ASPERGILLUS ORYZAE: CHARAKTERYSTYKA, MORFOLOGIA I ZASTOSOWANIA - BIOLOGIA - 2026

Aspergillus oryzae , znany również jako kōji, to mikroskopijny, tlenowy grzyb 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 i in. 1992). W średniowieczu Japończycy uczyli się od Chińczyków i nazywali to kōji.

Autor: Yulianna.x, 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 r.), A później w 1883 r. Niemiecki mikrobiolog Ferdinand Julius Cohn nazwał ją Aspergillus oryzae.

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 rozróżnienia 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 jasnozielono-żółty kolor.

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

Genetyka

Sekwencjonowanie genomu A. oryzae, owiane tajemnicą przez dziesięciolecia, zostało ostatecznie opublikowane w 2005 roku przez zespół, który obejmował 19 instytucji w Japonii, w tym Stowarzyszenie Piwowarskie, Uniwersytet Tohoku, Uniwersytet Rolniczo-Techniczny w Japonii. Tokio (Machida i wsp. 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 głównie kojarzony 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:

• Przygotuj sos sojowy i pastę ze sfermentowanej fasoli.
• Poświęcaj ryż, inne zboża i ziemniaki w produkcji napojów alkoholowych, takich jak huangjiu, sake, makgeolli i shōchū.
• Produkcja octu ryżowego (Barbesgaard i in. 1992).

Historycznie była łatwo uprawiana w różnych środowiskach naturalnych (marchew, zboża) lub syntetycznych (m.in. Raulin liquid).

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

W Chinach tradycyjny ferment A. oryzae jest używany do wywoływania fermentacji zbóż i wytwarzania różnych win zbożowych (huangjiu, 黄酒). 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 skrobi ryżowej, z wykorzystaniem A oryzae i jej enzymy.

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 pewnie pleśń.

Bibliografia

1. Barbesgaard P. Heldt-Hansen HP Diderichsen B. (1992) O bezpieczeństwie Aspergillus royzae: przegląd. Applied Microbiology and Biotechnology 36: 569-572.
2. Domsch KH, Gams W., Anderson TH (1980) Compendium of soil fungi. Academic Press, Nowy Jork.
3. Klich MA, Pitt JI (1988) Differentiation of Aspergillus flavus from A. parasiticus i inne blisko spokrewnione gatunki. 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 KB, Fennell DI (1965) The genus Asperoillus. Williams i Wilkins, Baltimore.
6. Samson RA, Pitt JI (1990) Nowoczesne koncepcje w klasyfikacji Penicillium i Aspergillus. Plenum Press, Nowy Jork.