El moho del pan, científicamente conocido como Rhizopus stolonifer, pertenece al reino Fungi. Este organismo es un hongo fitopatógeno cosmopolita de la familia Mucoraceae, capaz de crecer y desarrollarse en una amplia variedad de ambientes. Se caracteriza por su rápido crecimiento y su capacidad para colonizar diversos sustratos, incluyendo alimentos como el pan, frutas y hortalizas.
Rhizopus stolonifer es uno de los hongos más comunes y está distribuido globalmente, siendo más frecuente en zonas tropicales y subtropicales. A menudo es uno de los primeros mohos que aparecen en el pan duro.
Características de Rhizopus stolonifer
Este hongo se caracteriza por un denso micelio ramificado, compuesto por tres tipos de hifas: estolones, esporangióforos y rizoides. A nivel macroscópico, el moho Rhizopus stolonifer se distingue por su aspecto velloso y su color negro o gris.
El aparato vegetativo de R. nigricans (otro nombre con el que se le conoce) es un micelio blanco y de aspecto algodonoso, constituido por hifas aseptadas (cenocíticas) sin ramificar. Estas hifas contienen pectinas que disuelven las células de los tejidos vegetales, moviéndose por presión y generando la pudrición blanda.
Apariencia y Estructura
Los esporangióforos de R. stolonifer pueden tener hasta 2.5 mm de largo y aproximadamente 20 μm de diámetro. Los esporangios son esféricos y de color negro brillante, miden 250-280 μm de diámetro y presentan una estructura denominada columela. La especie presenta un rizoide muy amplio, y abundantes zigósporas, que son la parte sexual del hongo.
Hábitat y Condiciones de Crecimiento
Rhizopus stolonifer es saprófito, lo que significa que se alimenta de materia orgánica en descomposición. Habitualmente se localiza sobre el suelo húmedo, en el compost o el estiércol, sobre material vegetal disgregado o en polvo acumulado. También puede existir tanto en el suelo como en el aire.
Este hongo prospera de manera efectiva en un rango de temperatura entre 12 y 32º C, ubicándose en 25º C la temperatura óptima de crecimiento. Su temperatura óptima de crecimiento se encuentra entre los 25-26ºC, siendo la mínima de alrededor de 4,5-5ºC y la máxima entre 32-33ºC. El punto de muerte térmica, que se define como la temperatura más baja que puede matar a todas las células en diez minutos, es de 60 °C. Rhizopus stolonifer puede crecer en ambientes ácidos con un pH tan bajo como 2.2. El rango de pH puede variar de 2.2 a 9.6.
Las colonias de Rhizopus stolonifer presentan un rápido crecimiento; su cultivo en laboratorio cubre totalmente la placa de Petri en solo tres días a 25º C. En efecto, su dinámico desarrollo se ve favorecido por la presencia de estolones que aportan una estructura aérea que soporta el crecimiento del micelio. Los estolones proporcionan una estructura aérea para el crecimiento del micelio y la ocupación de grandes áreas. Pueden escalar tanto vertical como horizontalmente.
Rhizopus stolonifer es un organismo aerobio facultativo que crece ampliamente sobre tejidos suculentos con abundante concentración de azúcares. Esta especie coloniza una variedad de sustratos naturales porque R. stolonifer puede tolerar amplias variaciones en la concentración de nutrientes esenciales y puede usar carbono y nitrógeno combinados en diversas formas. En el laboratorio, este hongo crece bien en diferentes medios, incluidos los que contienen sales de amonio o compuestos amino. Sin embargo, R. stolonifer no crecerá en el agar de Czapek (CZA) porque no puede utilizar nitrógeno en forma de nitrato.
Reproducción
El Rhizopus stolonifer se reproduce de forma sexual o asexual.
Reproducción Sexual
La reproducción sexual ocurre en condiciones desfavorables con el apareamiento de cepas compatibles, dando como resultado en último término la zigóspora. La reproducción sexual ocurre cuando se combinan cepas de apareamiento compatibles, lo que finalmente da lugar a cigotosporas. La meiosis se retrasa hasta la germinación de las cigotosporas. En Rhizopus stolonifer la reproducción sexual se inicia cuando los progametangios, o hifas especializadas de dos cepas de signo diferente, se fusionan. A continuación, se originan dos gametangios o células apicales, cada una de las cuales contiene abundantes núcleos + y la otra, núcleos -. De esta forma se produce el zigosporangio, producto de las células multinucleadas de pared celular firme, pigmentada y rugosa, que contiene una sola zigóspora. Durante la germinación, ocurre el rompimiento de la pared del zigosporangio, liberando la zigóspora, dando origen al esporangióforo. El hongo se comporta como un organismo haploide durante la mayor parte del ciclo de reproducción sexual.
Reproducción Asexual
El ciclo asexual ocurre en condiciones favorables cuando se inicia la producción de esporangióforos a partir de esporangios que contienen esporas sexualmente compatibles. Las hifas aéreas se generan a partir de los entrenudos y crecen hasta cierta altura. Esta zona crece de forma globular dando origen a un esporangio redondeado, formado por el esporoplasma y la columela. Al madurar estas estructuras, la columela se desintegra liberando gran cantidad de esporangiosporas en la atmósfera. De esta forma, se forma un nuevo complejo de hifas que se expandirá para continuar el ciclo.
Importancia y Usos
Si bien Rhizopus stolonifer es responsable de la degradación de alimentos, también se utiliza en la producción de alimentos fermentados, como el tempeh, un derivado de soja fermentada. A nivel industrial, los hongos del género Rhizopus, incluido el R. stolonifer, son utilizados para la producción de alcohol etílico producto de la fermentación. Si bien la levadura Saccharomyces cerevisiae es la fuente más importante de alcohol industrial, R. stolonifer y otras especies de Rhizopus también producen alcohol etílico, que es el producto de fermentación más importante. Rhizopus stolonifer también se usa comercialmente para fabricar ácido fumárico y ácido láctico de alta pureza.
El R. nigricans es utilizado en procesos industriales para la producción de cortisona e hidrocortisona.
Producción de ácido láctico - Biotecnología Industrial USS
Potencial Patógeno y Afectaciones
Aunque es más conocido por su papel en la descomposición de alimentos, Rhizopus stolonifer también puede ser patógeno para los seres humanos y otros animales. El Rhizopus stolonifer es un agente infeccioso oportunista de la enfermedad y por tanto, solo causará infección en personas con una inmunidad debilitada. La cigomicosis es la principal enfermedad causada por este hongo en humanos y aunque todavía no se comprende por completo, esta enfermedad es muy peligrosa y puede ser mortal.
El moho negro del pan no solo afecta a este alimento, sino que también es causante de la podredumbre blanda de frutas y hortalizas frescas, la pudrición en tomates y la decoloración de cereales y granos. La enfermedad causada por este hongo ocurre principalmente en frutas maduras, como las frutillas, el melón y el melocotón, que son más susceptibles a las heridas y tienen un mayor contenido de azúcar. Después de un par de días, las frutas infectadas se vuelven suaves y liberan jugos con un olor ácido. Cuando la humedad y la temperatura son favorables, el crecimiento micelial ocurre rápidamente en la superficie de la fruta infectada y la enfermedad provoca el desarrollo de estolones miceliales largos con esporangios y esporas negras. Cuando el hongo germina, produce diferentes tipos de esterasas, incluida la cutinasa, que ayudan al hongo a penetrar en la pared celular de la planta. La enfermedad también puede afectar a otras frutas sanas adyacentes cuando se distribuye por la actividad del viento o los insectos.
Los productos de panadería sufren un proceso de deterioro en su estructura física y química. Es en este momento en que aparece Rhizopus nigricans a desarrollarse sobre la superficie del pan.
Puede causar infecciones, sobre todo en personas inmunodeprimidas, y reacciones alérgicas concretas.
| Parámetro | Rango Óptimo |
|---|---|
| Temperatura | 12 - 32º C (óptima 25º C) |
| pH | 2.2 - 9.6 |