“Producción de ácido hialurónico por Streptococcus equi subsp. zooepidemicus a partir de hidrolizados de residuos de café verde (Coffea arabica)”

Abstract

Los granos quebrados y brocados de café verde representan alrededor de 10 - 30% de la producción de café, actualmente estos son utilizados como composta, sin embargo, no se les da un uso biotecnológico. Al ser una fuente rica en carbohidratos, estos podrían ser aprovechados para la formulación de medios de cultivos en diferentes fermentaciones. En este trabajo se propone producir ácido hialurónico a partir de estos subproductos mediante Streptococcus equi subsp. zooepidemicus y así aportar un valor agregado a estos subproductos agroindustriales. La estrategia experimental se desarrolló en tres etapas. Durante la primera etapa se determinó la composición química de los subproductos de café verde. Los cuales están compuestos por 2% de cenizas, 12% de extraíbles en solventes (incluye grasas, resinas, etc.), 25% de extraíbles en agua (como proteínas y azúcares simples), 2% lignina, y 58% de holocelulosa (celulosa, galactomananos y arabinogalactanos). Esta composición sugiere que mediante la hidrólisis es posible convertir el alto contenido de holocelulosa en azúcares fermentables, gracias a que el contenido de lignina es bajo, y esto supone un impedimento estructural mínimo. En la segunda etapa se llevó a cabo la optimización de la hidrólisis por vía ácida (HCl) y por vía enzimática (Celuzyme®). En la hidrólisis ácida se evaluaron como factores el porcentaje de ácido, el tiempo de hidrólisis (min) y la temperatura (°C). Para la hidrólisis ácida se lograron encontrar las condiciones óptimas a 1.66% de HCl, 45 min y 134 °C, y con ello se obtuvo una concentración de 28.5 g/L de monosacáridos. Por otra parte, en la hidrólisis enzimática se evaluó la relación enzima-sustrato (p/p), el tiempo de hidrólisis (h) y la agitación (rpm). Las condiciones óptimas para la hidrólisis enzimática fueron a 0.46 (p/p) relación enzima-sustrato, 20 h y 156 rpm, y se obtuvieron 30.1 g/L de monosacáridos, concentración mayor a la obtenida por la hidrólisis ácida. En la última etapa, los hidrolizados se utilizaron como sustrato para producir ácido hialurónico por Streptococcus equi subsp. zooepidemicus. La producción más alta de ácido hialurónico fue de 1.51 g/L y se obtuvo al utilizar el hidrolizado ácido como medio cultivo, así mismo, la productividad fue mayor al utilizar este sustrato en comparación con el hidrolizado enzimático. Del presente trabajo se puede concluir que es posible obtener monosacáridos a partir de la hidrólisis de los subproductos de café verde y emplearlos como sustrato en medios de cultivo para obtener ácido hialurónico que es un producto de alto interés comercial.