ASPERGILLUS ORYZAE: EIGENSCHAFTEN, MORPHOLOGIE UND VERWENDUNG - BIOLOGIE - 2025

Aspergillus oryzae , auch bekannt als Kōji, ist ein mikroskopisch kleiner, aerober, filamentöser Pilz der Klasse Ascomycetes, der zu den "edlen" Schimmelpilzen gehört. Diese Art wird seit Jahrtausenden in der chinesischen, japanischen und anderen ostasiatischen Küche verwendet, insbesondere um Fermente und Reis zu fermentieren.

Der Pilz A. oryzae wird seit mehr als 2.000 Jahren von den Chinesen, die ihn qū oder qü (ch 'u) nannten, für Lebensmittel kultiviert (Barbesgaard et al. 1992). Im Mittelalter lernten die Japaner von den Chinesen und nannten es Kōji.

Von Yulianna.x aus Wikimedia Commons

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 zur Herstellung von Sake verwendete Kōji-Ferment.

Er identifizierte einen Schimmel auf Kōji, den er Eurotium oryzae (1876) nannte und der 1883 vom deutschen Mikrobiologen Ferdinand Julius Cohn in Aspergillus oryzae umbenannt wurde.

Taxonomie

• Domain: Eukaryota.
• Pilzreich.
• Stamm: Ascomycota.
• Subphylum: Pezizomycotina.
• Klasse: Eurotiomyceten.
• Bestellung: Eurotiales.
• Familie: Trichocomaceae.
• Gattung: Aspergillus.

Morphologie

Die Kultur des Pilzes zeigt zunächst eine weißliche Farbe, dann wird sie gelblich-grün. Sexuelle Fortpflanzung wurde in dieser Form nicht beobachtet, aber asexuelle Sporen (Konidien) sind leicht zu unterscheiden und werden in die Luft freigesetzt.

Die Konidiophoren sind hyalin und haben meist raue Wände. Einige Isolate sind überwiegend uniseriert, andere überwiegend biseriert. Die Konidien sind groß und glatt oder fein rau. Die optimale Wachstumstemperatur beträgt 32-36 ° C.

Im Vergleich zu A. flavus ist das Myzel von A. oryzae flockiger und färbt sich mit zunehmendem Alter gewöhnlich oliv oder braun, während die Kolonien von A. flavus eine hellgrünlich-gelbe Farbe behalten.

Die Sporulation von A. oryzae ist seltener und die Konidien sind größer, mit einem Durchmesser von 7 um oder mehr im Vergleich zu 6,5 um für A. flavus. Die beiden Arten sind leicht zu verwechseln; Um sie genau zu unterscheiden, müssen mehrere Zeichen gleichzeitig verwendet werden (Klich und Pitt 1988).

Genetik

Die seit Jahrzehnten geheimnisvolle Genomsequenzierung von A. oryzae wurde schließlich 2005 von einem Team veröffentlicht, dem 19 japanische Institutionen angehörten, darunter die Brewing Association, die Tohoku University, die University of Agriculture and Technology of Tokio (Machida et al. 2005).

Sein genetisches Material mit 8 Chromosomen von 37 Millionen Basenpaaren (104 Gene) enthält 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 am normalen Wachstum und der normalen Reproduktion beteiligt sind und während des gesamten Domestizierungsprozesses erworben wurden.

Ein Vergleich verschiedener Aspergillus-Genome ergab, dass A. oryzae und A. fumigatus ähnliche geschlechtsähnliche Gene enthielten.

Biogeographie

Koji ist in erster Linie mit der menschlichen Umwelt verbunden, aber außerhalb dieses Gebiets wurde es auch in Boden und verrottendem 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 USA und auf den britischen Inseln darüber berichtet.

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

Traditionelle Anwendungen und Biotechnologieindustrie

Traditionell wurde A. oryzae verwendet, um:

• Machen Sie Sojasauce und fermentierte Bohnenpaste.
• Sakarifizieren Sie Reis, andere Körner und Kartoffeln, um alkoholische Getränke wie Huangjiu, Sake, Makgeolli und Shōchū herzustellen
• Herstellung von Reisessig (Barbesgaard et al. 1992).

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

Da der Rohstoff für Sake fein gemahlener Reis mit niedrigem Amylosegehalt, niedriger Gelatinierungstemperatur und weißem Herzen ist, wurden diese Eigenschaften von den Japanern verwendet, da sie das Eindringen des Myzels von A. oryzae erleichtern. Der gedämpfte Reis wird mit dem Kōji gemischt, um in zwei bis drei Tagen hydrolysiert zu werden.

In China wird das traditionelle Ferment von A. oryzae verwendet, um die Fermentation von Getreide zu provozieren und verschiedene Getreideweine (huangjiu, 黄酒) zu ergeben. Um auch Sojabohnen zu fermentieren, bereiten Sie Sojasauce (Jiangyou, 酱油), Miso (Weiceng, 味噌) und Tianmianjiang-Sauce (甜面酱) zu.

Fortschritte in der Gentechnik haben zur Verwendung von A. oryzae bei der Herstellung industrieller Enzyme geführt. Seit den 1980er Jahren umfassten die ersten industriellen Anwendungen die Verwendung seiner Enzyme als Waschmittel, die Käseherstellung und die kosmetische Verbesserung.

Derzeit umfassen biotechnologische Verfahren die Herstellung bestimmter kommerzieller Enzyme wie Alpha-Amylase, Glucoamylase, Xylanase, Glutaminase, Lactase, Cutinase und Lipase.

Angesichts des Problems der Treibhausgasemissionen aus fossilen Brennstoffen orientieren sich viele Forschungszentren an der Entwicklung von Biokraftstoffen aus Biomasse nach biotechnologischen Methoden, die von der industriellen Herstellung von Reisstärkesake unter Verwendung von A inspiriert sind Oryzae und seine Enzyme.

Einige Menschen mit einer geringen Toleranz gegenüber Milchzucker (oder Laktose) können von der Herstellung von Milch mit niedrigem Laktosegehalt profitieren, bei der das hydrolysierende Enzym Laktose (oder Laktase) aus A. oryzae hergestellt werden kann, das als a gilt sicherer Schimmel.

Literaturverzeichnis

1. Barbesgaard P. Heldt-Hansen HP Diderichsen B. (1992) Zur Sicherheit von Aspergillus royzae: eine Übersicht. Applied Microbiology and Biotechnology 36: 569 & ndash; 572.
2. Domsch KH, Gams W., Anderson TH (1980) Kompendium der Bodenpilze. Akademische Presse, New York.
3. Klich MA, Pitt JI (1988) Differenzierung von Aspergillus flavus von A. parasiticus und anderen eng verwandten Arten. Trans Br Mycol Soe 91: 99 & ndash; 108.
4. Machida, M., Asai, K., Sano, M., Tanaka, T., Kumagai, T., Terai, G., … & Abe, K. (2005) Genomsequenzierung und Analyse von Aspergillus oryzae Nature 438 (7071) ): 1157–1161.
5. Raper KB, Fennell DI (1965) Die Gattung Asperoillus. Williams und Wilkins, Baltimore.
6. Samson RA, Pitt JI (1990) Moderne Konzepte in der Penicillium- und Aspergillus-Klassifikation. Plenum Press, New York.