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Análise microbiológica de café em diferentes etapas de processamento obtido pela espécie animal Jacu (Penelope ochrogaster)
(Embrapa Café, 2015) Silva Junior, Luiz Severo da; Gelinski, Jane Mary Lafayette Neves; Soccol, Carlos Ricardo
Atualmente os segmentos alimentícios buscam cada vez mais melhorar a qualidade de seus produtos, não apenas para atender as exigências das Legislações, como também para oferecer produtos mais seguros aos consumidores. Esta pesquisa apresenta a primeira investigação científica realizada para o café proveniente da espécie Jacu (Penelope Ochrogaster) com relação às propriedades microbiológicas. O estudo avaliou a ocorrência de bactérias do grupo dos coliformes, de amostras de café originário da espécie animal Jacu, sob diversas condições de processamento. Estes cafés têm sido alvos de muitos comentários pelos consumidores em geral, devido a sua forma de obtenção, totalmente diferentes dos padrões tradicionais, e desafiando os conceitos da segurança alimentar, até então conhecidos. Para se obter um perfil de segurança do produto, foram realizadas análises microbiológicas para pesquisa de aeróbios totais, bolores e leveduras e termotolerantes a 45ºC (Número Mais Provável-NMP) com pesquisa de Escherichia coli também por plaqueamento direto em três diferentes ágares seletivos em cada uma das amostras do estudo. Teste IMViC e sorologia pela reação de aglutinação com antígenos polivalentes para E. coli clássica foram realizados para os isolados com características de E. coli em ágares seletivos. Não foi confirmada a presença de E. coli pela técnica de NMP, porém pelo plaqueamento direto usando Fluorocult ECD Agar foram detectadas algumas colônias típicas do microorganismo, para as amostras de grão e fezes. Conclui-se que quanto ao consumo dessas novas variedades de café, não há restrição quanto aos aspectos de segurança alimentar para coliformes totais e fecais com presença de Escherichia coli, pois as fases de processamento para obtenção da bebida, envolvem etapas que reduzem e eliminam este perigo microbiológico, a níveis aceitáveis.
Casca de café como substrato para a produção de ácido giberélico por fermentação no estado sólido em biorreator escala piloto
(2003) Machado, Cristina Maria Monteiro; Soccol, Carlos Ricardo; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
O ácido giberélico (GA 3 ) é um hormônio natural em plantas e importante promotor e regulador de seu crescimento. É produzido comercialmente apenas por grandes indústrias multinacionais por fermentação submersa, com altos custos de produção e valor de venda. A técnica de fermentação no estado sólido (FES) é conhecida pela produção de metabólitos na maioria dos casos em níveis muito maiores que a fermentação submersa. Além disso, é caracterizada por processos de custos menores, uma vez que possibilita o aproveitamento de resíduos agroindustriais. De fato, de acordo com a Patente Industrial Nº 525-8, depositada por Soccol et al., a mistura de casca de café e bagaço de mandioca é uma alternativa viável para a produção de GA 3 por FES levando a maiores conversões do que com fermentação submersa. Neste trabalho foram estudadas estratégias para a produção de GA 3 em biorreator escala piloto, por FES do fungo Gibberella fujikuroi em um substrato misto constituído de casca de café e bagaço de mandioca, numa razão 7:3, temperatura de 29ºC, pH entre 5,2 e 5,4, umidade de 77% e solução salina constituída por 30 mg de FeSO 4 e 10 mg de (NH 4 ) 2 SO 4 /100 ml H 2 O. O reator estudado tem capacidade para 10 kg de substrato úmido. O tempo de fermentação foi 144 horas para os três sistemas estudados, que tinham as seguintes condições: a) alimentação única inicial de 2000 g de substrato, aeração de 0,12 l ar.(h.g MS) -1 nas primeiras 72 h e após esse período de 0,48 l ar.(h.g MS) -1 ; b) fermentação em batelada com quatro alimentações a cada 24 horas de 500 g de substrato e aeração inicial de 0,12 l ar.(h.g MS) -1 e após 96 h, 0,3 l ar.(h.g MS) -1 ; c) fermentação com aeração baixa e constante 0,06 l ar.(h.g MS) -1 por todo o período de fermentação, alimentação inicial de 2000 g de substrato. A maior produção obtida foi no sistema com alimentação única e aeração alta, chegando a 1,19 g GA 3 .(kg MS) -1 após 120 h de fermentação. No sistema batelada-alimentada, a produção do metabólito foi de 0,615 g GA 3 .(kg MS) -1 após 144 horas. A fermentação com aeração baixa foi inadequada para a produção do metabólito pelo alto calor produzido, que impediu o crescimento adequado do microrganismo e degradou o ácido giberélico após 96 horas de fermentação, quando havia atingido uma concentração de 0,323g GA 3 .kg substrato -1.
Casca de café como substrato para produção de ácido giberélico por fermentação no estado sólido
(2000) Machado, Cristina Maria Monteiro; Soccol, Carlos Ricardo; Oliveira, Brás Heleno de; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Ácido giberélico (GA3) é um importante promotor e regulador do crescimento das plantas e é utilizado, para uma série de efeitos benéficos. Porém, atualmente, a utilização de GA3 ainda é limitada por seu alto custo (US$ 1 a 3/g). A redução do mesmo levará suas diversas aplicações a uma utilização mais extensa, trazendo ótimos benefícios econômicas à agricultura e indústria. Uma possibilidade de diminuição dos custos está na pesquisa de novas técnicas de fermentação(KUMAR & LONSANE, 1987, 1989). A técnica de FES é conhecida pela sua produção de metabólitos na maioria dos casos em níveis muito maiores que a fermentação submersa. Além disso, é caracterizada por processos mais baratos, além da possibilidade de aproveitamento de resíduos agro-industriais Diversos resíduos agrícolas ou agro-industriais, celulósicos ou amiláceos têm sido utilizados em fermentação no estado sólido, muitos dos quais tendo sido objeto de estudos no Laboratório de Processos Biotecnológicos da UFPR, como batata refugo, bagaços de mandioca, de maçã e de cana-de-açúcar, entre outros.
Detoxificação da casa de café utilizando fungo comestível do gênero Pleurotus
(2001) Fan, Leifa; Soccol, Carlos Ricardo; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Dez cepas de fungos comestíveis do gênero Pleurotus foram avaliadas em relação a sua capacidade de crescer e eliminar os compostos tóxicos, como cafeína, taninos e polifenóis, presentes na casca de café, para posterior uso na alimentação animal. A cepa P. ostreatus LPB 09 foi escolhida para os estudos posteriores, por apresentar os melhores resultados em termos de detoxificação na fase inicial de seleção. Os resultados demonstraram que o fungo P. ostreatus LPB 09 não degrada completamente a cafeína presente na casca, porém parte desta é incorporada nos corpos de frutificação. Por outro lado, o fungo é capaz de degradar 79,17% do tanino presente na casca de café. O teor da cafeína na casca de café após frutificação foi reduzido para 60,69%. Após frutificação do P. ostreatus LPB 09 em casca do café, o resíduo resultante poderá ser utilizado com excelente substrato para alimentação animal, pois seu valor protéico é da ordem de 9,62%.
Influência da aeração na produção de hormônio vegetal (ácido giberélico) utilizando resíduos da agroindústria do café por fermentação no estado sólido
(2001) Machado, Cristina Maria Monteiro; Soccol, Carlos Ricardo; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
O ácido giberélico (GA3) é um importante hormônio regulador do crescimento das plantas, com grande demanda no setor agrícola. Seu custo de produção por fermentação submersa é alto, principalmente pelo baixo rendimento e extração difícil. Estudos têm sido feitos com o objetivo de diminuir custos de produção, seja por seleção de cepas, otimização das condições de cultura, desenvolvimento de diferentes processos fermentativos, minimização dos custos de extração e fermentação no estado sólido (FES). De fato, de acordo com a Patente Industrial no. 525-8, depositada por Soccol et al., a mistura de casca de café e bagaço de mandioca é uma alternativa viável para a produção de GA3 por FES, levando a maiores conversões do que com fermentação submersa. O objetivo do presente trabalho foi a comparação de dois sistemas fermentativos (frascos erlenmeyer e biorreatores tipo coluna com aeração forçada) para a produção de ácido giberélico utilizando parâmetros semelhantes de fermentação: microrganismo Gibberella fujikuroi LPB–06, substrato misto contendo casca de café e bagaço de mandioca (7:3, peso seco), temperatura de 29 ºC, pH de 5,0, umidade de 77% e solução salina constituída por 30 mg de FeSO4 e 10 mg de (NH4)2SO4 /100 ml H2O. A extração do ácido giberélico foi feita com tampão fosfato pH 8,0, e sua quantificação foi feita por cromatografia líquida de alta pressão. Foi comprovado que o sistema com aeração mostra-se mais eficiente, chegando a uma produção de 746 mg GA3/kg substrato, cerca de 35% maior que o sistema sem aeração.
Isolamento e identificação de bactérias lácticas da microflora da polpa de café cereja
(2000) Pagnoncelli, Maria Giovana Binder; Soccol, Carlos Ricardo; Santos, Maria Carolina Rocha dos; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
The coffee is one of the most profitable craps in Latin America. Brazil is the biggest producer, consumer and exporter in the world. After coffee processing only 5.8% of the total matter is used for coffee production generating a large amount of waste that can be important source of soil contamination. During coffee processing by humid path, the coffee pulp represents the main by-product, with a lot of toxic substances (tannins, polyphenols and caffeine). This by-product has no commercial purpose and it still the most important contamination agent in the environment. The main goal of this work is to study the natural microflora present in the coffee pulp to develop methods to use it as ensilage in animal food supply. Specific microorganisms can produce a standard ensilage when added in the coffee pulp and husk. In this work the bacteria were isolated from coffee pulp after fermentation. Then two months later it was observed that pH from the coffee pulp decreased. Morphology and fermentative studies were used to identify the bacteria and characterize it as caffeine resistance Gram positive acid lactic rods.
Produção de aromas por Ceratocystis fimbriata em fermentação no estado sólido utilizando resíduos da agroindústria do café como substratos
(2001) Medeiros, Adriane B. P.; Soccol, Carlos Ricardo; Freitas, Renato J. S. de; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Neste trabalho, duas diferentes cepas de Ceratocystis fimbriata foram testadas para a produção de aromas frutais em fermentação no estado sólido (FES), utilizando como substratos casca e polpa de café, suplementados com glicose. Os experimentos foram realizados em frascos eerlenmeyer de 250 mL. As condições experimentais foram: umidade inicial de 70%, adição de 20% de glicose e pH 6,0. Os frascos foram cobertos com gaze e a aeração ocorreu por difusão passiva. A análise do "headspace" da cultura foi feita por cromatografia gasosa e 12 compostos foram produzidos utilizando a casca de café. A análise respirométrica foi realizada para o acompanhamento do crescimento do microrganismo, pela determinação do dióxido de carbono produzido. A produção de ésteres caracterizou o aroma frutal da cultura. A concentração máxima de voláteis totais foi alcançada após 72 horas de cultivo em casca de café (28 mmol.L -1 .g -1 ). Os principais compostos produzidos foram acetato de etila, etanol e acetaldeído, representando 84,7, 7,6 e 2,0% dos voláteis totais, respectivamente.
Produção de cogumelo comestível Pleurotus em casca de café e avaliação do grau de detoxificação do substrato
(2000) Fan, Leifa; Soccol, Carlos Ricardo; Pandey, Ashok; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
A cepa P. ostreatus LPB 09 foi selecionada em meio a base de extrato de casca de café com vistas a produção do cogumelos comestíveis. Foi avaliado também a capacidade de detoxificação desse resíduo. A casca de café demonstrou ser um excelente substrato pois produziu três fluxos de corpos de frutificação durante 60 dias de cultivo. A eficiência biológica atingiu valores da ordem de 72,5 a 95,6%. Pleurotus não degrada cafeína, só absorve-a. Mas este fungo degrada o tanino, reduzindo seu teor entre 60,27 e 79,17%. No resíduo final, o teor de proteína aumentou entre 21,93 e 26,08% enquanto o teor de fibras diminuiu entre 26,17 e 32,00%. O resíduo final após a produção do cogumelo poderia ser usado na alimentação animal.
Produção de cogumelo comestível Pleurotus, Lentinus, Flammulina em casca e borra de café
(2001) Fan, Leifa; Soccol, Carlos Ricardo; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
A cepa P. ostreatus LPB 09 foi selecionada em meio à base de extrato de casca de café com vistas a produção de diferentes tipos de cogumelos comestíveis. A casca de café demonstrou ser um excelente substrato, pois produziu três fluxos de corpos de frutificação durante 60 dias de cultivo. A eficiência biológica atingiu valores da ordem de 72,5 a 95,6%. A borra de café também demonstrou ser um excelente substrato, produzindo três fluxos de cogumelo durante 60 dias de cultivo. A eficiência biológica atingiu 90,4%. A cepa L. edodes LPB 02 propiciou o melhor crescimento em meio a base de extrato de casca de café, por isso esta cepa foi utilizada na produção do cogumelo Lentinus edodes (shiitake). Não ocorreu frutificação na casca de café com o cogumelo shitake, porém foi obtido bom resultado com a casca tratada. A eficiência biológica atingiu 85,8% durante 100 dias. Utilizando a borra de café como substrato, o cogumelo shiitake produziu três fluxos de cogumelo em 100 dias de cultivo, com eficiência biológica de 88,7%. Uma cepa selecionada de F. velutipes LPB 01 adaptada em extrato de casca de café produziu primeiro fluxo de cogumelos após 25 dias de cultura em casca de café. A eficiência biológica foi de 56% após duas colheitas e 40 dias de cultivo. Quando a borra de café foi utilizada como substrato, a primeira frutificação ocorreu 21 dias após a inoculação, e a eficiência biológica atingiu valores da ordem de 78% após 40 dias de cultivo.
Produção de goma xantana a partir de resíduos da agroindústria do café
(2000) Woiciechowski, Adenise Lorenci; Soccol, Carlos Ricardo; Camargo, Flávera; Pandey, Ashok; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Sabe-se que para cada tonelada de café torrado e moído se produz uma tonelada de cascas. Até o momento são poucas as aplicações deste resíduo, sendo que este é normalmente incorporado ao solo, sendo fonte de poluição ambiental (SEAB/DERAL). Goma xantana é um polissacarídeo extracelular com diversas aplicações na indústria têxtil, de tintas, aditivos e óleos automotivos, em coberturas cerâmicas, polidores e outros; além de vasta aplicação na indústria farmacêutica, de cosméticos. Na indústria de alimentos é largamente utilizada na fabricação de geléias, pudins, temperos, enlatados, congelados e bebidas (WHISTLER, 1973). A maioria dos polissacarídeos hidrossolúveis utilizados pelas indústrias é de origem vegetal mas, ultimamente, os polissacarídeos de natureza microbiana têm adquirido grande importância comercial. Atualmente a goma xantana é produzida industrialmente através da fermentação da glucose. O trabalho apresentado a seguir visa o desenvolvimento de um processo para a obtenção da goma xantana utilizando o hidrolisado de casca de café. Dessa forma se pretende agregar valor comercial a um resíduo.
Produção do cogumelo comestível - Flammulina velutipes em casca e borra de café
(2000) Fan, Leifa; Soccol, Carlos Ricardo; Pandey, Ashok; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Este trabalho teve por objetivo avaliar a viabilidade de se utilizar casca e borra de café como substratos para a produção de Flammulina. F velutipes LPB 01 foi cultivada em extrato de casca de café. No substrato de casca de café, a frutificação aconteceu 25 dias após ser inoculado. A eficiência biológica alcançou valores da ordem de 56% em duas colheitas num período total de cultivo de 40 dias. Quando a borra de café foi utilizada como substrato, a primeira frutificação ocorreu 21 dias após a inoculação e a eficiência biológica atingiu valores da ordem de 78% em 40 dias de cultivo. Foi observada uma redução no teor de cafeínas que passou de 0,65 % a 0,58% e de taninos que passou de 3,65% a 2,91%, respectivamente em casca de café após 40 dias de cultura. Em borra de café, o tanino sofreu uma redução de 0,25% a 0,18% após 40 dias de cultura. Resultados mostraram a viabilidade de usar a casca e a borra como substrato sem qualquer suplementação nutricional para cultivo deste fungo comestível. Ressaltamos que a borra demonstrou ser um substrato melhor que a casca de café.
Resíduo de café: um substrato promissor para a produção industrial de bioprodutos com alto valor agregado
(2002) Soccol, Carlos Ricardo; Embrapa - Café
Introdução ...... 83 A transformação industrial do café ...... 84 A via úmida ...... 84 A via seca ...... 85 Composição físico-química da casca e da polpa de café ...... 86 Produtos e aplicações ...... 87 Detoxificação biológica da casca e da polpa de café ...... 88 Produção de aromas microbianos ...... 88 Produção de enzimas, ácido cítrico e ácido giberélico ...... 89 Compostagem e produção de biogás ...... 91 Produção de cogumelos ...... 92 Pleurotus ...... 92 Lentinus edodes ...... 92 Flamulina velutipes ...... 92 Hidrólise da casca de café ...... 93 Conclusão ...... 93 Referências bibliográficas ...... 95 INTRODUÇÃO O mercado do café é um dos mais importantes no mundo: centenas de milhões de consumidores, mais de 1,5 bilhões de xícaras de café bebidas todos os dias, 20 milhões de usos, anualmente 100 milhões de sacas de 60 Kg produzidas em mais de 70 países tropicais. Atrás do petróleo, o café é o segundo produto em valor no mercado mundial. É aproximadamente um dos primeiros mercados mundiais de produtos agrícolas junto com a cana-de-açúcar, trigo, carne bovina e algodão. Com 4% do mercado mundial de produtos alimentícios, representa no mercado internacional aproximadamente 10 bilhões de dólares por ano. Sendo a primeira bebida não alcoólica de países desenvolvidos, a importação de café é direcionada para países mais industrializados. Os primeiros importadores de café no mundo são os Estados Unidos (18 milhões de sacas de 60 Kg) seguidos pela Alemanha, França e Japão. O preço do café é estabelecido no mercado em termos que flutuam de acordo com elementos climáticos, eventos políticos e flutuações monetárias. O café solúvel representa consumo de 85% na Inglaterra, 50% Japão, 35% Canadá, 26% Espanha, 13 % França e 10% Alemanha. Para café descafeinado, representa 10 % do mercado mundial (4% do café torrado consumido na França). Os maiores consumidores são alemães e suíços [1]. Os cinco países maiores produtores de café são: Brasil, Colômbia, Indonésia, México e Costa do Marfim. Estes países são responsáveis por 60% da produção mundial de café. Os resíduos mais importantes do tratamento das cerejas de café são a polpa na via úmida e a casca na via seca. Como 80 % do café produzido no Brasil é proveniente do método de via seca, estima-se que nosso país produza todos os anos aproximadamente 30 milhões de sacas de casca, muito próximo da produção do grão de café. Este subproduto atualmente não possui utilização, devido sua importante concentração de componentes tóxicos (cafeína, polifenóis e taninos). Embora os produtos tóxicos, esta matéria-prima é muito rica em diferentes biomoléculas (carboidratos, proteínas, gordura e pectinas) para utilização como substrato em diferentes bioprocessos [5-39].
The potential use of yeast starter cultures to improve the fermentation and quality of coffee during wet processing: selection, implementation and sensorial effects
(Universidade Federal do Paraná, 2015-01-14) Pereira, Gilberto Vinícius de Melo; Soccol, Carlos Ricardo
Durante o processamento via úmida de café os frutos são despolpados e as sementes são submetidas ao processo de fermentação para a retirada do restante da mucilagem aderida ao pergaminho. A fermentação é uma etapa crítica no processamento, devido seu impacto sobre a qualidade final do produto. Este estudo teve como objetivo isolar, selecionar e implementar leveduras para controle e otimização do processo fermentativo de café. Na primeira etapa deste estudo, um total de 144 leveduras foram isoladas e identificadas por métodos moleculares. Pichia fermentans and P. kluyveri foram as espécies dominantes durante o processo, seguido por Candida glabrata, C. quercitrusa, Saccharomyces sp., P. guilliermondii, P. caribbica e Hanseniaspora opuntiae. Uma linhagem da espécie P. fermentans, denominada YC5.2, foi então selecionada devido sua capacidade de (i) resistir as condições de estresse impostas pelo ambiente de fermentação de café, (ii) produzir enzimas pectinolíticas para a aceleração do processo fermentativo e (iii) produzir quantidades significativas de compostos aromáticos (como por exemplo, acetato de etila e acetato de isoamila). Na segunda etapa deste estudo, P. fermentans YC5.2 foi inoculada em condições de campo de fermentação de café e comparada ao processo espontâneo (tratamento controle). Esta levedura mostrou-se apta para dominar o processo fermentativo e aumentou a eficiência do consumo de açúcares da polpa comparado ao tratamento controle. A inoculação da levedura também aumentou a produção de alguns compostos voláteis (como por exemplo, etanol, acetaldeído, acetato de etila e acetato de isoamila) e reduziu a produção de ácido láctico durante o processo fermentativo. Em relação aos grãos obtidos após o processo de torra, os teores de açúcares (glicose e frutose) e ácidos orgânicos (ácidos láctico, acético, cítrico, fumárico e málico) foram estatisticamente semelhantes (p <0,05) em ambos os tratamentos. No entanto, a inoculação provocou um aumento na fração de voláteis oriundos do metabolismo da levedura nos grãos torrados obtidos por este processo. Além disso, a análise sensorial da bebida mostrou que a inoculação produziu um café com características distintas em relação ao tratamento controle, como por exemplo, intensa percepção de sabor de baunilha e notas florais. Em conclusão, o uso de P. fermentans YC5.2 como uma cultura iniciadora para a fermentacão de café mostrou ser uma alternativa viável para melhor controle do processo de fermentação de café visando obter bebidas de sabor diferenciado e com alta qualidade.
O uso de suportes de baixo custo em processos de micropropagação vegetal de café nas fases de enraizamento e de aclimatização
(2005) Mohan, Radjiskumar; Suarez, Camila B.; Biasi, Luiz A.; Soccol, Carlos Ricardo; Embrapa - Café
Para a obtenção de mudas (material vegetal) sadias de espécies de café em maior quantidade e em tempo reduzido, utiliza-se a técnica de micropropagação vegetal. Essa técnica é realizada em diferentes etapas, desde o isolamento até o transporte para extra vitro. Cada etapa demanda tempo e gera custos onerosos, sendo ainda necessário otimizar o rendimento. Para melhorar o processo total é essencial que cada etapa colabore com o máximo de rendimento, no menor tempo e com o menor custo possível. Este trabalho teve como focos as etapas de enraizamento e de aclimatização com as seguintes mudanças previstas: o enraizamento destes micro-tecidos propagados em meio de cultura modificado (substituição do meio semi-sólido por bagaço de mandioca e/ou bagaço de cana-de-açúcar) e a sua fácil aclimatização (permanência de curto tempo nas condições de aclimatização e a rápida formação de sulcos para facilitar a transferência das mudas). Comparando os resultados obtidos utilizando-se meio alternativo em relação ao meio comercial (contendo Gelrite), observou-se que, no meio contendo mistura de bagaço de mandioca e bagaço de cana-de-açúcar (20:80), o tamanho das raízes foi em média 20,4% superior, o tamanho da planta foi 10,9% superior, o número de folhas foi 26% superior e o número de raízes formadas foi 8% superior. Em relação à porcentagem de enraizamento, o meio com substrato alternativo apresentou 80% e o meio comercial apresentou 66,67% de êxito. Nos testes de aclimatização foi obtida uma sobrevivência de 100% para os dois tipos de meio, entretanto houve uma pequena diferença em relação aos números de folhas geradas.