Creado por Kirsten Romaguera, especialista en relaciones públicas de UF/IFAS.
Estados Unidos se encuentra entre las principales naciones consumidoras de café del mundo, importando en gran medida sus granos favoritos de países sudamericanos como Brasil y Colombia.
Felipe Ferrao, un investigador de University of Florida, explica que Florida podría convertirse en un centro mundial para la investigación del café y por esta razón está dirigiendo múltiples estudios sobre la bebida con cafeína y las plantas que la producen.
“Tenemos la experiencia para determinar la composición genética completa de diferentes variedades de café en el laboratorio”, aclaró Ferrao. “University of Florida también cuenta con una iniciativa de inteligencia artificial en curso, así que cuando combinamos nuestra experiencia con el acceso a la supercomputadora HiPerGator, podríamos liderar la trayectoria que nos llevará al mejoramiento de la producción y el sabor del café”.
¿Podrá crecer?
La primer pregunta científica de la investigación es muy básica, explicó Ferrao. Durante el año pasado, los científicos cultivaron alrededor de 150 plantas de café en un invernadero en el campus de UF en Gainesville y las plantas están a punto de exponerse a los elementos naturales de Florida.
“Lo que buscamos es una respuesta simple de ‘sí’ o ‘no’ en esta primera fase del experimento”, aclaró Ferrao, quien divide su tiempo con la investigación de arándanos como parte del equipo del Programa de fitomejoramiento de arándanos de UF/IFAS. “Determinar si podrán crecer es el primer paso en la identificación de las plantas que se adapten mejor a las condiciones de Florida”.
Los investigadores obtuvieron las semillas de Arábica y Robusta de un colaborador puertorriqueño, Puerto Rico Coffee Roasters, porque este territorio es uno de los pocos lugares en EE.UU. que ha tenido éxito en el cultivo de estas plantas. Ahora, las pequeñas plantas serán sembradas en tres campos: uno cerca de Gainesville, otro en el Centro de Investigación y Educación Indian River de UF/IFAS en Fort Pierce (IRREC, por sus siglas en inglés) y en el Centro de Investigación y Educación Tropical de UF/IFAS en Homestead (TREC, por sus siglas en inglés). La siembra está prevista para la primera semana de junio, si el clima así lo permite.
Los consumidores de café prefieren los granos de Arábica por su sabor y aroma superiores, explicó Ferrao, pero las plantas son menos productivas que las variedades de Robusta. Las plantas de Arábica también son más susceptibles al cambio climático en las regiones donde se han producido durante mucho tiempo.
Sin embargo, el clima de Florida no necesariamente generará condiciones de cultivo más favorables. Las plantas del norte de Florida crecerán en contenedores debajo de túneles altos, con la esperanza de que las plantas jóvenes puedan ser protegidas de cualquier posible temperatura muy baja. Las plantas en las ubicaciones del centro y sur de Florida estarán sembradas directamente en el suelo y en campos abiertos.
“Como análisis exploratorio, deberíamos observar algún nivel de éxito o fracaso en cada campo para finales del presente año”, comentó Ferrao. “El experimento se basará en el estudio del comportamiento de la planta en estas nuevas condiciones, el sabor que se obtenga de los granos en los cultivos de Florida y finalmente, quizás lo más importante, si puede ser un cultivo económicamente rentable”.
El proyecto está financiado por el Programa de Investigación SEEDIT de UF/IFAS, que apoya a las empresas agrícolas emergentes. Ferrao tiene colaboradores en Gainesville y en todo el estado: Jonathan Crane; científico horticultor y director asociado de TREC, William Hammond; ecofisiólogo de plantas en el departamento de agronomía, Patricio Muñoz; científico horticultor que lidera el Programa de Fitomejoramiento de Arándanos y el director del laboratorio de este programa Werner Collante, Márcio Resende; científico horticultor que dirige el laboratorio de Genómica y Fitomejoramiento del Maíz Dulce, Lorenzo Rossi; científico horticultor que dirige el Laboratorio de Biología de Raíces de Plantas en IRREC, así como el investigador postdoctoral en el mismo laboratorio Guilherme Locatelli y Ali Sarkosh, científico horticultor que estudia principalmente frutas drupáceas y uvas.
Priorizando el sabor
Ferrao está investigando el sabor de las variedades de café, aunque no de plantas cultivadas en Florida.
Un proyecto denominado “DeepFlavor: utilizando inteligencia artificial para predecir y comprender las preferencias de sabor” combina paneles sensoriales de consumidores tradicionales con tecnologías de aprendizaje. El trabajo se está incorporando a los programas de fitomejoramiento existentes, como en el caso de los arándanos, para identificar los componentes químicos que coinciden con lo que los consumidores prefieren.
Cada área de degustación en el Laboratorio Sensorial de UF está equipada con una computadora, donde se les pide a los panelistas que califiquen la comida o bebida en una escala del 1 al 9, según la preferencia individual, mediante el uso de características como su amargura, dulzura, textura, entre otros. En el proyecto DeepFlavor de Ferrao, los investigadores agregaron cámaras web a cada computadora para realizar pruebas seleccionadas, comenzando con un panel de café realizado en marzo de este año. Las cámaras captan las expresiones de los panelistas en una rápida serie de fotos en el momento de la degustación del producto. Las imágenes nunca son vistas por un ser humano, sino que son analizadas directamente por HiPerGator, utilizando un modelo entrenado por Ferrao.
“No quiero afirmar que esta será la nueva forma de hacer paneles sensoriales”, aclaró Ferrao, “pero es posible predecir un futuro que combina lo tradicional con esta nueva tecnología”.
En la primera ronda de la degustación de café, lo más interesante es que los panelistas clasificaron de manera muy positiva a la variedad de Robusta. Del total de nueve muestras ofrecidas a los panelistas en marzo, tres de ellas fueron de la variedad de Robusta. A pesar de su menor representación, Robusta terminó en segundo lugar.
“Durante muchos años, Robusta se consideró un café de menor calidad: crece bien, tiene un alto contenido de cafeína, pero nunca se ha explorado la amplia posibilidad de sus sabores”, explicó Ferrao. “Ahora podemos afirmar que casi 300 consumidores en este panel no estuvieron de acuerdo con esta afirmación. Algunos productores de Robusta se están enfocando en la calidad y, tanto los especialistas como los consumidores habituales, lo reconocen. Ahora estamos tratando de comprender los atributos químicos y genéticos de esta variedad que hacen que los consumidores la disfruten más”.
Aunque los proyectos no están directamente relacionados, este factor puede ser importante para la investigación sobre el cultivo del café ya que Ferrao sospecha que las variedades de Robusta podrán crecer con mayor éxito en las condiciones de Florida.
El proyecto DeepFlavor está financiado por un programa del Decano de la Oficina de Investigación de UF/IFAS denominado “Incentivo para los docentes innovadores en IA”, o LIFT AI (por sus siglas en inglés). Otros científicos que forman parte del proyecto son Munoz, Resende, la microbióloga Raquel Dias, el especialista en ciencia de los alimentos Carles Sims y la especialista en horticultura Denise Tieman.
Determinando los genes responsables del sabor
El sabor de los granos de café una vez preparados es complejo, dijo Ferrao y se complica por el hecho de que los científicos no consideraron la información genética en previos esfuerzos de fitomejoramiento. Por esta razón, encontrar los genes responsables del sabor es el tercer proyecto actualmente en marcha.
“Sabemos que el entorno en el que crece la planta es muy importante, cómo se cosechan los granos, cómo se tuestan y cómo se elabora el café”, explicó. “Pero el perfil genético crea los químicos que determinan el sabor en el producto final”.
Ferrao trabaja en asociación con científicos del Instituto Capixaba de Pesquisa, Assistência Técnica e Extensão Rural (Incaper) en Brasil, que es considerado un líder en investigación del café y su laboratorio recibió hojas y granos verdes provenientes de plantas de Arábica y Robusta cultivadas en Brasil. En su investigación inicial, publicada recientemente en la revista Crop Science Society of America “The Plant Genome”, los científicos notaron que las mejoras en las variedades de Robusta podrían acelerarse utilizando métodos de fitomejoramiento gracias a la información brindada por su secuenciación genética.
“La producción de café necesita adaptarse a un clima cambiante y conocer el perfil genético completo de la planta podría ser la clave para esta adaptación, aclaró. “En el futuro, podríamos encontrar los rasgos genéticos que hacen que la planta prospere y otros que hacen que tenga un sabor y aroma preferidos, así aumenta el potencial para su plantación”.
A medida que estos proyectos continúen, Ferrao predice que cada uno proveerá información importante al siguiente. En el futuro, podría haber un café cultivado en Florida para ser probado en un panel sensorial o el desarrollo de nuevas herramientas genómicas que podrían acelerar la selección de rasgos favorables en las plantas.
“El café es un fenómeno social en los Estados Unidos y su futuro se encuentra en un punto crítico”, enfatizó Ferrao. “Este trabajo representa una nueva frontera”.
Traducido al español por Luz Bahder luzdenia@ufl.edu
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