Aspergillus oryzae omadused, taksonoomia, morfoloogia ja kasutusalad



Aspergillus oryzae, tuntud ka kui kōji, on Ascomycetes klassi mikroskoopiline, aeroobne ja filamentne seen, mis kuulub "üllas" vormidesse. Seda liiki on kasutatud tuhandeid aastaid Hiina, Jaapani ja teiste Ida-Aasia riikides, eriti soja ja riisi kääritamiseks.

Hiina, kes seda nimetasid qū või qü (ch 'u) (Barbesgaard et al. 1992), on kasvatanud rohkem kui 2000 aastat toiduainet A. oryzae. Keskajal õppisid jaapanlased hiina keelt ja kutsusid seda kōji.

19. sajandi lõpus sai lääne maailm sellest seenest teadlikuks; Saksa professor Herman Ahlburg, keda kutsuti Tokyo meditsiinikoolis õpetama, analüüsis kakeji fermentatsiooni, mida kasutati huvides.

Ta identifitseeris kōji vormis, mida ta nimetas Eurotium oryzae'ks (1876. aastal) ja hiljem nimetas ta 1883. aastal ümber Saksa mikrobioloog Ferdinand Julius Cohn Aspergillus oryzae'iks..

Indeks

  • 1 Taksonoomia
  • 2 Morfoloogia
  • 3 Geneetika
  • 4 Biogeograafia
  • 5 Traditsioonilised kasutusviisid ja biotehnoloogia
  • 6 Bibliograafia

Taksonoomia

  • Valdkond: Eukaryota.
  • Kuningriik: Fungi.
  • Varjupaik: Ascomycota.
  • Varjupaik: Pezizomycotina.
  • Klass: Eurotiomycetes.
  • Tellimus: Eurotiales.
  • Pere: Trichocomaceae.
  • Perekond: Aspergillus.

Morfoloogia

Esialgu näitab seente kultuuri valkjas värvus, siis muutub see kollakasroheliseks. Selles vormis ei ole täheldatud seksuaalset paljunemist, kuid aseksuaalsed eosed (conidia) on kergesti eristatavad ja vabanevad õhku..

Konidiofoorid on hüaliinsed ja enamasti on need töötlemata seinad. Mõned isolaadid on valdavalt uniseriate, teised valdavalt biseries. Koniidid on suured ja siledad või peeneteralised. Optimaalne kasvutemperatuur on 32-36 ° C.

Võrreldes A. flavus'ega on A. oryzae mütseel rohkem flokulentne, muutub tavaliselt vanusega oliiviks või pruuniks, samas kui A. flavus kolooniad säilitavad heleda rohekas kollase värvuse.

A. oryzae sporulatsioon on harvem ja koniidid on suuremad, läbimõõduga 7 μm või rohkem, võrreldes 6,5 μm A. flavus'ega. Neid kahte liiki on lihtne segi ajada; nende täpseks eristamiseks tuleb samaaegselt kasutada mitut märki (Klich ja Pitt 1988).

Geneetika

A. oryzae genoomi sekveneerimine, mis on aastakümnete jooksul kaetud müsteeriumiga, avaldati lõpuks 2005. aastal 19-le Jaapani asutusele, sealhulgas pruulimisühingule, Tohoku ülikoolile, Põllumajandus- ja Tehnoloogiaülikoolile. Tokyo (Machida et al., 2005).

Selle geneetiline materjal, milles on 8 kromosoomi 37 miljoni aluspaari (104 geeni), sisaldab 30% rohkem geene kui A. fumigatus ja A. nidulans.

Arvatakse, et need täiendavad geenid osalevad paljude sekundaarsete metaboliitide sünteesimisel ja transportimisel, mis ei ole otseselt seotud normaalse kasvuga ja paljunemisega ning on omandatud kogu kodustamisprotsessi vältel..

Mitmete Aspergillus genoomide võrdlus näitas, et A. oryzae ja A. fumigatus sisaldasid sarnaseid seksuaalse iseloomuga geene.

Biogeograafia

Kōji on seotud peamiselt inimkeskkonnaga, kuid väljaspool seda piirkonda on proovid võetud ka pinnasest ja taimse materjali lagunemisest. Lisaks Hiinale, Jaapanile ja ülejäänud Kaug-Idale on sellest teatatud Indias, NSVLis, Tšehhoslovakias, Tahitis, Peruus, Süürias, Itaalias ja isegi Ameerika Ühendriikides ja Briti saartel.

Siiski on A. oryzae'i mõõdukas kliimas väga harva täheldatud, kuna see liik vajab suhteliselt soojaid temperatuure..

Traditsioonilised kasutusviisid ja biotehnoloogia

Traditsiooniliselt on A. oryzae harjunud:

  • Tehke sojakaste ja kääritatud uba pasta.
  • Sacarify riisi, muid teraviljaid ja kartuleid alkohoolsete jookide tootmisel, nagu huangjiu, sake, makgeolli ja shōchū.
  • Riisiäädika tootmine (Barbesgaard et al. 1992).

Ajalooliselt on seda haritud kergesti mitmesugustes looduslikes keskkondades (porgandid, teraviljad) või sünteetilisel kujul (muu hulgas Raulini vedelik).

Kuna sake tooraine on peeneks jahvatatud, madala amüloosisisaldusega riis, madal geeliitumistemperatuur ja valge süda, on Jaapani poolt neid omadusi ära kasutatud, kuna need hõlbustavad A. oryzae mütseeli tungimist. Aurutatud riisi segatakse kahe või kolme päeva jooksul hüdrolüüsitavaks kōjiga.

Hiinas kasutatakse A. oryzae traditsioonilisi fermente teravilja kääritamiseks ja mitme teraviljaveini (huangjiu, 黄酒) saamiseks. Samuti kääritada soja, valmistada sojakastet (Jiangyou, 酱油), miso (weiceng, 味噌) ja tianmianjiang kastet (甜面酱).

Geenitehnoloogia edusammud on toonud kaasa A. oryzae kasutamise tööstuslike ensüümide tootmisel. Esimesed tööstuslikud kasutusviisid on alates 1980. aastatest hõlmanud selle ensüümide kasutamist pesupesemisvahenditena, juustu tootmisel ja kosmeetikatoodete parandamisel.

Praegu hõlmavad biotehnoloogilised protsessid teatud kaubanduslike ensüümide, näiteks alfa-amülaasi, glükoamülaasi, ksülanaasi, glutaminaasi, laktaasi, cutinaasi ja lipaasi tootmist..

Seistes silmitsi fossiilkütustest tulenevate kasvuhoonegaaside heitkogustega, on paljud uurimiskeskused orienteeritud biomassi biokütuste arendamisele biotehnoloogiliste meetoditega, mis on inspireeritud riisitärklise tööstuslikust tootmisest, kasutades A Oryzae ja selle ensüümid.

Mõned piima suhkru (või laktoosi) suhtes vähese tolerantsusega inimesed võivad saada madala laktoosisisaldusega piima, kus laktoosi hüdrolüüsiva ensüümi (või laktaasi) saab valmistada A. oryzae'st, mida peetakse ohutu vorm.

Bibliograafia

  1. Barbesgaard P. Heldt-Hansen H. P. Diderichsen B. (1992) Aspergillus royzae ohutuse kohta: ülevaade. Applied Microbiology and Biotechnology 36: 569-572.
  2. Domsch K.H., Gams W., Anderson T.H. (1980) Mulla seente kokkuvõte. Academic Press, New York.
  3. Klich M.A., Pitt J.I. (1988) Aspergillus flavuse diferentseerimine A. parasiticusest ja teistest lähedalt seotud liikidest. Trans Br Mycol Soe 91: 99-108.
  4. Machida, M., Asai, K., Sano, M., Tanaka, T., Kumagai, T., Terai, G., ... & Abe, K. (2005) Aspergillus oryzae Nature genoomide sekveneerimine ja analüüs 438 (7071) : 1157-1161.
  5. Raper K.B., Fennell D.I. (1965) Perekond Asperoillus. Williams ja Wilkins, Baltimore.
  6. Samson RA, Pitt JI (1990) Penicilliumi ja Aspergilluse klassifikatsiooni kaasaegsed mõisted. Plenum Press, New York.