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Introducción
La biotransformación de los residuos agrícolas o agroindustriales mediante el cultivo de hongos es considerada como un método de tratamiento ecológico y de valorización debido al aprovechamiento de estos residuos para transformarlos a un alimento nutritivo (setas) que podría servir para la comercialización, y, a su vez, en la reducción del impacto ambiental que estos residuos sólidos generan.
Los hongos comestibles (setas), como Pleurotus spp., Lentinula edodes, Volvariella volvácea, Auricularia spp., Flammulina velutipes, entre otros, son considerados alimentos funcionales de alto valor nutricional y medicinal1-3. Su composición nutricional depende de la especie del hongo, del tipo de residuo sólido lignocelulósico y del método de cultivo4. Siendo los hongos comestibles Pleurotus spp., particularmente Pleurotus ostreatus, el más estudiado y producido a nivel mundial debido, principalmente, a que crece en una gran variedad de residuos lignocelulósicos y a su fácil manejo en la producción. Su composición nutricional, en macronutrientes, presenta un significativo contenido, en materia seca, de proteínas (17- 42 %) con buena distribución de aminoácidos esenciales y no esenciales, bajo contenido de carbohidratos (37-48 %), grasas (0,5-5 %), y, considerable contenido de fibra (24-31 %) y vitaminas5. La composición, en micronutrientes (minerales), encontrados en el cuerpo fructífero del hongo Pleurotus ostreatus, comúnmente llamado seta de ostra, son el potasio como elemento mayoritario, seguido por el fósforo, magnesio, sodio, calcio, hierro, zinc, manganeso y cobre5,6.
Los sustratos lignocelulósicos, basados en residuos de café, utilizados en el cultivo del hongo Pleurotus ostreatus están siendo estudiados ampliamente, debido a que se generan residuos sólidos de gran volumen e importancia ambiental7-9. La industria cafetalera desecha el 90,5 % como pulpa (vía húmeda), cáscara (vía seca), mucílago y pergamino10, siendo los más investigados la pulpa de café.
En el Perú es escasa la producción de setas de ostra (Pleurotus ostreatus), y se suma el desconocimiento de los aportes nutricionales de la seta cultivado en estos residuos, debido principalmente a la poca información científica o cultural que se tiene, que, por consiguiente, limita su consumo culinario y producción. A pesar de que hay evidencias que nuestras culturas pre-Inca tenían conocimiento sobre los hongos, y, sobre sus usos y beneficios, como puede verse en los mantos y huacos11. Adicionalmente, las propiedades nutricionales de las setas dependen del tipo de especie de hongo, del residuo sólido lignocelulósico y de las condiciones de cultivo. Por lo que, investigaciones para determinar la composición nutricional de setas cultivadas en residuos sólidos lignocelulósicos deben ser direccionadas, para luego, recién ser incorporadas en la dieta diaria para consumo y, finalmente, su comercialización.
El objetivo de esta investigación es evaluar la composición nutricional del hongo Pleurotus ostreatus cultivado en pulpa de café de dos zonas productoras de café del Perú (departamentos de Amazonas y Piura), como un control de calidad para su consumo, y, a su vez, para que sea utilizado como una alternativa de tratamiento para la reducción de la contaminación ambiental y el aprovechamiento de estos residuos. La semilla micelial del hongo se preparó a partir de un basidiocarpo comercial en el laboratorio. La composición nutricional de la seta de ostra se determinó mediante el análisis de macronutrientes y micronutrientes (minerales), y la presencia de cafeína fue también evaluada.
Además, cabe resaltar que esta investigación no solo tiene implicancias de mejorar la salud, sino también de reducir la contaminación ambiental que estos residuos generan mediante un tratamiento ecológico y sostenible que es el cultivo de hongos a partir de estos residuos.
Parte experimental
La pulpa de café (Coffea arabica) fue suministrada por los cafetaleros de la provincia de Huancabamba en el departamento de Piura (sierra peruana) y por la provincia de Rodríguez de Mendoza en el departamento de Amazonas (selva peruana), quienes cultivan café orgánico, el cual fue usado como sustrato en el cultivo de las setas de ostra (Pleurotus ostreatus) mediante proceso de fermentación en estado sólido.
Preparación de la semilla micelial o spwan (inóculo)
La cepa original del hongo Pleurotus ostreatus se obtuvo a partir de un basidiocarpo comercial, el cual fue cultivado en medio PDA (agar papa dextrosa) en placas petri en condiciones de asepsia e incubado a una temperatura de 25 ± 2 °C8. Una vez que la expansión másica del micelio ha invadido toda la placa petri, se procedió a fraccionar el micelio, para ser usado en la elaboración de la semilla micelial.
La preparación de la semilla micelial Pleurotus ostreatus se realizó en granos de trigo, como un sustrato intermedio, para ser usado como inóculo en el sustrato definitivo, pulpa de café. Esto consistió en usar una fracción del micelio de la placa petri y añadirlo al sustrato intermedio, que ha sido precocido y esterilizado a temperatura de 121°C y presión de 15 psi por 20 minutos en bolsas de polipropileno. Estas bolsas con los granos de trigo y micelio se incubaron a 25 ± 2 °C en oscuridad, y al cabo de dos semanas, los granos de trigo se encontraban invadidos por completo por el micelio, indicando que está listo para ser usado como inóculo en el residuo de pulpa de café.
Acondicionamiento del sustrato
La preparación del sustrato consistió en pasteurizar e hidratar la pulpa de café. La pasteurización se realizó a una temperatura de 85 ± 5 °C por dos horas, para eliminar los microorganismos que pueden ser competidores en la producción del hongo. La hidratación consistió en humedecer el residuo de café hasta una humedad de 70 %. Esto se logró al finalizar el proceso de pasteurización, se desechó el agua y se dejó secar a temperatura ambiente el sustrato hasta la humedad requerida, la cual se midió mediante la prueba del puño12.
Producción del hongo
La producción del hongo en la pulpa de café se realizó en cuatro etapas: inoculación, incubación, fructificación y cosecha según Rodríguez y Jaramillo8, como puede verse en la figura 1. La inoculación consistió en mezclar la semilla micelial con el sustrato acondicionado a una proporción del 10 % (g semilla/100 g sustrato húmedo) en una bolsa de polipropileno, para 1 kg de sustrato. La incubación de las muestras inoculadas se realizó en una incubadora a una temperatura de 25 ± 2 °C y en oscuridad, la expansión másica del micelio en el sustrato acondicionado duró 20 días. Una vez terminada la incubación, se procedió a fructificar las muestras, que consistió en sacar las muestras de la incubadora y ponerlas en una vitrina condicionada con ligera luz (12 h diarias), ventilación ambiental y a una temperatura de 18,9 ± 1°C y humedad relativa de 85 ± 5 % (meses de junio a setiembre en Lima), y se removió la bolsa a las muestras para un mejor desarrollo de los primordios y crecimiento del cuerpo fructífero. Una vez que el cuerpo fructífero estaba maduro, se procedió a cosechar las setas entre 7 a 15 días. La eficiencia biológica (E.B., %) se define como la producción del cuerpo fructífero fresco entre el sustrato seco8.
Análisis de macronutrientes (proximal)
El análisis proximal fue realizado mediante métodos de ensayo de la FAO Food and Nutrition Paper 14/713. Se determinó carbohidratos, grasas, proteínas, humedad, cenizas, energía calorífica en la seta de ostra (muestra fresca).
Análisis de micronutrientes (minerales)
El análisis cuantitativo de los microelementos en la seta de ostra (muestra seca), se determinó por un equipo de Absorción Atómica, contrAA 800 Analytik Jena en el Laboratorio 21 de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Ingeniería. Los microelementos que se determinaron fueron potasio, sodio, calcio, magnesio, cobre, hierro, zinc y manganeso en la seta de ostra (muestra seca).
Análisis de cafeína
El contenido de cafeína, en la seta de ostra (muestra seca), se determinó mediante Cromatógrafo Líquido de Alto Rendimiento-HPLC Shimadzu, con detector de arreglo de diodos (DAD), a una longitud de onda de 272 nm, con fase móvil de agua:metanol (75:25), flujo de 1 ml/min y columna RP C18 Restek de 250 mm x 4,6 mm ID x 5 µm. El tratamiento de la muestra fue realizado mediante la norma técnica AOAC 960.2514 y la determinación de la cafeína por HPLC fue realizado según DIN 2048115.
Resultados y discusión
El cultivo del hongo Pleurotus ostreatus en el residuo pulpa de café duró de 27 a 35 días (figura 1). La eficiencia biológica (E.B.) del cultivo procedente de los departamentos de Amazonas y Piura fue de 121,7 ± 8,1 % y 90,2 ± 10,0 %, respectivamente. Estudios previos han reportado una E.B. de 159,9 % inoculado entre 0,5 y 3 % de spawn9, de 110-120 % no reporta la cantidad de semilla micelial utilizada16 y de 90 % inoculado al 3 % de spawn8, evidenciando que nuestros resultados fueron similares en la producción del hongo Pleurotus ostreatus cultivado en pulpa de café, a pesar de que fue inoculado tres veces más. Esto debido, a ensayos previos que se realizaron sobre la E.B. en función de la cantidad de semilla micelial adicionado al sustrato acondicionado (pulpa de café), cuyos resultados mostraron que la óptima cantidad de semilla micelial estaba en 10 % bajo nuestras condiciones de cultivo, menor a esa cantidad el tiempo de cultivo era superior a 45 días y a mayor cantidad de semilla no aumentaba significativamente la producción (datos no mostrados).
Los valores nutricionales del cuerpo fructífero (seta de ostra), obtenido en la bioconversión del residuo pulpa de café procedente de los departamentos de Amazonas (DA) y Piura (DP), reportaron contenidos de macronutrientes y micronutrientes similares. El contenido de proteína cruda fue de 28,6 % y 29,7 % para el residuo del DA y DP, en muestra seca, indicando la capacidad del hongo Pleurotus ostreatus de asimilar y bioconvertir los residuos lignocelulósicos y nitrogenados del sustrato4,17. La seta de ostra presentó un alto contenido de agua (~ 86 %), con un bajo contenido en carbohidratos (< 8 %) y grasas (< 1 %), en muestra fresca para ambas procedencias del residuo pulpa de café, como se muestra en la tabla 1. Esto indica que la seta de ostra es un alimento proteico con bajo contenido calórico (< 50 kcal/100g hongos frescos). Investigaciones previas han reportado que el contenido de proteína a partir de este residuo de café varío de 17 a 35 %8,16,18, indicando que la procedencia del sustrato (ubicación geográfica) y las condiciones de cultivo pueden influir en la bioconversión del residuo y, por ende, en la composición nutricional de macronutrientes.
Tabla 1 Análisis cuantitativo de macronutrientes de la seta Pleurotus ostreatus cultivado en pulpa de café de los departamentos de Piura y Amazonas (muestra fresca).
| Muestra | Humedad (%) | Proteína (%) | Carbohidratos (%) | Grasas (%) | Ceniza (%) | Energía Total (kcal/100g) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Departamento de Piura (sierra peruana) | ||||||
| Seta de ostra | 88,11 | 3,53 29,69* | 7,37 | 0,03 | 0,96 | 43,87 |
| Departamento de Amazonas (selva peruana) | ||||||
| Seta de ostra | 87,36 | 3,61 28,56 | 7,92 | 0,09 | 1,02 | 46,93 |
a muestra en base seca
Con respecto al contenido de micronutrientes (minerales) en el cuerpo fructífero, se realizó previamente un análisis cualitativo, con el objeto de saber que microelementos contenía la seta para su posterior cuantificación, encontrándose la presencia de P, K (elementos mayores), Ca, Mg, Na (elementos menores) y trazas de Cu, Fe, Zn, Mn y Si (datos no mostrados). En base a esto, se procedió a realizar el análisis cuantitativo de los micronutrientes que son potenciales para la salud, siendo estos mayoritariamente de potasio (1400-1550 mg), seguido de calcio (450-550 mg), magnesio (425-450 mg), sodio (330-345 mg) y trazas de hierro (18-21 mg) en 100 g de muestra seca, para ambas procedencias del residuo pulpa de café, como se muestra en la tabla 2. Como puede observarse, la composición de minerales no presenta diferencias significativas por la procedencia del sustrato, pero sí una importante cantidad de estos para la salud. El contenido de Cu, Zn y Mn no fue detectado (L.D.< 1 ppm). Investigaciones previas han reportado que la seta Pleurotus ostreatus, cultivada en otros sustratos, contienen mg elemento/100 g muestra seca, como elemento mayoritario al potasio (1400-5000), seguido por el fósforo (600 -1400), magnesio (156-203), sodio (54-136), calcio (47), hierro (13), zinc (5), manganeso (1,3) y cobre (1,2)6,8.
Estas propiedades nutricionales presentes en la seta de ostra, cultivada en residuo pulpa de café, la convierten en un alimento altamente nutritivo y proteico, el cual podría ser incorporado en la dieta diaria para su consumo, con el objetivo de mejorar la salud de las personas, la nutrición y controlar enfermedades como anemia, diabetes, colesterol, entre otras.
Tabla 2 Análisis cuantitativo de micronutrientes de la seta Pleurotus ostreatus cultivada en pulpa de café de los departamentos de Piura y Amazonas (muestra seca).
| Muestra | Microelementos (mg/100 g MS) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| K | Ca | Mg | Na | Fe | Cu | Zn | Mn | |
| Departamento de Piura | ||||||||
| Seta de ostra | 1537,9 | 451,5 | 449,5 | 332,0 | 18,4 | N.D. | N.D. | N.D. |
| Departamento de Amazonas | ||||||||
| Seta de ostra | 1406,9 | 554,5 | 428,7 | 348,5 | 20,8 | N.D. | N.D. | N.D. |
MS = muestra seca N.D. = no detectado (L.D. < 1 ppm)
Como se muestra en la tabla 3, el contenido de cafeína en la seta ostra fue muy bajo, menor a 10,0 µg/g muestra seca, comparado con otros estudios que reportan una concentración de cafeína entre 0,1 y 0,2 % en la seta ostra cultivada en residuos de pulpa y cáscara de café19,20. Además, los resultados muestran que la seta absorbe alrededor de un 50 % la cafeína presente en la pulpa de café y el resto se queda en el residuo (sustrato agotado + hongo), indicando que la seta no es capaz de degradar la cafeína, como otros autores lo reportan19,21.
Conclusiones
En este estudio preliminar se encontró que la seta de ostra, cultivada en residuo pulpa de café, es un alimento altamente nutritivo y saludable. No hubo diferencias considerables en la composición nutricional de macronutrientes (análisis proximal) y micronutrientes (minerales) del hongo Pleurotus ostreatus cultivado en pulpa de café procedente de los departamentos de Amazonas y de Piura. El residuo pulpa de café resultó ser un excelente sustrato para el cultivo del hongo Pleurotus ostreatus.
