Biotransformation of coffee pulp using filamentous fungi

Abstract

Efforts devoted to the efficient use of agro-industrial residues have increased, especially if the use contributes to solve pollution problems. Coffee pulp/husk is the main byproduct generated during coffee wet processing. To reduce the pollution from this source it is necessary to establish new treatments to bio-transform these wastes, which contain various toxic substances (e.g. caffeine and lignin). The presence of these substances limits their recycling potential and makes their management an environmental challenge. This study focuses on the characterization of fungal strains which might be able to detoxify coffee processing wastes. Among the activities we screened for are decaffeination and delignification. We have identified Alternaria alternata as a potential candidate to degrade caffeine. This isolate was obtained from a ligniculous fungi collection provided by the Forest Products Laboratory in Madison, Wisconsin. A. alternata was evaluated in terms of caffeine degradation as carbon and nitrogen source. Under these conditions we observed a decrease near to 45.33% in the caffeine content. After addition of sucrose the caffeine degradation was 60.92%, in the same period (69 days). Analysis in coffee pulp using Alternaria alternata showed the ability to caffeine degradation during fermentation time (20 days) obtaining a 44.5% of caffeine degradation.

Investigaciones dedicadas al uso eficiente de residuos agroindustriales han ido aumentando, especialmente aquellas que contribuyen a solucionar problemas de contaminación. La pulpa de café es el principal subproducto generado durante el procesamiento húmedo de café. Para reducir la contaminación de esta fuente es necesario establecer nuevos tratamientos para bio-transformar por medio biológico estos desperdicios, los cuales contienen sustancias toxicas (ej. cafeína y lignina). La presencia de estas sustancias limita su potencial de de ser reciclados, convirtiendo el manejo de estos desperdicios en un gran reto ambiental. Este estudio se enfocó en caracterizar cepas de hongos capaces de detoxificar los desperdicios del procesamiento de café. Entre las actividades de interés se seleccionaron para la decafeinización y delignificación. Se identificó a Alternaria alternata como un candidato potencial para la degradación de cafeína. Este aislado fue obtenido de una colección de hongos ligniculosos provistos por The Forest Products Laboratory en Madison, Wisconsin. A. alternata fue evaluada en términos de degradación de cafeína como única fuente de carbono y nitrógeno. Bajo estas condiciones se observó una degradación cercana a 45.33% en el contenido de cafeína. Luego de añadir sacarosa la degradación de cafeína fue de un 60.92% en el mismo periodo de incubación (69 días). El análisis en la pulpa de café empleando Alternaria alternata mostró habilidad para degradar cafeína durante el tiempo de fermentación (20 días) obteniendo un 44.5% de degradación de cafeína.