Caratteristiche, morfologia e usi dell'Aspergillus oryzae

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Basil Manning

Aspergillus oryzae, noto anche come kōji, è un fungo microscopico, aerobico e filamentoso, della classe degli Ascomiceti, che appartiene alle muffe "nobili". Questa specie è stata utilizzata per millenni nella cucina cinese, giapponese e in altre cucine dell'Asia orientale, in particolare per fermentare soia e riso..

Il fungo A. oryzae è coltivato per l'alimentazione da più di 2000 anni dai cinesi, che lo chiamavano qū o qü (ch 'u) (Barbesgaard et al.1992). Nel periodo medievale i giapponesi imparavano dai cinesi e lo chiamavano kōji.

Di Yulianna.x [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], da Wikimedia Commons

Alla fine dell'Ottocento il mondo occidentale si accorse di questo fungo; Il professore tedesco Herman Ahlburg, che era stato invitato a insegnare alla Tokyo School of Medicine, ha analizzato il fermento kōji utilizzato nella produzione del sake.

Ha identificato uno stampo su kōji che ha chiamato Eurotium oryzae (nel 1876) e successivamente ribattezzato nel 1883 dal microbiologo tedesco Ferdinand Julius Cohn come Aspergillus oryzae.

Indice articolo

  • 1 Tassonomia
  • 2 Morfologia
  • 3 Genetica
  • 4 Biogeografia
  • 5 Usi tradizionali e industria biotecnologica
  • 6 Bibliografia

Tassonomia

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

Morfologia

Inizialmente, la cultura del fungo mostra un colore biancastro, poi diventa verde-giallastro. La riproduzione sessuale non è stata osservata in questo stampo, ma le spore asessuali (conidi) sono facili da distinguere e vengono rilasciate nell'aria.

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

Rispetto ad A. flavus, il micelio di A. oryzae è più flocculante, tendendo solitamente all'oliva o al bruno con l'età, mentre le colonie di A. flavus mantengono il loro colore giallo-verdastro brillante..

La sporulazione di A. oryzae è più rara e i conidi sono più grandi, con un diametro di 7 µm o più rispetto ai 6,5 µm di A. flavus. Le due specie sono facili da confondere; per distinguerli accuratamente è necessario utilizzare più caratteri contemporaneamente (Klich e Pitt 1988).

Genetica

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

Il suo materiale genetico, con 8 cromosomi di 37 milioni di paia di basi (104 geni), ha il 30% in più di geni rispetto a 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 il processo di addomesticamento..

Il confronto di vari genomi di Aspergillus ha rivelato che A. oryzae e A. fumigatus contenevano geni simili al sesso.

Biogeografia

Koji è principalmente associato all'ambiente umano, ma al di fuori di quest'area è stato campionato anche dal suolo e da materiale vegetale in decomposizione. Oltre alla Cina, al Giappone e al resto dell'Estremo Oriente, è stato segnalato in India, URSS, Cecoslovacchia, Tahiti, Perù, Siria, Italia e persino negli Stati Uniti e nelle isole britanniche..

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

Usi tradizionali e industria biotecnologica

Tradizionalmente A. oryzae è stato utilizzato per:

  • Preparare la salsa di soia e la pasta di fagioli fermentati.
  • Sacrificazione di riso, altri cereali e patate nella produzione di bevande alcoliche come huangjiu, sake, makgeolli e shōchū.
  • Produzione di aceto di riso (Barbesgaard et al.1992).

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

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

In Cina, i fermenti tradizionali di A. oryzae vengono utilizzati per provocare la fermentazione dei cereali e dare vari vini di cereali (huangjiu, 黄酒). Anche per fermentare i semi di soia, preparare la salsa di soia (Jiangyou, 酱油), il miso (weiceng, 味噌) e la salsa Tianmianjiang (甜面酱).

I progressi nell'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, i processi biotecnologici includono la produzione di alcuni enzimi commerciali come alfa-amilasi, glucoamilasi, xilanasi, glutaminasi, lattasi, cutinasi e lipasi..

Di fronte al problema delle emissioni di gas serra da combustibili fossili, molti centri di ricerca sono orientati allo sviluppo di biocarburanti da biomasse, mediante metodi biotecnologici ispirati alla produzione industriale di amido di riso sake, utilizzando A. oryzae e suoi enzimi.

Alcune persone con una bassa tolleranza allo zucchero del latte (o al lattosio) possono trarre vantaggio dalla produzione di latte a basso contenuto di lattosio, dove l'enzima idrolizzante lattosio (o lattasi) può essere preparato da A. oryzae, che è considerato una muffa sicura.

Bibliografia

  1. Barbesgaard P. Heldt-Hansen H. P. Diderichsen B. (1992) Sulla sicurezza di Aspergillus royzae: una rassegna. Microbiologia applicata e biotecnologia 36: 569-572.
  2. Domsch K.H., Gams W., Anderson T.H. (1980) Compendio dei funghi del suolo. Academic Press, New York.
  3. Klich M.A., Pitt J.I. (1988) Differenziazione di Aspergillus flavus da A. parasiticus e altre specie strettamente correlate. Trans Br Mycol Soe 91: 99-108.
  4. Machida, M., Asai, K., Sano, M., Tanaka, T., Kumagai, T., Terai, G., ... & Abe, K. (2005) Sequenziamento del genoma e analisi di Aspergillus oryzae Nature 438 (7071 ): 1157-1161.
  5. Raper K.B., Fennell D.I. (1965) Il genere Asperoillus. Williams e Wilkins, Baltimora.
  6. Samson RA, Pitt JI (1990) Concetti moderni nella classificazione di Penicillium e Aspergillus. Plenum Press, New York.

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