Aspergillus oryzae (A. oryzae) es un hongo filamentoso que ha sido importante durante más de 2.000 años para la producción de salsa de soja, miso, shoyu, judías negras fermentadas, condimento de cuajada de judías y vinagre, aunque la producción moderna de salsa de soja utiliza un microorganismo estrechamente relacionado, Aspergillus sojae (A. sojae). A. oryzae también se utiliza para liberar azúcares del arroz, los boniatos y la cebada para la producción de sake y shōchū.
La utilidad de Aspergillus no se limita a la producción de alimentos tradicionales de Asia Oriental. A. oryzae ha sido reconocido como Generally Recognized as Safe (GRAS) en Estados Unidos, y su seguridad ha sido confirmada por la OMS. Este antiguo hongo ha adquirido numerosas aplicaciones en medicina veterinaria y humana:
- Se ha descubierto que A. oryzae modifica la flora intestinal tanto en humanos como en animales, protegiendo contra la Salmonella de la contaminación de alimentos o piensos.
- La presencia de A. oryzae en alimentos o piensos estimula la producción de 3-hidroxi-3 metilglutaril-coenzima A, que inhibe la producción de colesterol.
- La adición de A. oryzae a los piensos mejora la digestión tanto amilolítica como proteolítica de los alimentos, lo que aumenta el aumento de peso de los alimentos de origen vegetal.
La famosa capacidad de A. oryzae para producir grandes cantidades de proteínas le confieren la capacidad de dar sabor a los productos de soja, pero también apuntan a su utilidad en bioingeniería. Este hongo filmanentáceo común se ha utilizado en la producción de lisozima y lisozima humana y de anticuerpos recombinantes como el adalimumab. Y lo que es más importante, A. oryzae se ha convertido en una importante herramienta para la producción industrial de enzimas.
En los últimos años, los productores industriales de enzimas han buscado métodos sencillos, seguros y respetuosos con el medio ambiente para producir sus productos. La producción microbiana de enzimas tiene la ventaja de ser relativamente barata y ecológica, además de altamente productiva. Las enzimas de origen fúngico tienen la ventaja añadida de ser tolerantes a la baja actividad del agua, tan baja como el 50-60 por ciento de la presión de vapor del agua en su medio, e insensibles a la alta osmolalidad. Los fabricantes pueden utilizar A. oryzae para producir enzimas en múltiples medios, incluida la fermentación en estado sólido (SSF) o la fermentación sumergida (SmF).
Dado que A. oryzae tiene el estatus GRAS, se pueden utilizar diversos sustratos inoculados con koji para producir amilasas, proteasas, glutaminasas y metalopéptidasas para diversas aplicaciones alimentarias y farmacéuticas sin complicados procedimientos de purificación. Este humilde hongo se utiliza para producir:
- α-amilasa y glucoamilasa de torta de aceite de coco, soja o una mezcla de soja y bagazo de caña de azúcar
- β-galactosidasa de salvado de trigo y/o cáscara de arroz
- Proteasa alcalina de soja y salvado de trigo
- Proteasa neutra de la soja
- Asparaginasa de asparagina
- Celulasa de mazorcas de maíz
- Lipasa de sorgo
- Pectinasa de residuos de soja o celulosa
- Prolil endopeptidasa de gliadina de trigo
Las amilasas (α-amilasas, β-amilasas y glucoamilasas) figuran entre las familias de enzimas más útiles en biotecnología. Tienen una gama excepcionalmente amplia de aplicaciones industriales.
Las alfa-amilasas (1,4-α-D-glucano glucanohidrolasa) catalizan la hidrólisis de los enlaces α-1,4 glicosídicos internos de la amilopectina, la amilosa y el almidón, convirtiendo estos sustratos en glucosa y maltosa.
Las alfa-amilasas tienen una importancia crítica en la fabricación de detergentes y alimentos. Las glucoamilasas desempeñan un papel clave en la producción de jarabe de maíz rico en fructosa, jarabes de glucosa y alcohol. A. oryzae puede secretar glucoamilasas cuando se cultiva en salvado de trigo.
Las triacilglicerol acilhidrasas (lipasas) emulsionan el sustrato e hidrolizan los glicéridos para formar ácidos grasos libres y gliceroles. La industria las utiliza en la producción para potenciar el aroma y el sabor de la leche, la mantequilla, el queso y el yogur, y también tienen numerosas aplicaciones en la industria cosmética.
Las amilasas (α-amilasas, β-amilasas y glucoamilasas) figuran entre las familias de enzimas más útiles en biotecnología. Tienen una gama excepcionalmente amplia de aplicaciones industriales.
Las alfa-amilasas (1,4-α-D-glucano glucanohidrolasa) catalizan la hidrólisis de los enlaces α-1,4 glucósidos internos de la amilopectina, la amilosa y el almidón, convirtiendo estos sustratos en glucosa y maltosa.
Las alfa-amilasas tienen una importancia crítica en la fabricación de detergentes y alimentos. Las glucoamilasas desempeñan un papel clave en la producción de jarabe de maíz rico en fructosa, jarabes de glucosa y alcohol. A. oryzae puede secretar glucoamilasas cuando se cultiva en salvado de trigo.
Las triacilglicerol acilhidrasas (lipasas) emulsionan el sustrato e hidrolizan los glicéridos para formar ácidos grasos libres y gliceroles. La industria las utiliza en la producción para potenciar el aroma y el sabor de la leche, la mantequilla, el queso y el yogur, y también tienen numerosas aplicaciones en la industria cosmética.
Las proteasas son enzimas multifuncionales con una enorme gama de aplicaciones en las industrias biotecnológica, alimentaria, médica y farmacéutica. Representan casi tres quintas partes de todo el mercado de enzimas. Las proteasas fúngicas presentan una amplia diversidad bioquímica y una relativa susceptibilidad a la manipulación genética. Al ser extracelulares, se recuperan fácilmente del medio de fermentación. En particular, la prolil peptidasa, producida por la digestión de la gliadina de trigo por A. oryzae, interviene en la digestión de proteínas ricas en prolina, como las que se encuentran en la cebada, el centeno y el trigo, y trata la intolerancia al gluten en personas celíacas.
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