La pulpa de café. Consideraciones para su aprovechamiento biotecnológico

GENERALIDADES SOBRE EL
CAFÉ.

El café es el principal cultivo en muchas
regiones tropicales y subtropicales como por ejemplo Brasil,
Colombia, Guatemala, México. También crece
ampliamente en Africa y Madagascar.

El género Coffea es miembro
de la familia Rubiacea e incluye un gran número
de especies, pero solo Coffea arabica, Coffea
canephora (var. robusta) y C. liberica han sido
adecuadamente usadas para el cultivo comercial. Sin embargo, la
especie Coffea liberica fue desvastada durante 1940 por
una epidemia de tricomicosis ocasionada por la infección
con Fusarium xylaroides, eliminando su cultivo a nivel
comercial.

Fruto de café.

Algunos aspectos sobre su composición y las
características de su fermentación son abordados
por Nigam Poonam (2004).

El café maduro o cereza es un fruto carnoso. Se
describe como una baya esferoidal, con un diámetro entre
15-20 mm. Durante la maduración cambia el color de la
cereza de verde a rojo. Los frutos de café arabica son
ovalados y alargados; en su estado de madurez los cubre una fina
piel de color rojo (el pericarpio) que cubre al mesocarpio (Fig.
1). Dependiendo de la variedad, el mesocarpio representa del
40-65 % del peso fresco y está compuesto de agua (70-85
%), azúcar y pectina.

Fig. 1. Esquema de la estructura del grano
de café.

La semilla es rica en polisacáridos,
lípidos, azúcares reductores, polifenoles y
cafeína. El fruto normalmente contiene dos semillas
(endosperma), las que están cubiertas por una fina
membrana conocida como "piel de plata"- es el espermodermo o
tegumento- y a la vez esta película está protegida
por una capa dura o endocarpio generalmente conocida como
"pergamino". Adherido firmemente a la parte externa del pergamino
tenemos un mesocarpio mucilaginoso "capa de pectina" que
está cubierto por la piel del fruto
(pericarpio).

Para obtener un café de alta calidad, el
café es cosechado cuando las cerezas están
completamente rojas (maduras). Si las cerezas están muy
maduras, son difíciles de procesar y resulta un producto
de baja calidad. Un período normal de cosecha abarca
intervalos de 7-14 días. Los cafetos o arbustos de
café producen una media de 2.5 Kg de cereza por
año, lo que rinde alrededor de 0.5 Kg de café verde
o el equivalente a 0.4 Kg de café tostado que corresponden
a unas 40 tazas de la bebida preparada para consumo.

Fermentación del
café.

La fermentación natural del café o la
eliminación del mucilago del café, se refiere a los
procesos de eliminación del mesocarpio mucilaginoso
adherido al pergamino del café por los enzimas naturales
que normalmente se encuentran en los frutos de café y/o
los enzimas producidos por la microflora natural aislada del
ambiente.

El café despulpado mediante métodos
mecánicos- como es el uso de máquinas
despulpadoras- se coloca en tanques de hormigón o de
madera y seguidamente se adiciona agua para llevar a cabo la
fermentación, proceso durante el que se produce un cambio
constante del agua y del licor de mucilago.

La fermentación natural tiene lugar durante 20-
100 h; este período varía en función de la
etapa de maduración de la cereza; pH; temperatura;
concentración de iones del medio; variedad del
café; microflora existente y aireación.

Esta bien demostrado que bajas temperaturas y valores de
pH bajos, retardan la velocidad de fermentación y que en
condiciones aeróbicas es mucho más rápida
que en anaerobicas o de baja concentración de
oxígeno ya que la disponibilidad de oxigeno bajo el agua
está más restringida.

Este proceso de fermentación comprende dos
objetivos fundamentales: en primer lugar la eliminación
rápida del mucilago y posteriormente el secado de la
película de pergamino o endocarpio, es decir de las
semillas limpias, hasta alcanzar un contenido de humedad del
10-11 %.

Existen varios factores prácticos que incrementan
la velocidad de fermentación; por ejemplo, el uso de las
aguas de recirculación, en los tanques de
fermentación que son ricas en enzimas. En las
factorías más desarrolladas utilizan otros aditivos
que incrementan la actividad de las enzimas, tal como la
adición de iones de calcio que activan enzimas
específicos.

La fermentación natural del café se
controla cuidadosamente porque se podrían producir sabores
desagradables, que se reflejarían en la calidad del
producto final.

Durante la etapa de fermentación las diversas
poblaciones microbianas desarrollan actividades complejas que
pueden tener un efecto negativo. Los azúcares pueden
degradarse a ácidos, o sea, de la misma manera que estos
microorganismos sintetizan las enzimas responsables de la
desmucilaginación del café (eliminación de
la capa de mucílago), también sintetizan otras
enzimas que pueden causar un gran deterioro al grano,
obteniéndose un producto heterogéneo y en ocasiones
de mala calidad; así sucede cuando el contacto entre
mucílago y grano de café se prolonga excesivamente
(Bressani, 1979; Favela et al., 1989; Mburu,
1995).

El desarrollo de olores y sabores desagradables, se
asocia a la producción de ácido propiónico.
En las fermentaciones negativas productoras de ácido
propiónico y/o ácido butírico, se incrementa
la presencia de estos ácidos durante las etapas finales de
fermentación en presencia de exceso de agua y se relaciona
además con un lavado antes de la fermentación
deficiente de los granos de café, unido a la
aparición de altas temperaturas durante la
fermentación.

El desarrollo del sabor agrio y los malos olores en el
café está muy asociado también a las
condiciones anaeróbicas que se producen durante la
fermentación, debido a la alta proporción de
agentes reductores presentes en las aguas de fermentación.
Para conocer todo esto se necesita de un adecuado entendimiento
de los procesos bioquímicos involucrados en los procesos
de fermentación del café.

Bioquímica de la
fermentación del café.

Conocer las características
químico-físicas del mucilago del café
permite comprender mejor los episodios que se suceden durante la
fermentación del café. El mucilago representa cerca
del 20-25 % de la semilla y es una película húmeda
de 0.5-2.0 mm de grosor. Químicamente el mucilago de
café está constituido por agua, azúcares,
sustancias pécticas, holocelulosas, lípidos y
proteínas (Tabla 1).

Tabla 1. Composición química del mucilago
de café.

Los componentes químicos más importantes
del mucilago son las sustancias pécticas junto a los
carbohidratos y sus productos de degradación. Los
principales azúcares que forman parte de la estructura del
mucilago, son: arabinosa, xilosa, galactosa, fructosa y glucosa.
De estos la arabinosa, xilosa y galactosa forman parte de la
estructura insoluble del mucilago.

En la fermentación del café está
involucrada la pared celular y el material intercelular de las
células parenquimatosas del fruto. La lámina media
del mucilago del café es la que contiene fundamentalmente
ácido pectínico, además de pectina y
celulosa y la fracción insoluble está
constituída principalmente por sustancias pécticas,
en estrecha relación con otros materiales de la pared
celular como hemicelulosas, fosfolípidos,
galactolípidos y los azúcares ya mencionados. La
degradación de este material celular y su
eliminación de la película de pergamino de la
semilla de café constituyen los procesos
bioquímicos más importantes en la
fermentación del café.

Cambios que resultan de la fermentación del
café.

La finalización de la fermentación del
café la podemos determinar por varios
acontecimientos:

• Después de un período de 20-100 h,
  dependiendo principalmente de la temperatura del ambiente, el
  mucilago es liberado del pergamino y puede ser
  fácilmente eliminado con agua.

• La forma de crispar las semillas de café
  cuando se toman unos granos en la mano y se les hace chocar
  unos con otros, son una medida práctica de que la
  fermentación se ha completado.

• La producción en las primeras etapas de la
  fermentación de ácidos carboxílicos
  (ácidos acético y láctico), debido a la
  degradación de los azúcares por los
  microorganismos, hacen descender el pH del licor de
  fermentación de 5.9 a 4.0. Más tarde se
  producen ácidos propiónico y
  butírico.

• Se encuentra una correlación positiva entre
  la aparición del ácido propiónico en la
  fermentación y la incidencia del sabor acebollado en
  la bebida de café.

• La producción de etanol como uno de los
  productos indeseables de la fermentación del
  café (Fig. 2), unido a la formación de
  hidrógeno y dioxido de carbono que ocurre tanto en la
  fermentación en estado seco como en la
  fermentación en presencia de agua. El hidrogeno es
  producido debido a la degradación de los
  azúcares por bacterias del grupo de los coliformes,
  Escherichia coli que metaboliza la glucosa en
  presencia de una mezcla ácida y a pH 7.8.

Fig.2. Productos de la
fermentación del café.

• La presencia de Aerobacter aerogenes que se
  percibe por un bajo rendimiento de la mezcla ácida,
  particularmente del ácido láctico debido a que
  el ácido piruvico se convierte en acetilmetil-carbinol
  o butanodiol.

• La presencia de azúcares reductores y no
  reductores en las fracciones solubles del
  mucilago.

• En el mucilago fermentado se puede encontrar una
  fracción lípidica que indica la presencia de
  glicósidos esterificados. Los ácidos pecticos
  con cuatro o más unidades de ácido
  galacturónico no se encuentran en el licor de la
  fermentación natural; la degradación del
  mucilago incluye la ruptura de los entrecruzamientos entre
  los lípidos y las hemicelulosas.

• Pérdida de peso del 3-12 % de la semilla de
  café tratada debido a la difusión de varios
  componentes durante esta etapa de fermentación, lo que
  conduce a un incremento de la calidad de la semilla, que se
  refleja en la calidad de la bebida final. Un claro ejemplo de
  esto se encuentra en el café que se procesa en
  África.

• Las altas pérdidas de peso son observadas en
  las fermentaciones húmedas y esta magnitud de
  pérdida podrían convertir a la
  fermentación en un ejercicio costoso; no obstante la
  fermentación natural de Coffea arabica es el
  método preferido de
  desmucilaginación.

• Microflora activa en la fermentación del
  café.

El factor más importante en la
fermentación natural del café son los enzimas
extracelulares producidos por microorganismos. La presencia en el
mucilago de azúcares simples, polisacáridos,
minerales, proteínas y lípidos, lo hacen un medio
apropiado para el crecimiento microbiano.

Entre las bacterias presentes en la fermentación
del café tenemos las bacterias del género
Leuconostoc y Lactobacillus -productoras de
ácido láctico-, bacterias coliformes –donde
destacan las especies del género Aerobacter y
Escherichia (café de Brasil)- especies
pectinolíticas del género Bacillus y
alguna variedad de hongo filamentoso pectinolítico (Masoud
y Jespersen, 2006).

Una sucesión microbiana incluye a miembros de las
Enterobacteriaceas, especies de Enterococcus y bacterias
ácido-lácticas que están involucradas en la
bajada del pH hasta cerca de 4.3, lo que tiende a inhibir la
actividad de las enzimas pectinolíticas. Esto previene el
crecimiento de muy diversos microorganismos contaminantes, cuyo
crecimiento extensivo provoca el desarrollo de sabores
indeseables. Entre las enterobacteriaceas encontramos la
Erwinia dissolvens y Erwinia atroseptica,
especies encontradas en el café del Congo, Brasil y
Hawaii.

Las bacterias aisladas corresponden fundamentalmente a
Erwinia dissolvens. En cuanto a las levaduras, se han
encontrado algunas especies con la habilidad de degradar la
pectina durante la fermentación del café, como por
ejemplo Kluyveromyces marxianus, Saccharomyces
bayanus, Saccharomyces cerevisiae var.
ellipsoideus y Schizosaccharomyces sp, que han sido
aisladas del café robusta fermentado en la India. Las
enzimas de hongos son las más conocidas en la
degradacióm del mucilago, así por ejemplo
encontramos hongos del género Aspergillus,
Fusarium y Penicillium que han sido aisladas
del café despulpado (Mahmoud y Jespersen,
2006).

Efecto de la
fermentación sobre la calidad del producto.

Ya conocemos que el objetivo de la fermentación
es la degradación de la película de mucilago
residual que contiene hasta más de un 30% de
pectina.

Los aspectos positivos unidos al desarrollo de sabores y
olores propios, cambios en la textura, etc., normalmente se
asocian con procesos de fermentación normales. Sin
embargo, ciertas desviaciones organolépticas y visuales
son debidas a la formación de ácidos
alifáticos que se producen durante la fermentación,
fundamentalmente la que se desarrolla en medio acuoso, ya que en
contraste con la fermentación en ausencia de agua, en este
proceso el agua se drena constantemente. El lavar o sumergir los
granos de café para eliminar los compuestos indeseables es
además muy recomendado, aunque puede disminuir el
contenido de cafeína y ácido
clorogénico.

Por otro lado, el crecimiento de microorganismos en las
semillas de café se ha relacionado con el desarrollo de
olores y sabores desagradables y con la presencia de micotoxinas,
así el 2,4,6-tricloroaniso,l producido por hongos, ha sido
detectado en semillas de café que muestran desviaciones
organolépticas y que rebajan su calidad.

Beneficio del
café.

De los
aspectos abordados anteriormente se puede resumir que para
separar la semilla de la pulpa, se utiliza un término que
se conoce como beneficio del café. Este proceso incluye
todas aquellas operaciones que eliminan la pulpa, mucílago
y pergamino, dejando los granos de café listos para ser
tostados y puede realizarse por vía húmeda y por
vía seca.

Beneficio por vía seca.

El beneficio por vía seca es un proceso no
microbiano. En este método los frutos maduros se mantienen
en el árbol mientras experimentan una
deshidratación parcial. Entonces se recolectan,
secándose al sol hasta que se alcanza un contenido en
humedad de 10 – 11 %. A continuación se descascaran. Este
procedimiento resulta más económico que el
método húmedo y se usa principalmente para la
variedad de café robusta, que presenta una pulpa fina que
permite el secado directo.

Beneficio por vía húmeda.

El beneficio por vía húmeda, o beneficio
natural del café, es la etapa de eliminación del
mucílago por vía fermentativa y es una de las
etapas más importantes dentro del proceso de beneficio ya
que la calidad final del grano dependerá en gran medida de
la bondad de la fermentación practicada. El proceso
incluye la acción microbiana y es adoptado para producir
un café de alta calidad, particularmente de granos de la
especie C. arabica. Este método comprende dos
series de operaciones básicas que se pueden incluir en las
dos etapas de despulpado y lavado-secado, incluyéndose en
el lavado la eliminación del mucílago.

En el esquema de la Fig. 3 se presentan las operaciones
sucesivas en el beneficio del café, mostrándose los
residuos más importantes de este proceso, siendo la pulpa,
el agua de lavado y el mucílago los que se producen en
mayor cantidad (Pandey et al., 2000c; Zuluaga,
1989).

A nivel mundial las cerezas de C. arabica son
procesadas por el método húmedo; sin embargo,
más del 80 % del café arabica en Brasil, Yemen y
Etiopia se procesa por el método seco (Masoud y Jespersen,
2006).

Fig. 3. Operaciones de beneficio del café, por
vía seca y húmeda.

LA PULPA DE
CAFÉ.

La industria cafetalera ocupa un lugar predominante en
la economía de muchos países de América
Latina y África. Su producción ha ido
acompañada tradicionalmente de abundantes subproductos
que, hasta hace poco, se habían considerado como desechos:
pulpa, mucílago, aguas de lavado y pergamino. El disponer
en grandes cantidades de estos materiales, implica un enorme
problema y representa un claro riesgo de contaminación en
los países productores.

Según datos de Porres (1993), en America Central,
1.3 millones de toneladas métricas (Tm) de pulpa de
café fresca se obtenían cada año durante la
cosecha de café. Para 1996, según datos de la FAO,
a nivel mundial los residuos de la agro-industria cafetalera se
han estimado en 22 millones aproximadamente de Tm de pulpa de
café, 8.6 millones de Tm de mucílago y 2.4 millones
Tm de pergamino. Obviamente estos datos fluctúan
anualmente, de acuerdo con las variaciones en la
producción agrícola y las técnicas de
procesamiento que se utilizan (Ulloa-Rojas et al., 2002;
Ulloa-Rojas et al., 2003a).

La pulpa de café es un material fibroso
mucilaginoso y se genera durante el procesamiento del café
por vía humedad (beneficio húmedo) y en este caso
se conoce como pulpa de café y constituye cerca
del 40 % del peso fresco de la cereza de café. Por cada
tonelada de café cereza procesada por esta
vía se genera cerca de media tonelada de pulpa. Cuando el
procesamiento del café se realiza por vía seca
(beneficio seco), se denomina como cáscara de
café y solo se generan 90 Kilogramos (Pandey et
al., 2000c; Roussos et al., 1995).

La pulpa de café es uno de los principales
subproductos de este proceso de beneficio húmedo del
café, tanto por el volumen que se genera como por el alto
contenido en componentes biodegradables que posee. Tiene una
elevada humedad (80- 82 %).

Es rica en carbohidratos, proteínas, minerales y
contiene cantidades apreciables de potasio, taninos,
cafeína y polifenoles. (Porres et al., 1993;
Roussos et al., 1995; Salmone et al.,
2005).

De acuerdo a Zuluaga (1989) la pulpa de café
contiene alrededor de 23-27 % sobre materia seca (m.s) de
azúcares fermentables, principalmente fructosa (10-15 %),
sacarosa (2.8- 3.2 %) y galactosa (1.9- 2.4 %).

Urbaneja et al. (1996) en un trabajo sobre la
hidrólisis ácida de la pulpa de café de
Venezuela, registran valores de azúcares reductores
totales del 67 % (m.s) y de glucosa del 9.43 % (m.s).

Bresanni (1979) determinan valores del 12.8 % (m.s) de
proteínas y un contenido de azúcares totales del
50.8 %. Otros trabajos señalan que la pulpa seca contiene
cerca del 12 % de proteína cruda, 21 % de fibra cruda,
1.25 % de cafeína, 1 % de polifenoles (Mijares-Carranco
et al., 1997; Pandey et al., 2000c; Porres
et al., 1993; Pulgarin et al.,
1991).

Se ha señalado también que la pulpa
contiene alrededor de 6.5 % de pectina (m.s) (Pulgarin et
al., 1991). Otros autores señalan que el contenido de
sustancias pécticas de la pulpa es 1.9 veces superior al
contenido de pectina en el mucilago, para la variedad de
Coffea arabica (García et al.,
1991).

Aplicaciones de la pulpa
de café como sustrato sólido.

Dentro de las múltiples aplicaciones de la pulpa
de café, resulta muy atractivo la posibilidad de su
utilización en los procesos de FES para la
obtención de enriquecidos proteicos para la
alimentación animal y para la producción de enzimas
pectinolíticos de interés tecnológico en la
industria de los alimentos y en otras agroindustrias como por
ejemplo la cafetalera, específicamente en el proceso de
beneficio húmedo del café para reducir los tiempos
de fermentación (Antier et. al., 1993a; Boccas
et al., 1994; Bressani, 1979; Kashyap et al.,
2001; Loera et al., 1999; Mahmoud y Jespersen, 2006;
Minjares-Carranco et al., 1997).

A pesar de todas estas posibilidades de
utilización de la pulpa de café -en
consideración a su composición y a su facilidad de
degradación por microorganismos- no todas son tan
factibles en la práctica, debido a que este residuo se
genera solamente durante una época del año, como
sustrato fresco tiene alto contenido en agua y presenta una alta
posibilidad de contaminación por microorganismos, debido a
la presencia de azúcares y pectinas.

Teniendo en cuenta estos antecedentes, existe la
posibilidad de la utilización de la pulpa de café
como sustrato para la producción de los enzimas
pécticos que se aplican tanto en el proceso de beneficio
del café, específicamente en la etapa de
fermentación del grano, como en las industrias
alimentarias para procesos relacionados con la
clarificación y la extracción de zumos de frutas,
tratamientos enológicos, etc. (Antier et al.,
1993ª; Kashyap et al., 2001; Rodríguez-Couto
y Sanromán, 2006; Trejo-Hernánez et al.,
1991).

Los avances en la industria biotecnológica
ofrecen nuevas oportunidades para la utilización
económica de los residuos agroindustriales, los
procedentes de la industria del café, como la
cáscara y la pulpa de café, constituyen un claro
ejemplo.

Estos subproductos obtenidos durante el procesamiento de
las cerezas de café por vía seca o vía
húmeda, contienen cantidades apreciables de cafeína
y taninos, con problemas de contaminación medioambiental,
pero que por otro lado podrian ser objeto de recuperación.
También son ricos en compuestos orgánicos
naturales, que permiten utilizarlos como sustratos adecuados en
procesos microbianos (Tabla 2) para la obtención de
productos de alto valor añadido (Pandey et al.,
2000c).

Es por ello se trabaja para aprovechar estos materiales
como la pulpa de café, que podría transformarse en
una importante fuente de materia prima y utilizarla en
actividades como el compostage, la alimentación animal, la
producción de fertilizante orgánico y biógas
(Fig. 4), que generalmente son tareas asociadas a industrias
relacionadas al área rural (Pulgarín et
al., 1991; Ulloa- Rojas et al., 2003ª;
Zuluaga, 1989).

Tabla 2. Microorganismos cultivados sobre pulpa de
café.

a Mutante

b Sobre extracto de pulpa de café seca o
cáscara de café

Estas propuestas y alternativas de aplicación de
la pulpa de café son aplicaciones que utilizan sólo
una fracción de la cantidad disponible y no son
técnicamente muy eficientes. Por tal motivo, recientemente
se encuentran alternativas más tentadoras sobre su
aplicación como sustrato en bioprocesos, lo que permite
además su detoxificación y, con ello, mejorar su
aplicación como alimento animal; por ejemplo, tratamientos
biológicos como el ensilado, la descomposición
aeróbica y la inoculación con bacterias y levaduras
(Ulloa- Rojas et al, 2003a).

Fig. 4. Alternativas de uso para la pulpa
de café.

También puede ser utilizada como un sustrato
eficiente para producir productos químicos y productos de
alto valor añadido; etanol, proteína unicelular
(SCP), enzimas, ácidos orgánicos,
aminoácidos, compuestos aromáticos, hongos
comestibles, metabolitos secundarios biológicamente
activos. etc. (Pandey et al., 2000b y Pandey et
al., 2000a).

De sus primeros usos como sustrato, tenemos la
producción de enzimas como tanasas, pectinasas,
cafeinasas, etc. (Antier et al., 1993a). Ejemplo de ello
es la producción de tanasa por fermentación en
estado sólido utilizando una cepa de
Lactobacillus. Este enzima despolimeriza los taninos a
ácido gálico, que luego es descarboxilado en el
rumen (Sabu et al., 2006); la obtención de
pectinasas por diferentes cepas de Aspergillus niger
mediante FES (Antier et al., 1993b; Antier et
al., 1993a; Brand et al., 2000; Loera et
al., 1999; Mijares-Carranco et al., 1997; Roussos
et al., 1995); la producción del enzima
ácido clorogénico-hidrolasa a partir de una cepa de
Aspergillus niger, que utiliza la pulpa como sustrato
natural por ser especialmente rica en ácido
clorogénico. Este enzima permite la liberación del
ácido caféico, que posee propiedades antioxidantes
(Asther et al., 2005).

Otras aplicaciones de la pulpa las encontramos en la
obtención de compuestos aromáticos;
acetaldehído, etil-acetato, propil-acetato entre otros,
empleando una cepa del hongo Ceratocystis fimbriata o
una cepa de la levadura Pachysolen tannophilus y
utilizando la FES (Pedroni- Medeiros et al.,
2003).

La producción de ácidos orgánicos
como ácido cítrico y ácido
giberélico: obtención de ácido
cítrico por FES utilizando una cepa de
Aspergillus sp. y obtención de giberelina,
hormona vegetal, utilizando la pulpa como fuente de carbono y
cepas de Gibberella fujikuroi. Producción de
alcohol etílico, ácido acético, etc.
(Marco-Méndez, 1981).

La pulpa también se utiliza como fertilizante,
específicamente como abono orgánico, promoviendo su
descomposición natural, lo que permite que pueda ser
reutilizada nuevamente en los propios cultivos de café
(Aranda, 1991); como combustible directo o para la
producción de biogas mediante digestión
anaeróbica, estimándose una producción por
tonelada de pulpa en torno a 131 m3 de biogas, lo que puede ser
equivalente a 100 litros de petróleo en valor como
combustible (Bello-Mendoza y Sánchez, 1997; Boopathy,
1989; Calzada, 1990) y para forrajes (Tapia et al.,
1990).

Otras aplicaciones de interés son como fuente
potencial de antocianos, colorante natural en elaborados de
alimentos (Prata y Oliveira, 2006) y como aditivo de alimentos en
acuicultura, en concreto de tilapías, criadas tanto en
acuarios como en estanques (Ulloa- Rojas et al., 2004;
Ulloa-Rojas y Verreth, 2003b).

En relación con la posibilidad de ser aplicada en
alimentación animal Pandey et al. (2000c) hacen
referencia a la presencia en la pulpa de un 50 % de
carbohidratos, 10 % de proteínas, 18 % de fibra y un 2.5 %
de grasa, por lo que se utiliza como suplemento en la
alimentación de ganado.

En este sentido reviste, por tanto, una particular
importancia la biodegradación de los compuestos
tóxicos presentes en ella, como la cafeína y los
polifenoles, además de los taninos que son compuestos
antinutricionales. Esto limita su uso como aditivo, por ejemplo,
en la alimentación de las cabras y de otros rumiantes y
animales monogástricos, porque la digestibilidad de la
proteína es baja y hay retención de
nitrógeno (Pandey et al., 2000c).

Este proceso de detoxificación biológica
de la pulpa de café se puede realizar utilizando FES y por
diferentes géneros de hongos filamentosos como
Rhizopus sp. y Penicillium, algunas bacterias
como Pseudomonas y Bacillus, y hongos
superiores como Pleurotus spp., que tienen la capacidad
de degradar la cafeína y los taninos presentes en la
pulpa, mejorando así su valor nutricional y, facilitando
su utilización como alimento animal (Brand et
al., 2000). Considerando lo anterior, varios investigadores
han trabajado en esta dirección, detoxificando la pulpa
mediante el empleo de hongos filamentosos capaces de utilizar la
cafeína como única fuente de nitrógeno.
(Pandey et al., 2000a; Roussos et al., 1995;
Favela et al., 1989; Aquiahuatl et al.,
1988).

Otros trabajos están relacionados con
tratamientos biológicos y/o químicos para mejorar
su valor nutricional, al reducir su contenido en celulosa y
así, por ejemplo, tenemos la descomposición aerobia
durante los procesos de ensilado o la inoculación con
bacterias aeróbicas como Bacillus sp. etc.
(Ulloa-Rojas et al., 2002). La degradación
bacteriana después de 21 días, aumenta la calidad
nutricional de la pulpa mucho más que utilizando el
ensilado y permite disminuir los factores antinutricionales
debido a fenoles, cafeína y taninos. El empleo de otras
cepas de los géneros Aspergillus, Penicillium y
Trichoderma, muestran una mayor capacidad para degradar
la cafeína de la pulpa de café (Dash y Gummadi,
2006; Pandey et al., 2000a; Brand et al., 2000;
Roussos et al., 1995; Aquiahuatl et al.,
1988).

En este caso, tanto el cultivo de estos, como de otros
microorganismos permiten aumentar simultáneamente el valor
nutritivo de la pulpa de café -o sea, propiciar su
enriquecimiento proteico- para su posterior utilización en
la alimentación animal y eliminar la cafeína y
otros componentes tóxicos y antifisiológicos
presentes en la pulpa.

Otros trabajos (Favela, 1989; Gutiérrez y Favela,
1993 y Ulloa-Rojas et al., 2003a) destacan algunas cepas
de hongos filamentosos que degradan hasta un 95 % la
cafeína -utilizada como única fuente de
nitrógeno- y con cepas mejoradas de tales microorganismos
se logra incrementar la capacidad de producir
pectinasas.

El cultivo de hongos comestibles resulta especialmente
atractivo y es ejemplo claro de las técnicas de
biotransformación. Supone una conversión directa de
un material residual agrícola en un alimento para el
hombre. En este proceso se utilizan hongos comestibles como los
Pleurotus spp., evaluados por su actividad comercial e
importantes por su eficiencia biológica (Salmone et
al., 2005; Bermúdez et al., 1994;
Martínez-Carrera, 1993).

PECTINASAS EN EL
BENEFICIO DEL CAFÉ.

Las interesantes aplicaciones de las pectinasas en la
industria cafetalera, unido a los problemas de
contaminación ambiental que se presentan a medida que se
producen y procesan mayores cantidades de café en las
plantas beneficiadoras, hace que actualmente se perfeccionen las
políticas de control de la contaminación ambiental
y que se promocionen las investigaciones para el uso racional y
eficiente de los subproductos derivados de esta práctica
agricola, como es el uso de la pulpa o la cáscara de
café para la producción de pectinasas microbianas
(Boccas et al., 1994; Kashyap et al., 2001;
Loera et al., 1999; Minjares-Carranco et al.,
1997).

En la eliminación del mucilago del café
por enzimas comerciales encontramos varias preparaciones
comerciales que ya se aplican en la fermentación del
café, BENEFACT, la primera que fue comercializada y otras
diversas: PECTOZYME, COFEPEC y ULTRAZYM, que fueron introducidas
más recientemente. Todas ellas son preparaciones
enzimáticas comerciales de grado alimentario producidas a
partir de hongos.

La intensidad en la hidrólisis de la pectina del
mucílago tiene una implicación económica
para la industria de procesamiento del café, debido a su
papel significativo en la calidad del producto acabado. Es por
ello que, en la práctica actual, se adicionan de manera
externa las pectinasas microbianas para un mejor control del
proceso.

El tratamiento enzimático del café fue
introducido por primera vez en 1951 por Johnston y Foote y fue
comercializado bajo el nombre de BENEFACT, como parte de un
proceso para el curado del café.

Se conoce del empleo de preparaciones enzimáticas
comerciales que son adicionadas sobre las semillas de café
en forma de spray, a una dosis de 2-10 g por tonelada y a una
temperatura entre 15-20 ºC (Kashyap et al., 2001)
que aceleran la velocidad de fermentación acortando el
tiempo del proceso. En África la aplicación de
pectinasas comerciales reduce el período de
fermentación de 40- 80 horas a tiempos más cortos
entre 15- 16 horas.

Comparativamente la utilización de la preparacion
enzimática COFEPEC, puede ser aplicada en una
proporción de 2.8 Kg/Tm de grano en baba (grano sin la
pulpa) al igual que la ULTRAZYM que tiene un potencial treinta
veces superior (Obiero, 1996).

El empleo de concentrados de enzimas pécticos,
como el obtenido de Aspergillus carbonarius, es capaz de
reducir el tiempo de fermentación de 34-48 horas que se
requiere en la fermentación natural de las variedades
arabica y robusta, a sólo una hora.
(Jaleel y Sreekantiah, 1984).

En sentido general se plantea que las preparaciones
enzimáticas comerciales que se utilizan, están
compuestas generalmente de mezclas de enzimas pecticos con mayor
o menor actividad, y suelen contener también enzimas
hemicelulásas y celulásas.

Desde el punto de vista económico, estos enzimas
no han sido ampliamente utilizados, debido a su elevado coste.
Muchas factorias se reservan el uso de los enzimas comerciales
cuando existen los picos de producción o cuando las
fermentaciones naturales son lentas.

La congestión puede ocurrir en la etapa de
fermentación y/o en los tanques de remojo o en la etapa
final de secado. Estas condiciones afectan también a la
calidad del café y de forma mucho más adversa que
las que ocasionan las actividades fisiológicas
concomitantes de las cepas salvajes de microorganismos que se
encuentran en las semillas de café.

Se conoce también que, a pesar de las ventajas
que ofrece el uso de las preparaciones enzimáticas
pectolíticas, en muchas regiones el tratamiento del
café a gran escala con pectinasas comerciales, resulta muy
costoso y por ello normalmente en el beneficio húmedo del
café, utilizan las aguas de lavado con mucilago como
fuente de enzimas pecticos microbianos (Kashyap et al.,
2001).

Normalmente se conoce que la fermentación natural
puede extenderse hasta 100 h pero lo ideal sería entre
48-72 h para evitar daños microbiológicos al grano
y la formación de olores y sabores desagradables que
desvalorizan el producto final.

Se debe tener presente que el tiempo requerido para la
eliminación del mucilago del grano de café, depende
de la altitud de la zona de donde procede el café, de la
variedad de café, el clima (temperatura) y factores
regionales, del grado de anaerobiosis de la fermentación y
de los grupos microbianos que intervienen.