Aproveitamento dos resíduos do processamento semi-seco do café para a produção de compostos de valor agregado

Abstract

O café é um dos produtos mais cultivados no mundo. Durante o processamento semisseco do café, é gerada uma quantidade significativa de polpa e águas residuárias geradas na desmucilagem do fruto. O objetivo deste estudo foi avaliar a viabilidade de produção de etanol e compostos voláteis aromáticos a partir da fermentação desses resíduos, testando oito diferentes estirpes de leveduras. Os experimentos de fermentação foram realizados em 100 mL de meio, composto por uma mistura de polpa de café moída e água residuária. A estirpe Hanseniaspora uvarum UFLA CAF76 apresentou o melhor desempenho fermentativo, razão pela qual foi selecionada para avaliar diferentes composições de meio de cultura e de tamanho de inóculo, visando o aprimoramento do desempenho da fermentação. Os melhores resultados foram obtidos com as seguintes condições: 12% p/v de polpa de café, 1 g/L de extrato de levedura e 0,3 g/L (peso seco) de inóculo. Utilizando essas condições foi realizada outra fermentação em 1 L de meio de cultura, atingindo um alto rendimento de etanol, alta produtividade e alta eficiência de conversão de açúcares em etanol, com valores de 0,48 g/g, 0,55 g/L h e 94,81%, respectivamente. Além disso, foram identificados vinte e um compostos voláteis, na fermentação com H. uvarum UFLA CAF76, correspondentes aos grupos de álcoois superiores, acetatos, terpenos, aldeídos e ácidos voláteis. Tais resultados indicaram que os resíduos da indústria de café têm potencial para serem usados como substratos para a produção de compostos de valor agregado. O processo descrito neste trabalho poderá ajudar tanto à conservação do meio ambiente quanto à melhora da economia dos fazendeiros produtores de café. Por outro lado, H. uvarum UFLA CAF76 demonstrou alta capacidade fermentativa utilizando os resíduos do café, sendo uma levedura interessante para posteriores estudos.

Coffee is one of the most cultivated products worldwide. The semi-dry processing generated significant amounts of coffee pulp and coffee wastewater. The objective of this study was to evaluate the feasibility of ethanol and volatile compounds production by fermentation of these residues, testing eight different yeast strains. Batch fermentation studies were performed in 100 mL, employing ground coffee pulp mixed with coffee wastewater. The strain Hanseniaspora uvarum UFLA CAF76 provided the best fermentation performance; hence it was selected to evaluate different culture medium compositions and the inoculum size for improving the fermentation performance. The best results were obtained with the follow conditions: 12% w/v of coffee pulp, 1 g/L of yeast extract and 0.3 g/L of inoculum size. Using these conditions was carried out a fermentation in 1 L of culture medium, achieving higher ethanol yield, ethanol productivity and conversion efficiency with values of 0.48 g/g, 0.55 g/L h and 94.81% respectively. Moreover, twenty-one volatile compounds corresponding to higher alcohols, acetates, terpenes, aldehydes and volatile acids were identified in the fermentation with H. uvarum UFLA CAF76. Such results indicated that coffee residues have excellent potential as culture medium for value-added compounds production, with this process would be attempted simultaneously conserving environment and improving the economic return to coffee producer farmers. Furthermore, H. uvarum UFLA CAF76 demonstrated high fermentative capacity using these coffee residues, thus it is an interesting yeast for further studies.