Neurospora intermedia: el hongo del oncom indonesio que convierte residuos vegetales en alimentos nutritivos

AUTORES

Vayu Maini Rekdal1,2,3, José Manuel Villalobos-Escobedo4,5,6,Nabila Rodriguez-Valeron7,8, Mikel Olaizola Garcia7, Diego Prado Vásquez7, Alexander Rosales3,9, Pia M. Sörensen10, Edward E. K. Baidoo3,11, Ana Calheiros de Carvalho12, Robert Riley13, Anna Lipzen13, Guifen He13, Mi Yan13, Sajeet Haridas13, Christopher Daum13, Yuko Yoshinaga13, Vivian Ng13, Igor V. Grigoriev4,5,13, Rasmus Munk7, Christofora Hanny Wijaya14, Lilis Nuraida14, Isty Damayanti14, Pablo Cruz-Morales12 & Jay. D. Keasling 1,3,9,11,12,15

1 Department of Bioengineering, University of California Berkeley, Berkeley, CA, USA.
2 Miller Institute for Basic Research in Science, University of California Berkeley, Berkeley, CA, USA.
3 Joint BioEnergy Institute, Emeryville, CA, USA.
4 Department of Plant and Microbial Biology, University of California Berkeley, Berkeley, CA, USA.
5 Environmental Genomics and Systems Biology Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA, USA.
6 Tecnológico de Monterrey, Institute for Obesity Research, Monterrey, Nuevo León, Mexico.
7 ALCHEMIST Explore, Research and Development, Alchemist Aps, Copenhagen, Denmark.
8 Basque Culinary Center, Mondragon Universitatea, Donostia, Gipuzkoa, Spain.
9 Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of California Berkeley, Berkeley, CA, USA.
10 Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University, Cambridge, MA, USA.
11 Biological Systems and Engineering Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA, USA.
12 Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability, Technical University of Denmark, Kgs. Lyngby, Denmark.
13 US Department of Energy Joint Genome Institute, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA, USA.
14 Department of Food Science and Technology, Faculty of Agricultural Engineering, IPB University (Bogor Agricultural University), Dramaga, Indonesia.
15 California Institute of Quantitative Biosciences (QB3), University of California Berkeley, Berkeley, CA, USA.

e-mail: keasling@berkeley.edu

DESCARGAR EL ARTÍCULO

Neurospora
intermedia

En los mercados de Java, Indonesia, los bloques rojizos de oncom se apilan junto a montañas de tofu y tempeh.

A simple vista parecen otro fermento tradicional, pero tras ese color anaranjado y su aroma a nuez tostada se esconde un microorganismo con un enorme potencial biotecnológico: el hongo Neurospora intermedia.

Durante siglos, las familias javanesas han elaborado oncom a partir del residuo de la soya —conocido como okara—, permitiendo que este hongo lo colonice y transforme en un alimento rico en proteínas.

Este hongo no solo degrada eficientemente pectinas y celulosas —componentes clave de los desechos vegetales—, sino que también convierte residuos agrícolas en biomasa comestible y nutritiva.

A través de un enfoque multi-ómico —que integra metagenómica, transcriptómica, metabolómica y filogenómica—, mostramos que las cepas utilizadas en la fermentación del oncom forman una población genéticamente diferenciada, adaptada a crecer sobre subproductos creados por la actividad humana —como el bagazo de caña o los residuos del maíz—.

  • Durante la fermentación, el hongo aumentó el contenido proteico y lipídico del okara, produjo compuestos antioxidantes como la ergotionina, y eliminó moléculas asociadas a sabores amargos.
  • Su genoma carece de genes asociados a micotoxinas y presenta pocas rutas biosintéticas secundarias, reforzando su seguridad para el consumo humano.
  • Los análisis transcriptómicos demostraron una alta expresión de enzimas CAZymes, implicadas en la degradación de polisacáridos vegetales complejos.
  • En pruebas sensoriales realizadas en Dinamarca, los alimentos fermentados con N. intermedia recibieron calificaciones altas en sabor, textura y apariencia.
  • Participantes sin experiencia previa con oncom lo describieron con notas de “nuez”, “miso” y “tierra húmeda”, un perfil aromático que combina rusticidad y sofisticación natural.

A diferencia de otros hongos industriales, N. intermedia no produce micotoxinas ni compuestos secundarios tóxicos, y puede crecer sobre una amplia variedad de residuos vegetales sin requerir equipos complejos.

Esto lo convierte en un modelo ideal para la fermentación sólida sostenible, capaz de transformar subproductos agrícolas en alimentos de alto valor nutricional.

El estudio demuestra que un fermento ancestral puede escalarse a una plataforma biotecnológica moderna.
Neurospora intermedia representa el punto de encuentro entre cultura, ciencia y sostenibilidad: un ejemplo de cómo el conocimiento tradicional puede inspirar soluciones globales para reducir el desperdicio y mejorar la seguridad alimentaria.

Figuras
  • Fig. 1 ext_Neurospora intermedia
    Fig. 1 ext: Fotografías de muestras de oncom negro y rojo recolectadas de diferentes productores en Java, Indonesia.
  • Fig 1_Neurospora intermedia
    Fig. 1: Estudio metagenómico de oncom negro y rojo recolectado en Java, Indonesia.
  • Fig. 2 ext_Neurospora intermedia
    Fig. 2 ext: Mapeo de los datos del metagenoma de escopeta al genoma de N. intermedia
  • Fig. 2_Neurospora intermedia
    Fig. 2: La transcriptómica identifica la degradación de celulosa y pectina durante la descomposición de okara por N. intermedia.
  • Fig. 3 ext_Neurospora intermedia
    Fig. 3 ext: Perfil de nutrientes de la okara cruda y fermentada
  • Fig. 3_Neurospora intermedia
    Fig. 3: Las cepas de N. intermedia utilizadas para oncom pertenecen a una subpoblación genéticamente distinta asociada con subproductos de la actividad humana.
  • Fig. 4 ext_Neurospora intermedia
    Fig. 4 ext: Niveles de ergotioneína en okara cruda y fermentada.
  • Fig. 4_Neurospora intermedia
    Fig. 4: N. intermedia crece en diversos subproductos industriales del procesamiento de alimentos y productos agrícolas.
  • Fig. 5 ext_Neurospora intermedia
    Fig. 5 ext: El análisis de coexpresión global revela un módulo transcripcional compartido entre okara y avicel, así como genes expresados ​​de forma única en okara.
  • Fig. 5_Neurospora intermedia
    Fig. 5: N. intermedia tiene un bajo potencial de producción de metabolitos secundarios y es percibida positivamente por los consumidores fuera de Indonesia.
  • Fig. 6 ext_Neurospora intermedia
    Fig. 6 ext: Perfil de arabinosa y galactosa durante el crecimiento de N. intermedia en okara como única fuente de carbono en cultivos líquidos.
  • Fig. 7 ext_Neurospora intermedia
    Fig. 7 ext: Los representantes de los dos clados de Neurospora intermedia han informado previamente diferencias en la pigmentación de los conidios
  • Fig. 8 ext_Neurospora intermedia
    Fig. 8 ext: Expresión de la celulasa prevista perteneciente a la familia de la glicosil hidrolasa 7 en distintas fuentes de carbono
  • Fig. 9 ext_Neurospora intermedia
    Fig. 9 ext: Rendimiento de biomasa de cepas asociadas a subproductos y asociadas a la quema en okara

Datos disponibles
  • Genoma y anotación de Neurospora intermedia FGSC #2613 disponible en MycoCosm (JGI) y en GenBank bajo BioProject PRJNA982925.
  • Transcriptómica de N. intermedia FGSC #2613 (fuentes de carbono) depositado en SRA; accesos específicos en la Tabla Suplementaria 11.
  • Genomas y lecturas de cepas N. intermedia #1791, #2557, #2559, #2685, #5342, #5642, #5644 en GenBank bajo BioProject PRJNA996151; detalles de secuenciación en la Tabla Suplementaria 12.
  • 16S, ITS (amplicones) y metagenomas en GenBank bajo BioProject PRJNA996151.
  • Scripts para filogenia y análisis de SNP en N. intermedia publicados en GitHub y archivados en Zenodo (Refs. 94 y 95).

Artículos relacionados