Характеристики на Aspergillus oryzae, таксономия, морфология и приложения



Aspergillus oryzae, известен още като kōji, е микроскопична, аеробна и влакнеста гъбичка от класа Ascomycetes, която принадлежи към „благородните“ форми. Този вид се използва от хиляди години в китайски, японски и други източноазиатски страни, особено за ферментация на соя и ориз.

Гъбата A. oryzae се отглежда за храна за повече от 2000 години от китайците, които го наричат ​​qū или qü (ch 'u) (Barbesgaard et al.1992). През средновековието японците се учат от китайците и го наричат ​​kji.

В края на 19-ти век западният свят осъзнава тази гъба; Немският професор Херман Ахлбург, който беше поканен да преподава в Токийското медицинско училище, анализира ферментацията на kōji, използвана за саке..

Той идентифицира в kōji мухъл, който той нарича Eurotium oryzae (през 1876) и по-късно е преименуван през 1883 г. от немския микробиолог Фердинанд Юлий Кон като Aspergillus oryzae.

индекс

  • 1 Таксономия
  • 2 Морфология
  • 3 Генетика
  • 4 Биогеография
  • 5 Традиционни употреби и биотехнологична индустрия
  • 6 Библиография

таксономия

  • Домейн: Eukaryota.
  • Кралство: Гъби.
  • Тип: Ascomycota.
  • Субстил: Pezizomycotina.
  • Клас: Евротиомицети.
  • Поръчка: Eurotiales.
  • Семейство: Trichocomaceae.
  • Род: Aspergillus.

морфология

Първоначално културата на гъбата показва белезникав цвят, след това става жълтеникаво зелено. В тази плесен не е наблюдавано сексуално размножаване, но асексуалните спори (конидии) се различават лесно и се освобождават във въздуха..

Конидиофорите са хиалинни и най-често имат груби стени. Някои изолати са предимно унисерирани, други са предимно бисери. Конидиите са големи и гладки или фино груби. Оптималната температура на растеж е 32-36 ° C.

В сравнение с A. flavus, мицелът на A. oryzae е по-флокулентен, обикновено става маслинен или кафяв с възрастта, докато колониите на A. flavus запазват ярко зеленожълт цвят.

Спорообразуването на A. oryzae е по-рядко и конидиите са по-големи, с диаметър 7 μm или повече в сравнение с 6.5 μm от A. flavus. Двата вида са лесни за объркване; за да ги различи точно, трябва да се използват едновременно няколко знака (Klich and Pitt 1988).

генетика

Последователността на генома на A. oryzae, покрита от десетилетия под ореол на мистерията, беше публикувана през 2005 г. от екип, включващ 19 институции в Япония, включително Brewing Association, Tohoku University, Университета по земеделие и технологии. Токио (Machida et al., 2005).

Неговият генетичен материал, с 8 хромозоми от 37 милиона базови двойки (104 гена), има 30% повече гени от A. fumigatus и A. nidulans.

Счита се, че тези допълнителни гени участват в синтеза и транспорта на много вторични метаболити, които не са пряко включени в нормалния растеж и размножаване, и са придобити по време на процеса на опитомяване..

Сравнението на няколко гена на Aspergillus показва, че A. oryzae и A. fumigatus съдържат подобни гени със сексуален характер.

биогеография

Kōji се свързва главно с човешката околна среда, но извън тази област, също се взема проба в почвата и в разлагащия се растителен материал. Отделно от Китай, Япония и останалата част от Далечния изток, тя е съобщена в Индия, СССР, Чехословакия, Таити, Перу, Сирия, Италия и дори в Съединените щати и Британските острови..

Въпреки това, A. oryzae рядко се наблюдава при умерен климат, тъй като този вид изисква сравнително топли температури на растеж..

Традиционни приложения и биотехнологична индустрия

Традиционно A. oryzae е използван за:

  • Направете соев сос и ферментирала паста за зърна.
  • Оцветява ориз, други зърна и картофи при производството на алкохолни напитки, като например хуанджиу, саке, макгеоли и шчучу.
  • Производство на оризови оцети (Barbesgaard et al.1992).

Исторически тя е била култивирана лесно в различни природни среди (моркови, зърнени храни) или синтетични (течност от Raulin, наред с други).

Тъй като суровината на сакето е фино смлян ориз с ниско съдържание на амилоза, ниска температура на желатинизация и бяло сърце, тези характеристики са използвани от японците, тъй като те улесняват проникването на мицела на A. oryzae. Задушеният ориз се смесва с kōji, който се хидролизира за два или три дни.

В Китай традиционните ферменти на A. oryzae се използват за предизвикване на ферментация на зърнени култури и за даване на няколко зърнени вина (huangjiu,). Също така, за да ферментирате соята, пригответе соев сос (Jiangyou, 酱油), мисо (weiceng, 味噌) и сос от tianmianjiang ().

Напредъкът в генното инженерство доведе до използването на A. oryzae в производството на индустриални ензими. От 80-те години на миналия век първите промишлени приложения включват използването на неговите ензими като перилни детергенти, производство на сирене и козметични подобрения..

Понастоящем, биотехнологичните процеси включват производството на някои търговски ензими като алфа-амилаза, глюкоамилаза, ксиланаза, глутаминаза, лактаза, кутиназа и липаза..

Изправени пред проблема с емисиите на парникови газове от изкопаемите горива, много изследователски центрове са ориентирани към разработването на биогорива от биомаса, чрез биотехнологични методи, вдъхновени от промишленото производство на оризово нишесте, използвайки А Oryzae и неговите ензими.

Някои хора с малка поносимост към млечната захар (или лактозата) могат да се ползват от производството на мляко с ниско съдържание на лактоза, където лактозният хидролизиращ ензим (или лактаза) може да се приготви от A. oryzae, което се счита за безопасна плесен.

библиография

  1. Barbesgaard P. Heldt-Hansen H. P. Diderichsen B. (1992) За безопасността на Aspergillus royzae: преглед. Applied Microbiology and Biotechnology 36: 569-572.
  2. Domsch K.H., Gams W., Anderson T.H. (1980) Сборник на почвените гъби. Академик Прес, Ню Йорк.
  3. Klich M.A., Pitt J.I. (1988) Диференциране на Aspergillus flavus от A. parasiticus и други близки видове. Trans Br Mycol Soe 91: 99-108.
  4. Мачида, М., Асаи, К., Сано, М., Танака, Т., Кумагаи, Т., Тераи, Г., ... и Абе, К. (2005) Генетично секвениране и анализ на Aspergillus oryzae Nature 438 (7071) ): 1157-1161.
  5. Raper K.B., Fennell D.I. (1965) Род Asperoillus. Уилямс и Уилкинс, Балтимор.
  6. Samson RA, Pitt JI (1990) Съвременни концепции в класификацията на Penicillium и Aspergillus. Plenum Press, Ню Йорк.