Aspergillus oryzae Eigenschaften, Taxonomie, Morphologie und Verwendungen

Aspergillus oryzae, auch bekannt als Kōji, ist ein mikroskopischer, aerober und filamentöser Pilz der Klasse Ascomycetes, der zu den "edlen" Schimmelpilzen gehört. Diese Art wird seit Jahrtausenden in chinesischen, japanischen und anderen ostasiatischen Ländern verwendet, insbesondere für die Fermentierung von Sojabohnen und Reis.

Der Pilz A. oryzae wird seit mehr als 2000 Jahren von den Chinesen als Nahrung kultiviert, die ihn qū oder qü (ch 'u) nannten (Barbesgaard et al. 1992). Im Mittelalter lernten die Japaner von den Chinesen und nannten sie Kōji.

Am Ende des 19. Jahrhunderts wurde die westliche Welt auf diesen Pilz aufmerksam; Der deutsche Professor Herman Ahlburg, der eingeladen worden war, an der Tokyo School of Medicine zu unterrichten, analysierte das Kōji-Ferment, das zur Herstellung von Sake verwendet wurde.

Er identifizierte im Kōji eine Form, die er 1876 Eurotium oryzae nannte und später 1883 vom deutschen Mikrobiologen Ferdinand Julius Cohn als Aspergillus oryzae umbenannt wurde.

Index

• 1 Taxonomie
• 2 Morphologie
• 3 Genetik
• 4 Biogeographie
• 5 Traditionelle Nutzung und Biotechnologie
• 6 Bibliographie

Taxonomie

• Domäne: Eukaryota.
• Königreich: Pilze.
• Phylum: Ascomycota.
• Subphylum: Pezizomycotina.
• Klasse: Eurotiomycetes.
• Bestellung: Eurotiales.
• Familie: Trichocomaceae.
• Gattung: Aspergillus.

Morphologie

Anfangs zeigt der Pilz eine weißliche Farbe, dann wird er gelbgrün. In dieser Form wurde keine sexuelle Fortpflanzung beobachtet, aber die asexuellen Sporen (Konidien) sind leicht zu unterscheiden und werden in die Luft abgegeben.

Die Konidienträger sind hyalin und haben meist raue Wände. Einige Isolate sind überwiegend einreihig, andere überwiegend zweireihig. Die Konidien sind groß und glatt oder fein rauh. Die optimale Wachstumstemperatur beträgt 32-36 ° C.

Im Vergleich zu A. flavus ist das Mycel von A. oryzae flockiger, wird mit dem Alter gewöhnlich oliv oder braun, während die Kolonien von A. flavus die helle grünlich-gelbe Farbe behalten.

Die Sporulation von A. oryzae ist knapper und die Konidien sind größer, mit einem Durchmesser von 7 & mgr; m oder mehr im Vergleich zu 6,5 & mgr; m von A. flavus. Die zwei Arten sind leicht zu verwirren; Um sie genau zu unterscheiden, müssen mehrere Zeichen gleichzeitig verwendet werden (Klich und Pitt 1988).

Genetik

Die Sequenzierung des Genoms von A. oryzae, die jahrzehntelang unter einem Mysterium verborgen war, wurde schließlich 2005 von einem Team veröffentlicht, das 19 Einrichtungen in Japan umfasste, darunter die Brewing Association, die Tohoku University, die University of Agriculture and Technology Tokio (Machida et al., 2005).

Sein genetisches Material mit 8 Chromosomen von 37 Millionen Basenpaaren (104 Gene) hat 30% mehr Gene als A. fumigatus und A. nidulans.

Es wird angenommen, dass diese zusätzlichen Gene an der Synthese und dem Transport vieler Sekundärmetaboliten beteiligt sind, die nicht direkt an normalem Wachstum und Reproduktion beteiligt sind und während des Domestikationsprozesses erworben wurden.

Der Vergleich mehrerer Genome von Aspergillus ergab, dass A. oryzae und A. fumigatus ähnliche Gene sexueller Natur enthielten.

Biogeographie

Das Kōji ist hauptsächlich mit der menschlichen Umwelt assoziiert, aber außerhalb dieses Gebiets wurde es auch im Boden und in zersetzendem Pflanzenmaterial beprobt. Abgesehen von China, Japan und dem Rest des Fernen Ostens wurde in Indien, der UdSSR, der Tschechoslowakei, Tahiti, Peru, Syrien, Italien und sogar in den Vereinigten Staaten und auf den Britischen Inseln berichtet.

A. oryzae wurde jedoch in gemäßigten Klimazonen nur selten beobachtet, da diese Art relativ warme Wachstumstemperaturen benötigt.

Traditionelle Anwendungen und Biotechnologie

Traditionell wurde A. oryzae verwendet, um:

• Machen Sie Sojasauce und fermentierte Bohnenpaste.
• Sacarify Reis, andere Körner und Kartoffeln bei der Herstellung von alkoholischen Getränken wie Huangjiu, Sake, Makgeolli und Shōchū.
• Produktion von Reisessig (Barbesgaard et al. 1992).

Historisch wurde es leicht in verschiedenen natürlichen Umgebungen (Karotten, Getreide) oder synthetischen (Raulin Flüssigkeit, unter anderem) kultiviert.

Da das Ausgangsmaterial des Sake feingemahlener Reis mit niedrigem Amylosegehalt, niedriger Verkleisterungstemperatur und weißem Kern ist, wurden diese Eigenschaften von den Japanern ausgenutzt, da sie das Eindringen des Myzeliums von A. oryzae erleichtern. Der gedämpfte Reis wird mit dem Kōji gemischt, um in zwei oder drei Tagen hydrolysiert zu werden.

In China werden die traditionellen Fermente von A. oryzae verwendet, um die Gärung von Getreide zu verursachen und mehrere Getreideweine (huangjiu, 黄酒) zu geben. Auch die Sojasoße (Jiangyou, 酱油), Miso (Weiceng, 味噌) und Tianmianjiang-Soße (甜面酱) zubereiten.

Fortschritte in der Gentechnologie haben zur Verwendung von A. oryzae bei der Herstellung von industriellen Enzymen geführt.Seit den 1980er Jahren umfassen die ersten industriellen Verwendungen die Verwendung seiner Enzyme als Waschmittel, Käseproduktion und kosmetische Verbesserung.

Derzeit biotechnologische Verfahren umfassen die Herstellung von bestimmten kommerziellen Enzyme wie Alpha-Amylase, Glucoamylase, Xylanase, Glutaminase, Laktase, Lipase und Cutinase.

Konfrontiert mit dem Problem der Emissionen von Treibhausgasen aus fossilen Brennstoffen sind viele Forschungszentren orientiert sich an der Entwicklung von Biokraftstoffen aus Biomasse durch biotechnologische Methoden inspiriert industrielle Produktion von Stärke Sake Reis A mit Oryzae und seine Enzyme.

Manche Menschen mit geringer Toleranz gegenüber Milchzucker (Lactose oder) können durch laktosearme Milch profitiert werden, wobei die Laktose hydrolysierende Enzym (oder Laktase) von A. oryzae hergestellt wird, wird es als ein Schimmel sicher.

Bibliographie

1. Barbesgaard Heldt-Hansen P. H. P. Diderichsen B. (1992) über die Sicherheit von Aspergillus royzae: eine Überprüfung. Angewandte Mikrobiologie und Biotechnologie 36: 569-572.
2. Domsch K. H., Gams W., Anderson T.H. (1980) Kompendium von Bodenpilzen. Akademische Presse, New York.
3. Kich M. A., Pitt J.I. (1988) Differenzierung von Aspergillus flavus von A. parasiticus und anderen eng verwandten Arten. Trans Br Mycol Soe 91: 99-108.
4. Machida, M., Asai, K., Sano, M., Tanaka, T., Kumagai, T., Terai, G., ... & Abe, K. (2005) Genome Sequenzierung und Analyse von Aspergillus oryzae Nature 438 (7071 ): 1157-1161.
5. Raper K.B., Fennell D.I. (1965) Die Gattung Asperoillus. Williams und Wilkins, Baltimore.
6. Samson RA, Pitt JI (1990) Moderne Konzepte in Penicillium und Aspergillus-Klassifikation. Plenum Presse, New York.