Rhizopus oryzae: Una Referencia Integral
1. Identidad y Taxonomía
1.1 Clasificación Científica y Nomenclatura
Rhizopus oryzae es un microhongo filamentoso heterotálico que se presenta como saprótrofo en suelo, estiércol y vegetación en descomposición. Taxonómicamente, ocupa la siguiente posición: Dominio: Eukarya, Reino: Fungi, Filo: Zygomycota, Clase: Zygomycetes, Orden: Mucorales, Familia: Mucoraceae, Género: Rhizopus, y Especie: oryzae — una especie de hongo filamentoso dentro del grupo de los Mucormycetes, que se encuentra principalmente en materia orgánica en descomposición.
La nomenclatura en torno a este organismo ha sido objeto de un debate científico sostenido. La clasificación publicada por Schipper (1984) separó el género en tres grupos — R. microsporus, R. stolonifer y R. arrhizus (=oryzae) — basándose en la ramificación de los rizoides, la temperatura de crecimiento y el tamaño de los esporangios y esporangióforos. Un estudio filogenético molecular del género Rhizopus realizado por Abe et al. (2010) reconoció ocho especies, incluida R. arrhizus (= R. oryzae). La controversia en torno a qué nombre de especie utilizar para R. oryzae / R. arrhizus se ha resuelto a favor del segundo (Ellis 1985, de Hoog et al. 2015). Como resultado, el nombre autorizado actual en la literatura médica y taxonómica es Rhizopus arrhizus, mientras que R. oryzae persiste ampliamente en la ciencia de los alimentos, la microbiología industrial y los contextos de suplementos dietéticos.
Rhizopus oryzae fue descrito por primera vez por Frits Went y Hendrik Coenraad Prinsen Geerligs en 1895. El género Rhizopus (familia Mucoraceae) fue establecido en 1821 por el micólogo alemán Christian Gottfried Ehrenberg.
1.2 Características Morfológicas y Genéticas
Esta especie es muy similar a Rhizopus stolonifer, pero puede distinguirse por sus esporangios más pequeños y sus esporangiosporas dispersadas por el aire. Se diferencia de R. oligosporus y R. microsporus por sus columelas y esporangiosporas de mayor tamaño. A diferencia de los hongos Dikaryomycota, que forman hifas divididas por septos, las hifas de R. oryzae son multinucleadas pero no están divididas en células separadas (cenocíticas).
R. oryzae fue reubicado en una sección distinta debido a que crece bien a 37 °C, pero no logra crecer a 45 °C. El ensamblaje genómico, altamente repetitivo, de 45.3 Mb contiene abundantes elementos transponibles (ET), que comprenden aproximadamente el 20% del genoma, y 13,895 genes codificadores de proteínas que no se superponen con los ET, muchos de los cuales son pares de genes parálogos. El orden y la disposición genómica de los pares de genes duplicados, junto con su origen filogenético común, proporcionan evidencia de un evento ancestral de duplicación de todo el genoma (WGD, por sus siglas en inglés).
Rhizopus oryzae se subdivide en dos grupos según diferencias genéticas y fenotípicas: los aislados de Tipo I acumulan principalmente ácido láctico cuando se cultivan en presencia de una fuente de carbono fermentable y contienen dos genes de lactato deshidrogenasa, ldhA y ldhB, mientras que los aislados de Tipo II sintetizan predominantemente ácido fumárico y solo poseen un gen ldhB.
1.3 Hábitat Natural y Distribución
Entre los hongos Zygomycetes, algunas de las especies más conocidas y estudiadas se encuentran dentro del género Rhizopus. Estos hongos son generalmente saprófitos y pueden encontrarse viviendo sobre material orgánico muerto y en descomposición, por ejemplo, sobre hojas o en el suelo. Están ampliamente distribuidos y pueden encontrarse en varios nichos diferentes, desde el sur cálido y húmedo de Asia hasta el norte más frío de Europa. Se han aislado numerosas cepas de R. oryzae a partir de camote, morera, lirio y el cuerpo humano.
1.4 Formas y Preparaciones Comunes
En el contexto de los suplementos dietéticos y las aplicaciones alimentarias, R. oryzae aparece en varias formas distintas:
- Alimentos fermentados (forma de cultivo completo): El tempeh es un alimento tradicional indonesio elaborado a partir de soja fermentada, producido mediante un proceso natural de cultivo y fermentación controlada que une la soja en forma de pastel; en el proceso de fermentación se utiliza Rhizopus oligosporus o Rhizopus oryzae, también conocido como cultivo iniciador de tempeh.
- Preparaciones enzimáticas (aisladas): Las enzimas microbianas derivadas de la fermentación incluyen productos como Nortase®, que contiene una lipasa de Rhizopus oryzae, una proteasa de Aspergillus oryzae y una amilasa de Aspergillus oryzae.
- Cultivo iniciador de fermentación: Se utiliza en procesos de fermentación en estado sólido y sumergido para vino de arroz, vinagre y diversos alimentos fermentados asiáticos.
- Biomasa para extracción de beta-glucanos: El hongo se ha utilizado tradicionalmente en países asiáticos para producir alimentos y bebidas fermentadas, y los β-glucanos, macromoléculas de polisacáridos, pueden encontrarse en las paredes celulares de mohos como R. oryzae.
2. Uso Tradicional e Histórico
2.1 Producción de Tempeh en el Sudeste Asiático
Uno de los usos de mayor data de estos hongos es en el tempe, un plato elaborado a partir de soja fermentada por R. oryzae o el pariente cercano Rhizopus microsporus, que es autóctono del sudeste asiático desde hace 500 años, y se utiliza como comida habitual. El tempeh es originario de la isla de Java, donde constituye una fuente básica de proteína; al igual que el tofu, el tempeh se elabora a partir de soja, pero es un producto de soja entera con características nutricionales y cualidades texturales diferentes, y su proceso de fermentación y la retención del grano entero le otorgan un mayor contenido de proteína, fibra dietética y vitaminas.
Este alimento fermentado indígena tiene su origen en la región de Indonesia, y se produce como un pastel compacto donde tradicionalmente se utilizan granos de soja, aunque también pueden emplearse materiales diversos como cereales, legumbres, pasteles de coco o frutos secos. En general, esta fermentación es llevada a cabo por especies de Rhizopus y Aspergillus, con un uso frecuente de R. oryzae y R. oligosporus como cepas seguras, debido a que no existen reportes de producción de micotoxinas (rizonina A y B) que puedan causar micotoxicosis.
2.2 Tradiciones de Bebidas Fermentadas y Condimentos del Asia Oriental
Los miembros del hongo Rhizopus (R. microsporus, R. oligosporus y R. oryzae) se han utilizado durante miles de años como componentes principales de los cultivos iniciadores para la fermentación en estado sólido de cultivo mixto del vino de arroz dulce chino ('daqu').
Tanto el jiu como el chang (bebidas fermentadas chinas antiguas) probablemente se elaboraban mediante sacarificación con moho, una contribución exclusivamente china al proceso de elaboración de bebidas. En resumen, la fermentación por amilólisis, que sigue siendo el método tradicional para elaborar bebidas fermentadas en la China moderna, aprovecha los hongos de los géneros Aspergillus, Rhizopus, Monascus, entre otros, para descomponer los carbohidratos del arroz y otros granos en azúcares simples y fermentables. A diferencia del uso de enzimas extraídas de la malta en las prácticas de elaboración de cerveza occidentales, en la fermentación china las enzimas necesarias se producen a partir de una comunidad diversa de microorganismos que conforman el cultivo iniciador qu; estos microorganismos clave incluyen mohos como Monascus, Aspergillus y Rhizopus, esenciales para producir amilasas, proteasas y otras enzimas que descomponen almidones y proteínas en azúcares fermentables y aminoácidos.
Dentro del mundo de la fermentación china, existen tres cultivos iniciadores relacionados: Daqu, Xiaoqu y Fuqu. El Daqu, o "qu grande", se utiliza tanto para alcoholes como para vinagres y generalmente tiene forma de pastel; se elabora típicamente a partir de guisantes, cebada o trigo, y contiene una variedad de mohos, incluidos Aspergillus terreus, Rhizopus oryzae, Rhizopus javanicus y Amylomyces rouxii, entre otros.
En el pasado, las cepas se identificaban aislando componentes activos de la especie que se encontraban comúnmente en alimentos y bebidas alcohólicas en Indonesia, China y Japón.
2.3 Uso en Cultivos Iniciadores Coreanos e Indonesios
El uso de R. oryzae se extiende a las tradiciones de fermentación coreanas e indonesias. Los cultivos iniciadores coreanos contienen Mucor circinelloides, M. javanicus, M. rouxii y Rhizopus oryzae. Los indonesios utilizan predominantemente el ragi para elaborar bocadillos fermentados a partir de arroz o yuca llamados tapé. La preparación del ragi tradicional implica inocular sustratos cocidos y ricos en almidón con cultivos iniciadores mixtos que incluyen especies de Rhizopus, para luego incubarlos en condiciones controladas de calor y humedad hasta que el micelio fúngico une el sustrato en un producto cohesivo.
3. Constituyentes Clave y Compuestos Activos
3.1 Sistema Enzimático
Las numerosas cepas de R. oryzae producen una amplia gama de enzimas, como enzimas digestivas de carbohidratos y polímeros, junto con varios ácidos orgánicos, etanol y ésteres, lo que le otorga propiedades útiles dentro de las industrias alimentaria, de producción de biodiésel y farmacéutica.
Las principales enzimas producidas por R. oryzae incluyen:
- Lipasa (triacilglicerol lipasa; EC 3.1.1.3): Debido a las características destacadas de la lipasa de Rhizopus oryzae (ROL) — incluyendo especificidad 1,3, alta enantioselectividad y estabilidad en medios orgánicos — su aplicación en los sectores industriales energético, alimentario y farmacéutico ha sido ampliamente estudiada. La estructura nativa de la lipasa de Rhizopus oryzae (ROL) comprende una secuencia señal de 26 aminoácidos, una prosecuencia de 97 aminoácidos y una región de lipasa madura de 269 aminoácidos (mROL).
- Glucoamilasa y α-amilasa: En la producción de bebidas alcohólicas tradicionales chinas mediante fermentación en estado sólido, varias especies del género fúngico filamentoso Rhizopus se han aplicado ampliamente en los procesos de elaboración como microorganismos para la sacarificación; pueden secretar grandes cantidades de enzimas hidrolíticas y desempeñan un papel muy importante en la conversión del almidón presente en los granos en azúcares.
- Proteasa: Durante la fermentación, la actividad de amilasa, lipasa y proteasa de Rhizopus aumenta la biodisponibilidad de nutrientes y su capacidad para utilizar numerosos compuestos como fuente de energía y carbono.
- Fitasa: Rhizopus oryzae produce un amplio espectro de metabolitos, en forma de enzimas, ésteres, ácidos orgánicos, materiales volátiles, polímeros y bioalcoholes, incluyendo fitasa, que es significativa para mejorar la biodisponibilidad de minerales a partir de alimentos de origen vegetal.
- β-Glucosidasa: Otra característica de la fermentación del tempeh es la actividad de las β-glucosidasas, que se encuentran principalmente en las bacterias lácticas (LAB) y en los mohos Rhizopus; estas enzimas hidrolizan los glucósidos de isoflavonas presentes en la soja para producir agliconas como la genisteína y la daidzeína, que exhiben acciones estrogénicas y antioxidantes más pronunciadas y una mejor absorción intestinal.
3.2 Ácidos Orgánicos
R. oryzae es conocido por su capacidad de producir los productos químicos de plataforma sostenibles ácido l-(+)-láctico, ácido fumárico y etanol. Durante la glucólisis, todas las fuentes de carbono fermentables se metabolizan a piruvato y posteriormente se distribuyen en las vías que conducen a la formación de estos productos. Los rendimientos superan el 85% del rendimiento teórico para el ácido l-(+)-láctico y el etanol, y superan el 65% para el ácido fumárico.
Las primeras referencias sobre la capacidad de las especies de Rhizopus para producir ácidos orgánicos aparecieron en 1911: Saito (1911) describió la producción de ácido láctico por parte de Rhizopus chinensis, y Ehlich (1911) reportó la producción principalmente de ácido fumárico, junto con ácido láctico, ácido succínico y ácido málico, por parte de la especie R. nigricans.
3.3 Polisacáridos de la Pared Celular
Los β-glucanos son macromoléculas de polisacáridos que pueden encontrarse en las paredes celulares de mohos como Rhizopus oryzae. Proporcionan propiedades funcionales en los sistemas alimentarios y poseen actividad inmunomoduladora, efectos anticancerígenos y prebióticos, reducen los triglicéridos y el colesterol, y previenen la obesidad, entre otros beneficios.
3.4 Metabolitos Secundarios Producidos Durante la Fermentación
Se identificó un total de 718 metabolitos de 18 clases de compuestos en semillas de mijo adlay fermentadas por R. oryzae, de los cuales 184 se volvieron más abundantes y 19 menos abundantes; numerosos componentes, como aminoácidos, nucleótidos, vitaminas, flavonoides, terpenoides y fenoles, aumentaron significativamente tras el proceso de fermentación. Notablemente, se descubrió que R. oryzae sintetiza altos niveles de dos compuestos beneficiosos importantes, la S-adenosilmetionina (SAMe) y el β-nicotinamida mononucleótido (β-NMN), cuyo contenido aumentó marcadamente tras la fermentación.
Este hongo posee un metabolismo secundario muy rico, produciendo un número elevado de compuestos de interés sensorial y nutricional.
4. Mecanismos de Acción
4.1 Hidrólisis Enzimática y Liberación de Nutrientes
El mecanismo principal mediante el cual R. oryzae ejerce sus efectos en los alimentos fermentados y como preparación enzimática aislada es la hidrólisis enzimática directa. R. oryzae produce actividad de amilasa, lipasa y proteasa para aumentar la capacidad del nutriente de utilizar numerosos compuestos como fuente de energía y carbono. Durante la fermentación del tempeh, el micelio penetra el sustrato y secreta estas hidrolasas extracelulares, que descomponen macromoléculas complejas en formas biológicamente disponibles, incluyendo aminoácidos libres, monosacáridos y ácidos grasos libres.
Durante la fermentación, los aminoácidos libres, los compuestos nitrogenados solubles, los ácidos grasos libres y diversos tipos de vitaminas y minerales aumentan mediante la digestión y síntesis enzimática.
4.2 Reducción de Factores Antinutricionales
Los glucósidos de isoflavonas se convierten en agliconas mediante genes que codifican β-glucosidasas, las cuales son antioxidantes y estrógenos más potentes. Existe una asociación entre los genes que codifican la fitasa y la reducción de las concentraciones de fitato, así como una mayor biodisponibilidad mineral. El fitato (ácido fítico) es un potente quelante de minerales, incluidos hierro, zinc, calcio y magnesio; su eliminación enzimática durante la fermentación libera estos minerales en formas biodisponibles.
4.3 Lipasa: Especificidad Posicional 1,3
La razón principal del interés industrial en la lipasa de R. oryzae es su versatilidad catalítica, ya que lleva a cabo varias reacciones de relevancia industrial, incluyendo la hidrólisis de grasas en la interfaz agua/lípido y reacciones de síntesis en medios libres de solventes o no acuosos, como la transesterificación, la interesterificación y la esterificación. Debido a las características destacadas de la ROL — especificidad 1,3, alta enantioselectividad y estabilidad en medios orgánicos — su aplicación en los sectores industriales energético, alimentario y farmacéutico ha sido ampliamente estudiada. En un contexto digestivo, esta especificidad 1,3 significa que la enzima hidroliza los enlaces éster en las posiciones sn-1 y sn-3 de los triglicéridos, liberando ácidos grasos y glicéridos parciales como intermediarios de la digestión.
4.4 Vías Metabólicas de los Ácidos Orgánicos
R. oryzae es conocido por su capacidad de producir ácido l-(+)-láctico, ácido fumárico y etanol. Durante la glucólisis, todas las fuentes de carbono fermentables se metabolizan a piruvato y posteriormente se distribuyen en las vías que conducen a la formación de estos productos. Los aislados de Tipo I acumulan principalmente ácido láctico cuando se cultivan en presencia de una fuente de carbono fermentable y contienen dos genes de lactato deshidrogenasa, ldhA y ldhB, mientras que los aislados de Tipo II sintetizan predominantemente ácido fumárico y solo poseen un gen ldhB.
5. Evidencia Científica por Área de Uso
5.1 Suplementación con Enzimas Digestivas
La aplicación más directa en la salud humana de las enzimas aisladas derivadas de R. oryzae se encuentra en formulaciones de suplementos de enzimas digestivas destinadas a apoyar la digestión de grasas, carbohidratos y proteínas. Hay disponibles en el mercado varias formulaciones enzimáticas que contienen una mezcla de enzimas digestivas exógenas para ayudar a la digestión de los alimentos, aunque pocos estudios clínicos han demostrado la relevancia de los suplementos enzimáticos para mejorar la digestión y tratar trastornos digestivos.
En un estudio clínico, la suplementación con N-SORB® (un complejo multienzimático) durante 90 días mostró una mejora en la salud intestinal y en las funciones gastrointestinales y metabólicas. En otra investigación, la suplementación con DigeZyme® (un complejo pentaenzimático de α-amilasa, lactasa, celulasa, lipasa y proteasa) durante 60 días mostró una mejora significativa en los parámetros de eficacia y una reducción de los síntomas gástricos e intestinales. Sin embargo, cabe señalar que estos ensayos con multienzimas no se realizaron con enzimas derivadas de R. oryzae de forma aislada; se emplearon formulaciones complejas provenientes de múltiples fuentes fúngicas. No es posible aislar la contribución específica de la lipasa de R. oryzae a partir de estos resultados. La evidencia proveniente de estos ensayos es preliminar y de aplicabilidad limitada a la enzima individual de este organismo.
Entre los productos enzimáticos microbianos disponibles en el mercado se encuentra Nortase®, que contiene una lipasa de Rhizopus oryzae, una proteasa de Aspergillus oryzae y una amilasa de Aspergillus oryzae. Sin embargo, no se han identificado ensayos controlados aleatorizados a gran escala en humanos en la literatura revisada por pares que evalúen específicamente la lipasa aislada de R. oryzae como suplemento dietético independiente en poblaciones sanas o con enfermedades.
Fortaleza de la evidencia: Débil a preliminar en cuanto a resultados humanos específicos para las enzimas derivadas de R. oryzae como suplementos independientes. El fundamento mecanístico para el apoyo de las enzimas digestivas está bien establecido; la confirmación clínica específica para las enzimas de este organismo es limitada.
5.2 Mejora Nutricional a Través de la Fermentación del Tempeh
Esta es el área con la base de evidencia mejor establecida para el papel de R. oryzae en la nutrición humana, aunque la mayor parte de la evidencia se refiere al producto alimenticio fermentado (tempeh) más que al organismo administrado como suplemento aislado.
La fermentación del tempeh aumenta la biodisponibilidad de proteínas, fibra, vitaminas y minerales, y produce isoflavonas y péptidos bioactivos con beneficios para la salud.
Un estudio de 2023 publicado en ScienceDirect investigó los efectos de fermentar una legumbre silvestre africana (Senegalia macrostachya) con R. oryzae. La fermentación durante 48 horas provocó disminuciones significativas en el contenido de lípidos (en un 30%) y de fibra dietética insoluble (en un 22%), y dio lugar a una eliminación completa del fitato. Esto es consistente con las capacidades enzimáticas conocidas del hongo y representa un resultado positivo para la biodisponibilidad mineral.
Se reportó una reducción del 86% en β-glucósidos tras 48 horas de fermentación de soja con Rhizopus oryzae. Esta conversión de glucósidos de isoflavonas unidos en agliconas libres (genisteína, daidzeína) es nutricionalmente significativa, ya que estas agliconas exhiben acciones estrogénicas y antioxidantes más pronunciadas y una mejor absorción intestinal.
Un estudio metabolómico de 2024 publicado en Scientific Reports utilizó fermentación con R. oryzae de semillas de mijo adlay. Se identificó un total de 718 metabolitos de 18 clases de compuestos; la fermentación con R. oryzae hizo variar 203 metabolitos diferenciales, de los cuales 184 se volvieron más abundantes y 19 menos abundantes, y numerosos componentes como aminoácidos, nucleótidos, vitaminas, flavonoides, terpenoides y fenoles aumentaron significativamente tras el proceso de fermentación. Estos hallazgos provienen de estudios in vitro y analíticos; no se incluyeron ensayos clínicos en humanos.
Fortaleza de la evidencia: Moderada en cuanto a la mejora nutricional de alimentos fermentados de origen vegetal preparados con R. oryzae; se trata predominantemente de estudios de laboratorio y de ciencia de los alimentos. La evidencia clínica en humanos que vincula el consumo de alimentos fermentados (tempeh) con resultados de salud específicos, independientemente de los patrones dietéticos generales, es limitada y presenta factores de confusión.
5.3 Actividad Antioxidante
A medida que avanzaba el tiempo de fermentación, el GABA, el contenido total de fenólicos (CTF) y los flavonoides aumentaron rápidamente. La avena fermentada con Rhizopus oryzae presentó el mayor contenido total de fenólicos. El okara (pulpa de soja) fermentado con hongos mostró una elevación de los compuestos fenólicos de 2.19 a 4.13 veces, y presentó correspondientemente propiedades antioxidantes superiores en comparación con el okara no fermentado.
En una evaluación de cepas aisladas de cultivos iniciadores tradicionales de vino de arroz, las cepas W17 y W42 (R. arrhizus) exhibieron las mayores actividades enzimáticas y capacidades antioxidantes, con un contenido total de fenólicos de 828 mg/L, flavonoides totales de 215 μg/L y una tasa de eliminación de ABTS del 96.3%.
Fortaleza de la evidencia: Todos los datos antioxidantes de R. oryzae o sus productos de fermentación provienen actualmente de estudios analíticos in vitro. No se han identificado ensayos clínicos en humanos sobre resultados antioxidantes específicos de este organismo.
5.4 Inmunomodulación a Través de los Beta-Glucanos
Los β-glucanos son macromoléculas de polisacáridos que se encuentran en las paredes celulares de mohos, incluido Rhizopus oryzae. Proporcionan propiedades funcionales en los sistemas alimentarios y poseen actividad inmunomoduladora, efectos anticancerígenos y prebióticos, reducen los triglicéridos y el colesterol, y previenen la obesidad, entre otros beneficios. Estas atribuciones a los β-glucanos de la pared celular de R. oryzae se derivan de la literatura científica más amplia sobre β-glucanos fúngicos en general y de estudios de producción, en lugar de ensayos clínicos en humanos en los que se hayan probado β-glucanos aislados de R. oryzae.
Fortaleza de la evidencia: Preclínica / mecanística. No se ha identificado evidencia clínica que respalde beneficios inmunomoduladores específicos de los β-glucanos derivados de R. oryzae en sujetos humanos en la literatura revisada por pares.
5.5 Apoyo a la Digestión de Grasas (Lipasa)
Los estudios de las lipasas fúngicas de Rhizopus oryzae y Rhizopus niveus se han utilizado en la simulación estática in vitro de digestión INFOGEST para estudiar la hidrólisis de grasas. Estos estudios de simulación de digestión in vitro demuestran que la lipasa de R. oryzae puede funcionar en los rangos de pH fisiológicamente relevantes para hidrolizar los triglicéridos dietéticos. Sin embargo, la traducción de estos hallazgos a resultados clínicos no se ha establecido mediante ensayos controlados en humanos.
Fortaleza de la evidencia: La evidencia mecanística e in vitro respalda la capacidad funcional de la lipasa para la hidrólisis de grasas. La evidencia proveniente de ensayos clínicos en humanos es inexistente o limitada para esta fuente específica de enzima.
5.6 Producción de Ácido Láctico y Salud Intestinal
R. oryzae está clasificado como un hongo filamentoso GRAS, comúnmente utilizado para la producción de ciertos alimentos tradicionales orientales, y se reconoce principalmente como un buen productor de ácido láctico. El ácido L-(+)-láctico producido por R. oryzae durante la fermentación contribuye a la conservación y a las propiedades organolépticas de los alimentos fermentados, y el ácido láctico derivado de la fermentación desempeña un papel bien establecido en la seguridad alimentaria mediante la reducción del pH. Sin embargo, no se han identificado datos clínicos en humanos que vinculen específicamente la productividad de ácido láctico de R. oryzae con resultados de salud intestinal en forma de suplemento.
Fortaleza de la evidencia: La bioquímica está bien caracterizada; la evidencia de suplementación clínica está ausente.
6. Sistemas Corporales y Áreas de Salud Asociadas
6.1 Sistema Gastrointestinal
El principal sistema corporal con el que R. oryzae se asocia, a través de sus actividades enzimáticas, es el tracto gastrointestinal. Su amilasa, proteasa y lipasa contribuyen a la digestión de macronutrientes. La reducción de factores antinutricionales (fitato, inhibidores de tripsina) en alimentos fermentados preparados con este organismo también mejora la digestibilidad general y la calidad nutricional de la matriz alimentaria.
6.2 Sistema Metabólico / Nutricional
A través de la conversión de glucósidos de isoflavonas en agliconas biodisponibles, y mediante el aumento de aminoácidos libres, vitaminas y minerales durante la fermentación, R. oryzae contribuye a mejorar la disponibilidad de macronutrientes y micronutrientes. La mezcla compleja de especies microbianas produce numerosas enzimas, alcohol, aminoácidos y muchos otros compuestos de sabor y bioactivos, que mejoran el valor nutricional, las propiedades sensoriales y las cualidades funcionales de los alimentos fermentados.
6.3 Sistema Inmunológico
Los β-glucanos de la pared celular derivados de R. oryzae se asocian, dentro de la literatura más amplia sobre β-glucanos fúngicos, con actividad inmunomoduladora, aunque faltan datos clínicos específicos en humanos sobre los β-glucanos provenientes de R. oryzae, como se detalla en la Sección 5.4.
6.4 Sistema Cardiovascular (Asociación Indirecta)
Se ha señalado que los β-glucanos de R. oryzae reducen los triglicéridos y el colesterol, y previenen la obesidad, entre otros beneficios, según la literatura general sobre β-glucanos fúngicos. Estas asociaciones se derivan de investigaciones sobre β-glucanos fúngicos en general y no de estudios clínicos en humanos realizados específicamente con material derivado de R. oryzae.
7. Formas de Dosificación y Dosis Reportadas en Estudios
Las dosis reportadas en la literatura científica corresponden principalmente a preparaciones enzimáticas aisladas o a estudios toxicológicos de seguridad, y no a recomendaciones estandarizadas de suplementación. A continuación se presentan los valores reportados en la literatura identificada:
- Estudio de seguridad de la lipasa (toxicidad oral subcrónica): Una enzima lipasa obtenida de Rhizopus oryzae, producida mediante un proceso de fermentación, fue sometida a una serie de pruebas toxicológicas; la administración de la lipasa en dosis de 50, 200 y 1,000 mg/kg de peso corporal/día durante 90 días no indujo signos evidentes de toxicidad.
- Estudio de seguridad de la EFSA (NOAEL): La toxicidad sistémica de una lipasa derivada de Rhizopus arrhizus se evaluó mediante un estudio de toxicidad oral de dosis repetida durante 90 días en ratas, y el Panel identificó un nivel sin efecto adverso observado (NOAEL) de 1,806 mg TOS/kg de peso corporal por día, la dosis más alta evaluada.
- Actividad enzimática en cultivos iniciadores tradicionales de vino de arroz: Se observó una variación significativa en las actividades enzimáticas entre las cepas de R. arrhizus aisladas de cultivos iniciadores de vino de arroz, con una actividad de proteasa ácida que oscilaba entre 280 y 1,023 U/g, amilasa entre 557 y 1,681 U/g, y esterasa entre 370 y 2,949 U/g.
- Duración de la fermentación (tempeh): El proceso de producción del tempeh implica el uso de legumbres o cereales y pasos sencillos como limpieza, remojo, eliminación de la cáscara, hervido, acidificación, empaquetado compacto y fermentación durante aproximadamente 2 días con un inóculo de grado alimentario.
- Estudio de producción de β-glucanos: Rhizopus oryzae M10A1 produjo la mayor cantidad de β-glucanos después de seis días de cultivo a 30 °C.
No existen dosis terapéuticas humanas establecidas o de consenso para R. oryzae como suplemento dietético (en forma de organismo entero o de sus metabolitos aislados) en la literatura revisada por pares identificada.
8. Consideraciones de Seguridad
8.1 Estatus GRAS y Reconocimiento Regulatorio
Rhizopus oryzae se considera GRAS (Generalmente Reconocido como Seguro, por sus siglas en inglés) por parte de la FDA y, por lo tanto, se reconoce como seguro para uso industrial. Está clasificado como un hongo filamentoso GRAS, comúnmente utilizado para la producción de ciertos alimentos tradicionales orientales. Amano Enzyme Inc. ha presentado solicitudes a la EFSA para la autorización de enzimas alimentarias, incluida la triacilglicerol lipasa de Rhizopus oryzae (cepa AE-TL).
8.2 Datos Toxicológicos para Enzimas Aisladas
Una enzima lipasa obtenida de Rhizopus oryzae, producida mediante un proceso de fermentación, fue sometida a una serie de pruebas toxicológicas, incluyendo toxicidad oral aguda, subaguda y subcrónica, así como potencial mutagénico. También se realizó una búsqueda bibliográfica exhaustiva sobre el organismo productor. No se encontró evidencia de toxicidad oral (sub)aguda ni de potencial mutagénico. Algunos cambios menores en la composición química de la sangre en el grupo de dosis más alta no tuvieron significancia toxicológica. El nivel sin efecto adverso observado (NOAEL) de la lipasa en el estudio de toxicidad subcrónica fue de 1,000 mg/kg de peso corporal/día.
Las pruebas de genotoxicidad para una enzima alimentaria de lipasa derivada de Rhizopus arrhizus no indicaron ninguna preocupación de seguridad. Se realizó una búsqueda de similitud de la secuencia de aminoácidos de esta enzima alimentaria con alérgenos conocidos, y no se encontró ninguna coincidencia.
8.3 Riesgo Patogénico: Mucormicosis
La consideración de seguridad más significativa asociada con R. oryzae es su doble identidad como organismo de fermentación seguro para los alimentos y como patógeno humano reconocido. Rhizopus oryzae es una especie de hongo filamentoso dentro del grupo de los Mucormycetes que se encuentra en materia orgánica en descomposición y es responsable de causar infecciones en individuos inmunocomprometidos; es el principal agente causal de la tercera infección fúngica invasiva más común en humanos, después de la aspergilosis y la candidiasis, conocida como mucormicosis.
R. oryzae es una de las causas más comunes de mucormicosis, caracterizada por el crecimiento de hifas dentro y alrededor de los vasos sanguíneos. Los agentes causales de la mucormicosis también pueden producir toxinas como la agroclavina, tóxica para humanos, ovejas y ganado bovino. Esta infección suele ocurrir en individuos inmunocomprometidos, pero es poco frecuente.
Los factores de riesgo están bien descritos e incluyen diabetes mellitus, neoplasias malignas, trasplante de órganos sólidos, sobrecarga de hierro, neutropenia y el uso de prednisolona. Las mucormicosis son infecciones de alta mortalidad. Afectan predominantemente a huéspedes inmunocomprometidos y se asocian con un espectro de enfermedad.
Los hongos mucorales, incluidos Mucor y especies de Rhizopus, han causado infecciones cutáneas, hematológicas, gastrointestinales, rinocerebrales y sinopulmonares con una alta probabilidad de diseminación y mortalidad. En todos los tipos de sepsis, la tasa de mortalidad de la mucormicosis es de alrededor del 50%, y la diseminación de la infección aumenta la mortalidad hasta el 96%.
El tratamiento de la mucormicosis incluye anfotericina B, posaconazol, itraconazol y fluconazol.
8.4 Riesgo en Individuos Inmunocomprometidos que Consumen Alimentos Fermentados
Como ejemplo del riesgo potencial en la seguridad alimentaria para individuos inmunocomprometidos en relación con el consumo de hongos filamentosos transmitidos por alimentos, los hongos mucorales representan una clase particularmente pertinente. Los géneros significativos de deterioro y fermentación de alimentos en esta clase, incluidos Mucor y especies de Rhizopus, han causado infecciones cutáneas, hematológicas, gastrointestinales, rinocerebrales y sinopulmonares. La posible relación entre la fermentación fúngica de alimentos y las infecciones fúngicas invasivas fue descrita en una revisión estructurada realizada por Benedict et al. (2016), en la cual los autores examinaron reportes de casos de infecciones fúngicas presuntamente vinculadas al consumo de alimentos, bebidas y suplementos dietéticos fermentados o en mal estado; de 11 reportes, cinco se atribuyeron a mucormicetos.
8.5 Ausencia de Micotoxinas en Cepas de Grado Alimentario
En general, R. oryzae y R. oligosporus se utilizan como cepas seguras en la fermentación del tempeh debido a que no existen reportes de producción de micotoxinas (rizonina A y B) que puedan causar micotoxicosis. Esta es una distinción importante entre las cepas de grado alimentario seleccionadas y caracterizadas para uso en fermentación y los aislados ambientales o clínicos.
8.6 Resumen del Perfil de Seguridad
Para individuos sanos e inmunocompetentes, el consumo de alimentos fermentados con cepas certificadas de grado alimentario de R. oryzae (como el tempeh) tiene una larga historia de uso seguro en múltiples culturas. Las preparaciones enzimáticas aisladas derivadas de R. oryzae han sido sometidas a evaluación toxicológica formal y no han demostrado mutagenicidad, genotoxicidad ni toxicidad oral subcrónica significativa en estudios con animales. Sin embargo, los individuos inmunocomprometidos — incluidos aquellos con diabetes mellitus no controlada, neoplasias malignas hematológicas, en tratamiento con corticosteroides sistémicos, o que han sido sometidos a trasplante de órganos — enfrentan un riesgo documentado y potencialmente mortal de mucormicosis por exposición a esporas viables de Rhizopus, incluso provenientes de fuentes dietéticas. Las preparaciones enzimáticas aisladas, que están libres de células viables del organismo productor, no conllevan este riesgo infeccioso.
Referencias
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