Značilnosti Aspergillus oryzae, taksonomija, morfologija in uporaba



Aspergillus oryzae, znan tudi kot kōji, je mikroskopska, aerobna in filamentozna gliva razreda Ascomycetes, ki spada v "plemenite" plesni. Ta vrsta se že tisočletja uporablja v kitajski, japonski in drugih vzhodnoazijskih državah, zlasti za fermentacijo soje in riža.

Glive A. oryzae gojijo za hrano več kot 2000 let Kitajci, ki so ga imenovali qū ali qü (ch 'u) (Barbesgaard et al. 1992). V srednjeveškem obdobju so se Japonci učili od Kitajcev in ga imenovali kōji.

Konec 19. stoletja se je zahodni svet zavedal te glive; Nemški profesor Herman Ahlburg, ki je bil povabljen, da poučuje na Tokijski šoli za medicino, je analiziral k usedji ferment, uporabljen pri sakeju.

V kōji je določil kalup, ki ga je imenoval Eurotium oryzae (leta 1876) in ga je leta 1883 preimenoval nemški mikrobiolog Ferdinand Julius Cohn kot Aspergillus oryzae.

Indeks

  • 1 Taksonomija
  • 2 Morfologija
  • 3 Genetika
  • 4 Biogeografija
  • 5 Tradicionalna uporaba in biotehnološka industrija
  • 6 Bibliografija

Taksonomija

  • Domena: Eukaryota.
  • Kraljevina: Glive.
  • Deblo: Ascomycota.
  • Podfil: Pezizomycotina.
  • Razred: Eurotiomycetes.
  • Naročilo: Eurotiales.
  • Družina: Trichocomaceae.
  • Rod: Aspergillus.

Morfologija

Sprva kultura glivice kaže belkasto barvo, nato pa postane rumenkasto zelena. V tem plesni ni bilo opaziti spolnega razmnoževanja, vendar pa se nespolne spore (konidije) zlahka razlikujejo in se sproščajo v zrak..

Konidiofori so hyaline in večinoma imajo grobe stene. Nekateri izolati so pretežno uniseriatni, drugi pretežno biseri. Konidije so velike in gladke ali fino grobe. Optimalna temperatura rasti je 32-36 ° C.

V primerjavi z A. flavus je micelij A. oryzae bolj flokulenten, običajno s starostjo postane oljk ali rjav, medtem ko kolonije A. flavus ohranijo svetlo zelenkasto rumeno barvo.

Sporulacija A. oryzae je redkejša, konidije pa večje, s premerom 7 μm ali več v primerjavi s 6,5 μm A. flavus. Dve vrsti sta lahko zmedeni; Da bi jih natančno razlikovali, je treba hkrati uporabiti več znakov (Klich in Pitt 1988).

Genetika

Zaporedje genomov A. oryzae, ki je že desetletja zajeto v halo skrivnosti, je leta 2005 objavila skupina, ki je vključevala 19 institucij na Japonskem, vključno z Brewing Association, Tohoku University, Univerzo za kmetijstvo in tehnologijo. Tokio (Machida et al., 2005).

Njegov genetski material z 8 kromosomi 37 milijonov baznih parov (104 geni) ima 30% več genov kot A. fumigatus in A. nidulans.

Domneva se, da so ti dodatni geni vključeni v sintezo in transport mnogih sekundarnih metabolitov, ki niso neposredno vključeni v normalno rast in razmnoževanje, in so bili pridobljeni skozi proces udomačevanja..

Primerjava več genomov Aspergillus je pokazala, da so A. oryzae in A. fumigatus vsebovali podobne gene spolne narave.

Biogeografija

Kōji je večinoma povezan z človeškim okoljem, vendar je izven tega območja vzorčen tudi v tleh in v razgradnem rastlinskem materialu. Poleg Kitajske, Japonske in preostalega Daljnega vzhoda so poročali v Indiji, ZSSR, Češkoslovaški, Tahitiju, Peruju, Siriji, Italiji in celo v Združenih državah in na Britanskih otokih..

Vendar pa je v orisih zmerno opaziti A. oryzae, saj ta vrsta zahteva relativno tople temperature rasti..

Tradicionalna uporaba in biotehnološka industrija

Tradicionalno se je A. oryzae uporabljal za:

  • Naredite sojino omako in fermentirano fižolno pasto.
  • Riž, druga zrna in krompir pridelujejo pri proizvodnji alkoholnih pijač, kot so huangjiu, sake, makgeolli in shōchū.
  • Proizvodnja riževih kisov (Barbesgaard et al.1992).

Zgodovinsko se je zlahka gojilo v različnih naravnih okoljih (korenje, žita) ali sintetično (Raulinova tekočina, med drugim).

Ker je surovina sake fino zmlet riž z nizko vsebnostjo amiloze, nizko temperaturo želatinizacije in belo srce, so te lastnosti izkoristili japonci, saj olajšujejo prodiranje micelija A. oryzae. Pari riž se zmeša s kōji, ki se hidrolizira v dveh ali treh dneh.

Na Kitajskem se tradicionalni fermenti A. oryzae uporabljajo za povzročanje fermentacije žit in dajanje več žitnih vin (huangjiu,). Tudi za fermentacijo soje, pripravo sojine omake (Jiangyou, mis), miso (weiceng, 味噌) in tianmianjiang omake ().

Napredek na področju genskega inženiringa je privedel do uporabe A. oryzae pri proizvodnji industrijskih encimov. Od osemdesetih let prejšnjega stoletja so prve industrijske uporabe vključevale uporabo njegovih encimov kot detergenti za pranje perila, proizvodnjo sira in izboljšanje kozmetike..

Trenutno biotehnološki postopki vključujejo proizvodnjo nekaterih komercialnih encimov, kot so alfa-amilaza, glukoamilaza, ksilanaza, glutaminaza, laktaza, cutinaza in lipaza..

Zaradi težav z emisijami toplogrednih plinov iz fosilnih goriv so številna raziskovalna središča usmerjena v razvoj biogoriv iz biomase z biotehnološkimi metodami, ki jih navdihuje industrijska proizvodnja riževih škrobov, z uporabo A Oryzae in njegovi encimi.

Nekaterim ljudem z majhno toleranco na mlečni sladkor (ali laktozo) lahko koristi pri proizvodnji mleka z nizko vsebnostjo laktoze, kjer se lahko encim za hidrolizo laktoze (ali laktaza) pripravi iz A. oryzae, ki velja za varni kalup.

Bibliografija

  1. Barbesgaard P. Heldt-Hansen H. P. Diderichsen B. (1992) O varnosti Aspergillus royzae: pregled. Applied Microbiology and Biotechnology 36: 569-572.
  2. Domsch K.H., Gams W., Anderson T.H. (1980) Zbirka talnih gliv. Academic Press, New York.
  3. Klich M.A., Pitt J.I. (1988) Diferenciacija Aspergillus flavus iz A. parasiticus in drugih sorodnih vrst. Trans Br Mycol Soe 91: 99-108.
  4. Machida, M., Asai, K., Sano, M., Tanaka, T., Kumagai, T., Terai, G., ... & Abe, K. (2005) Sekvenca genov in analiza Aspergillus oryzae Nature 438 (7071) ): 1157-1161.
  5. Raper K.B., Fennell D.I. (1965) Rod Asperoillus. Williams in Wilkins, Baltimore.
  6. Samson RA, Pitt JI (1990) Sodobni koncepti v klasifikaciji Penicillium in Aspergillus. Plenum Press, New York.