Incidência de fungos do gênero Aspergillus seção Circumdati e Nigri em grãos de café cultivados em Minas Gerais e o efeito in vitro de fatores abióticos no crescimento e na biossíntese de ocratoxina A

Abstract

Os fatores abióticos que mais influenciam o crescimento e a biossíntese de ocratoxina A (OTA) em fungos são a temperatura e a atividade de água (aw). Nesse sentido, esse estudo foi realizado com o objetivo de avaliar a incidência de fungos do gênero Aspergillus Seção Circumdati e Nigri em grãos de café cultivados em duas regiões produtoras de Minas Gerais, além de avaliar o efeito in vitro de dois fatores abióticos (temperatura e aw) no crescimento e na biossíntese de OTA por A. carbonarius e A. ochraceus em meio de cultura sintético à base de café. Foram analisadas 14 amostras de grãos de café arábica (Coffea arabica L.), sendo sete da região Sul de Minas e sete da região do Cerrado de Minas. A identificação foi realizada com base nas características morfológicas. A quantificação de OTA dos isolados foi realizada por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Foram isolados e identificados 90 fungos do gênero Aspergillus Seção Circumdati e Nigri, dos quais 82% eram pertencentes à Seção Nigri e 18%, pertencentes à Seção Circumdati. Na região Sul de Minas, a porcentagem de contaminação dos grãos de café por fungos filamentosos foi de 65,5%. A porcentagem de contaminação das amostras do Cerrado foi de 34,5%. Nas duas regiões avaliadas, a espécie encontrada com maior frequência foi A. niger. Neste estudo, 43,24% dos isolados pertencentes à Seção Nigri foram produtores de OTA. Dos isolados pertencentes à Seção Circumdati, 81,25% foram produtores de OTA. Para avaliar o efeito dos fatores abióticos, foi utilizado um delineamento central composto. Os isolados produtores de OTA foram cultivados em meio de cultura sintético à base de café. Os isolados de A. carbonarius apresentaram o maior crescimento nos intervalos de aw entre 0,935 a 0,965 e temperatura entre 25 °C a 32 °C. Do mesmo modo, as condições ótimas de crescimento para os isolados de A. ochraceus ocorreram nos intervalos de aw, entre 0,940 a 0,990 e temperatura entre 21 °C a 30 °C. A maior quantidade de OTA produzida por A. carbonarius CCDCA10288 e CCDCA10293 (19,7-15,7 μg/g respectivamente) foi obtida em aw de 0,99 e temperatura entre 15 °C a 25 °C. Verificou-se uma tendência para maior produção de OTA por A. ochraceus CCDCA10211 e CCDCA10212 (8.9-7,9 μg/g, respectivamente) em aw entre 0,98 a 0,99 e temperatura entre 25 °C a 35 °C e 22 °C a 32 °C, respectivamente. Essas informações demonstram que o crescimento e a produção de OTA estão relacionados com a aw e a temperatura. O efeito destes fatores sobre a produção de OTA pode contribuir para o desenvolvimento de modelos que simulem cenários climáticos, proporcionando estratégias de adaptação.

Abiotic factors that more influence the growth and the ochratoxin A biosynthesis (OTA) in fungi are the temperature and water activity (aw). In this sense, this study was conducted to evaluate the fungi incidence of the genus Aspergillus, section Circumdati and Nigri, in coffee beans grown in two producing regions of Minas Gerais, besides evaluating the in vitro effect of two abiotic factors (temperature and aw) on the growth and OTA biosynthesis by A. carbonarius and A. ochraceus in synthetic culture coffee base. It was analyzed 14 samples of Arabica coffee beans (Coffea arabica L.), seven of them being of the South of Minas and seven in the Cerrado region of Minas. The identification was based on morphological characteristics. In the isolates, the OTA quantification was performed by high-performance liquid chromatography (HPLC). Ninety (90) fungi of the genus Aspergillus Section Nigri and Circumdati were isolated and identified, of which 82% were owned by section Nigri and 18% belonging to Section Circumdati. In the South region of Minas, the percentage of coffee beans contamination by filamentous fungi was 65.5%. The contamination percentage of the Cerrado samples was 34.5%. In the two regions evaluated, the species most frequently found was A. niger. In this study, 43.24% of isolates belonging to Section Nigri were producers of OTA. Isolates belonging to Section Circumdati, 81.25% were OTA producers. To evaluate the effect of abiotic factors, it was used a central composite design. The Isolates of OTA producers were cultivated on synthetic culture coffee base. A. carbonarius isolates showed the largest increase in aw ranges from 0.935 to 0.965, and temperatures between 25 ° C to 32 ° C. Similarly, the optimum growth conditions for the isolates of A. ochraceus occurred in aw intervals between 0.940 to 0.990, and temperatures between 21 ° C to 30 ° C. The biggest amount of OTA produced by A. carbonarius CCDCA10288 and CCDCA10293 (19.7 to 15.7 μg /g, respectively) was obtained at aw 0.99 and temperature of 15 ° C to 25 ° C. There was a trend for increased OTA production by A. ochraceus CCDCA10211 and CCDCA10212 (8.9-7,9 μg/g, respectively) in aw of 0.98 to 0.99, and temperatures between 25 ° C to 35 ° C and 22 ° C to 32 ° C, respectively. All these information demonstrate that the growth and production of OTA are related to w and temperature. The effect of these factors on OTA production may contribute to the development of models that simulate weather scenarios, providing adaptation strategies.