Enzymatic and toxigenic potential of fungi isolated from coffee beans

Abstract

The presence of some species of filamentous fungi in coffee beans may indicate reduced quality and risks of mycotoxins. Moreover, other species may be bioprotective of the bean integrity, indicators of environmental changes and informative. The objective of this study was to evaluate the enzymatic activity and toxigenic potential of filamentous fungi isolated from 12 samples of coffee beans (11 samples of Coffea arabica and 1 sample of Coffea canephora). 182 fungi were isolated and identified belonging to two genera: Aspergillus and Penicillium. Of the 138 fungi from the genus Aspergillus belonging to the Section Nigri and Section Circumdati tested, 28.3 % were producers of ochratoxin A, particularly for the species A. ochraceus and A. ostianus. Of the 14 isolates of Aspergillus flavus tested, 78.6 % were producers of aflatoxin B1 and B2 . Aspergillus versicolor , Cladosporium cladosporioides , Penicillium roqueforti and Penicillium sp . showed an enzymatic index greater than 2 (IE> 2) for polygalacturonase and Penicillium funiculosum , Penicillium and Aspergillus sclerotiorum aurantiogriseum showed pectate lyase activity above 2 ( IE> 2). Species of Penicillium brevicompactum showed potential pectinolitica for the two enzymes tested. These results demonstrate that coffee beans can be an important source of fungi with biotechnological potential and potentially toxigenic fungi have limited enzyme capacity of degrading pectin -rich substrates such as mucilage and produce mycotoxins.A presença de algumas espécies de fungos filamentosos em grãos de café pode indicar redução da qualidade e riscos de micotoxinas. Por outro lado, outras espécies podem ser bioprotetoras da integridade dos grãos, indicadores de alterações ambientais e indicativo. Objetivou-se, neste estudo, avaliar a atividade enzimática e o potencial toxigênico de fungos filamentosos isolados de 12 amostras de grãos de café (11 amostras de Coffea arabica e uma amostra de Coffea canephora). Foram isolados e identificados 182 fungos pertencentes a dois gêneros: Aspergillus e Penicillium. Dos 138 fungos do gênero Aspergillus pertencentes à Seção Circumdati e Seção Nigri testados, 28,3% foram produtores de ocratoxina A, com destaque para as espécies A. ochraceus e A. ostianus. Dos 14 isolados de A. flavus testados, 78,6% foram produtores de aflatoxina B1 e B2. A. versicolor, Cladosporium cladosporioides, P. roqueforti e Penicillium sp. apresentaram índice enzimático superior a 2 (IE > 2) para poligalacturonase e P. funiculosum, P. aurantiogriseum e Aspergillus sclerotiorum apresentaram atividade pectato liase acima de 2 (IE > 2). Espécies de P. brevicompactum apresentaram potencial pectinolítico para as duas enzimas testadas. Esses resultados demonstram que os grãos de café podem ser importante fonte de fungos com potencial biotecnológico e que os fungos potencialmente toxigênicos apresentam limitada capacidade enzimática de degradar substratos ricos em pectina como a mucilagem e produzir micotoxinas.