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Aspergillys oryzae: qué es, taxonomía, morfología, usos


¿Qué es el Aspergillus oryzae?

Aspergillus oryzae, también conocido como kōji-kin, es un hongo microscópico, aeróbico y filamentoso, de la clase Ascomycetes, que pertenece a los mohos “nobles”. Esta especie ha sido utilizada milenariamente en la cocina china, japonesa, coreana y de otros países del sudeste asiático, sobre todo para fermentar soja y arroz.

El hongo Aspergillus oryzae se cultiva con fines alimenticios desde hace más de 2.000 años por los chinos, que lo llamaban qū o qü (ch’ u). En el período medieval los japoneses aprendieron de los chinos y lo llamaron kōji.

A finales del siglo XIX el mundo occidental tuvo conocimiento de este hongo; el profesor alemán Herman Ahlburg (1850-1878), que había sido invitado a enseñar en la Escuela de Medicina de Tokio, analizó el fermento kōji utilizado en la fabricación de sake.

Identificó en el kōji un moho que denominó Eurotium oryzae (en 1876) y más tarde fue renombrado en 1883 por el microbiólogo alemán Ferdinand Julius Cohn (1828-1898) como Aspergillus oryzae.

Taxonomía del Aspergillus oryzae

  • Dominio: Eukaryota.
  • Reino: Fungi.
  • Filo: Ascomycota.
  • Subfilo: Pezizomycotina.
  • Clase: Eurotiomycetes.
  • Orden: Eurotiales.
  • Familia: Trichocomaceae.
  • Género: Aspergillus.

Morfología de Aspergillus oryzae

Inicialmente, el cultivo del hongo muestra un color blanquecino, luego pasa a verde amarillento. No se ha observado reproducción sexual en este moho, pero las esporas asexuales (conidios) son fáciles de distinguir y se liberan en el aire.

Los conidióforos son hialinos y en su mayoría tienen paredes rugosas. Algunos aislados son predominantemente uniseriados, otros predominantemente biseriados. Los conidios son grandes y lisos o finamente rugosos. La temperatura de crecimiento óptima es de 32-36° C.

Comparado con A. flavus, el micelio de Aspergillus oryzae es más floculento, usualmente se vuelve aceitunado o marrón con la edad, mientras que las colonias de A. flavus conservan el color amarillo verdoso brillante.

La esporulación de Aspergillus oryzae es más escasa y los conidios son más grandes, con un diámetro de 7 µm o más en comparación con los 6.5 µm de A. flavus.

Ambas especies son fáciles de confundir; para distinguirlas con precisión se deben usar varios caracteres simultáneamente.

Genética del Aspergillus oryzae

La secuenciación del genoma de Aspergillus oryzae, cubierta por décadas bajo un halo de misterio, finalmente fue publicada en 2005 por un equipo que incluyó 19 instituciones en Japón, incluida la Asociación Cervecera, la Universidad de Tohoku y la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio.

Su material genético, con 8 cromosomas de 37 millones de pares de bases (104 genes), posee un 30% más de genes que A. fumigatus y A. nidulans.

Se cree que estos genes adicionales están implicados en la síntesis y el transporte de muchos metabolitos secundarios que no están directamente vinculados con el crecimiento y reproducción normales, y fueron adquiridos a lo largo del proceso de domesticación.

La comparación de varios genomas de Aspergillus reveló que Aspergillus oryzae y A. fumigatus contenían genes similares de tipo sexual.

Biogeografía de Aspergillus oryzae

El kōji se encuentra principalmente asociado al entorno humano, pero fuera de esta área, también se ha muestreado en el suelo y en material vegetal en descomposición.

Aparte de China, Japón y el resto del Lejano Oriente, ha sido reportado en India, URSS, República Checa, Tahití, Perú, Siria, Italia e incluso en los Estados Unidos y las islas británicas.

Sin embargo, raramente se ha observado Aspergillus oryzae en climas templados, pues esta especie exige temperaturas de crecimiento relativamente cálidas.

Usos tradicionales e industria biotecnológica

Su uso ancestral estaba dirigido al procesamiento natural de los alimentos, de modo que fuesen más asimilables por el organismo humano, resultasen más nutritivos y durasen más tiempo bien conservados.

Tradicionalmente Aspergillus oryzae se ha utilizado para:

  • Hacer salsa de soja y pasta fermentada de frijoles.
  • Sacarificar arroz, otros granos y patatas en la elaboración de bebidas alcohólicas, como huangjiu, sake, makgeolli y shōchū.
  • Producción de vinagres de arroz.

Históricamente, se ha cultivado de modo fácil en diversos entornos naturales (zanahorias, cereales) o sintéticos (líquido de Raulin, entre otros).

Dado que la materia prima del sake es arroz finamente molido con bajo contenido de amilosa, baja temperatura de gelatinización y corazón blanco, estas características han sido aprovechadas por los nipones, pues facilitan la penetración del micelio de Aspergillus oryzae.

El arroz cocido al vapor se mezcla con el kōji para ser hidrolizado en tres o cuatro días, a una temperatura aproximada de 42° C.

En China, el fermento tradicional de Aspergillus oryzae es usado para provocar la fermentación de cereales y producir diversos vinos de cereales (huangjiu, 黄酒). También para fermentar la soja, preparar la salsa de soja (Jiangyou, 酱油), el miso (weiceng, 味噌) y la salsa tianmianjiang (甜面酱).

Los avances en ingeniería genética han llevado a usar el Aspergillus oryzae en la producción de enzimas industriales. Desde los años 80, los primeros usos industriales han incluido la utilización de sus enzimas como detergentes de lavandería, producción de quesos y mejora de cosméticos.

Actualmente, los procesos biotecnológicos abarcan la producción de ciertas enzimas comerciales, como alfa-amilasa, glucoamilasa, xilanasa, glutaminasa, lactasa, cutinasa y lipasa.

Ante el problema de las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de los combustibles fósiles, muchos centros de investigación están orientados hacia el desarrollo de biocombustibles a partir de biomasa, por métodos biotecnológicos inspirados en la producción industrial de sake de almidón de arroz, utilizando Aspergillus oryzae y sus enzimas.

Algunas personas con poca tolerancia al azúcar de la leche (o lactosa), pueden ser beneficiadas por la fabricación de leche baja en lactosa, donde la enzima hidrolizante de lactosa (o lactasa) puede prepararse a partir de Aspergillus oryzae, que se considera un moho seguro.

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