Характеристики Aspergillus oryzae, таксономія, морфологія та застосування



Aspergillus oryzae, також відомий як kōji, являє собою мікроскопічний, аеробний і ниткоподібний гриб, класу Ascomycetes, який належить до «благородних» форм. Цей вид використовувався протягом тисяч років у китайських, японських та інших країнах Східної Азії, особливо для ферментації сої та рису.

Грибок A. oryzae культивується для продовольства протягом більше 2000 років китайцями, які називали його qū або qü (ch 'u) (Barbesgaard et al.1992). У середньовічний період японці вивчали китайську мову і називали його k .ji.

Наприкінці 19-го століття західний світ усвідомив цей гриб; Німецький професор Герман Альбург, який був запрошений викладати в Токійській школі медицини, проаналізував ферму kōji, що використовується для саке..

Він визначив в kōji цвіль, який він назвав Eurotium oryzae (в 1876) і згодом був перейменований в 1883 році німецьким мікробіологом Фердінаном Юлієм Коном як Aspergillus oryzae.

Індекс

  • 1 Таксономія
  • 2 Морфологія
  • 3 Генетика
  • 4 Біогеографія
  • 5 Традиційне використання та біотехнологічна промисловість
  • 6 Бібліографія

Таксономія

  • Домен: Eukaryota.
  • Королівство: Гриби.
  • Тип: Ascomycota.
  • Субфіл: Пезізомікотіна.
  • Клас: Євротіоміцети.
  • Замовлення: Eurotiales.
  • Сім'я: Trichocomaceae.
  • Рід: Aspergillus.

Морфологія

Спочатку культура гриба проявляє білуватий колір, потім вона стає жовтувато-зеленою. У цій цвілі не спостерігається статевого розмноження, але безстатеві спори (конідії) легко розрізняти і випускаються в повітря.

Конідіофори гіалінові і переважно мають грубі стіни. Деякі ізоляти переважно є односерійними, інші - переважно бісерними. Конідії великі і гладкі або дрібно шорсткі. Оптимальна температура росту становить 32-36 ° С.

У порівнянні з A. flavus, міцелій A. oryzae є більш флокулянтним, зазвичай з віком стає оливковим або коричневим, тоді як колонії A. flavus зберігають яскраво-зеленувато-жовтий колір.

Споруляція A. oryzae більш розріджена, а конідії більші, діаметром 7 мкм або більше порівняно з 6,5 мкм A. flavus. Ці два види легко переплутати; щоб їх чітко відрізнити, необхідно одночасно використовувати декілька символів (Klich і Pitt 1988).

Генетика

Секвенування генома A. oryzae, яке протягом десятиліть охоплювалося ореолом таємниці, нарешті було опубліковано в 2005 році командою, яка включала 19 інститутів в Японії, включаючи Асоціацію пивоваріння, Університет Тохоку, Університет сільського господарства та технології Токіо (Machida et al., 2005).

Його генетичний матеріал, з 8 хромосомами 37 млн. Пар основ (104 гени), має на 30% більше генів, ніж A. fumigatus і A. nidulans.

Вважається, що ці додаткові гени беруть участь у синтезі і транспортуванні багатьох вторинних метаболітів, які безпосередньо не беруть участь у нормальному рості і розмноженні, і були придбані протягом всього процесу одомашнення..

Порівняння кількох геномів Aspergillus виявило, що A. oryzae і A. fumigatus містили подібні гени сексуального характеру.

Біогеографія

Kōji в основному пов'язаний з навколишнім середовищем людини, але за межами цієї області, він також був відібраний в грунті і в розкладанні рослинного матеріалу. Крім Китаю, Японії та решти Далекого Сходу, повідомлялося про це в Індії, СРСР, Чехословаччині, Таїті, Перу, Сирії, Італії і навіть у Сполучених Штатах і Британських островах.

Однак A. oryzae рідко спостерігається в помірному кліматі, оскільки цей вид вимагає відносно теплих температур росту..

Традиційне використання та біотехнологічна промисловість

Традиційно А. oryzae використовувався для:

  • Зробити соєвий соус і ферментовану квасолі.
  • Сакарифікують рис, інші зерна і картоплю у виробництві алкогольних напоїв, таких як хуанджіу, саке, макгеолі і шчучу.
  • Виробництво рисових оцтів (Barbesgaard et al.1992).

Історично він легко культивувався в різноманітних природних середовищах (моркву, крупу) або синтетичний (рідина Раулін, серед інших).

Оскільки сировина саке є тонко подрібненим рисом з низьким вмістом амілози, низькою температурою желатинізації і білим серцем, ці характеристики були використані японцями, оскільки вони полегшують проникнення міцелію A. oryzae. Рис, що пропарюється, змішується з гідролізатом kōji протягом двох або трьох днів.

У Китаї традиційні ферменти A. oryzae використовуються для того, щоб викликати ферментацію зернових і давати кілька вин (huangjiu,). Також для бродіння сої, приготування соєвого соусу (Jiangyou,), місо (weiceng, 味噌) і соус тіанм'янцзян ().

Досягнення генної інженерії призвели до використання A. oryzae у виробництві промислових ферментів. Починаючи з 1980-х років, перші промислові застосування включали використання його ферментів як пральних порошків, виробництва сиру та косметичного поліпшення..

В даний час біотехнологічні процеси включають виробництво деяких комерційних ферментів, таких як альфа-амілаза, глюкоамилаза, ксиланаза, глутаминаза, лактаза, кутиназа і ліпаза..

Зіткнувшись з проблемою викидів парникових газів від викопних видів палива, багато дослідницьких центрів орієнтовані на розробку біопалива з біомаси, за допомогою біотехнологічних методів, інспірованих промисловим виробництвом рисового крохмалю, з використанням Oryzae та його ферменти.

Деякі люди з незначною толерантністю до молочного цукру (або лактози) можуть бути використані при виробництві молока з низьким вмістом лактози, де фермент гідролізу лактози (або лактаза) може бути отриманий з A. oryzae, що вважається безпечна форма.

Бібліографія

  1. Barbesgaard P. Heldt-Hansen H. P. Diderichsen B. (1992) Про безпеку Aspergillus royzae: огляд. Applied Microbiology and Biotechnology 36: 569-572.
  2. Domsch K.H., Gams W., Anderson T.H. (1980) Збірник грунтових грибів. Academic Press, Нью-Йорк.
  3. Кліч М.А., Пітт Ю.І. (1988) Диференціація Aspergillus flavus з A. parasiticus та інших близьких видів. Транс Br Mycol Soe 91: 99-108.
  4. Мачида, М., Асаі, К., Сано, М., Танака, Т., Кумагай, Т., Терай, Г., ... & Абе, К. (2005) Секвенування геномів і аналіз Aspergillus oryzae Nature 438 (7071) ): 1157-1161.
  5. Raper K.B., Fennell D.I. (1965) Рід Asperoillus. Вільямс і Вілкінс, Балтимор.
  6. Самсон Р.А., Пітт JI (1990) Сучасні концепції класифікації Penicillium і Aspergillus. Plenum Press, Нью-Йорк.