Los mohos del género Penicillium son los más abundantes y de mayor distribución geográfica, sus esporas están en todos lados, en el aire y en el suelo, abundan en muchos ambientes y se manifiestan en procesos biológicos que impactan en la vida de los humanos y de sus animales. Los Penicillia son importantes, ya que influyen en el deterioro de pieles y telas, además de muchos otros sustratos. También incluyen especies que ocasionan enfermedades en humanos y animales, algunos investigadores sugieren que P. marneffei es el único representante del género que causa enfermedades en el humano.

Los Penicillia incluso contaminan grandes cantidades de granos y semillas almacenadas, por lo que son considerados como hongos de almacén, ya que invaden a los granos y a las semillas después de la cosecha, además, pueden crecer en humedades relativas de 65-90%, condiciones de humedad muy frecuentes en el almacenamiento de granos, se ha encontrado que algunas especies pueden invadir el grano desde el campo, especialmente cuando las condiciones ambientales favorecen su desarrollo (Fig.1).

Así como alimentos de todas clases, debido a que no pueden ser utilizados como alimento, no sólo por el grado descomposición que llegan a ocasionar, sino porque ciertas especies son consideradas hongos toxígenos, capaces de producir diversas micotoxinas entre ellas: patulina, ocratoxinas, citrinina, ácido penicílico, islanditoxina y rubratoxinas, que afectan la salud de los consumidores (Figs. 2 y3).

Las especies de Penicillium requieren de contenidos de humedad en equilibrio con humedades relativas de 85-90% (mínima actividad de agua (aw) 0.85- 0-90 mínima), alrededor de 18.0- 20.0 % en cereales. En el caso de algunos cereales pueden contener P. aurantiogriseum aún antes de la cosecha, especialmente en las épocas húmedas, pero la mayor contaminación ocurre en los almacenes donde se mantienen las esporas desde una cosecha anterior, por lo que son considerados hongos de campo y de almacén. Las especies de este género reducen el poder germinativo de las semillas almacenadas.

La baja temperatura de almacenamiento disminuye la velocidad del deterioro de las frutas infectadas por P. expansum, pero no lo previene. Estos hongos pueden crecer a temperaturas muy bajas inclusive bajo cero (-2⁰ C).

El efecto del pH es otro factor abiótico que aunado a la temperatura influye sobre el crecimiento de P. verrucosum. En la producción de patulina por P. griseofulvum el pH es un factor importante para la síntesis de esta toxina. Las especies de P. verrucosum y P. crustosum no crecen a 37ºC. Los penicilios no son afectados por la luz y esporulan fácilmente en la obscuridad. Algunas especies como P. aurantiogriseum y especialmente P. roqueforti pueden tolerar altas concentraciones de CO2 por lo que suelen colonizar granos en silos herméticamente sellados, pero la combinación de 80% CO2 y < 1% O2 en la atmósfera del silo inhibe el desarrollo fúngico.

La esporulación a una mínima aw permite a los hongos completar su ciclo de vida sobreviviendo a las condiciones adversas, para ser luego diseminados por insectos y ácaros. P. aurantiogriseum esporula a una aw de 0.86 si la temperatura es 16 ó 30°C, pero a 23°C a una aw próxima a 0.83.

Macromorfología
Las colonias de Penicillium desde el punto vista macroscópico, son circulares, ovoides, crecen rápidamente y comienzan siendo de color blanco. Dependiendo de la especie y de otros factores, puede adquirir colores como verde, verde azulado, gris o rosado, entre otros. Con un borde completo sin fructificaciones, mostrando el color del micelio generalmente blanco, pero en algunas especies es amarillo, anaranjado, púrpura o café claro (Fig. 4).

Textura de la colonia. El género Penicillium puede tener texturas diversas y diferentes tipos de desarrollo. Por su situación con respecto al sustrato donde se desarrolla el moho puede ser: bajo, medio y profundo. Por su apariencia: escaso, medio o denso, así como por el aspecto de la macromorfología de las colonias: planas, con surcos radiales (sulcadas), plegada o zonada (dispuesto en bandas o zonas de apariencia distintas, debido a diferencias color, textura u otras características). Este aspecto de crecimiento es causado por la variación diurna en la temperatura de crecimiento (Fig. 5).

Algodonosas o flocosas. Otras especies producen una capa suelta definida de micelio por encima de la superficie del agar y en este caso la textura de la colonia se le llama algodonosa o flocosa (las colonias presentan micelio aéreo y esponjoso(Fig. 6).

Aterciopeladas o velutinosas. Algunas especies de Penicillium tienen un crecimiento micelial casi por completo debajo de la superficie del medio de cultivo. Los conidióforos surgen como una capa baja y densa, a menudo con una textura como el terciopelo(Fig. 7).

Fascículos. Otro tipo de variación en la textura superficial es la agregación de conidióforos, son de mayor importancia taxonómica. En el subgénero Penicillium se produce la formación de fascículos. Esto se debe a la proliferación de estípites que surgen de un solo punto en una hifa fértil, formando pequeños penachos. Este carácter se observa mejor en los márgenes, especialmente entre colonias adyacentes. Los aislados en los que esto ocurre poseen al menos una textura granular.

Funículos. Un funículo es una cuerda de hifas fértiles de la que nacen los conidióforos a intervalos. Ocurren con mayor frecuencia en el subgénero Biverticillium.

Coremio. Los conidióforos se agregan estrechamente en fascículos, formando una estructura de tamaño determinado que es fértil en la parte apical. Las estructuras de este tipo son producidas por algunas especies del subgénero Penicillium cuando crecen sobre sustratos naturales, pero por lo general son sólo rudimentarios en el medio de cultivo, producidos por algunas especies del subgénero Biverticillium.

Sinema. Conjunto de conidióforos que portan conidios en el ápice y algunas veces lateralmente. Como resultado, el crecimiento sinematoso es indeterminado y la conidiogénesis suele ser uniforme excepto en los ápices, que consisten en hifas fértiles inmaduras. El crecimiento sinematoso depende en gran medida del medio de cultivo. El desarrollo de un sinema típico se puede encontrar a menudo en el medio de cultivo OA o en MEA (Fig. 8).

Exudados. Varias especies de Penicillium producen gotitas de colores, hialinos, amarillo, café, marrón oscuro, que aparentemente son excretadas por el micelio, denominados exudados, especialmente cuando se cultivan en CYA a 25 °C (Fig. 9). La presencia o ausencia del color de los exudados suele ser una característica de una especie en particular y puede ser una herramienta taxonómica útil.

Pigmentos solubles. Algunas especies de Penicillium pueden producir pigmentos solubles en agua de alta coloración, que luego se difunden hacia el medio de cultivo. Una vez más, tales pigmentos son generalmente específicos de la especie y pueden tener un valor importante en la taxonomía (Fig. 10).

Color del reverso de la colonia.El color del reverso de la colonia varía de hialino a tonalidades de crema a amarillo, de amarillo a marrón o rojo (Fig.11).

Ascomas.Presencia de cuerpos fructíferos como cleistotecios y gimnotecios, tipos de ascas y ascosporas, y presencia o ausencia de esclerocios.

Fiálides.son estructuras conidiógenas donde se forman los conidios, pueden tener forma ampuliforme o de botella, cilíndrica, con un collar (cuello) en forma de cono con los ápices relativamente anchos. La segunda forma es la acerosa, son casi cilíndricos, con collar conoidales y terminan en poros apicales diminutos (con un cuello distinto, o lanceolado, la parte basal más o menos delgada que se estrecha hasta un ápice algo acuminado), la pared de las fiálides es siempre lisa y mide de 7 a 12 µm(Fig.13).

Conidios.en cadenas largas y secas, divergentes o en columnas del tipo fialoconidios o fialosporas, generados blásticamente en sucesión basípeta, son esféricos, subesféricos, globosos, elipsoides, cilíndricos o fusiformes, piriformes y apiculados, unicelulares, hialinos, que en masa se ven de color verde, verde azulado, verde aceituna o gris, de paredes lisas o rugosas, verrucosas, espinosas y estriadas, los conidios llegan a medir de 2,5 a 4 µm, según la especie(Fig.14).

Algunas especies de Penicillium producen estructuras de resistencia llamadas esclerocios(Fig.15).

Las especies de Penicillium que presentan reproducción sexual o estado teleomorfo, forman un ascoma llamado cleistotecio (Fig. 16) y en otras especies un gimnotecio, estructuras en forma de saco y donde se producen las ascas con ascosporas.

La clasificación de las especies del género Penicillium se basó principalmente por sus caracteres de cultivo y morfológicos que fueron propuestos por Raper y Thom en 1949, que demostraron ser muy variables. Por lo que, su identificación con base en las características morfológicas fue caótica y confusa, hasta que Pitt en el periodo de 1979 a 1980 estandarizó las condiciones de cultivo, velocidad de crecimiento, mínima actividad de agua (aw), con diversos medios de cultivo y temperaturas. Sin embargo, Frisvad en 1981 para su identificación consideró, además, importante la formación de los metabolitos secundarios en la descripción de las especies. Samson y Frisvad en 2004 y Pitt et al. (2009) realizaron descripciones detalladas de las especies y elaboraron claves de Penicillia perteneciente a los diferentes subgéneros.

Sin embargo, la clasificación basada en filogenia molecular de este género sigue cambiando, debido a los continuos avances en Biología Molecular que permiten el análisis y la secuenciación del material genético de las diferentes especies. Estudios que facilitan la separación de especies que se consideraban como únicas y que anteriormente, las especies cuya fase sexual no era conocida se clasificaba dentro de los Deuteromicetos u hongos imperfectos. En la actualidad el género Penicillium está ubicado dentro del Reino Fungi, Phylum Ascomycota, Clase Eurotiomycetes y Familia Trichocomaceae. Algunos taxónomos reconocen varios subgéneros y la mayoría acepta hasta la fecha más de 350 especies.

El género Penicillium está subdividido en subgéneros, secciones y series de acuerdo con la morfología de los penicilos y la velocidad de crecimiento (Cuadro 1 y Diagrama).

Estas seis secciones son todas fenotípicamente distintas.

Sección Coronata: Incluye especies que producen penicilos, que son a menudo ramoso compacto, con estípites largos y colonias velutinosas. Todas las especies producen asperfenamato. Además, son capaces de crecer en una mínima actividad de agua (aw), así como, a bajas temperaturas, pero no toleran altas temperaturas de crecimiento. Se localizan en todo el mundo, desde las regiones tropicales hasta las árticas. Las especies de la sección Coronata son comunes en ambientes interiores. Todas crecen pobremente con creatina como única fuente de nitrógeno (N) y producen poco o ningún ácido en CREA. Todas toleran bien el nitrito y pueden usarlo como única fuente de N.

Sección Roqueforti: las especies son únicas por su alta tolerancia al ácido propiónico, ácido acético, ácido láctico y otros ácidos y a altas concentraciones de dióxido de carbono. Las especies incluidas en Roqueforti tienen conidios grandes, globosos, lisos; estípites de paredes rugosas y colonias bajas velutinosas, que crecen rápidamente en casi todos los sustratos. La micotoxina producida por las especies de esta sección es la Roquefortina C, también producida por varias especies de las otras secciones, excepto Coronata. Todas crecen bien con creatina y nitrito como única fuente de N y son pobres o no productoras de ácido en CREA. Los miembros de esta sección crecen relativamente mal en condiciones mínimas de aw, en comparación con las especies en otras secciones del subgénero Penicillium, pero crecen bien a bajas temperaturas, mientras que el crecimiento a 37°C es nulo.

Sección Chrysogena: Incluye especies que tienen fiálides anchas bastante cortas con collar ancho y penicilos divaricados y dos series monotípicas adicionales con morfologías únicas. La mayoría de las especies crecen a 37°C, siendo la óptima 30°C. Los penicilos pueden ser biverticilados, terverticilados y/o cuadriverticilados. Todas las especies tienen un tipo de colonia velutinosa a ligeramente flocosa, con un crecimiento rápido. Las antraquinonas y otros policétidos amarillos son producidos por la mayoría de las especies de esta sección. Las xantocilinas se han encontrado en dos especies en P. chrysogenum y P. flavigenum.
Todas las especies pueden crecer a una mínima aw y altas concentraciones de cloruro de sodio (NaCl). Ninguna especie metaboliza bien la creatina como única fuente de N; sin embargo, todas las especies crecen moderadamente bien en nitrito como única fuente de N y se desarrollan bien en el medio de cultivo UNO agar. Las especies no son resistentes a los ácidos, crecen bien en valores de pH básicos.

Sección Penicillium: En la serie Expansa los conidios son elipsoidales de paredes lisas, excepto P. marinum y P. gladioli que tienen conidios globosos a subglobosos. La mayoría de las especies presentan colonias fasciculadas a coremiformes y conidióforos o estípites lisos, con ramificaciones terverticiladas a cuadriverticiladas. P. gladioli difiere por tener solo colonias ligeramente fasciculadas y estípites de paredes rugosas. En la serie Urticicolae las especies son únicas por tener estructuras divaricadas y fiálides muy cortas. Toleran condiciones bastante ácidas, alcalinas y pueden crecer relativamente con una mínima aw, no crecen a 37°C, viven a temperaturas por debajo de los 5°C (psicrótrofos). Las especies de las series Expansa y Claviformia crecen bien con creatina como única fuente de N. La mayoría de las especies que se encuentran en la sección Expansa son fitopatógenas, como P. expansum que produce podredumbre en los frutos de orujo, P. italicum y P. ulaiense agentes causales de la podredumbre en los cítricos. P. sclerotigenum causa podredumbre en el ñame y P. gladioli produce una podredumbre destructiva en los cormos de los gladiolos. Las especies de la serie Claviformia son todas coprófilas, se caracterizan por formar sinemas y presentan una reacción positiva cuando crecen en agar de sacarosa creatinina (CREA) productoras de creatina positiva.

Sección Digitata: La sección Digitata solamente presenta una especie, P. digitatum. Los conidióforos son largos, biverticilados, los conidios son de color verde oliva, de elipsoidales a cilíndricos. Los extrolitos que produce son triptoquialaninas. Esta especie crece deficientemente con una aw mínima y a altas temperaturas, y no produce ácido en CREA como única fuente de N. También crece poco en Czapek agar, causa pudrición de los cítricos y es la única especie del subgénero Penicillium que no puede usar nitrato como única fuente de N.

Sección Viridicata: La mayoría de las especies en la sección Viridicata tienen conidios globosos y estípites o conidióforos de paredes rugosas, con excepción de P. atramentosum en donde los estípites son lisos y conidios de paredes rugosas de color verde oscuro. En la mayoría de las especies la textura de las colonias es fasciculada y crecen bastante rápido, excepto las especies de la serie Verrucosa, que crecen lentamente.
Todas las especies son sicrotolerantes y crecen bien en una mínima aw. Las especies de la sección Viridicata son comunes en los alimentos almacenados o manufacturados. En la serie Viridicata, P. verrucosum y P. hordei son comunes en los granos de cereales almacenados, mientras que las series Camemberti, Solita y P. nordicum son comunes en el queso, las nueces y otros sustratos ricos en grasas y proteínas. Las especies de la serie Corymbifera, excepto P. hordei, son comunes en cebollas, tubérculos y bulbos de flores.

Se siguen las condiciones, técnicas y claves taxonómicas propuestas por los especialistas del género Penicillium: Los cultivos axénicos se siembran en tres puntos equidistantes en placas con tres medios de cultivo y se incuban en tres diferentes temperaturas durante 7 días: CYA 25, 5 y 37 °C, MEA y G25n a ± 25 °C (Fig. 17). Después de ese periodo se procede a la observación de las características morfológicas macroscópicas y microscópicas desarrolladas en los cultivos de los mohos a identificar.

La descripción microscópica se realiza elaborando preparaciones semipermanentes de los mohos que se sembraron en el medio de cultivo de MEA y con ayuda del microscopio óptico se observan y se hacen 20 mediciones de cada una de las estructuras microscópicas sugeridas, para después poder seguir las claves de identificación taxonómica de las especies, propuestas por los especialistas del género Penicillium, además de consultar las actualizaciones taxonómicas más recientes para confirmar su identidad (Cuadro 2).

Clave para identificar los diferentes subgéneros en los que se divide el género Penicillium, propuesta por Pitt (1979).

Clave interactiva para la identificación del género Penicillium propuesta por Samson et al., 2004.

* Especies productoras de micotoxinas.

Las micotoxinas sintetizadas por especies del género Penicillium son originadas para garantizar su desarrollo en un ambiente natural inhibiendo a otros microorganismos que compiten por el sustrato, las toxinas suelen formarse al final de la fase exponencial o al principio de la fase estacionaria del crecimiento del moho, tienen diversas estructuras químicas y bajo peso molecular, suelen ser genotípicamente específicas para un grupo de especies de un mismo género. Las micotoxinas pueden contaminar los alimentos y las materias primas que se utilizan para la elaboración de éstos, causando una serie de enfermedades y trastornos denominados micotoxicosis, debido, a que son capaces de desencadenar diversas alteraciones y cuadros patológicos en el humano y los animales. La exposición a los metabolitos tóxicos puede generar carcinogénesis, teratogénesis, inmunosupresión y cuadros clínicos de neurotoxicidad, nefrotoxicidad, hepatotoxicidad, mielotoxicidad, toxicidad pulmonar y endocrina. No obstante, los mecanismos más importantes para la aparición de tales manifestaciones son el estrés oxidativo y la genotoxicidad inducidas por micotoxinas. Por lo tanto, es prácticamente imposible inactivarlas a través de los tratamientos térmicos que se aplican comúnmente en la elaboración y conservación de los alimentos.

Las principales toxinas producidas por especies del género Penicillium se presentan en el (Cuadro 3).

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