Aspergillus oryzae īpašības, taksonomija, morfoloģija un lietojums



Aspergillus oryzae, pazīstams arī kā kōji, ir mikroskopiska, aerobiska un filamenta sēne no Ascomycetes klases, kas pieder pie "noble" veidnēm. Šī suga ir izmantota tūkstošiem gadu Ķīnas, Japānas un citās Austrumāzijas valstīs, īpaši sojas un rīsu fermentēšanai.

Ķīnieši, kas to sauca par qū vai qü (ch 'u) (Barbesgaard et al. 1992), vairāk nekā 2000 gadus ir audzējuši A. oryzae sēnītes. Viduslaiku periodā japāņi mācījās no ķīniešu un sauca par kōji.

19. gs. Beigās rietumu pasaule uzzināja par šo sēnīti; Vācu profesors Herman Ahlburg, kurš tika uzaicināts mācīties Tokijas Medicīnas skolā, analizēja kōji fermentu, ko izmantoja, lai iegūtu.

K identifiedji veidnē viņš identificēja, ka viņš nosaukts Eurotium oryzae (1876. gadā) un vēlāk 1883. gadā to pārdēvēja vācu mikrobiologs Ferdinands Jūlijs Cohns kā Aspergillus oryzae..

Indekss

  • 1 Taksonomija
  • 2 Morfoloģija
  • 3 Ģenētika
  • 4 Biogeogrāfija
  • 5 Tradicionālie izmantošanas veidi un biotehnoloģijas nozare
  • 6 Bibliogrāfija

Taksonomija

  • Domēns: Eukaryota.
  • Karaliste: Fungi.
  • Patvērums: Ascomycota.
  • Apakškopība: Pezizomycotina.
  • Klase: Eurotiomycetes.
  • Pasūtījums: Eurotiales.
  • Ģimene: Trichocomaceae.
  • Ģints: Aspergillus.

Morfoloģija

Sākotnēji sēnītes kultūra uzrāda baltu krāsu, tad tā kļūst dzeltenīgi zaļa. Šajā veidnē nav novērota seksuāla reprodukcija, bet asexual sporas (konidijas) ir viegli atšķirt un izdalās gaisā..

Konidiofori ir hialīni un pārsvarā ir neapstrādātas sienas. Daži izolāti pārsvarā ir uniseriate, citi pārsvarā ir biseries. Konidija ir liela un gluda vai smalki raupja. Optimālā augšanas temperatūra ir 32-36 ° C.

Salīdzinot ar A. flavus, A. oryzae micēlijs ir vairāk flokulants, parasti tas kļūst par olīvu vai brūnu ar vecumu, savukārt A. flavus kolonijas saglabā spilgti zaļgani dzeltenu krāsu.

A. oryzae sporulācija ir retāka un konidija ir lielāka, ar diametru 7 μm vai vairāk, salīdzinot ar 6,5 μm A. flavus. Abas sugas ir viegli sajaukt; lai tos precīzi atšķirt, vienlaikus jāizmanto vairākas rakstzīmes (Klich un Pitt 1988).

Ģenētika

A. oryzae genoma sekvencēšanu, kas jau vairākus gadu desmitus ir bijusi noslēpumainā, beidzot 2005. gadā publicēja komanda, kurā bija 19 iestādes Japānā, tostarp alus darītavas asociācija, Tohoku universitāte, Lauksaimniecības un tehnoloģiju universitāte. Tokija (Machida et al., 2005).

Tās ģenētiskajam materiālam, kurā ir 8 hromosomas ar 37 miljoniem bāzu pāru (104 gēni), ir 30% vairāk gēnu nekā A. fumigatus un A. nidulans..

Tiek uzskatīts, ka šie papildu gēni ir iesaistīti daudzu sekundāro metabolītu sintēzes un transportēšanas procesā, kas nav tieši iesaistīti normālā augšanā un vairošanās procesā, un tika iegūti visā mājas apstākļos..

Vairāku Aspergillus genomu salīdzinājums atklāja, ka A. oryzae un A. fumigatus satur līdzīgus dzimumtieksmes gēnus.

Biogeogrāfija

Kšji galvenokārt ir saistīts ar cilvēka vidi, bet ārpus šīs teritorijas ir ņemti paraugi arī augsnē un sadalot augu materiālus. Izņemot Ķīnu, Japānu un pārējos Tālo Austrumu reģionus, par to ziņots Indijā, PSRS, Čehoslovākijā, Taitī, Peru, Sīrijā, Itālijā un pat Amerikas Savienotajās Valstīs un Britu salās.

Tomēr mērenā klimatā A. oryzae reti ir novērota, jo šai sugai vajadzīgas relatīvi siltas augšanas temperatūras..

Tradicionālie izmantošanas veidi un biotehnoloģijas nozare

Tradicionāli A. oryzae ir izmantots, lai:

  • Padariet sojas mērci un raudzētu pupiņu pastu.
  • Sacarificē rīsu, citu graudu un kartupeļu ražošanu alkoholisko dzērienu ražošanā, piemēram, huangjiu, sake, makgeolli un shōchū.
  • Rīsu etiķu ražošana (Barbesgaard et al. 1992).

Vēsturiski tas ir viegli audzēts dažādās dabīgās vidēs (burkāni, graudaugi) vai sintētiskā veidā (cita starpā arī Raulin šķidrums)..

Tā kā šī izejviela ir smalki sasmalcināti rīsi ar zemu amilozes saturu, zema želatizācijas temperatūra un balta sirds, šie raksturlielumi ir izmantoti japāņu valodā, jo tie atvieglo A. oryzae micēlija iekļūšanu. Tvaicētus rīsus sajauc ar hidrolizējamo kōji divās vai trīs dienās.

Ķīnā tradicionālie A. oryzae fermenti tiek izmantoti, lai radītu labības fermentāciju un sniegtu vairākus graudaugu vīnus (huangjiu,). Arī fermentēt sojas, pagatavot sojas mērci (Jiangyou, 酱油), miso (weiceng, 味噌) un tianmianjiang mērci (甜面酱).

Gēnu inženierijas attīstība ir novedusi pie A. oryzae lietošanas rūpniecisko fermentu ražošanā. Kopš 20. gadsimta astoņdesmitajiem gadiem pirmais rūpnieciskais pielietojums ir saistīts ar tā fermentu lietošanu veļas mazgāšanas līdzekļos, siera ražošanā un kosmētikas uzlabošanā..

Pašlaik biotehnoloģiskie procesi ietver noteiktu komerciālu fermentu, piemēram, alfa-amilāzes, glikoamilāzes, ksilanāzes, glutamināzes, laktāzes, cutināzes un lipāzes ražošanu..

Saskaroties ar fosilā kurināmā radīto siltumnīcefekta gāzu emisiju problēmu, daudzi pētniecības centri ir orientēti uz biodegvielas attīstību no biomasas, izmantojot biotehnoloģijas metodes, kuru pamatā ir rīsu cietes ražošanas rūpnieciskā ražošana, izmantojot A. Oryzae un tās fermenti.

Daži cilvēki ar nelielu toleranci pret piena cukuru (vai laktozi) var gūt labumu no piena zemas laktozes, kur laktozes hidrolizējošais enzīms (vai laktāzes) var tikt pagatavots no A. oryzae, ražošanu. droša pelējuma.

Bibliogrāfija

  1. Barbesgaard P. Heldt-Hansen H. P. Diderichsen B. (1992) Par Aspergillus royzae drošību: pārskats. Applied Microbiology and Biotechnology 36: 569-572.
  2. Domsch K.H., Gams W., Anderson T.H. (1980) Augsnes sēņu apkopojums. Akadēmiskā prese, Ņujorka.
  3. Klich M.A., Pitt J.I. (1988) Aspergillus flavus diferenciācija no A. parasiticus un citām cieši saistītām sugām. 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 genoma sekvencēšana un analīze 438 (7071) ): 1157-1161.
  5. Raper K.B., Fennell D.I. (1965) Asperoillus ģints. Williams un Wilkins, Baltimore.
  6. Samsons RA, Pits JI (1990) Modernās koncepcijas Penicillium un Aspergillus klasifikācijā. Plenum Press, Ņujorka.