Nivel de ocratoxina A en granos de café (Coffea arabica L.), procedentes de Jaén y San Ignacio, Cajamarca
Publicado: 30 de diciembre de 2022
Por: James Tirado (Universidad Nacional de Jaén) y Manuela Luján (Universidad Nacional de Trujillo), Perú
Resumen
El mercado mundial, en los últimos años, es exigente en cuanto a la inocuidad, pues concentraciones que excedan sus límites máximos permisibles (LMP), es causal del rechazo del café de exportación. El objetivo de esta investigación fue cuantificar la concentración de ocratoxina A (OTA) en diferentes etapas de procesamiento en poscosecha de café. Se colectaron muestras de granos de café pergamino en almacenes de las empresas Organización Agraria Cafetalera El Diamante, Jaén; Cooperativa Agraria Cafetalera CASIL LTD, San Ignacio y Cooperativa Agraria y de Servicios Unión de Cafetaleros Ecológicos-UNICAFEC, San Ignacio, de la región Cajamarca, Perú. Se cuantificó la OTA, por el método de ELISA (Ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas), en cascarilla, granos de café oro verde, granos de café tostado, café tostado molido y esencia de café. El ANOVA (p=0.05) mostró diferencias significativas en las diferentes etapas de procesamiento de café mientras que Tukey (p=0.05) indicó que la mayor concentración de OTA se dio en café oro verde –con y sin defectos. La prueba de hipó-tesis (p=0.05) mostró que, en todas las etapas, la concentración de OTA, no superaron los LMP (5 μg/kg).
Palabras claves: Cascarilla; molido, pergamino; oro verde; tostado
ABSTRACT
In recent years, the world market has become more demanding in terms of safety, since concentrations that exceed the maximum permissible limits (MPL) cause the rejection of coffee for export. The objective of this research was to quantify the concentrationof ochratoxin A (OTA) at different stages of post-harvest processing of coffee. Samples of parchment coffee beans were collected from warehouses of the companies Organización Agraria Cafetalera El Diamante, Jaén; Cooperativa Agraria Cafetalera CASIL LTD, San Ignacio and Cooperativa Agraria y de Servicios Unión de Cafetaleros Ecológicos-UNICAFEC, San Ignacio, in the Cajamarca region of Peru. OTA was quantified by ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) in husk, green gold coffee beans, roasted coffee beans, ground roasted coffee and coffee essence. ANOVA (p=0.05) showed significant differences in the different stages of coffee processing while Tukey (p=0.05) indicated that the highest OTA concentration occurred in green gold coffee -with and without defects. The hypothesis test (p=0.05) showed that, at all stages, the OTA concentration did not exceed the PML (5 μg/kg).
Keywords: Husk; ground; parchment; green gold; roasted.
Introducción
El café es el principal producto de agroexportación del Perú, con un valor FOB (Free on Board) de exportación; es decir, acuerdo de compraventa que supera los US$ 1.500 millones que se llegó en el 2011. El Perú es el segundo productor y exportador mundial de café orgánico detrás de México (MINAGRI, 2015) y se cultiva en Amazonas, Ayacucho, Cajamarca, Cusco, Huánuco, Junín, San Martín y Puno (ComexPerú, 2018).
La Junta Nacional del Café (2020) informa que las exportaciones de café con diversos sellos, desde orgánico, comercio justo, sostenibles, y otros, equivalen al 22% del volumen total exportado. En el 2019, las exportaciones peruanas de café sumaron US$ 630.225.867 por 5.008.183 quintales (US$ 125.84 el quintal en promedio), cuando en el 2018 se alcanzaron los US$ 679.482.755 por 5.661.083 quintales (US$ 120.03 el quintal), notándose una caída de 7.5 % en valor y 11.5 % en volumen.
El café, es una de las bebidas más consumidas del planeta debido al alto contenido de un componente no nutritivo, la cafeína (Sánchez, 2015). Sin embargo, el café cuenta con multitud de otras sustancias no nutritivas que podrían tener una influencia en la salud habiendo casos que en el grano puede encontrarse metales pesados como el plomo (1.18μg/g), que superan el límite máximo permisible dado por la MERCOSUR (Condezo y Huaraca, 2018) y, en otros casos, los granos, pueden también contener micotoxinas, entre ellas la Ocratoxina A (Agrios, 2005, p. 560; FAO, 2005).
La ocratoxina A, OTA, es una sustancia química tóxica que contaminan los alimentos para los humanos y los animales, especialmente granos y productos almacenados. Estas sustancias son muy tóxicas, aún en pequeñas cantidades, y pueden causar múltiples trastornos agudos o crónicos como cáncer, mutaciones, alteraciones teratogénicas o embriotoxicidad en varios órganos como el hígado (hepatotoxina), los riñones (nefrotoxina), el sistema nervioso (neurotoxina) o los intestinos (Puerta, 2003).
Las ocratoxinas son producidas por diversos agentes fungosos los cuales son pequeños organismos productores de esporas, generalmente microscópicos, y su supervivencia dependen de las condiciones predominantes de temperatura y humedad o de la presencia de agua en su medio (Agrios, 2005). Son indicadores de malas condiciones de almacenamiento siendo un riesgo de seguridad para el producto final (Oliveros et al., 2016) encontrándose con relativa facilidad en el café crudo o “verde” (Rodríguez, 2006) y en altas concentraciones es un riesgo para la salud (Garrido-Ramírez et al., 2018).
Díaz et al. (2018) determinaron que en granos de café orgánico con una humedad de 11.5 % se presentaron ocratoxinas en menor cantidad en muestras de café de Junín con valores de 0.67 ± 1.15, mientras que en Cusco se registró una alta variabilidad en las muestras con valores de 2.20 ± 4.92. Reportan, también que existe una correlación significativa (p = 0.008) entre la aplicación de las buenas prácticas de higiene y el contenido de OTA enfatizando la importancia de las medidas preventivas en el manejo del café orgánico en pergamino.
Por lo antes mencionado, el objetivo de esta investigación fue cuantificar la concentración de ocratoxina A (OTA) en cascarilla, granos de café oro verde, granos de café tostado, café tostado molido y esencia de café).
MATERIALES Y MÉTODOS
La muestra estuvo constituida por todos los granos de café en kg producidos en las provincias de Jaén y San Ignacio del departamento de Cajamarca, Perú, durante el periodo 2021, que se acopia en las empresas cafetaleras: Organización Agraria Cafetalera El Diamante, Jaén (Latitud: 5° 42 ́ 28 ́ ́ S; Longitud: 78° 48 ́ 28 ́ ́ W; Altitud: 731 m); Cooperativa Agraria Cafetalera CASIL LTD y Cooperativa Agraria y de Servicios Unión de Cafetaleros Ecológicos-UNICAFEC, San Ignacio (Latitud: 5° 08 ́ 46 ̈ ́ S; Longitud: 79° 00 ́ 16 ́ ́ W; Latitud: 1283 m).
El muestreo se realizó usando la técnica del Muestreo Aleatorio Simple, teniendo en cuenta que todos los individuos de la población tuvieronla misma oportunidad de ser incluidos.Para ello se procedió a extraer porciones de granos de café con ayuda de una pluma, recorriendo, en forma de zigzag, todo el almacén hasta obtener la cantidad de 20 kg, de muestra, de granos de café.
Los granos muestreados, fueron envasados en sacos de polipropileno, previamente rotulados, para ser trasladadas al Laboratorio de la empresa Peruinka Industrias S.A. y al Laboratorio Certificaciones del Perú S.A.-CERPER.La muestra fue probabilística y estuvo constituida por 20 kg de granos de café procedentes de cada uno de los almacenes de las tres empresas cafetaleras (Tabla 1).
Para obtener el tamaño de la muestra, se siguió el procedimiento sugerido por las Normas Técnicas Peruanas, de muestreo de café verde y pergamino. La muestra fue obtenida con ayuda del calador o pluma cuyas medidas fuede 29 a 36 de diámetro interno, muestreando en 3 puntos de cada saco (Norma Técnica peruana ISO 666:2013) en una cantidad de 30 ± 6 g en cada uno de 10 sacos, si en el lote hubiese entre 10 y 100 sacos y no menos del 10 % del total, si en el lote hubiese más de 100 sacos (Norma Técnica Peruana ISO 4072:2016).
La selección de sub muestras, fue de los 20 kg de granosde café obtenido (en cada empresa cafetalera), se realizó muestreos al azar para seleccionar la unidad de análisis en cada una de las etapas de pos cosecha de café. En este caso, con ayuda de un táper limpio:
Para cuantificación de ocratoxina A: se tomótres muestras de cascarilla de café de 500 g cada una, las muestras fue de café oro verde exentos de sustancias extrañas y granos defectuosos; tres muestras de granos de café oro verde con granos defectuosos de 500 g cada una; tres muestras de granos de café tostado a partir de café oro verde exento de granos defectuosos y sustancias extraña de 500 g cada una; tres muestras de granos de café tostado a partir de café oro verde con granos defectuosos de 500 g cada una; tres muestras de café tostado molido, a partir de café oro verde exento de granos defectuosos y sustancias extrañas de 500 g cada una; tres muestras de café tostado molido, a partir de café oro verde con granos defectuosos de 500 g cada una; tres muestras de esencia de café, a partir de café oro verde exento de granos defectuosos de 250 ml cada una; y, tres muestras de esencia de café, a partir decafé oro verde con granos defectuosos de 250 ml cada una.
Para cuantificación de ocratoxina A: se tomótres muestras de cascarilla de café de 500 g cada una, las muestras fue de café oro verde exentos de sustancias extrañas y granos defectuosos; tres muestras de granos de café oro verde con granos defectuosos de 500 g cada una; tres muestras de granos de café tostado a partir de café oro verde exento de granos defectuosos y sustancias extraña de 500 g cada una; tres muestras de granos de café tostado a partir de café oro verde con granos defectuosos de 500 g cada una; tres muestras de café tostado molido, a partir de café oro verde exento de granos defectuosos y sustancias extrañas de 500 g cada una; tres muestras de café tostado molido, a partir de café oro verde con granos defectuosos de 500 g cada una; tres muestras de esencia de café, a partir de café oro verde exento de granos defectuosos de 250 ml cada una; y, tres muestras de esencia de café, a partir decafé oro verde con granos defectuosos de 250 ml cada una.
Cuantificación de ocratoxina A. Las muestras de café (cascarilla, grano oro verde, grano tostado, tostado molido, en cantidades de 500 g) y 250 ml de esencia de café, fueron trasladados al Laboratorio de la empresa Certificaciones del Perú S.A. –CERPER, para la determinación de la concentración de la ocratoxina A (Tabla 1), mediante el método de ELISA.
Tabla 1. Colecta de muestras de café para determinación de la concentración de OTA
1Obtenidas, en cada uno, de los almacenes de la Organización Agraria Cafetalera El Diamante, Cooperativa UNICAFEC y Cooperativa CASIL.
2Analizadas en el Laboratorio CERPER S.A., donde se cuantificó la OTA.
Análisis estadístico
Se utilizó el Diseño Bloque Completamente al Azar, con 9 tratamientos y tres repeticiones. Se realizo el ANOVA y la pruebaTukeypara identificar medias entre los tratamientos (al 5 % de probabilidad). El programa utilizado fue Microsoft Excel.
Se utilizó el Diseño Bloque Completamente al Azar, con 9 tratamientos y tres repeticiones. Se realizo el ANOVA y la pruebaTukeypara identificar medias entre los tratamientos (al 5 % de probabilidad). El programa utilizado fue Microsoft Excel.
RESULTADOS
En la Tabla 2, se observa la concentración de ocratoxina A, en las diferentes etapas de poscosecha de granos de café, se encuentra numéricamente inferior a los límites máximos permisibles de OTA (5 μg/kg). Los valores más altos de OTA se encuentran en los granos exportables del café que varía entre 0.34 μg/kg a 0.78 μg/kg. Excepcionalmente en granos tostados sin defectos se encontró una concentración de 0.80 μg/kg, pero solamente en la Organización Agraria Cafetalera El Diamante. La concentración de OTA es mayor en granos de café oro verde disminuyendo en las otras etapas como el café tostado, café tostado molido y esencia de café. El promedio de la concentración de OTA, en todas las etapas son numéricamente inferiores a los límites máximos permisibles.
El análisis de variancia (Fobs=5.2 ≥ F tab=2.6;p=0.05) indica que existe significación estadística en las diferentes etapas de procesamiento del café. La prueba de Tukey muestra que la concentración de OTA en grano exportable (café oro verde con y sin defectos) superan numéricamente y estadísticamente a las otras fases de procesamiento del grano de café. En las diferentes etapas los valores observados se encuentran afuera del área de aceptación de la hipótesis; es decir, los valores de OTA encontrados en cascarilla, granos de café oro verde, granos tostados, café tostado molido y esencia de café, no superan el valor tabular, indicando que el contenido de OTA, en el café procedente de las empresas exportadoras, están por debajo de los límites máximos permisibles (5 μg/kg), por lo que se acepta la hipótesis nula (Tabla 3).
Tabla 2. Concentración de OTA (μg/kg) en café
Tabla 3. Prueba de significación de medias de Tukey (p=0.05) de la concentración de ocratoxina A en las diferentes etapas de poscosecha de café
DISCUSIÓN
El contenido de ocratoxina A, en las diferentes etapas de poscosecha del café, son similares a los contenidos de OTA encontrados Santos et al. (2019), quienencontró que el contenido de OTA es de 0.3 μg/kg a 0.6 μg/kg en café verde, en café tostado medio 0.4 μg/kg a 0.7 μg/kg, en café tostado oscuro 0.4 μg/kg y en café tostado muy oscuro 0.3 μg/kg a 0.8 μg/kg. En café tostado, comprado en supermercados de Ríode Janeiro contienen un promedio de 0.8 μg/kg (Mota et al., 2015) y en granos tostados procedentes de Chanchamayo-Perú se reportó concentraciones de 0.216 μg/kg y 0.044 μg/kg que no superan los LMP de la Unión Europea (Milla &Castro, 2020), mientras que en café molido puro y mezclado los niveles son de 0.0 μg/kg a 3.2 μg/kg, con concentración promedio de 0.4 μg/kg (García et al., 2018), coincide con la presente investigación. Al respecto, el bajo contenido de OTA en café molido da lugar a una menor cantidad de esta micotoxina en la esencia de café (Davidovich et al., 2019).
En café tostado y café tostado molido, producido en el Estado de Nayarit, México, los valores están entre 15.5 μg/kg a 351.3 μg/kg superando los límites permisibles de OTA (Carrillo et al., 2017), además, en algunos centros de beneficio, en Panamá, el café puede contener de 4.9 μg/kg a 37.7 μg/kg (Franco et al., 2014) y en centros de acopio de café, en Nicaragua, se encontró 1.5 a 5.9 μg/kg de OTA (Vallejos, 2009). Estas altas concentraciones de OTA, en café, podría deberse a las malas prácticas de producción y de poscosecha permitiendo que los granos (aparentemente sanos, granos deformados y heridos) estén fácilmente expuestos a los cambios de las condiciones climáticas y a la contaminación (Chalfoun y Batista, 2006) por hongos ocratoxigénicos en pre y poscosecha, toda vez que, el café de mala calidad, almacenado en condiciones inadecuadas, pueden contener 36.0 μg/kg de OTA (Vallejos, 2005) y en café tostado y café tostado molido, procedente de café de mala calidad contienen de 8.0 μg/kg a 61.4 μg/kg con una media de 16.9 μg/kg (López, 2013) y en granos atacados por Hypotehemnemus hampei el nivel de OTA puede ser mayor que los LMP (Alves et al., 2020); además, el alto contenido de esta micotoxina podría relacionarse con altos porcentajes de humedad –38.6 % (Franco et al., 2014).
Los niveles de OTA, a excepción del contenido de OTA en el cisco, disminuyen conforme el café es expuesto a condiciones térmicas, durante su procesamiento; pues en las empresas exportadoras de Jaén y San Ignacio, son mayores en grano verde (0.4 μg/kg a 0.5 μg/kg) que en café tostado (0.0 μg/kg a 0.3 μg/kg) y en café tostado molido (0.0 a 0.1 μg/kg) y en esencia de café (0.0 a 0.1 μg/kg), lo cual coincide con otras investigaciones que reportan en grano verde y café tostado molido 5.8 μg/kg y 1.0 μg/kg de OTA, respectivamente, debido a que al someter los granos de café verde a altas temperaturas, durante el tostado, pueden reducir el contenido de OTA, de 65 % al 100% (Franco et al., 2014). Aunque, el valor de 0.8 μg/kg, en café tostado seleccionado –sin defectos-en la empresa exportadora El Diamante, que es mayor al valor del grano oro verde, puede significar que la contaminación de OTA no es uniforme en todo un lote de café, en el almacén, y el contenido de OTA son variables.
La acumulación de la OTA, en mayor cantidad, en los granos de café oro verde, puede deberse a que éstos son más higroscópicos que el café pergamino (Trejos et al., 1989) y, que, en algún cambio de temperatura y humedad favorables adsorben la humedad, generando condiciones favorables para el desarrollo de los hongos productores de OTA (Puerta, 2006).
En granos oro verde seleccionados, a pesar que se hizo la separación de los granos defectuosos, granos mohosos o sustancias extrañas se reportó presencia de OTA, dando a entender que hubo presencia de hongos productores de OTA en almacén (Mantana et al., 2021). Puede decirse que, los socios de las tres empresas exportadoras cumplen con buenas prácticas agrícolas y de poscosecha ya que al prevenir el desarrollo de mohos se reducen los niveles de OTA (Alvindia & Acda, 2010; Davidovich et al., 2019).
CONCLUSIONES
La concentración de ocratoxina A tuvo mayor acumulación en los granos de café oro verde, con y sin defectos, sin embargo, no superaron los límites máximos permisibles (5 μg/kg) dados por la Unión Europea; lo cual es un indicativo que, en las empresas exportadoras de café de Jaén y San Ignacio, Cajamarca, Perú, usan buenas prácticas de pre y poscosecha, que garantizan un café inocuo para el mercado internacional.
AGRADECIMIENTOS
A la empresa Peruinka Industrias S.A., al Mg. Marlon Alberto Pérez Jiménez y al Ing. Jhon Smith Rodríguez Estacio, por facilitar el laboratorio para el aislamiento de aislamiento de hongos. El presente artículo es parte de investigación de tesis doctoral
A la empresa Peruinka Industrias S.A., al Mg. Marlon Alberto Pérez Jiménez y al Ing. Jhon Smith Rodríguez Estacio, por facilitar el laboratorio para el aislamiento de aislamiento de hongos. El presente artículo es parte de investigación de tesis doctoral
Tirado J., & Luján M. (2022). Nivel de ocratoxina A en granos de café (Coffea arabica L.), procedentes de Jaén y San Ignacio, Cajamarca. Revista Científica Dékamu Agropec, 3(2), 44-53. https://doi.org/10.55996/dekamuagropec.v3i2.98
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4 de enero de 2023
Buen día James, interesante el analisis, en el aislamiento que especies de Penicillium o Aspergillus encontraste? y en que laboratorio se determino la Ocratoxina?
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