Aspergillus oryzae karakteristike, taksonomija, morfologija i uporaba



Aspergillus oryzae, također poznat kao kōji, je mikroskopska, aerobna i filamentozna gljiva klase Ascomycetes, koja pripada "plemenitim" kalupima. Ova vrsta se već tisućama godina koristi u kineskim, japanskim i drugim istočnoazijskim zemljama, posebno za fermentaciju soje i riže.

Gljivice A. oryzae uzgajaju se za hranu više od 2000 godina od strane Kineza, koji su ga nazvali qū ili qü (ch 'u) (Barbesgaard et al.1992). U srednjem vijeku Japanci su učili od Kineza i nazvali ga kōji.

Krajem 19. stoljeća zapadni je svijet postao svjestan te gljive; Njemački profesor Herman Ahlburg, koji je bio pozvan da podučava na Tokijskoj medicinskoj školi, analizirao je k usedji ferment koji se koristi u sakeu.

U k aji je identificirao kalup koji je nazvao Eurotium oryzae (1876.), a kasnije ga je 1883. preimenovao njemački mikrobiolog Ferdinand Julius Cohn kao Aspergillus oryzae.

indeks

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

taksonomija

  • Domena: Eukaryota.
  • Kraljevstvo: Gljive.
  • Tip: Ascomycota.
  • Podvrsta: Pezizomycotina.
  • Klasa: Eurotiomycetes.
  • Redoslijed: Eurotiales.
  • Obitelj: Trichocomaceae.
  • Rod: Aspergillus.

morfologija

U početku, kultura gljiva pokazuje bjelkastu boju, a zatim žućkasto zelena. U ovom kalupu nije zabilježena spolna reprodukcija, ali se nespolne spore (konidije) lako razlikuju i oslobađaju se u zrak..

Konidiofori su hijalinski i uglavnom imaju grube zidove. Neki izolati su pretežno uniserirani, a drugi pretežno biseries. Konidije su velike i glatke ili fino grube. Optimalna temperatura rasta je 32-36 ° C.

U usporedbi s A. flavus, micelij bakterije A. oryzae je više flokulent, obično s godinama postaje maslinasto ili smeđe, dok kolonije A. flavus zadržavaju svijetlo zelenkasto žutu boju.

Sporulacija A. oryzae je rijetka i konidije su veće, promjera 7 μm ili više u usporedbi s 6,5 μm A. flavus. Dvije su vrste lako zbuniti; da bi ih točno razlikovali, istodobno se mora koristiti nekoliko znakova (Klich i Pitt 1988).

genetika

Sekvenciranje genoma A. oryzae, pokriveno desetljećima pod halo misterija, konačno je objavljeno 2005. godine od strane tima koji je uključivao 19 institucija u Japanu, uključujući Brewing Association, Tohoku University, Sveučilište za poljoprivredu i tehnologiju. Tokio (Machida et al., 2005).

Njegov genetski materijal, s 8 kromosoma od 37 milijuna parova baza (104 gena), ima 30% više gena od A. fumigatus i A. nidulans.

Vjeruje se da su ti dodatni geni uključeni u sintezu i transport mnogih sekundarnih metabolita koji nisu izravno uključeni u normalan rast i razmnožavanje, te su dobiveni tijekom procesa udomaćivanja..

Usporedba nekoliko genoma Aspergillusa pokazala je da su A. oryzae i A. fumigatus sadržavali slične gene seksualne prirode.

biogeografija

Kōji se uglavnom povezuje s ljudskom okolinom, ali izvan tog područja također se uzorkuje u tlu i raspadanju biljnog materijala. Osim Kine, Japana i ostatka Dalekog istoka, zabilježeno je u Indiji, SSSR-u, Čehoslovačkoj, Tahitiju, Peruu, Siriji, Italiji, pa čak iu Sjedinjenim Državama i Britanskim otocima..

Međutim, A. oryzae se rijetko primjećuje u umjerenim klimatskim uvjetima, jer ova vrsta zahtijeva relativno tople temperature rasta..

Tradicionalna uporaba i biotehnološka industrija

Tradicionalno se A. oryzae koristi za:

  • Napravite umak od soje i fermentiranu pasažu graha.
  • U proizvodnji alkoholnih pića, kao što su huangjiu, sake, makgeolli i shōchū, urezati rižu, druga žitarica i krumpir.
  • Proizvodnja rižinih octa (Barbesgaard et al.1992).

Povijesno gledano, lako se gaji u različitim prirodnim sredinama (mrkva, žitarice) ili sintetički (tekućina Raulin, među ostalima).

Budući da je sirovina sake fino samljeveni riž s niskim sadržajem amiloze, niskom temperaturom želatinizacije i bijelim srcem, te su osobine iskorištene od strane Japanaca, jer olakšavaju prodiranje micelija A. oryzae. Pirinač na pari miješa se s kōji koji se hidrolizira u dva ili tri dana.

U Kini se tradicionalni fermenti A. oryzae koriste za izazivanje fermentacije žitarica i za davanje nekoliko žitarica (huangjiu,). Također za fermentaciju soje, pripremiti umak od soje (Jiangyou, 酱油), miso (weiceng, 味噌) i tianmianjiang umak ().

Napredak u genetskom inženjeringu doveo je do upotrebe A. oryzae u proizvodnji industrijskih enzima. Od 1980-ih, prve industrijske primjene uključivale su uporabu njegovih enzima kao deterdženata za pranje rublja, proizvodnju sira i poboljšanje kozmetike.

Trenutno, biotehnološki procesi uključuju proizvodnju određenih komercijalnih enzima kao što su alfa-amilaza, glukoamilaza, ksilanaza, glutaminaza, laktaza, cutinaza i lipaza..

Suočeni s problemom emisija stakleničkih plinova iz fosilnih goriva, mnogi istraživački centri usmjereni su prema razvoju biogoriva iz biomase, biotehnološkim metodama inspiriranim industrijskom proizvodnjom sakea od riže, korištenjem A Oryzae i njegovi enzimi.

Nekim osobama s malom tolerancijom na mliječni šećer (ili laktozu) može se pridonijeti proizvodnja mlijeka s niskom razinom laktoze, gdje se enzim (ili laktaza) može proizvesti laktoza iz A. oryzae, što se smatra siguran kalup.

bibliografija

  1. Barbesgaard P. Heldt-Hansen H. P. Diderichsen B. (1992) O sigurnosti Aspergillus royzae: pregled. Applied Microbiology i Biotechnology 36: 569-572.
  2. Domsch K.H., Gams W., Anderson T.H. (1980) Sažetak gljiva u tlu. Academic Press, New York.
  3. Klich M.A., Pitt J.I. (1988) Diferencijacija Aspergillus flavus iz A. parasiticus i drugih srodnih vrsta. Trans Br Mycol Soe 91: 99-108.
  4. Machida, M., Asai, K., Sano, M., Tanaka, T., Kumagai, T., Terai, G., ... i Abe, K. (2005) Sekvenciranje genoma i analiza Aspergillus oryzae Nature 438 (7071) ): 1157-1161.
  5. Raper K.B., Fennell D.I. (1965) Rod Asperoillus. Williams i Wilkins, Baltimore.
  6. Samson RA, Pitt JI (1990) Moderni koncepti u klasifikaciji Penicillium i Aspergillus. Plenum Press, New York.