Charakterystyka, morfologia i zastosowania Aspergillus oryzae

1713
Robert Johnston

Aspergillus oryzae, znany również jako kōji, to mikroskopijny grzyb tlenowy i nitkowaty z klasy Ascomycetes, należący do „szlachetnych” pleśni. Gatunek ten był używany od tysiącleci w kuchni chińskiej, japońskiej i innych kuchni wschodnioazjatyckich, zwłaszcza do fermentacji soi i ryżu..

Grzyb A. oryzae był uprawiany jako pokarm od ponad 2000 lat przez Chińczyków, którzy nazywali go qū lub qü (ch'u) (Barbesgaard et al. 1992). W średniowieczu Japończycy uczyli się od Chińczyków i nazywali to kōji.

Autor: Yulianna.x [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], źródło Wikimedia Commons

Pod koniec XIX wieku zachodni świat stał się świadomy istnienia tego grzyba; Niemiecki profesor Herman Ahlburg, który został zaproszony do nauczania w Szkole Medycznej w Tokio, przeanalizował ferment kōji używany do produkcji sake.

Zidentyfikował pleśń na kōji, którą nazwał Eurotium oryzae (w 1876), a później przemianowaną w 1883 przez niemieckiego mikrobiologa Ferdinanda Juliusa Cohna na Aspergillus oryzae.

Indeks artykułów

  • 1 Taksonomia
  • 2 Morfologia
  • 3 Genetyka
  • 4 Biogeography
  • 5 Tradycyjne zastosowania i przemysł biotechnologiczny
  • 6 Bibliografia

Taksonomia

  • Domena internetowa: Eukaryota.
  • Królestwo grzybów.
  • Gromada: Ascomycota.
  • Podtyp: Pezizomycotina.
  • Klasa: Eurotiomycetes.
  • Zamówienie: Eurotiales.
  • Rodzina: Trichocomaceae.
  • Rodzaj: Aspergillus.

Morfologia

Początkowo kultura grzyba ma białawy kolor, a następnie zmienia kolor na żółto-zielony. W tej pleśni nie zaobserwowano rozmnażania płciowego, ale zarodniki bezpłciowe (konidia) są łatwe do odróżnienia i są uwalniane do powietrza.

Konidiofory są szkliste i przeważnie mają szorstkie ściany. Niektóre izolaty są przeważnie jednorodne, inne przeważnie dwusiarczane. Konidia są duże i gładkie lub delikatnie szorstkie. Optymalna temperatura wzrostu to 32-36 ° C.

W porównaniu z A. flavus, grzybnia A. oryzae jest bardziej kłaczkowata, zwykle z wiekiem staje się oliwkowa lub brązowa, podczas gdy kolonie A. flavus zachowują swój jasnozielono-żółty kolor..

Zarodnikowanie A. oryzae jest rzadsze, a konidia są większe, o średnicy 7 µm lub większej w porównaniu do 6,5 µm w przypadku A. flavus. Te dwa gatunki można łatwo pomylić; aby je dokładnie rozróżnić, należy użyć kilku znaków jednocześnie (Klich i Pitt 1988).

Genetyka

Sekwencjonowanie genomu A. oryzae, owiane tajemnicą przez dziesięciolecia, zostało ostatecznie opublikowane w 2005 r. Przez zespół składający się z 19 instytucji w Japonii, w tym Stowarzyszenia Piwowarstwa, Uniwersytetu Tohoku, Uniwersytetu Rolnictwa i Technologii w Japonii. Tokio (Machida et al. . 2005).

Jego materiał genetyczny, z 8 chromosomami po 37 milionów par zasad (104 geny), ma o 30% więcej genów niż A. fumigatus i A. nidulans.

Uważa się, że te dodatkowe geny biorą udział w syntezie i transporcie wielu metabolitów wtórnych, które nie są bezpośrednio zaangażowane w normalny wzrost i reprodukcję i zostały nabyte w trakcie procesu udomowienia..

Porównanie różnych genomów Aspergillus wykazało, że A. oryzae i A. fumigatus zawierały podobne geny płciowe.

Biogeografia

Koji jest przede wszystkim związany ze środowiskiem człowieka, ale poza tym obszarem pobrano również próbki z gleby i rozkładającego się materiału roślinnego. Poza Chinami, Japonią i resztą Dalekiego Wschodu odnotowano ją w Indiach, ZSRR, Czechosłowacji, Tahiti, Peru, Syrii, Włoszech, a nawet w Stanach Zjednoczonych i na Wyspach Brytyjskich..

Jednak A. oryzae rzadko obserwowano w klimacie umiarkowanym, ponieważ gatunek ten wymaga stosunkowo wysokich temperatur wzrostu..

Tradycyjne zastosowania i przemysł biotechnologiczny

Tradycyjnie A. oryzae był używany do:

  • Przygotowanie sosu sojowego i pasty ze sfermentowanej fasoli.
  • Poświęcanie ryżu, innych zbóż i ziemniaków w produkcji napojów alkoholowych, takich jak huangjiu, sake, makgeolli i shōchū.
  • Produkcja octu ryżowego (Barbesgaard et al.1992).

W przeszłości łatwo uprawiano go w różnych środowiskach naturalnych (marchew, zboża) lub syntetycznym (m.in. płyn Raulina)..

Ponieważ surowiec na sake to drobno zmielony ryż o niskiej zawartości amylozy, niskiej temperaturze żelatynizacji i białym sercu, cechy te zostały wykorzystane przez Japończyków, ponieważ ułatwiają penetrację grzybni A. oryzae. Ryż gotowany na parze miesza się z kōji w celu hydrolizy w ciągu dwóch do trzech dni.

W Chinach do sprowokowania fermentacji zbóż i produkcji różnych win zbożowych (huangjiu, 黄酒) stosuje się tradycyjne fermenty A. oryzae. Również do fermentacji soi, przygotuj sos sojowy (Jiangyou, 酱油), miso (weiceng, 味噌) i sos Tianmianjiang (甜面酱).

Postępy w inżynierii genetycznej doprowadziły do ​​wykorzystania A. oryzae w produkcji enzymów przemysłowych. Od lat 80-tych pierwsze zastosowania przemysłowe obejmowały wykorzystanie jego enzymów jako detergentów do prania, produkcji sera i ulepszania kosmetyków..

Obecnie procesy biotechnologiczne obejmują produkcję niektórych komercyjnych enzymów, takich jak alfa-amylaza, glukoamylaza, ksylanaza, glutaminaza, laktaza, kutynaza i lipaza..

W obliczu problemu emisji gazów cieplarnianych z paliw kopalnych wiele ośrodków badawczych jest zorientowanych na rozwój biopaliw z biomasy, metodami biotechnologicznymi inspirowanymi przemysłową produkcją sake ze skrobi ryżowej z wykorzystaniem A. oryzae i jej enzymów..

Niektóre osoby z niską tolerancją na cukier mleczny (lub laktozę) mogą odnieść korzyści z produkcji mleka o niskiej zawartości laktozy, gdzie enzym hydrolizujący laktozę (lub laktazę) można przygotować z A. oryzae, która jest uważana za.

Bibliografia

  1. Barbesgaard P. Heldt-Hansen H. P. Diderichsen B. (1992) On the safety of Aspergillus royzae: a review. Applied Microbiology and Biotechnology 36: 569-572.
  2. Domsch K.H., Gams W., Anderson T.H. (1980) Kompendium grzybów glebowych. Academic Press, Nowy Jork.
  3. Klich M.A., Pitt J.I. (1988) Odróżnienie Aspergillus flavus od A. parasiticus i innych blisko spokrewnionych gatunków. Trans Br Mycol Soe 91: 99–108.
  4. Machida, M., Asai, K., Sano, M., Tanaka, T., Kumagai, T., Terai, G.,… & Abe, K. (2005) Genome sequencing and analysis of Aspergillus oryzae Nature 438 (7071 ): 1157-1161.
  5. Raper K.B., Fennell D.I. (1965) rodzaj Asperoillus. Williams i Wilkins, Baltimore.
  6. Samson RA, Pitt JI (1990) Nowoczesne koncepcje w klasyfikacji Penicillium i Aspergillus. Plenum Press, Nowy Jork.

Jeszcze bez komentarzy