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Aspergillus oryzae

Aspergillus oryzae es un moho utilizado en el este de Asia para sacarificar el arroz, la batata y la cebada en la elaboración de bebidas alcohólicas como el sake y el shōchū , y también para fermentar la soja para hacer salsa de soja y miso . Es uno de los diferentes mohos kojiニホンコウジカビ (日本麹黴) ( en japonés : nihon kōji kabi ) utilizados para la fermentación de alimentos.

Sin embargo, en la producción de alimentos fermentados de soja como la salsa de soja y el miso , a veces se utiliza Aspergillus sojae en lugar de A. oryzae . [2] [3] A. oryzae también se utiliza para la producción de vinagres de arroz . El kōji de cebada (麦麹) o el kōji de arroz (米麹) se elaboran fermentando los granos con hifas de A. oryzae . [4]

El análisis genómico ha llevado a algunos investigadores a creer que los japoneses domesticaron el Aspergillus flavus que había mutado y dejado de producir aflatoxinas tóxicas , dando lugar a A. oryzae . [5] [6] [7] Si bien los dos hongos comparten el mismo grupo de genes que codifican la síntesis de aflatoxina, este grupo de genes no es funcional en A. oryzae. [8] Eiji Ichishima de la Universidad de Tohoku llamó al hongo kōji un "hongo nacional" ( kokkin ) en la revista de la Sociedad Cervecera de Japón, debido a su importancia no solo para hacer el kōji para la elaboración de sake , sino también para hacer el kōji para miso , salsa de soja y una variedad de otros alimentos tradicionales japoneses. Su propuesta fue aprobada en la reunión anual de la sociedad en 2006. [9]

La palabra japonesa kōji (麹) se utiliza con varios significados, y en algunos casos se refiere específicamente a A. oryzae y A. sojae , [2] [10] mientras que en otros casos se refiere a todos los mohos utilizados en alimentos fermentados, incluido Monascus purpureus y otros mohos, por lo que se debe tener cuidado para evitar confusiones. [11]

Propiedades deseables enbeneficioElaboración y prueba de cerveza

Las siguientes propiedades de las cepas de A. oryzae son importantes en la sacarificación del arroz para la elaboración de sake: [12]

Dos de los grupos de enzimas clave secretados por A. oryzae son las pectinasas y las peptidasas. La pectinasa impulsa la hidrólisis del almidón al descomponer la pectina en las paredes celulares de materiales vegetales como la soja, en el caso de la producción de miso y salsa de soja, mientras que las peptidasas como la leucina aminopeptidasa escinden aminoácidos de las proteínas y polipéptidos como el ácido glutámico, un aminoácido que contribuye al sabor umami característico de estos productos de soja fermentados. [13]

A. oryzae secreta una serie de proteasas alcalinas tolerantes a la sal que la hacen particularmente estable en las condiciones de alto contenido de sodio requeridas para la producción de miso y salsa de soja. La cepa A. oryzae RIB40, por ejemplo, parece tener genes específicos de tolerancia a la sal que regulan el transporte de K + . [14] [15]

Variedades utilizadas parashōchuhaciendo

Para hacer shōchū se utilizan tres variedades de molde kōji , cada una con características distintas. [16] [17] [18]

Genichirō Kawachi (1883-1948), considerado el padre del shōchū moderno , y Tamaki Inui (1873-1946), profesor de la Universidad de Tokio, lograron aislar y cultivar por primera vez especies de aspergillus como A. kawachii , A. awamori y una variedad de subtaxa de A. oryzae , lo que condujo a un gran progreso en la producción de shōchū en Japón. Desde entonces, el aspergillus desarrollado por Kawachi también se ha utilizado para el soju y el makgeolli en Corea. [19] [20]

Genoma

El genoma de A. oryzae , que inicialmente se mantuvo en secreto, fue publicado por un consorcio de empresas de biotecnología japonesas [25] a finales de 2005. [26] Los ocho cromosomas juntos comprenden 37 millones de pares de bases y 12 mil genes predichos . El genoma de A. oryzae es, por tanto, un tercio más grande que el de dos especies relacionadas de Aspergillus , el organismo modelo genético A. nidulans y el potencialmente peligroso A. fumigatus . [27] Se predice que muchos de los genes adicionales presentes en A. oryzae están involucrados en el metabolismo secundario . La cepa secuenciada aislada en 1950 se llama RIB40 o ATCC 42149; su morfología, crecimiento y producción de enzimas son típicos de las cepas utilizadas para la elaboración de sake . [28]

El aumento de la cantidad de genes en Aspergillus oryzae es responsable de la función de las proteínas y los procesos celulares como la hidrolasa, los transportadores y el metabolismo. La amplia gama de hidrolasas secretoras y transportadores permite que el moho descomponga o secrete varios compuestos de manera efectiva. Por lo general, cuando A. oryzae se expone a altas concentraciones de alimentos como arroz, soja, trigo, etc. durante la fermentación, su crecimiento puede verse afectado negativamente. Sin embargo, con el tiempo esto puede permitir que el kōji obtenga nuevos transportadores debido a las condiciones del entorno. [29]

Aunque A. oryzae está estrechamente relacionado con A. flavus y A. parasiticus , que se sabe que secretan toxinas llamadas aflatoxinas que causan intoxicación alimentaria grave, [30] no se ha encontrado que el moho kōji produzca esas toxinas. [30] [31] Además, no se han descubierto sustancias cancerígenas en el moho. [31] Un estudio ha demostrado que incluso cuando A. oryzae se pone en condiciones favorables para expresar y secretar aflatoxina, los genes de aflatoxina en A. oryzae no se expresaron. [32]

Uso en biotecnología

El trans-resveratrol se puede separar de manera eficiente de su piceido glucósido a través del proceso de fermentación por A. oryzae . [33] "Flavourzyme", una mezcla de proteasas derivada de A. oryzae , se utiliza para producir proteína vegetal hidrolizada enzimáticamente . [34]

El estudio de A. oryzae es complicado debido a las dificultades que presenta la manipulación genética convencional. Esto se debe a que A. oryzae tiene paredes celulares que son difíciles de romper, lo que hace que la inserción y edición de genes sea complicada. Sin embargo, los científicos han comenzado recientemente a utilizar CRISPR/Cas9 en A. oryzae . Esto aumentó las tasas de mutación en el genoma, lo que no era posible en el pasado, ya que el moho solo se reproducía asexualmente. [35]

Metabolitos secundarios

A. oryzae es una buena opción como fábrica de metabolitos secundarios debido a sus relativamente pocos metabolitos secundarios endógenos. Los tipos transformados pueden producir: 1,3,6,8-tetrahidroxinaftaleno, alternapirona y 3-metilorcinaldehído derivados de la policétido sintasa ; citrinina ; terrequinona A; tennelina, piripiropeno, afidicolina , terretonina y andrastina A mediante inserción de plásmidos ; paxilina y aflatrema mediante cotransformación ; y aspiridona, originalmente de A. nidulans , mediante clonación Gateway . [36] [37]

Historia de麹en un sentido amplio

El término 麹(del chino qū , del japonés kōji ) que significa moho utilizado en alimentos fermentados, se mencionó por primera vez en los Zhouli ( Ritos de la dinastía Zhou ) en China en el año 300 a. C. Su desarrollo es un hito en la tecnología alimentaria china, ya que proporciona el marco conceptual para tres alimentos de soja fermentados principales: salsa de soja , jiang / miso y douchi , sin mencionar los vinos a base de cereales (incluido el sake japonés y el huangjiu chino ) y el li (el precursor chino del amazake japonés ). [38] [28]

Galería

Véase también

Referencias

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  2. ^ ab Kenichiro Matsushima. し ょ う ゆ づ く り の 歩 み と 麹 菌 の 関 わ り(PDF) (en japonés). Sociedad de Biotecnología, Japón. pag. 75. Archivado desde el original (PDF) el 26 de julio de 2020.
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