Aspergillus oryzae kenmerken, morfologie en toepassingen

5055
Jonah Lester

Aspergillus oryzae, ook bekend als kōji, het is een microscopisch kleine, aërobe en draadvormige schimmel, van de klasse Ascomycetes, die tot de "nobele" schimmels behoort. Deze soort wordt al millennia gebruikt in de Chinese, Japanse en andere Oost-Aziatische keuken, vooral om sojabonen en rijst te fermenteren..

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

Door Yulianna.x [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], van Wikimedia Commons

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 wordt gebruikt bij het maken van sake.

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

Artikel index

  • 1 taxonomie
  • 2 Morfologie
  • 3 Genetica
  • 4 Biogeografie
  • 5 Traditioneel gebruik en de biotechnologie-industrie
  • 6 Bibliografie

Taxonomie

  • Domein: Eukaryota.
  • Schimmels koninkrijk.
  • Phylum: Ascomycota.
  • Subphylum: Pezizomycotina.
  • Klasse: Eurotiomyceten.
  • Bestelling: Eurotiales.
  • Familie: Trichocomaceae.
  • Geslacht: Aspergillus.

Morfologie

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

De conidioforen zijn hyaline en hebben meestal ruwe wanden. Sommige isolaten zijn overwegend uniseriaat, andere overwegend biseriaat. De conidia zijn groot en glad of fijn grof. De optimale groeitemperatuur is 32-36 ° C.

In vergelijking met A. flavus is het mycelium van A. oryzae vlokkiger en wordt het gewoonlijk olijfgroen of bruin met de jaren, terwijl de kolonies van A. flavus hun heldere groenachtig gele kleur behouden..

Sporulatie van A. oryzae is zeldzamer en conidia zijn groter, met een diameter van 7 µm of meer vergeleken met 6,5 µm voor A. flavus. De twee soorten zijn gemakkelijk te verwarren; om ze nauwkeurig te kunnen onderscheiden, moeten meerdere karakters tegelijkertijd worden gebruikt (Klich en Pitt 1988).

Genetica

De genoomsequencing van A. oryzae, decennialang in mysterie gehuld, werd uiteindelijk in 2005 gepubliceerd door een team met 19 instellingen in Japan, waaronder de Brewing Association, Tohoku University, de University of Agriculture and Technology in Japan. Tokyo (Machida et al. . 2005).

Het genetisch 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 die tijdens het domesticatieproces werden verworven..

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

Biogeografie

Koji wordt voornamelijk geassocieerd met de menselijke omgeving, maar buiten dit gebied is het ook bemonsterd uit aarde en rottend plantmateriaal. Afgezien van China, Japan en de rest van het Verre Oosten, is het gerapporteerd in India, USSR, Tsjecho-Slowakije, Tahiti, Peru, Syrië, Italië en zelfs in de Verenigde Staten en de Britse eilanden..

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

Traditionele toepassingen en biotechnologie-industrie

Traditioneel wordt A. oryzae gebruikt om:

  • Sojasaus en gefermenteerde bonenpasta maken.
  • Opoffering van rijst, andere granen en aardappelen bij de productie van alcoholische dranken zoals huangjiu, sake, makgeolli en shōchū.
  • Productie van rijstazijn (Barbesgaard et al.1992).

Historisch gezien werd het gemakkelijk gekweekt in verschillende natuurlijke omgevingen (wortels, granen) of synthetisch (onder andere Raulin's vloeistof).

Aangezien de grondstof voor sake fijngemalen rijst is met een laag amylosegehalte, een lage verstijfselingstemperatuur en een wit hart, zijn deze kenmerken gebruikt door de Japanners, omdat ze de penetratie van het mycelium van A. oryzae vergemakkelijken. Gestoomde rijst wordt gemengd met kōji om in twee tot drie dagen te worden gehydrolyseerd.

In China worden de traditionele fermenten van A. oryzae gebruikt om de fermentatie van granen op te wekken en verschillende graanwijnen te geven (huangjiu, 黄酒). Ook om sojabonen te fermenteren, sojasaus (Jiangyou, 酱油), miso (weiceng, 味噌) en Tianmianjiang-saus (甜面酱) bereiden.

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

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 door fossiele brandstoffen, zijn veel onderzoekscentra gericht op de ontwikkeling van biobrandstoffen uit biomassa, door middel van biotechnologische methoden die zijn geïnspireerd op de industriële productie van rijstzetmeel, met behulp van A. oryzae en zijn enzymen.

Sommige mensen met een lage tolerantie voor melksuiker (of lactose) kunnen baat hebben bij de productie van melk met een laag lactosegehalte, waarbij het hydrolyserende enzym lactose (of lactase) kan worden bereid uit A. oryzae, dat als schimmelzeker wordt beschouwd..

Bibliografie

  1. Barbesgaard P. Heldt-Hansen H. P. Diderichsen B. (1992) Over de veiligheid van Aspergillus royzae: een recensie. 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) Genoomsequentiebepaling 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 de classificatie van Penicillium en Aspergillus. Plenum Press, New York.

Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.