ASPERGILLUS ORYZAE: CARACTERISTICI, MORFOLOGIE ȘI UTILIZĂRI - BIOLOGIE - 2025

Aspergillus oryzae , cunoscut și sub numele de kōji, este o ciupercă microscopică, aerobă, filamentoasă, din clasa Ascomycetes, care aparține mucegaiurilor „nobile”. Această specie a fost folosită de milenii în bucătăria chineză, japoneză și alte asiatice, în special pentru fermentarea soia și orez.

Ciuperca A. oryzae a fost cultivată pentru mâncare de mai bine de 2.000 de ani de către chinezi, care au numit-o qū sau discut (ch 'u) (Barbesgaard et al. 1992). În perioada medievală japonezii au învățat de la chinezi și au numit-o kōji.

De Yulianna.x, de la Wikimedia Commons

La sfârșitul secolului XIX lumea occidentală a luat cunoștință de această ciupercă; Profesorul german Herman Ahlburg, care a fost invitat să predea la Școala de Medicină din Tokyo, a analizat fermentul kōji folosit în fabricarea scopului.

El a identificat o matriță pe kōji pe care a numit-o Eurotium oryzae (în 1876) și mai târziu a fost redenumită în 1883 de microbiologul german Ferdinand Julius Cohn drept Aspergillus oryzae.

Taxonomie

• Domeniul: Eukaryota.
• Regatul ciupercilor.
• Phylum: Ascomycota.
• Subphylum: Pezizomycotina.
• Clasa: Eurotiomycetes.
• Comanda: Eurotiales.
• Familie: Trichocomaceae.
• Gen: Aspergillus.

Morfologie

Inițial, cultura ciupercii arată o culoare albicioasă, apoi devine galben-verde. Reproducerea sexuală nu a fost observată în această matriță, dar sporii asexuali (conidii) sunt ușor de distins și sunt eliberați în aer.

Conidioforii sunt hialini și au cea mai mare parte pereți aspre. Unele izolate sunt predominant uniseriate, altele predominant biseriate. Conidii sunt mari și netede sau fin. Temperatura optimă de creștere este de 32-36 ° C.

Comparativ cu A. flavus, miceliul lui A. oryzae este mai floculant, de regulă transformându-se în măsline sau maro cu vârsta, în timp ce coloniile de A. flavus păstrează o culoare galben-verzuie strălucitoare.

Sporularea A. oryzae este mai rară, iar conidia este mai mare, cu un diametru de 7 um sau mai mult, comparativ cu 6,5 um pentru A. flavus. Cele două specii sunt ușor de confundat; pentru a le distinge cu exactitate, trebuie utilizate mai multe caractere simultan (Klich și Pitt 1988).

genetică

Secvențierea genomului A. oryzae, învăluită în mister de zeci de ani, a fost publicată în sfârșit în 2005 de o echipă care a inclus 19 instituții din Japonia, inclusiv Asociația de bere, Universitatea Tohoku, Universitatea de Agricultură și Tehnologie din Tokyo (Machida et al. 2005).

Materialul său genetic, cu 8 cromozomi din 37 de milioane de perechi de baze (104 gene), are cu 30% mai multe gene decât A. fumigatus și A. nidulans.

Se consideră că aceste gene suplimentare sunt implicate în sinteza și transportul multor metaboliți secundari care nu sunt implicați direct în creșterea și reproducerea normală și au fost dobândite pe parcursul întregului proces de domesticire.

Comparația dintre genomii Aspergillus a relevat faptul că A. oryzae și A. fumigatus conțineau gene similare similare sexului.

Biogeografie

Koji este asociat în primul rând cu mediul uman, dar în afara acestei zone, a fost prelevat și în sol și material vegetal în descompunere. În afară de China, Japonia și restul Orientului îndepărtat, a fost raportat în India, URSS, Cehoslovacia, Tahiti, Peru, Siria, Italia și chiar în Statele Unite și Insulele Britanice.

Cu toate acestea, A. oryzae a fost rareori observată în climele temperate, deoarece această specie necesită temperaturi de creștere relativ calde.

Utilizări tradiționale și industria biotehnologiei

În mod tradițional, A. oryzae a fost obișnuit cu:

• Faceți sos de soia și pasta de fasole fermentată.
• Sacarificați orezul, alte cereale și cartofii în prepararea băuturilor alcoolice precum huangjiu, sake, makgeolli și shōchū.
• Producția de oțeturi de orez (Barbesgaard et al. 1992).

Istoric, a fost cultivat cu ușurință în diverse medii naturale (morcovi, cereale) sau sintetice (lichid Raulin, printre altele).

Deoarece materia primă de dragoste este orez fin măcinat, cu conținut scăzut de amiloză, temperatură scăzută de gelatinizare și inimă albă, aceste caracteristici au fost utilizate de japonezi, deoarece facilitează pătrunderea miceliei de A. oryzae. Orezul aburit este amestecat cu kōji pentru a fi hidrolizat în două-trei zile.

În China, fermenții tradiționali ai A. oryzae sunt folosiți pentru a provoca fermentarea cerealelor și pentru a da diverse vinuri de cereale (huangjiu, 黄酒). De asemenea, pentru a fermenta soia, preparați sosul de soia (Jiangyou, 酱油), miso (weiceng, 味噌) și sosul Tianmianjiang (甜面酱).

Progresele în inginerie genetică au dus la utilizarea A. oryzae în producția de enzime industriale. Începând cu anii 80, primele utilizări industriale includ utilizarea enzimelor sale ca detergenți pentru rufe, producția de brânză și îmbunătățirea produselor cosmetice.

În prezent, procesele biotehnologice includ producerea anumitor enzime comerciale, cum ar fi alfa-amilază, glucoamilază, xilanază, glutaminază, lactază, cutinază și lipază.

Fata de problema emisiilor de gaze cu efect de sera din combustibilii fosili, multe centre de cercetare sunt orientate spre dezvoltarea biocombustibililor din biomasă, prin metode biotehnologice inspirate din producția industrială de amidon de orez, folosind A. oryzae și enzimele sale

Unele persoane cu o toleranță scăzută la zahărul din lapte (sau lactoză) pot beneficia de fabricarea laptelui cu conținut scăzut de lactoză, unde poate fi preparată enzima hidrolizantă lactoză (sau lactază) din A. oryzae, care este considerat a mucegai sigur.

Bibliografie

1. Barbesgaard P. Heldt-Hansen HP Diderichsen B. (1992) Cu privire la siguranța Aspergillus royzae: o recenzie. Microbiologie aplicată și biotehnologie 36: 569-572.
2. Domsch KH, Gams W., Anderson TH (1980) Compendiu de ciuperci din sol. Academic Press, New York.
3. Klich MA, Pitt JI (1988) Diferențierea Aspergillus flavus de A. parasiticus și alte specii strâns legate. Trans Br Mycol Soe 91: 99-108.
4. Machida, M., Asai, K., Sano, M., Tanaka, T., Kumagai, T., Terai, G.,… și Abe, K. (2005) Secvențiere și analiză a genomului Aspergillus oryzae Nature 438 (7071 ): 1157-1161.
5. Raper KB, Fennell DI (1965) Genul Asperoillus. Williams și Wilkins, Baltimore.
6. Samson RA, Pitt JI (1990) Conceptele moderne în clasificarea Penicillium și Aspergillus. Plenum Press, New York.