Характеристики, таксономия, морфология и применение Aspergillus oryzae



Aspergillus oryzae, также известный как коджи, является микроскопическим, аэробным и нитчатым грибом из класса Ascomycetes, который принадлежит к «благородным» плесени. Этот вид использовался в течение тысячелетий в Китае, Японии и других странах Восточной Азии, особенно для ферментации сои и риса.

Гриб A. oryzae выращивался в пищу более 2000 лет китайцами, которые называли его qū или qü (ch 'u) (Barbesgaard et al. 1992). В средневековый период японцы учились у китайцев и называли это кодзи.

В конце 19-го века западный мир узнал об этом грибке; Немецкий профессор Герман Альбург, которого пригласили преподавать в Токийскую медицинскую школу, проанализировал фермент кодзи, используемый для приготовления сакэ.

Он идентифицировал в коджи форму, которую он назвал Eurotium oryzae (в 1876 году), а позже в 1883 году немецкий микробиолог Фердинанд Юлиус Кон переименовал в Aspergillus oryzae..

индекс

  • 1 Таксономия
  • 2 Морфология
  • 3 Генетика
  • 4 Биогеография
  • 5 Традиционное использование и биотехнологическая промышленность
  • 6 Библиография

таксономия

  • Домен: Эукариота.
  • Королевство: Грибы.
  • Тип: Аскомикота.
  • Подфилум: Пезизомикотина.
  • Класс: евротиомицеты.
  • Заказ: Eurotiales.
  • Семья: Trichocomaceae.
  • Род: Аспергилл.

морфология

Вначале культура гриба проявляет беловатый цвет, затем она становится желтовато-зеленой. У этой плесени полового размножения не наблюдалось, но бесполые споры (конидии) легко различимы и выделяются в воздух..

Конидиеносцы гиалиновые и в основном имеют грубые стенки. Некоторые изоляты преимущественно однополостные, другие преимущественно бисерийные. Конидии крупные и гладкие или мелко шероховатые. Оптимальная температура роста составляет 32-36 ° С.

По сравнению с A. flavus мицелий A. oryzae является более хлопьевидным, обычно с возрастом становится оливковым или коричневым, в то время как колонии A. flavus сохраняют ярко-зеленовато-желтый цвет.

Споруляция A. oryzae более редкая, а конидии больше, диаметром 7 мкм или более по сравнению с 6,5 мкм A. flavus. Эти два вида легко спутать; чтобы точно их различать, необходимо использовать несколько символов одновременно (Klich и Pitt 1988).

генетика

Секвенирование генома A. oryzae, на протяжении десятилетий охваченное ореолом тайны, было окончательно опубликовано в 2005 году группой, в которую вошли 19 учреждений в Японии, в том числе Ассоциация пивоварения, Университет Тохоку, Сельскохозяйственный и технологический университет Токио (Мачида и др., 2005).

Его генетический материал с 8 хромосомами из 37 миллионов пар оснований (104 гена) содержит на 30% больше генов, чем A. fumigatus и A. nidulans.

Считается, что эти дополнительные гены участвуют в синтезе и транспорте многих вторичных метаболитов, которые непосредственно не участвуют в нормальном росте и размножении и были приобретены в процессе одомашнивания..

Сравнение нескольких геномов Aspergillus показало, что A. oryzae и A. fumigatus содержали сходные гены половой природы.

биогеография

Коджи в основном связан с окружающей средой человека, но за пределами этой области он также отбирается в почве и в разлагающемся растительном материале. Помимо Китая, Японии и остальной части Дальнего Востока, об этом сообщалось в Индии, СССР, Чехословакии, Таити, Перу, Сирии, Италии и даже в Соединенных Штатах и ​​на Британских островах..

Однако A. oryzae редко наблюдается в умеренном климате, так как этот вид требует относительно теплых температур роста..

Традиционное использование и биотехнологическая промышленность

Традиционно A. oryzae использовался для:

  • Сделать соевый соус и бобовую пасту.
  • Сакарифицировать рис, другие зерновые культуры и картофель при производстве алкогольных напитков, таких как хуанцзю, саке, макгеолли и шучу.
  • Производство рисовых уксусов (Barbesgaard et al.1992).

Исторически он был легко выращен в различных природных условиях (морковь, злаки) или синтетических (жидкость Раулина, среди других).

Поскольку исходным материалом для саке является тонкоизмельченный рис с низким содержанием амилозы, низкой температурой желатинизации и белым сердцем, эти характеристики были использованы японцами, поскольку они облегчают проникновение в мицелий A. oryzae. Пропаренный рис смешивают с кодзи для гидролиза в течение двух или трех дней.

В Китае традиционные ферменты A. oryzae используются, чтобы вызвать брожение злаков и дать несколько злаковых вин (huangjiu, 黄酒). Также для ферментации сои приготовьте соевый соус (Jiangyou, 酱油), мисо (weiceng, 味噌) и соус tianmianjiang (甜面酱).

Достижения в области генной инженерии привели к использованию A. oryzae в производстве промышленных ферментов. С 1980-х годов первые промышленные применения включали использование его ферментов в качестве моющих средств, производство сыра и косметическое улучшение..

В настоящее время биотехнологические процессы включают производство определенных коммерческих ферментов, таких как альфа-амилаза, глюкоамилаза, ксиланаза, глутаминаза, лактаза, кутиназа и липаза..

Столкнувшись с проблемой выбросов парниковых газов от ископаемого топлива, многие исследовательские центры ориентированы на разработку биотоплива из биомассы с помощью биотехнологических методов, основанных на промышленном производстве рисового крахмала с использованием А Oryzae и его ферменты.

Некоторым людям с низкой толерантностью к молочному сахару (или лактозе) может быть выгодно производство молока с низким содержанием лактозы, где фермент гидролизующий лактозу (или лактазу) может быть получен из A. oryzae, который считается безопасная плесень.

библиография

  1. Барбесгаард П. Хельдт-Хансен Х. П. Дидерихсен Б. (1992) О безопасности Aspergillus royzae: обзор. Прикладная микробиология и биотехнология 36: 569-572.
  2. Домш К.Х., Гамс В., Андерсон Т.Х. (1980) Сборник почвенных грибов. Академическая пресса, Нью-Йорк.
  3. Клих М.А., Питт Ю.И. (1988) Дифференциация Aspergillus flavus от A. parasiticus и других близкородственных видов. Trans Br Mycol Soe 91: 99-108.
  4. Мачида М., Асаи К., Сано М., Танака Т., Кумагай Т., Терай Г., ... и Абэ К. (2005) Секвенирование генома и анализ Aspergillus oryzae Nature 438 (7071) ): 1157-1161.
  5. Рапер К.Б., Феннелл Д.И. (1965) Род Asperoillus. Уильямс и Уилкинс, Балтимор.
  6. Самсон Р.А., Питт Дж.И. (1990). Современные концепции классификации пенициллиев и аспергилл. Пленум Пресс, Нью-Йорк.