ASPERGILLUS ORYZAE: ХАРАКТЕРИСТИКИ, МОРФОЛОГИЯ И ПРИЛОЖЕНИЯ - БИОЛОГИЯ - 2025

Aspergillus oryzae, известен още като kōji, е микроскопична, аеробна, нишковидна гъба от клас Ascomycetes, която принадлежи към „благородните“ плесени. Този вид се използва от хилядолетия в китайската, японската и друга източноазиатска кухня, особено за ферментиране на соя и ориз.

Гъбичката A. oryzae се отглежда за храна повече от 2000 години от китайците, които я нарекли qū или qü (ch 'u) (Barbesgaard et al. 1992). В средновековния период японците се научили от китайците и го нарекли kōji.

От Yulianna.x, от Wikimedia Commons

В края на 19 век западният свят осъзнава тази гъбичка; Германският професор Херман Албург, който беше поканен да преподава в Токийското медицинско училище, анализира фермента на киджи, използван при правенето на саке.

Той идентифицира мухъл по kjiji, който той нарече Eurotium oryzae (през 1876 г.) и по-късно е преименуван през 1883 г. от немския микробиолог Фердинанд Юлий Кон като Aspergillus oryzae.

таксономия

• Домен: Eukaryota
• Гъбично царство.
• Тип: Аскомикота.
• Подфил: Pezizomycotina.
• Клас: Eurotiomycetes.
• Поръчка: Eurotiales.
• Семейство: Trichocomaceae.
• Род: Аспергилус.

морфология

Първоначално културата на гъбата показва белезникав цвят, след това тя става жълтеникаво-зелена. Сексуалната репродукция не е наблюдавана в тази плесен, но асексуалните спори (конидии) се различават лесно и се изпускат във въздуха.

Конидиофорите са хиалинови и най-вече имат груби стени. Някои изолати са предимно едносерийни, други предимно бисериати. Конидиите са големи и гладки или фино грапави. Оптималната температура на растеж е 32-36 ° C.

В сравнение с A. flavus, мицелът на A. oryzae е по-флокулентна, обикновено с възрастта става маслиново или кафяво, докато колониите от A. flavus запазват ярко зеленикаво-жълт цвят.

Спороването на A. oryzae е по-рядко, а конидиите са по-големи, с диаметър 7 µm или повече в сравнение с 6.5 µm за A. flavus. Двата вида лесно се бъркат; за да ги различим точно, трябва да се използват няколко знака едновременно (Klich и Pitt 1988).

генетика

Последователността на генома A. oryzae, обвита в мистерия от десетилетия, най-накрая беше публикувана през 2005 г. от екип, включващ 19 институции в Япония, включително Асоциацията по пивоварство, Университета Тохоку, Университета по земеделие и технологии в Япония. Токио (Machida et al. 2005).

Генетичният му материал, с 8 хромозоми от 37 милиона базови двойки (104 гена), има 30% повече гени от A. fumigatus и A. nidulans.

Смята се, че тези допълнителни гени участват в синтеза и транспорта на много вторични метаболити, които не участват пряко в нормалния растеж и възпроизводството и са били придобити по време на процеса на опитомяване.

Сравнението на различни геноми на Aspergillus разкри, че A. oryzae и A. fumigatus съдържат подобни геноподобни гени.

биогеография

Коджи се свързва предимно с човешката среда, но извън тази зона, също е взета проба в почва и разлагащ се растителен материал. Освен в Китай, Япония и останалата част от Далечния Изток се съобщава в Индия, СССР, Чехословакия, Таити, Перу, Сирия, Италия и дори в САЩ и Британските острови.

Въпреки това, A. oryzae рядко се наблюдава при умерен климат, тъй като този вид изисква относително топли температури на растеж.

Традиционни приложения и биотехнологична индустрия

Традиционно A. oryzae се използва за:

• Направете соев сос и ферментирала паста от боб.
• Сакаризирайте ориза, други зърнени храни и картофи за приготвяне на алкохолни напитки като хуанджиу, саке, макгеоли и шōху.
• Производство на оризови оцети (Barbesgaard et al. 1992).

В исторически план лесно се култивира в различни естествени (моркови, зърнени култури) или синтетични (течност Раулин, между другото).

Тъй като суровината за саке е фино смлян ориз с ниско съдържание на амилоза, ниска температура на желатинизация и бяло сърце, тези характеристики са били използвани от японците, тъй като улесняват проникването на мицела на A. oryzae. Пареният ориз се смесва с киджиите, за да се хидролизира за два до три дни.

В Китай традиционната ферментация на A. oryzae се използва за провокиране на ферментацията на зърнените култури и даване на различни зърнени вина (huangjiu, 黄酒). Освен това, за да ферментирате соя, пригответе соев сос (Jiangyou, 酱油), мисо (weiceng, 味噌) и сос Tianmianjiang (甜面酱).

Напредъкът в генното инженерство доведе до използването на A. oryzae при производството на индустриални ензими. От 80-те години на миналия век, първите индустриални приложения включват използването на неговите ензими като прахове за пране, производство на сирене и козметични подобрения.

Понастоящем биотехнологичните процеси включват производството на някои търговски ензими като алфа-амилаза, глюкоамилаза, ксиланаза, глутаминаза, лактаза, кутиназа и липаза.

Изправени пред проблема с емисиите на парникови газове от изкопаеми горива, много изследователски центрове са ориентирани към разработването на биогорива от биомаса, чрез биотехнологични методи, вдъхновени от индустриалното производство на оризово нишесте, използвайки A oryzae и неговите ензими.

Някои хора с ниска поносимост към млечна захар (или лактоза) могат да се възползват от производството на мляко с ниско съдържание на лактоза, където хидролизиращият ензим лактоза (или лактаза) може да се приготви от A. oryzae, което се счита за сигурна плесен.

библиография

1. Barbesgaard P. Heldt-Hansen HP Diderichsen B. (1992) За безопасността на Aspergillus royzae: преглед. Приложна микробиология и биотехнология 36: 569-572.
2. Domsch KH, Gams W., Anderson TH (1980) Компендиум от почвени гъби. Academic Press, Ню Йорк.
3. Klich MA, Pitt JI (1988) Диференциране на Aspergillus flavus от A. parasiticus и други близкородствени видове. Trans Br Mycol Soe 91: 99-108.
4. Machida, M., Asai, K., Sano, M., Tanaka, T., Kumagai, T., Terai, G.,… & Abe, K. (2005) секвениране на геноми и анализ на Aspergillus oryzae Nature 438 (7071): 1157-1161.
5. Raper KB, Fennell DI (1965) Родът Asperoillus. Уилямс и Уилкинс, Балтимор.
6. Samson RA, Pitt JI (1990) Съвременни концепции в класификацията на Penicillium и Aspergillus. Пленум Прес, Ню Йорк.