La pulpa de café coffea arabica l. Y su evaluación como sustrato-soporte para producir enzimas pectolíticos mediante fermentación en estado sólido

Resumen

En la actualidad, la problemática del impacto ambiental de los residuos- o desechos industriales, y agrícolas de carácter sólido- conlleva a una serie de implicaciones relacionadas con aspectos medioambientales, que son objeto de preocupación para las investigaciones en materia de ecología y medioambiente, y que aglutinan gran parte de los esfuerzos de los proyectos relacionados con el desarrollo sostenible. El interés por el aprovechamiento integral de los residuos de la práctica agropecuaria y la industrialización de las cosechas, se ha incrementado en los últimos años por la imperiosa necesidad de encontrar nuevos procedimientos que contribuyan a mejorar situaciones, tales como el agotamiento de los recursos energéticos, la escasez de alimentos y el aporte de soluciones a los problemas de contaminación ambiental, creados por la deposición de residuos orgánicos al medio ambiente. La fermentación en estado sólido (FES) es considerada como una herramienta útil para la conservación de la energía como biomasa, para el tratamiento de residuos sólidos y para la producción de moléculas de alto valor añadido, tales como enzimas, ácidos orgánicos y metabolitos secundarios biológicamente activos. Una de las mayores ventajas que ofrece la FES es la utilización de residuos agro-industriales como, por ejemplo, la cáscara de café y la pulpa de café. La primera se genera durante el beneficio del café por vía seca y la segunda se genera durante el beneficio del café por vía húmeda y constituye el objeto de este trabajo. Ambos residuales constituyen objeto de atención por la gran cantidad que se genera en las zonas de procesamiento, representando un serio problema en los países productores de café. La pulpa de café de la especie Coffea arabica L. debido a su composición en azúcares, polisacáridos y otros compuestos fácilmente degradables, constituye un material interesante para ser utilizado como sustrato en FES. A su vez, es uno de los subproductos del beneficio del café más importante por el volumen que representa, al constituir el 40 % del peso húmedo de la cereza de café, lo que hace que se genere en grandes cantidades. Todo esto, unido a su contenido en cafeína, taninos y polifenoles, hacen que este material constituya un residuo tóxico para el ambiente. Es por todo ello que, en los últimos años, se ha incrementado notablemente el interés por la utilización de este residuo para la obtención de productos de alto valor añadido, como etanol, o para la obtención de enriquecidos proteicos para la alimentación animal o para la producción de enzimas pectolíticos, que se incluye también como objeto de este trabajo. Por lo tanto, se plantea la necesidad de aprovechar sus propiedades y, por ello, resulta fundamental realizar los estudios de caracterización de los polisacáridos estructurales de la pared celular, constituida fundamentalmente por una gran variedad de carbohidratos de mayor o menor complejidad y por otro lado, también se necesita evaluar su potencialidad como material sólido para la obtención por vía fermentativa de extractos crudos pectolíticos. De este estudio se logra demostrar que la pulpa de café de la especie Coffea arabica L. es un residual que se puede aprovechar desde el punto de vista biotecnológico, específicamente aplicando la FES para obtener productos de interés industrial, como son los enzimas pectolíticos de interés en la industria de los alimentos, e importantes también como catalizadores biológicos en el proceso de fermentación del café. Se utiliza la pulpa de café como sustrato-soporte, humedecida al 60 % con una solución de sulfato de amonio a una concentración de 3.52 g/20 g.m.s y pH 5.5; la cepa Aspergillus niger van Thiegem (AN43-6) como organismo productor y se aplica la técnica de FES. A los siete días de proceso, se obtiene un extracto crudo con una actividad pectolítica de 3.78 U.mL-1, lo que equivale a 57.8 U.g.m.s-1 de sustrato. Al mismo tiempo, este material sólido es detoxificado al disminuir la concentración de la cafeína como compuesto antifisiológico; se aprecia que su concentración disminuye a medida que transcurre el tiempo de fermentación y a partir de las 84 h no se detecta. Esto implica la posibilidad de poder utilizar esta pulpa residual fermentada como suplemento en alimentación animal. Todo este aprovechamiento integral de la pulpa aporta una solución al problema ecológico-ambiental, al ser utilizado el residual más abundante y contaminante de los generados por la agroindustria cafetalera.