Potencialidades de las levaduras en el aprovechamiento de los residuales del café

Abstract

Se realiza una caracterización de los residuales del beneficio húmedo del café atendiendo a su posible aprovechamiento mediante levaduras, encontrándose que con las tecnologías tradicionales sólo es factible de utilizar la pulpa de café. Igualmente se encontró que el proceso tecnológico y el tiempo de fermentación influyen sobre su composición. De estos residuales se aisla una cepa de Saccharomyces cerevisiae con actividad pectinolítica. La síntesis de enzimas pécticas por esta cepa está asociada al crecimiento y es estimulada por la presencia de pectina en el medio de cultivo desde 0,1- 10g/L, no observándose diferencias significativas en las producciones para las diferentes concentraciones de pectina en el medio, excepto para pectina 5 g/L donde la actividad enzimática resultó significativamente superior. La enzima péctica de esta cepa fue purificada 40,2 veces por cromatografía de intercambio iónico en Fractogel EMD Sulfonato- 650 (s) mostrando homogeneidad electroforética en PAGE-SDS y una masa molecular de aproximadamente 60 kDa. Se obtuvieron los valores de Km y Vm, siendo estos 1,9mg/mL y 312,1 nmol/mL.min para la pectina (28,9 % de esterificación) y 0,7 mg/mL y 205,1 nmol/mL.min para el ácido poligalacturónico. La enzima se comporta como una poligalacturonasa tipo endo y presenta un rango de pH y temperatura óptimos de 4-4,5 y 55 0C respectivamente. A pH 3 se conserva más del 80 % de la actividad y a 37 0C se mantiene estable durante 60 minutos, inactivándose completamente a pHs superiores a 6,5 y a 60 0C en 10 minutos. La producción de alcohol en medio convencional por esta cepa muestra una eficiencia superior al 86 %, no influyendo significativamente sobre ésta la presencia de pectina en el medio a una concentración de 10 g/L. La cepa sintetiza activamente pectinasas durante la fermentación alcohólica e hidroliza extensamente la pectina del medio sin consumo aparente de los productos de hidrólisis. La cepa es capaz de degradar la cafeína en más de un 85 % en un medio mineral cuando la utiliza como única fuente de nitrógeno, y puede utilizar la pectina en presencia de glucosa 5 g/L.

A characterization of the residuals of the wet benefit of coffee is carried out, taking into account its possible use through yeasts, finding that with traditional technologies it is only feasible to use the coffee pulp. Likewise, it was found that the technological process and the fermentation time influence its composition. From these residues, a strain of Saccharomyces cerevisiae with pectinolytic activity is isolated. The synthesis of pectin enzymes by this strain is associated with growth and is stimulated by the presence of pectin in the culture medium from 0.1-10g/L, not observing significant differences in production for the different concentrations of pectin in the medium. , except for pectin 5 g/L where the enzymatic activity was significantly higher. The pectic enzyme from this strain was purified 40.2-fold by ion exchange chromatography on Fractogel EMD Sulfonate-650(s) showing electrophoretic homogeneity on SDS-PAGE and a molecular mass of approximately 60 kDa. The Km and Vm values were obtained, being these 1.9mg/mL and 312.1 nmol/mL.min for pectin (28.9% esterification) and 0.7 mg/mL and 205.1 nmol/mL. .min for polygalacturonic acid. The enzyme behaves like an endo-type polygalacturonase and has an optimal pH and temperature range of 4-4.5 and 55 0C respectively. At pH 3 more than 80% of the activity is preserved and at 37 0C it remains stable for 60 minutes, being completely inactivated at pHs higher than 6.5 and at 60 0C in 10 minutes. The production of alcohol in conventional medium by this strain shows an efficiency greater than 86 %, the presence of pectin in the medium at a concentration of 10 g/L not significantly influencing it. The strain actively synthesizes pectinases during alcoholic fermentation and extensively hydrolyzes pectin from the medium without apparent consumption of the hydrolysis products. The strain is capable of degrading caffeine by more than 85% in a mineral medium when it is used as the only nitrogen source, and it can use pectin in the presence of 5 g/L glucose.