Đặc điểm của Aspergillus oryzae, phân loại, hình thái và cách sử dụng



Aspergillus oryzae, còn được gọi là kōji, là một loại nấm siêu nhỏ, hiếu khí và dạng sợi, thuộc lớp Ascomycetes, thuộc khuôn "quý tộc". Loài này đã được sử dụng hàng ngàn năm ở Trung Quốc, Nhật Bản và các nước Đông Á khác, đặc biệt là để lên men đậu nành và gạo.

Nấm A. oryzae đã được người Trung Quốc trồng để làm thức ăn trong hơn 2000 năm, người gọi nó là qū hoặc qü (ch 'u) (Barbesgaard et al.1992). Trong thời trung cổ, người Nhật đã học từ người Trung Quốc và gọi nó là kōji.

Vào cuối thế kỷ 19, thế giới phương Tây đã biết đến loại nấm này; Giáo sư người Đức Herman Ahlburg, người đã được mời giảng dạy tại Trường Y Tokyo, đã phân tích quá trình lên men kōji được sử dụng để làm rượu sake.

Ông đã xác định trong kouji một khuôn mà ông đặt tên là Eurotium oryzae (năm 1876) và sau đó được đổi tên vào năm 1883 bởi nhà vi trùng học người Đức Ferdinand Julius Cohn thành Aspergillus oryzae.

Chỉ số

  • 1 phân loại
  • 2 Hình thái
  • 3 Di truyền học
  • 4 Sinh trắc học
  • 5 Sử dụng truyền thống và công nghiệp công nghệ sinh học
  • 6 Tài liệu tham khảo

Phân loại

  • Tên miền: Eukaryota.
  • Vương quốc: Nấm.
  • Phylum: Ascomycota.
  • Subphylum: Pezizomycotina.
  • Lớp: Eurotiomycetes.
  • Đặt hàng: Eurotiales.
  • Họ: Trichocomaceae.
  • Chi: Aspergillus.

Hình thái

Ban đầu, văn hóa của nấm cho thấy một màu trắng, sau đó nó chuyển sang màu vàng xanh. Không có sinh sản hữu tính đã được quan sát trong khuôn này, nhưng các bào tử vô tính (conidia) rất dễ phân biệt và được phát hành vào không khí.

Các conidiophores là hyaline và chủ yếu có những bức tường thô. Một số phân lập chủ yếu là không khử trùng, một số khác chủ yếu là biseries. Conidia là lớn và mịn hoặc thô mịn. Nhiệt độ tăng trưởng tối ưu là 32-36 ° C.

So với A. flavus, sợi nấm của A. oryzae có tính kết bông hơn, thường trở thành màu ô liu hoặc nâu theo tuổi, trong khi các khuẩn lạc của A. flavus giữ được màu vàng xanh sáng.

Sự sinh bào tử của A. oryzae thưa thớt hơn và conidia lớn hơn, với đường kính 7μm trở lên so với 6,5 mm của A. flavus. Hai loài dễ nhầm lẫn; để phân biệt chúng một cách chính xác, một số ký tự phải được sử dụng đồng thời (Klich và Pitt 1988).

Di truyền học

Trình tự bộ gen của A. oryzae, được bao phủ trong nhiều thập kỷ dưới một vầng hào quang bí ẩn, cuối cùng đã được xuất bản vào năm 2005 bởi một nhóm bao gồm 19 tổ chức ở Nhật Bản, bao gồm Hiệp hội sản xuất bia, Đại học Tohoku, Đại học Nông nghiệp và Công nghệ Tokyo (Machida và cộng sự, 2005).

Vật liệu di truyền của nó, với 8 nhiễm sắc thể gồm 37 triệu cặp cơ sở (104 gen), có số lượng gen nhiều hơn 30% so với A. fumigatus và A. nidulans.

Người ta tin rằng những gen bổ sung này có liên quan đến quá trình tổng hợp và vận chuyển nhiều chất chuyển hóa thứ cấp không liên quan trực tiếp đến sự tăng trưởng và sinh sản bình thường, và đã được mua trong suốt quá trình thuần hóa..

So sánh một số bộ gen của Aspergillus cho thấy A. oryzae và A. fumigatus chứa các gen tương tự có bản chất tình dục.

Sinh trắc học

Các kouji chủ yếu liên quan đến môi trường của con người, nhưng bên ngoài khu vực này, nó cũng đã được lấy mẫu trong đất và trong phân hủy vật liệu thực vật. Ngoài Trung Quốc, Nhật Bản và phần còn lại của Viễn Đông, nó đã được báo cáo ở Ấn Độ, Liên Xô, Tiệp Khắc, Tahiti, Peru, Syria, Ý và thậm chí ở Hoa Kỳ và Quần đảo Anh.

Tuy nhiên, A. oryzae hiếm khi được quan sát ở vùng khí hậu ôn đới, vì loài này đòi hỏi nhiệt độ tăng trưởng tương đối ấm..

Sử dụng truyền thống và công nghiệp công nghệ sinh học

Theo truyền thống A. oryzae đã được sử dụng để:

  • Làm nước tương và bột đậu lên men.
  • Gạo sacarify, các loại ngũ cốc và khoai tây khác trong sản xuất đồ uống có cồn như huangjiu, sake, makgeolli và shōchū.
  • Sản xuất giấm gạo (Barbesgaard et al.1992).

Trong lịch sử, nó đã được trồng dễ dàng trong các môi trường tự nhiên đa dạng (cà rốt, ngũ cốc) hoặc tổng hợp (chất lỏng của Raulin, trong số những thứ khác).

Vì nguyên liệu của rượu sake là gạo nghiền mịn có hàm lượng amyloza thấp, nhiệt độ hồ hóa thấp và tim trắng, những đặc điểm này đã được người Nhật khai thác, vì chúng tạo điều kiện cho sự xâm nhập của sợi nấm A. oryzae. Cơm hấp được trộn với kouji để được thủy phân trong hai hoặc ba ngày.

Ở Trung Quốc, các loại lên men truyền thống của A. oryzae được sử dụng để gây lên men ngũ cốc và cho một số loại rượu ngũ cốc (huangjiu, 黄酒). Ngoài ra để lên men đậu nành, chuẩn bị nước tương (Jiangyou, 酱油), miso (weiceng,) và sốt tianmianjiang (甜面酱).

Những tiến bộ trong kỹ thuật di truyền đã dẫn đến việc sử dụng A. oryzae trong sản xuất enzyme công nghiệp. Từ những năm 1980, việc sử dụng công nghiệp đầu tiên đã bao gồm việc sử dụng các enzyme của nó như chất tẩy rửa, sản xuất phô mai và cải tiến mỹ phẩm.

Hiện nay, các quy trình công nghệ sinh học bao gồm sản xuất một số enzyme thương mại nhất định như alpha-amylase, glucoamylase, xylanase, glutaminase, lactase, cutinase và lipase..

Đối mặt với vấn đề phát thải khí nhà kính từ nhiên liệu hóa thạch, nhiều trung tâm nghiên cứu đã định hướng phát triển nhiên liệu sinh học từ sinh khối, bằng phương pháp công nghệ sinh học lấy cảm hứng từ sản xuất tinh bột gạo công nghiệp, sử dụng A Oryzae và các enzyme của nó.

Một số người ít dung nạp với đường sữa (hoặc đường sữa), có thể được hưởng lợi từ việc sản xuất sữa có hàm lượng đường sữa thấp, trong đó enzyme thủy phân đường sữa (hoặc đường sữa) có thể được điều chế từ A. oryzae, được coi là một khuôn an toàn.

Tài liệu tham khảo

  1. Barbesgaard P. Heldt-Hansen H. P. Diderichsen B. (1992) Về sự an toàn của Aspergillus royzae: một đánh giá. Ứng dụng vi sinh và công nghệ sinh học 36: 569-572.
  2. Domsch K.H., Gams W., Anderson T.H. (1980) Compendium của nấm đất. Nhà xuất bản Học thuật, New York.
  3. Klich M.A., Pitt J.I. (1988) Phân biệt Aspergillus flavus từ A. parasiticus và các loài liên quan chặt chẽ khác. Trans Br Mycol Soe 91: 99-108.
  4. Machida, M., Asai, K., Sano, M., Tanaka, T., Kumagai, T., Terai, G., ... & Abe, K. (2005) Trình tự và phân tích bộ gen của Aspergillus oryzae Nature 438 (7071) ): 1157-1161.
  5. Raper K.B., Fennell D.I. (1965) Chi Asperoillus. Williams và Wilkins, Baltimore.
  6. Samson RA, Pitt JI (1990) Các khái niệm hiện đại trong phân loại Penicillium và Aspergillus. Hội nghị toàn thể, New York.