ASPERGILLUS ORYZAE: RAKSTURLIELUMI, MORFOLOĢIJA UN LIETOJUMS - BIOLOĢIJA - 2025

Aspergillus oryzae , pazīstams arī kā kōji, ir mikroskopiska, aeroba, pavedienveidīga sēne Ascomycetes klasē, kas pieder pie “cēlām” veidnēm. Šī suga tūkstošiem gadu ir izmantota ķīniešu, japāņu un citās Austrumāzijas virtuvēs, jo īpaši, lai raudzētu sojas pupas un rīsus.

Sēnīti A. oryzae pārtikai kultivēja vairāk nekā 2000 gadus ķīnieši, kuri to sauca par qū vai qü (ch 'u) (Barbesgaard et al. 1992). Viduslaikos japāņi mācījās no ķīniešiem un sauca to par kōji.

Autors Yulianna.x, no Wikimedia Commons

19. gadsimta beigās rietumu pasaule uzzināja par šo sēnīti; Vācu profesors Hermans Ahlburgs, kurš tika uzaicināts mācīt Tokijas medicīnas skolā, analizēja kōji fermentu, ko izmantoja sakņu pagatavošanā.

Viņš identificēja pelējumu uz kōji, kuru viņš nosauca par Eurotium oryzae (1876. gadā), un vēlāk vācu mikrobiologs Ferdinands Džūlijs Kohns 1883. gadā to pārdēvēja par Aspergillus oryzae.

Taksonomija

• Domēns: Eukaryota.
• Sēnīšu valstība.
• Patvērums: Ascomycota.
• Apakšpatvērums: Pezizomycotina.
• Klase: Eurotiomycetes.
• Pasūtījums: Eurotiales.
• Ģimene: Trichocomaceae.
• Ģints: Aspergillus.

Morfoloģija

Sākumā sēnītes kultūrai ir bālgana krāsa, tad tā kļūst dzeltenīgi zaļa. Šajā pelējumā seksuāla reprodukcija nav novērota, bet aseksuālās sporas (konidijas) ir viegli atšķirt un izdalās gaisā.

Konidiopori ir hialīni, un lielākoties tiem ir raupjas sienas. Daži izolāti galvenokārt ir uniseriate, citi pārsvarā biseriate. Konidijas ir lielas un gludas vai smalki rupjas. Optimālā augšanas temperatūra ir 32-36 ° C.

Salīdzinot ar A. flavus, A. oryzae micēlijs ir flokulīgāks, parasti ar vecumu kļūst olīvu vai brūns, savukārt A. flavus kolonijas saglabā spilgti zaļgani dzeltenu krāsu.

A. oryzae sporulācija notiek retāk, un konidijas ir lielākas, to diametrs ir 7 μm vai vairāk, salīdzinot ar 6,5 μm A. flavus. Abas sugas ir viegli sajaukt; lai tos precīzi atšķirtu, vienlaikus jālieto vairākas rakstzīmes (Klich and Pitt 1988).

Ģenētika

A. oryzae genoma secību, kas gadu desmitiem bija apslēpta noslēpumā, 2005. gadā beidzot publicēja komanda, kurā bija 19 Japānas iestādes, tostarp Alus darīšanas asociācija, Tohoku universitāte, Lauksaimniecības un tehnoloģiju universitāte. Tokija (Machida et al. 2005).

Tās ģenētiskajā materiālā ar 8 hromosomām, kurās ir 37 miljoni bāzes pāri (104 gēni), ir par 30% vairāk gēnu nekā A. fumigatus un A. nidulans.

Tiek uzskatīts, ka šie papildu gēni ir iesaistīti daudzu sekundāru metabolītu sintēzē un transportēšanā, kas nav tieši saistīti ar normālu augšanu un pavairošanu, un kuri tika iegūti visā mājas pārnešanas procesā.

Dažādu Aspergillus genomu salīdzinājums atklāja, ka A. oryzae un A. fumigatus satur līdzīgus dzimumam līdzīgus gēnus.

Bioģeogrāfija

Koji galvenokārt ir saistīta ar cilvēku vidi, taču ārpus šī apgabala paraugi ir ņemti arī augsnē un pūšanas procesā esošajā augu materiālā. Bez Ķīnas, Japānas un pārējiem Tālajiem Austrumiem, par to ir ziņots Indijā, PSRS, Čehoslovākijā, Taiti, Peru, Sīrijā, Itālijā un pat Amerikas Savienotajās Valstīs un Britu salās.

Tomēr mērenā klimatā A. oryzae ir novērots reti, jo šai sugai ir nepieciešama samērā silta augšanas temperatūra.

Tradicionālie lietojumi un biotehnoloģiju nozare

Tradicionāli A. oryzae ir pieradis:

• Pagatavojiet sojas mērci un raudzētu pupiņu pastu.
• Sacarificējiet rīsus, citus graudus un kartupeļus, gatavojot alkoholiskos dzērienus, piemēram, huangjiu, sakē, makgeolli un shōchū.
• Rīsu etiķa ražošana (Barbesgaard et al. 1992).

Vēsturiski to ir viegli kultivēt dažādās dabiskās (burkāni, graudaugi) vai sintētiskās (cita starpā - Raulīna šķidrums) vidēs.

Tā kā izejviela labad ir smalki samalti rīsi ar zemu amilozes saturu, zemu želatēšanas temperatūru un balto sirdi, japāņi izmantoja šīs īpašības, jo tie atvieglo A. oryzae micēlija iespiešanos. Tvaicētos rīsus sajauc ar kōji, lai tos hidrolizētu divu līdz trīs dienu laikā.

Ķīnā tradicionālo A. oryzae raudzi izmanto, lai provocētu graudaugu fermentāciju un iegūtu dažādus graudaugu vīnus (huangjiu, 黄酒). Lai raudzētu arī sojas pupas, pagatavojiet sojas mērci (Jiangyou, 酱油), miso (weiceng, 味噌) un Tianmianjiang mērci (甜面酱).

Gēnu inženierijas sasniegumi ļāva A. oryzae izmantot rūpniecisko enzīmu ražošanā. Kopš astoņdesmitajiem gadiem pirmajos rūpnieciskajos lietojumos tā enzīmi tika izmantoti kā veļas mazgāšanas līdzekļi, siera ražošana un kosmētikas uzlabošana.

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

Saskaroties ar fosilā kurināmā radīto siltumnīcefekta gāzu emisiju problēmu, daudzi pētniecības centri ir orientēti uz biodegvielas attīstību no biomasas, izmantojot biotehnoloģiskas metodes, kuras iedvesmojusi rūpnieciskā rīsu cietes ražošanas dēļ, izmantojot A oryzae un tā fermenti.

Daži cilvēki ar zemu piena cukura (vai laktozes) toleranci var gūt labumu no piena ar mazu laktozi ražošanas, ja hidrolizējošo fermentu laktozi (vai laktāzi) var pagatavot no A. oryzae, kas tiek uzskatīts par pārliecināts pelējums.

Bibliogrāfija

1. Barbesgaards P. Heldt-Hansen HP Diderichsen B. (1992) Par Aspergillus royzae drošību: pārskats. Lietišķā mikrobioloģija un biotehnoloģija 36: 569-572.
2. Domsch KH, Gams W., Anderson TH (1980) Augsnes sēņu apkopojums. Academic Press, Ņujorka.
3. Klich MA, Pitt JI (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 438 (7071) genomu sekvencēšana un analīze. ): 1157-1161.
5. Reperis KB, Fennell DI (1965) Asperoillus ģints. Viljamss un Vilkinss, Baltimora.
6. Samsons RA, Pits JI (1990) Mūsdienu koncepcijas Penicillium un Aspergillus klasifikācijā. Plenum Press, Ņujorka.