Identification of microorganisms in wet coffee fermentation Coffea arabica Var Catimor and Castillo in Jardín, Antioquia-Colombia, using culture-dependent methods / Identificación de microorganismos en fermentación húmeda de café Coffea arabica Var Catimor y Castillo en Jardín, Antioquia-Colombia, usando métodos cultivo-dependientes

ABSTRACT

Background: Mild Colombian coffees are recognized worldwide for their high-quality coffee cup. However, there have been some failures in post-harvest practices, such as coffee grain fermentation. These failures could occasionally lead to defects and inconsistencies in quality products and economic losses for coffee farmers. In Colombia, one of the fermentation methods most used by coffee growers is wet fermentation, conducted by submerging the de-pulped coffee beans for enough time in water tanks to remove the mucilage. Objectives: We evaluated the effect of the water (g)/de-pulped coffee (g) ratio (I: 0/25, II: 10/25, III: 20/25) and final fermentation time (24, 48, and 72 hours) on the total number of microbial groups. We also identified microorganisms of interest as starter cultures. Methods: We used a completely randomized experimental design with two factors; the effect of the water (g)/de-pulped coffee (g) ratio (I: 0/25, II: 10/25, III: 20/25) and final fermentation time (24, 48, and 72 hours), for 9 treatments with two replicates. During the coffee fermentation (1,950 g), the pH and °Brix were monitored. Total counts of different microbial groups (mesophiles, coliforms, lactic-acid bacteria, acetic-acid bacteria, and yeasts) were performed. Various isolates of microorganisms of interest as starter cultures (lactic-acid bacteria and yeasts) were identified using molecular sequencing techniques. Results: 21 lactic-acid bacteria (LAB) isolates and 22 yeasts were obtained from the different mini-batch fermentation systems. The most abundant lactic-acid bacteria species found were Lactiplantibacillus plantarum (46%) and Levilactobacillus brevis (31%). Pichia kluivery (39%) and Torulaspora delbrueckii (22%) were the most abundant yeast species. Conclusion The studied factors did not have effect over the microorganism's development. The identified bacterial and yeasts species have potential as starter cultures for better-quality coffees and in fermentation-related applications.

RESUMEN

Antecedentes: Los cafés suaves lavados colombianos son reconocidos a nivel mundial por su buena puntuación sensorial; sin embargo, se han detectado fallas en las prácticas de postcosecha, como lo es la fermentación de los granos de café. Dichas fallas pueden causar defectos y carecer de consistencia en la calidad del producto, ocasionando pérdidas económicas para los caficultores. En Colombia, uno de los métodos más usados por los caficultores es la fermentación húmeda, la cual consiste en sumergir los granos de café despulpado en tanques con agua por un período de tiempo que permita la remoción del mucílago. Objetivos: La presente investigación evaluó la incidencia que tienen la proporción agua/granos despulpados de café (I: 0/25, II: 10/25, III: 20/25) y el tiempo final de fermentación (24, 48 y 72 horas) en el recuento final de grupos microbianos. Por otra parte, se identificaron taxonómicamente microorganismos de interés para su uso como cultivos iniciadores. Métodos: Mini-lotes consistieron en café despulpado (1950 g) puesto en recipientes de plástico abiertos y sumergidos en agua. Se aplicó un diseño experimental completamente aleatorizado de dos factores (proporción agua/ granos de café despulpado y tiempo) a tres niveles, para un total de nueve tratamientos con dos replicas. Durante las fermentaciones de café (1,950 g), el pH y los grados ºBrix, fueron monitoreados. Se realizaron los recuentos totales de los diferentes grupos microbianos: mesófilos, coliformes, bacterias ácido-lácticas, bacterias ácido-acéticas y levaduras. Se identificaron molecularmente diferentes aislados con potencial para ser usados como cultivos iniciadores (bacterias ácido-lácticas y levaduras). Resultados: Los resultados obtenidos mostraron que no hubo diferencia estádisticamente significativa entre los tratamientos aplicados y el recuento final de microorganismos. Un total de 21 aislados de bacterias ácido-lácticas (BAL) y 22 levaduras lograron obtenerse a partir de los diferentes sistemas de fermentación en mini-lote. Las especies de bacterias ácido-lácticas con mayor porcentaje acorde a su identificación taxonómica, corresponden a Lactiplantibacillus plantarum (46%), Levilactobacillus brevis (31%). Las especies de levaduras con mayor porcentaje acorde a su identificación taxonómica corresponden a Pichia kluivery (39%) y Torulaspora delbrueckii (22%). Conclusión Los factores estudiados no afectaron el crecimiento de ninguno de los grupos microbianos presentes en la fermentacion del café. Las especies de microorganismos identificados tienen potencial para se usados como cultivos starter o en aplicaciones dentro de las ciencias de fermentación.