From Wikipedia, the free encyclopedia
Aspergillus niger é unha especie de mofo ascomiceto clasificado dentro da sección Nigri do xénero Aspergillus.[1] O xénero Aspergillus comprende mofos ou barolos comúns que se encontran no ambiente en solos e augas, sobre vexetación, en materia fecal, en materia en descomposición e suspendidos no aire.[2] As especies deste xénero adoitan crecer rapidamente e poden esporular só uns poucos días despois da xerminación.[2] Unha combinación de características únicas de A. niger fan que este microbio sexa moi valioso para a produción de moitos ácidos, proteínas e compostos bioactivos. Características como a ampla diversidade metabólica, alta produción, capacidade de secreción e capacidade de realizar modificacións postraducionais son responsables da potente produción de metabolitos secundarios observada en A. niger.[3] A capacidade de A. niger de soportar condicións extremadamente ácidas faino especialmente importante na produción industrial de ácido cítrico. [1][4]
| Aspergillus niger | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Fotomicrografía que mostra a cabeza conidial de Aspergillus niger
| |||||||||||||||||
| Clasificación científica | |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| Sinonimia | |||||||||||||||||
|
Aspergillus niger var. niger | |||||||||||||||||
A. niger causa en fermidades ("mofo negro") en certos froitos e hortalizas como uvas, albaricoques, cebolas e cacahuetes, e é un contaminante común dos alimentos. É moi común no solo e en ambientes de interior, onde as súas colonias negras poden confundirse coas de Stachybotrys (especie que tamén orixina un "mofo negro").[5] A. niger clasifícase como especie xeralmente recoñecida como segura (GRAS) pola FDA dos EUA para o seu uso na produción de alimentos,[6] aínda que o microbio pode producir toxinas que afectan á saúde humana.[7]
Aspergillus niger está clasificado no xénero Aspergillus, subxénero Circumdati, sección Nigri. A sección Nigri inclúe 15 especies relacionadas que producen esporas negras que se poden confundir con A. niger, como A. tubingensis, A. foetidus, A. carbonarius e A. awamori.[8][9] En 2004 Samson et al. describiron varias especies morfoloxicamente similares.[9]
En 2007 a cepa ATCC 16404 de Aspergillus niger foi reclasificada como Aspergillus brasiliensis.[10] Isto requiriu unha actualización da Farmocopea Europea e da Farmacopea dos Estados Unidos, xa que esta cepa se utiliza comunmente na industria farmacéutica.[11]
A. niger é un aerobio estrito; por tanto, necesita oxíxeno para crecer.[12] Pode crecer en diversas condicións ambientais; pode crecer a temperaturas que van desde os 6 aos 47 °C.[13] Como mesófilo,[14] a súa temperatura óptima está entre 35 e 37 °C.[12] Pode tolerar pHs que van de 1,5 a 9,8.[13] A. niger é xerófilo, o que significa que pode crecer e reproducirse en ambientes con moi pouca auga. Tamén pode crecer en condicións húmidas incluso tolerando ambientes cunha humidade relativa do 90-100%.[14] O fungo cultívase xeralmente en ágar de pataca dextrosa (PDA), pero pode crecer en moitos tipos de medios de crecemento, incluíndo o ágar Czapek-Dox, ágar de lignocelulosa e outros.[15]
Aspergillus niger ten un xenoma que consta dunhas 34 megabases (Mb) organizadas en oito cromosomas.[16] O ADN contén 10.785 xenes que son transcritos e traducidos en 10.593 proteínas.[16]
| ID do xenoma do NCBI | 429 |
|---|---|
| Ploidía | haploide |
| Tamaño do xenoma | 34 Mb |
| Número de cromosomas | 8 |
Secuenciáronse dúas cepas de A. niger. A cepa CBS 513.88 produce encimas usados en aplicacións industriais, mentres que a cepa ATCC 1015 é a cepa de tipo salvaxe da ATCC 11414 usada para producir ácido cítrico industrial.[17][18][19] O xenoma de A. niger ATCC 1015 foi secuenciado polo Joint Genome Institute nunha colaboración con outras institucións.[20] As secuencias completas foron utilizadas para descubrir xenes ortólogos e vías metabólicas fúnxicas, concretamente do catabolismo de monosacáridos.[21] A capacidade de A. niger de cambiar o seu metabolismo dependendo da fonte de carbono e outros nutrientes presentes no seu ambiente permítelle sobrevivir e vivir en case todos os ecosistemas. Estanse a facer máis investigacións para estudar estes mecanismos en todos os fungos usando o xenoma secuenciado completo de A. niger.[21]
Hai dúas maneiras de cultivar o Aspergillus niger para usos industriais: fermentación en estado sólido e fermentación somerxida.[22] O substrato da fermentación en estado sólido son nutrientes e humidade mínima para cultivar microorganismos. Os nutrientes como o nitróxeno e o carbono proceden de subprodutos da agricultura como o gran de trigo, polpa de azucre, farelo de arroz e fariña de millo.[23] A fermentación en estado sólido dá un mellor rendemento de produtos do microbio e con mellor custo/rendemento que a fermentación somerxida debido a usar subprodutos agrícolas.[24] A fermentación en estado sólido úsase máis que a somerxida.[24] Na fermentación somerxida os microbios cultívanse nun medio líquido dentro de grades cubas de fermentación asépticas.[23][24] Estas cubas son un equipamento caro que proporcionan máis auga para o cultivo e permiten un estreito control de factores ambientais, como as temperaturas e pH, que afectan ao cultivo microbiano.[24]
Aspergillus niger cultívase para facilitar a produción industrial de moitas substancias.[25] Varias cepas de A. niger utilízanse na preparación industrial de ácido cítrico (E330) e ácido glicónico (E574); por tanto, considéranse aceptables para a inxesta diaria segundo a Organización Mundial da Saúde.[26] A fermentación de A. niger é "xeralmente recoñecida como segura" (GRAS) pola FDA dos EUA.[27] A. niger é tamén considerado unha posible nova fonte de pigmentos de grao alimentario naturais.[28]
A produción de ácido cítrico conséguese cultivando cepas de A. niger nun medio rico en nutrientes que contén altas concentracións de azucres e sales minerais e un pH ácido de 2,5-3,5.[29] Moitos microorganismos producen ácido cítrico, pero Aspergillus niger produce máis dun millón de toneladas métricas de ácido cítrico anualmente polo proceso de fermentación fúnxica.[30] O ácido cítrico ten unha alta demanda para aplicacións como o control do cecemento de microorganismos, mellora dos aromas de alimentos e bebidas, manipulación da acidez, produtos farmacéuticos, etc.[31]
A. niger produce moitos encimas útiles para o catabolismo de biopolímeros para obter nutrientes do seu ambiente.[32] A produción de encimas específicos pode incementarse con propósitos industriais.[33][32] Por exemplo, a glicoamilase de A. niger (P69328) utilízase na produción de xarope de millo alto en frutosa e utilízanse pectinases (GH28) na clarificación do viño e sidra. A alfa-galactosidase (GH27), un encima que degrada certos azucres complexos, é un compoñente do Beano e outros produtos que diminúen a flatulencia.[34] Outro uso de A. niger na industria biotecnolóxica é a produción de variantes que conteñen isótopos magnéticos de macromoléculas biolóxicas para análises de resonancia magnética nuclear.[35] Aspergillus niger tamén se cultiva para a extracción do encima glicosa oxidase (P13006), usado no deseño de biosensores da glicosa, debido á súa alta afinidade pola β-D-glicosa.[36][37]
Na industria alimentaria, A. niger tamén se cultiva para illar o encima frutosiltransferase para producir frutooligosacáridos (FOS).[38] Os FOS utilízanse para fabricar alimentos funcionais e baixos en calorías debido á capacidade característica dos FOS para o cultivo lento de microorganismos patóxenos nos intestinos.[38][39] Estes alimentos teñen fibras prebióticas entre outras propiedades promotoras da saúde. A. niger non é o único organismo que produce o encima frutosiltransferase, pero produce o encima a taxas favorables para a produción industrial.[38][39] Un uso específico de A. niger na industria alimentaria é aproveitar a súa capacidade de producir encimas como a carbohidrase e a celulase, que se utilizan frecuentemente na industria dos alimentos mariños para retirar a masa visceral de ameixas e durante o procesamento e retirada do duro exoesqueleto externo das gambas da súa carne interna comestible.[40]
Aspergillus niger pode crecer en solucións orixinadas en minas de ouro que conteñen complexos de ciano-metal co ouro, prata, cobre, ferro e cinc. O fungo tamén xoga un papel na solubilización de sulfuros de metais pesados.[41] A. niger tamén remedia a drenaxe ácida de minas pola biosorción de cobre e manganeso.[42]
A. niger produce unha ampla variedade de metabolitos secundarios,[7] algúns dos cales son micotoxinas chamadas ocratoxinas,[43] como a ocratoxina A.[5][44] A contaminación por fungos filamentosos, como A. niger, ocorre frecuentemente en uvas e produtos derivados das uvas orixinando contaminación por ocratoxina A (OTA). A OTA, unha micotoxina clinicamente relevante, pode acumularse nos tecidos humanos e causar diversas condicións de saúde graves.[45] As posibles consecuencias do envelenamento por OTA son os danos renais, insuficiencia renal e cancro, e a Unión Europea estableceu niveis máximos permisibles de OTA en diversos alimentos, a diferenza da FDA norteamericana que non os estableceu. [46]
Aspergillus niger pode causar infeccións do mofo negro en certos legumes, froitos e hortalizas, como cacahuetes, uvas e cebolas, polo que este fungo é un contaminante común dos alimentos. Este ascomiceto filamentoso ten tolerancia aos cambios de pH, humidade e calor, prosperando nun intervalo de temperaturas entre 15 e 53 °C.[47] Estas características fan que as infeccións por A. niger sexan unha causa común de podremia poscolleita en froitas e hortalizas, que pode ocasionar significativas perdas económicas á industria alimentaria.[48] A infección por A. niger en plantas pode causar unha redución da xerminación das sementes, brote de plántulas, e elongación de raíces e talos, causando que a planta morra antes da maduración.[48]
A. niger é patóxeno para os humanos. A asperxilose é unha infección fúnxica causada por esporas de especies de Aspergillus do exterior e interior das casas.[49] Debido a ser tan ubicuo, as esporas de A. niger son comunmente inhaladas polo ser humano no ambiente que o rodea.[50] A infección por asperxilose acostuma a producirse en persoas co sistema inmunitario comprometido ou con condicións de saúde preexistentes como asma e fibrose quística.[49] Os tipos de asperxilose son a asperxilose broncopulmonar alérxica, a sinusite por Aspergillus alérxica, infección por Aspergillus fumigatus resistente a azol, a asperxilose cutánea e a asperxilose pulmonar crónica.[49] De todas as especies de mofos Aspergillus, unhas 40 especies poden causar problemas de saúde en persoas inmunocomprometidas.[49] A asperxilose é especialmente frecuente entre traballadores da horticultura que a miúdo inhalan po de turba, que pode ser rico en esporas de Aspergillus niger. O fungo atopouse tamén en momias exipcias e pode ser inhalado cando as moven ou manipulan.[51] A otomicose, que é unha infección fúnxica superficial do conduto auditivo externo, é outro trastorno que pode orixinarse polo crecemento de mofos Aspergillus como A. niger.[52] As otomicoses causadas por A. niger están frecuentemente asociadas con danos mecánicos no epitelio do conduto auditivo externo e membrana timpánica e preséntase a miúdo en pacientes que viven en climas tropicais.[52][53] A. niger raramente é causa de pneumonía comparado con outras especies de Aspergillus, como Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus e Aspergillus terreus.[54]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
