Aspergillus oryzae kenmerken, taxonomie, morfologie en toepassingen

Aspergillus oryzae, ook bekend als kōji, is een microscopische, aërobe en filamenteuze schimmel van de Ascomycetes-klasse, die tot de "nobele" vormen behoort. Deze soort wordt al duizenden jaren in de Chinese, Japanse en andere Oost-Aziatische landen gebruikt, met name voor het vergisten van soja en rijst.

De schimmel A. oryzae wordt al meer dan 2000 jaar door de Chinezen gecultiveerd tot voedsel, die het qū of qü (ch 'u) noemde (Barbesgaard et al. 1992). In de middeleeuwen leerden de Japanners van de Chinezen en noemden het kōji.

Aan het einde van de 19e eeuw werd de westerse wereld zich bewust van deze schimmel; De Duitse professor Herman Ahlburg, die was uitgenodigd om les te geven aan de Tokyo School of Medicine, analyseerde het kōji-ferment dat werd gebruikt om sake te maken.

Hij identificeerde in de kōji een vorm die hij Eurotium oryzae noemde (in 1876) en werd later hernoemd in 1883 door de Duitse microbioloog Ferdinand Julius Cohn als Aspergillus oryzae.

index

• 1 Taxonomie
• 2 Morfologie
• 3 Genetica
• 4 Biogeografie
• 5 Traditioneel gebruik en biotechnologische industrie
• 6 Bibliografie

taxonomie

• Domein: Eukaryota.
• Kingdom: Fungi.
• Phylum: Ascomycota.
• Subphylum: Pezizomycotina.
• Klasse: Eurotiomycetes.
• Bestelling: Eurotiales.
• Familie: Trichocomaceae.
• Geslacht: Aspergillus.

morfologie

Aanvankelijk vertoont de cultuur van de schimmel een witachtige kleur, daarna wordt deze geelachtig groen. Er is geen seksuele voortplanting waargenomen in deze schimmel, maar de aseksuele sporen (conidia) zijn gemakkelijk te onderscheiden en komen vrij in de lucht.

De conidioforen zijn hyaline en hebben meestal ruwe muren. Sommige isolaten zijn overwegend onvermengd, andere overwegend biseries. De conidia zijn groot en glad of fijn ruw. De optimale groeitemperatuur is 32-36 ° C.

In vergelijking met A. flavus is het mycelium van A. oryzae meer vlokvormig, wordt het gewoonlijk ouderwets olijf of bruin, terwijl de kolonies van A. flavus de heldere groenachtige gele kleur behouden.

De sporulatie van A. oryzae is schaarser en de conidia zijn groter, met een diameter van 7 μm of meer in vergelijking met 6,5 μm van A. flavus. De twee soorten zijn gemakkelijk te verwarren; om ze nauwkeurig te onderscheiden, moeten meerdere karakters tegelijk worden gebruikt (Klich en Pitt 1988).

genetica

De sequentiebepaling van het genoom van A. oryzae, bedekt decennialang onder een aureool van mysterie werd uiteindelijk gepubliceerd in 2005 door een team dat 19 instellingen in Japan, met inbegrip van Cervecera Association, Tohoku University, de University of Agriculture and Technology opgenomen Tokio (Machida et al., 2005).

Het genetische materiaal, met 8 chromosomen van 37 miljoen basenparen (104 genen), heeft 30% meer genen dan A. fumigatus en A. nidulans.

Aangenomen wordt dat deze extra genen betrokken zijn bij de synthese en het transport van veel secundaire metabolieten die niet direct betrokken zijn bij normale groei en reproductie, en werden verkregen gedurende het domesticatieproces..

Vergelijking van verschillende Aspergillus-genomen onthulde dat A. oryzae en A. fumigatus vergelijkbare genen van seksuele aard bevatten.

biogeography

De kōji wordt voornamelijk geassocieerd met de menselijke omgeving, maar buiten dit gebied is hij ook bemonsterd in de grond en in ontbindend plantaardig materiaal. Afgezien van China, Japan en de rest van het Verre Oosten, is dit gemeld in India, de USSR, Tsjechoslowakije, Tahiti, Peru, Syrië, Italië en zelfs in de Verenigde Staten en de Britse eilanden.

A. oryzae is echter zelden waargenomen in gematigde klimaten, omdat deze soort relatief warme groeitemperaturen vereist..

Traditioneel gebruik en biotechnologische industrie

Traditioneel was A. oryzae gewend om:

• Maak sojasaus en gefermenteerde bonenpasta.
• Rijst, andere granen en aardappelen verrijken in de productie van alcoholische dranken zoals huangjiu, sake, makgeolli en shōchū.
• Productie van rijstazijnen (Barbesgaard et al. 1992).

Historisch is het gemakkelijk gekweekt in diverse natuurlijke omgevingen (wortels, granen) of synthetische (vloeistof van Raulin, onder anderen).

Aangezien de grondstof sake fijngemalen rijst is met een laag amylosegehalte, een lage verstijfselingstemperatuur en een wit hart, zijn deze eigenschappen door de Japanners benut, omdat zij de penetratie van het mycelium van A. oryzae vergemakkelijken. De gestoomde rijst wordt gemengd met de kōji die in twee of drie dagen moet worden gehydrolyseerd.

In China worden de traditionele fermenten van A. oryzae gebruikt om de gisting van granen te veroorzaken en om verschillende graansoorten te geven (huangjiu, 黄酒). Ook om soja te vergisten, sojasaus (Jiangyou, 酱油), miso (weiceng, 味噌) en tianmianjiang-saus te bereiden (甜面酱).

Vooruitgang in genetische manipulatie heeft geleid tot het gebruik van A. oryzae bij de productie van industriële enzymen. Sinds de jaren tachtig van de vorige eeuw hebben de eerste industriële toepassingen het gebruik van zijn enzymen als wasmiddelen, kaasproductie en cosmetische verbetering omvat.

Momenteel omvatten biotechnologische processen de productie van bepaalde commerciële enzymen zoals alfa-amylase, glucoamylase, xylanase, glutaminase, lactase, cutinase en lipase..

Geconfronteerd met het probleem van de uitstoot van broeikasgassen uit fossiele brandstoffen, zijn veel onderzoekscentra gericht op de ontwikkeling van biobrandstoffen uit biomassa, door biotechnologische methoden geïnspireerd industriële productie van sake rijstzetmeel met behulp van A Oryzae en zijn enzymen.

Sommige mensen met lage tolerantie voor melksuiker (lactose of) kan worden geprofiteerd door lactosearme melk, waarbij de lactose hydrolyserende enzym (of lactase) kunnen worden bereid uit A. oryzae, wordt het beschouwd als een veilige schimmel.

bibliografie

1. Barbesgaard P. Heldt-Hansen H.P. Diderichsen B. (1992) Over de veiligheid van Aspergillus royzae: een overzicht. Applied Microbiology and Biotechnology 36: 569-572.
2. Domsch K.H., Gams W., Anderson T.H. (1980) Compendium van bodemschimmels. Academic Press, New York.
3. Klich M.A., Pitt J.I. (1988) Differentiatie van Aspergillus flavus van A. parasiticus en andere nauw verwante soorten. Trans Br Mycol Soe 91: 99-108.
4. Machida, M., Asai, K., Sano, M., Tanaka, T., Kumagai, T., Terai, G., ... & Abe, K. (2005) Genome sequencing en analyse van Aspergillus oryzae Nature 438 (7071 ): 1157-1161.
5. Raper K.B., Fennell D.I. (1965) Het geslacht Asperoillus. Williams en Wilkins, Baltimore.
6. Samson RA, Pitt JI (1990) Moderne concepten in Penicillium en Aspergillus-classificatie. Plenum Press, New York.