de unas semanas, sin más cuidados que evitar una excesiva humedad o un recalentamiento fuerte. El grano de cafe verde conserva casi intactos todos sus aromas potenciales durante un largo periodo de tiempo (hasta 2 años), pero una vez tostado comienzan a producirse procesos de degradación en un breve período de tiempo (pasados 35 días del día de tueste los aceites que se encuentran alrededor del grano empiezan su oxidación con el consiguiente enranciamiento del cafe). Hay tres factores fundamentales:

• La pérdida de aroma. Las moléculas aromáticas formadas en el grano de cafe durante el proceso de tostado tienden a emigrar a la superficie y de allí a escaparse al exterior. El tiempo que transcurre entre el tostado del grano y su consumo debe ser lo más corto posible, ya que a mayor tiempo transcurrido, mayor pérdida de aroma. Por otro lado el cafe es un cuerpo lábil, es decir, absorbe todos los aromas y olores que se encuentren a su alrededor si no dispone de un envase apropiado.

• Humedad: el cafe recién tostado tiene una humedad del 2 ó 3%, siendo altamente higroscópico, esto es, tiende a captar humedad del ambiente, afectando directamente a su calidad.

• La oxidación. El cafe tostado tiene un 15% de aceites y grasas. El oxígeno del aire provoca su oxidación química, así como la degradación de otros muchos compuestos.

Este proceso se ve favorecido por la humedad, la temperatura elevada y la luz.

Este proceso degenerativo se acentúa al moler el cafe ya que lo que hacemos es aumentar la superficie de cafe en contacto con el aire. Si en el cafe grano el período óptimo de consumo es de 35 días después del tueste (una vez abierto el envase), en el cafe molido es de 6-8 horas, tiempo a partir del cual perderá más del 70% de sus propiedades aromáticas y de sabor.

Un buen sistema de conservación retrasará la pérdida de aromas y preservará al cafe de la humedad, el aire, el calor y la luz. De ahí la importancia que tienen los materiales de envasado y la tecnología utilizada para asegurar unos niveles de conservación óptimos: paquetes al vacío, válvulas de aroma, materiales opacos y aislantes, inyección de gas inerte (nitrógeno ó CO2), etc...

NUEVA PROPUESTA : `ENVASE DE CARTÓN PARA CAFÉ EN GRANO´

Uno de los elementos fundamentales en los que debo centrarme para la elaboración del envase de café en grano es el requerimiento de de láminas que eviten la migración de los constituyentes aromáticos del café , que también son sensibles al oxígeno.

El café en granos comúnmente se envasa en bolsas de papel celofán polietileno o en bolsas de plástico con recubrimiento interior de cera, LDPE o PET. El café molido es normalmente envasado en laminados de PET/foil/LDPE, haciendo vacío en el interior de modo que quede un paquete compacto en forma de ladrillo. El café molido libera CO2, de modo que se deben tomar tomar precauciones en el procesamiento anterior al envasado para asegurarse que el producto haya liberado gran parte de este gas y evitar inflar el paquete herméticamente cerrado. Recordemos que en el caso de mi producto elegido , no tendremos las mismas condiciones y requerimientos fisico quimicos que café molido , por esta razón hay que tener la precaución de que los granos no sufran daños físicos que puedan producir la molienda de los granos y así alterar el ambiente en el cual se encontrará el producto dentro del embase.

Por esta razón consideré un importante cambio en el diseño de los envases típicos de café en grano que como ya lo mencioné antes corresponde a bolsas de celofán o de plástico , las cuales en ciertas circunstancias podrían significar un soporte no muy confiable para la proteccion física de los granos de café . De esta manera llegué a optar por `Envases de Cartón ´con recubrimiento interno de cera , como una solución al problema planteado. Esta nueva forma de envasar este producto aparte de cumplir con los requerimientos fisico quimicos de proteccion y almacenaje puede atraer la atención de los consumidores que busquen mas seguridad en el traslado del producto ya sea, en un bolso, en la maleta del auto , incluso apretado con otros producto sin correr mayor riesgo por la integridad física del producto . Además este material amplía las posibilidades de crear nuevos diseños e impresiónes que pueden resultar mas fáciles de realizarlos en cartón que en papel de celofán polietileno, osea estamos abriendo una nueva ventana en el diseño gráfico del producto que tambien puede ser beneficioso para el producto al hacerlo mas llamativo y original.

Envase de Cartón

El cartón es una variable del papel, se compone de varias capas de este, las cuales superpuestas y combinadas le dan su rigidez característica. Se considera papel hasta 65gr/m2; mayor de 65gr/m2, se considera como cartón. Cajas Plegadizas :Las plegadizas tienen un uso bastante extendido, y son utilizadas como envases primarios del producto o bien como secundario, contenedor de envases primarios. Ventajas y desventajas de una caja plegadiza :

Ventajas: - Son de bajo costo -Se almacenan fácilmente debido a que pueden ser dobladas, ocupando un mínimo de espacio. -Imprimibilidad : El uso del envase para promocionar y describir al producto es una muy importante herramienta de mercadeo. Los gráficos, el texto, la disposición de las figuras en el envase, tienen que estar reproducidos de manera muy precisa y atractiva.-Pueden lograrse excelentes impresiones, lo que mejora la presentación del producto.

Desventajas• La resistencia de las cajas plegadizas está limitada por el proceso de manufactura, el cual no puede fabricar cartones más gruesos de 0,040”, esto no permite envasar productos que excedan a 1,5 Kg.

Un beneficio muy importante es su alta capacidad de reciclaje, dejando a los envases de carton en el primer lugar de los envases mas ecológicos , lo cual es un plus para su marketing en un mercado que aumenta su demanda de productos con menor impacto ambiental.

Teniendo estas consideraciones ya mencionadas , ahora, a este nuevo modelo debo asignarle la atmósfera que voy a establecer dentro de el envase de cartón de las cuales tengo tres opciones (todas compatibles con el cartón) y que dependerán de los requerimientos de mercado, como muestro a continuación:

En atmósfera: no se modifica el aire que rodea al producto, por tanto habrá presencia de oxígeno y vapor de agua, con el consiguiente riesgo de oxidación de las grasas y de humidificación. Si el material complejo lleva válvula, evitáramos que el oxígeno y el vapor de agua se renueven (la válvula solo permite el paso de gases desde el interior al exterior del paquete).

Envases al vacío para café.Se elimina el aire del interior del envase. Es muy importante tener en cuenta la relación existente entre la presión del CO2 interno y la depresión realizada, pues si la depresión no es suficiente el CO2 interno puede conducir al ablandamiento del envase. Para que esto no ocurra ha de fijarse un tiempo de desgasificación del café antes de ser envasado, logrando un equilibrio entre la desgasificación y las pérdidas de aroma.

En atmósfera modificada: el aire es sustituido por un gas inerte (nitrógeno).Con esto, con la elección de una buena envoltura y con una válvula de desgasificación unidireccional, conseguiremos mantener las características de un café durante un largo período de tiempo.

Las válvulas pueden ser internas o externas y en cualquier caso van soldadas a la estructura multicapa que forma el envase. Constan de:

Un filtro de celulosa

Un plato con dos orificios

Un disco de goma

Una cubierta externa unida al disco de goma por un punto de silicona. Algunas firmas tienen la solución de una válvula especial la cuál evacúa los gases de tueste del envase. Así, el café puede ser envasado justo después de ser tostado manteniendo todo su aroma. La válvula evita a la vez la entrada de oxígeno y la consecuente perdida de aroma. La válvula puede ser usada para granos enteros y para café molido y puede ser emplazado tanto en el interior del envase, como en la parte exterior. De este modo, el envase al vacío se mantiene firme y el café también puede ser envasado en paquetes blandos manteniendo todo su aroma. La perdida del aroma, la humedad y la oxidación son 3 caracteristicas que definen la busqueda de un tipo envase ótimo para este producto. Si a esto

CONCLUSIÓN

Hoy en día, el incremento de la competitividad de los mercados demanda a las empresas nuevas ideas con objeto de mejorar su rentabilidad; sin embargo, no son muchas las empresas que se han tomado en serio el importante papel de los envases y embalajes. Para llevar a cabo el diseño de envases y embalajes será necesaria la adopción de un adecuado esquema de trabajo en el cual el análisis de las caracteristicas fsco-qcas y del ambiente requerido por el producto en cuestion pasa a ser un pilar fundamental , del cual obtendremos los factores que mas influyen en la optima proteccion y mantenimiento del producto . El Café en Grano es un producto de considerable consumo e importancia en todo el mundo , pero no son muchas las opciones de envases que podemos observar en el marcado aparte de `papel de celofan´.La perdida del aroma, la humedad, y la oxidación son tres aspecto que definen la busqueda de un envase óptimo para este producto, lo cual unido con las mas amplias posibilidades de un diseño llamativo y una mayor proteccion física , me hacen optar por un nuevo `envase de carton con recubrimiento interno de cera´ como mi opción.

BIBLIOGRAFÍA

http://www.nuestrocafe.com/articulo/45.phphttp://www.monografias.com/trabajos5/envflex/envflex.shtmlhttp://www.bedri.es/Comer_y_beber/Cafe/Tipos_de_cafe/Cafe_torrefacto.htmhttp://www.baque.com/cafe-escuela-baque-es.phphttp://coffeebeanspacking.com/spanish/coffee_beans_package.htm