Caratteristiche di Aspergillus oryzae, tassonomia, morfologia e usi

Aspergillus oryzae, noto anche come kōji, è un fungo microscopico, aerobico e filamentoso, della classe Ascomiceti, che appartiene alle muffe "nobili". Questa specie è stata utilizzata per millenni in Cina, Giappone e altri paesi dell'Asia orientale, in particolare per la fermentazione di semi di soia e riso.

Il fungo A. oryzae è stato coltivato per il cibo da oltre 2000 anni dai cinesi, che lo hanno chiamato qū o qü (ch 'u) (Barbesgaard et al.1992). Nel periodo medievale i giapponesi impararono dai cinesi e lo chiamarono kōji.

Alla fine del 19 ° secolo, il mondo occidentale divenne consapevole di questo fungo; Il professore tedesco Herman Ahlburg, che era stato invitato a insegnare alla Scuola di Medicina di Tokyo, analizzò il fermento di kōji usato per fare l'amore.

Egli ha individuato nella Koji uno stampo che ha chiamato Eurotium oryzae (nel 1876) e in seguito è stato rinominato nel 1883 dal microbiologo tedesco Ferdinand Julius Cohn come Aspergillus oryzae.

indice

• 1 Tassonomia
• 2 morfologia
• 3 genetica
• 4 Biogeografia
• 5 Usi tradizionali e industria biotecnologica
• 6 Bibliografia

tassonomia

• Dominio: Eukaryota.
• Regno: funghi.
• Phylum: Ascomycota.
• Subphylum: Pezizomycotina.
• Classe: Eurotiomiceti.
• Ordine: Eurotiales.
• Famiglia: Trichocomaceae.
• Genere: Aspergillus.

morfologia

Inizialmente, la coltivazione del fungo mostra un colore biancastro, quindi diventa verde giallastro. Nessuna riproduzione sessuale è stata osservata in questo stampo, ma le spore asessuate (conidi) sono facili da distinguere e rilasciate nell'aria.

I conidiofori sono ialini e hanno per lo più pareti ruvide. Alcuni isolati sono prevalentemente uniseriati, altri prevalentemente biseriati. I conidi sono grandi, lisci o finemente ruvidi. La temperatura di crescita ottimale è 32-36 ° C.

Rispetto A. flavus, A. oryzae micelio è flocculento solito diventa marrone o verde oliva con l'età, mentre le colonie di A. flavus mantengono brillante giallo verdastro.

La sporulazione di A. oryzae è più scarsa ei conidi sono più grandi, con un diametro di 7 μm o più rispetto a 6,5 ​​μm di A. flavus. Le due specie sono facili da confondere; Per distinguerli in modo accurato, è necessario utilizzare più caratteri contemporaneamente (Klich e Pitt 1988).

genetica

Il sequenziamento del genoma di A. oryzae, coperto per decenni sotto un alone di mistero è stato finalmente pubblicato nel 2005 da un team che comprendeva 19 istituzioni in Giappone, tra cui Cervecera Association, Tohoku University, l'Università di Agraria e della Tecnologia Tokyo (Machida et al., 2005).

Il suo materiale genetico, con 8 cromosomi di 37 milioni di coppie di basi (104 geni), ha il 30% in più di geni di A. fumigatus e A. nidulans.

Si ritiene che questi geni aggiuntivi siano coinvolti nella sintesi e nel trasporto di molti metaboliti secondari che non sono direttamente coinvolti nella normale crescita e riproduzione e sono stati acquisiti durante tutto il processo di addomesticamento.

Il paragone tra diversi genomi di Aspergillus ha rivelato che A. oryzae e A. fumigatus contenevano geni simili di natura sessuale.

biogeografia

Il kōji è principalmente associato all'ambiente umano, ma al di fuori di questa area, è stato anche campionato nel terreno e nel materiale vegetale in decomposizione. A parte la Cina, il Giappone e il resto dell'Estremo Oriente, è stato riportato in India, URSS, Cecoslovacchia, Tahiti, il Perù, la Siria, l'Italia e anche negli Stati Uniti e le isole britanniche.

Tuttavia, A. oryzae è stato osservato raramente in climi temperati, poiché questa specie richiede temperature di crescita relativamente calde.

Usi tradizionali e industria biotecnologica

Tradizionalmente A. oryzae è stato usato per:

• Prepara la salsa di soia e la pasta di fagioli fermentata.
• Sacrificare riso, altri cereali e patate nella produzione di bevande alcoliche come huangjiu, sake, makgeolli e shōchū.
• Produzione di aceti di riso (Barbesgaard et al.1992).

Storicamente è stato coltivato facilmente in diversi ambienti naturali (carote, cereali) o sintetico (Raulin liquido, tra gli altri).

Poiché la materia prima viene macinato sake riso basso contenuto di amilosio, bassa temperatura di gelatinizzazione e cuore bianco, queste caratteristiche sono state sfruttate dai giapponesi, facilitano la penetrazione del micelio di A. oryzae. Il riso al vapore è mescolato con il kōji per essere idrolizzato in due o tre giorni.

In Cina, i fermenti tradizionali di A. oryzae sono usati per provocare la fermentazione dei cereali e per dare diversi vini di cereali (huangjiu, 黄酒). Anche per fermentazione soia, salsa di soia preparato (Jiangyou, 酱油), miso (weiceng, 味噌) e salsa tianmianjiang (甜面酱).

I progressi dell'ingegneria genetica hanno portato all'uso di A. oryzae nella produzione di enzimi industriali.Dagli anni '80, i primi usi industriali hanno incluso l'uso dei suoi enzimi come detersivi per bucato, produzione di formaggio e miglioramento cosmetico.

Attualmente processi biotecnologici includono la produzione di alcuni enzimi commerciali come alfa-amilasi, glucoamilasi, xilanasi, glutaminase, lattasi, lipasi e cutinasi.

Di fronte al problema delle emissioni di gas serra da combustibili fossili, molti centri di ricerca sono orientate verso lo sviluppo di biocarburanti da biomassa, con metodi biotecnologici ispirate produzione industriale di amido di riso sake utilizzando A Oryzae e i suoi enzimi.

Alcune persone con bassa tolleranza allo zucchero del latte (lattosio o) possono essere beneficiato facendo latte a basso contenuto di lattosio, in cui l'enzima lattosio idrolisi (o lattasi) possono essere preparati da A. oryzae, è considerato un muffa sicura.

bibliografia

1. Barbesgaard Heldt-Hansen P. H. P. Diderichsen B. (1992) sulla sicurezza di Aspergillus royzae: una revisione. Microbiologia applicata e biotecnologia 36: 569-572.
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4. Machida, M., Asai, K., Sano, M., Tanaka, T., Kumagai, T., Terai, G., & ... Abe, K. (2005) Il sequenziamento del genoma e l'analisi di Aspergillus oryzae Nature 438 (7071 ): 1157-1161.
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