ASPERGILLUS ORYZAE: الخصائص والتشكيل والاستخدامات - مادة الاحياء - 2025

Aspergillus oryzae ، المعروف أيضًا باسم kōji ، هو فطر مجهري ، هوائي ، خيطي من فئة Ascomycetes ، التي تنتمي إلى العفن "النبيل". تم استخدام هذا النوع منذ آلاف السنين في المطبخ الصيني والياباني ومأكولات شرق آسيا الأخرى ، وخاصة لتخمير فول الصويا والأرز.

تمت زراعة الفطر A. oryzae كغذاء لأكثر من 2000 عام من قبل الصينيين ، الذين أطلقوا عليه اسم qū أو qü (ch 'u) (Barbesgaard et al. 1992). في فترة العصور الوسطى ، تعلم اليابانيون من الصينيين وأطلقوا عليها اسم كوجي.

بواسطة Yulianna.x ، من ويكيميديا ​​كومنز

في نهاية القرن التاسع عشر ، أدرك العالم الغربي هذه الفطريات. قام الأستاذ الألماني هيرمان أهلبورغ ، الذي تمت دعوته للتدريس في مدرسة طوكيو للطب ، بتحليل خميرة كوجي المستخدمة في صنع الساكي.

تعرف على قالب على كوجي أطلق عليه اسم Eurotium oryzae (في عام 1876) وأعيد تسميته لاحقًا في عام 1883 من قبل عالم الأحياء الدقيقة الألماني فرديناند جوليوس كوهن باسم Aspergillus oryzae.

التصنيف

• المجال: Eukaryota.
• مملكة الفطريات.
• اللجوء: أسكوميكوتا.
• شعيبة: Pezizomycotina.
• الفئة: Eurotiomycetes.
• المطلوب: Eurotiales.
• العائلة: Trichocomaceae.
• الجنس: الرشاشيات.

علم التشكل المورفولوجيا

في البداية ، تظهر ثقافة الفطر لونًا أبيض ، ثم يتحول إلى اللون الأخضر المصفر. لم يُلاحظ التكاثر الجنسي في هذا القالب ، ولكن من السهل تمييز الجراثيم اللاجنسية (الكونيديا) ويتم إطلاقها في الهواء.

إن conidiophores هيالين ولها جدران خشنة في الغالب. تكون بعض العزلات في الغالب غير عابرة ، والبعض الآخر في الغالب ثنائي السيري. الكونيديا كبيرة وناعمة أو خشنة. درجة حرارة النمو المثلى هي 32-36 درجة مئوية.

بالمقارنة مع A. flavus ، فإن فطريات A. oryzae تكون أكثر مرونة ، وعادة ما يتحول لونها إلى الزيتون أو البني مع تقدم العمر ، بينما تحتفظ مستعمرات A. flavus بلون أصفر مخضر مشرق.

الأبواغ من A. oryzae نادرة والكونيديا أكبر ، ويبلغ قطرها 7 ميكرومتر أو أكثر مقارنة بـ 6.5 ميكرومتر في A. flavus. من السهل الخلط بين النوعين. للتمييز بينها بدقة ، يجب استخدام عدة أحرف في وقت واحد (Klich and Pitt 1988).

علم الوراثة

تم نشر تسلسل جينوم A. oryzae ، الذي يكتنفه الغموض لعقود من الزمن ، أخيرًا في عام 2005 من قبل فريق شمل 19 مؤسسة في اليابان ، بما في ذلك جمعية تخمير ، وجامعة توهوكو ، وجامعة الزراعة والتكنولوجيا في طوكيو (ماتشيدا وآخرون 2005).

مادته الوراثية ، التي تحتوي على 8 كروموسومات من 37 مليون زوج قاعدي (104 جينات) ، تحتوي على 30٪ من الجينات أكثر من A. fumigatus و A. nidulans.

يُعتقد أن هذه الجينات الإضافية تشارك في تخليق ونقل العديد من المستقلبات الثانوية التي لا تشارك بشكل مباشر في النمو الطبيعي والتكاثر ، وقد تم اكتسابها خلال عملية التدجين.

أظهرت مقارنة جينومات Aspergillus المختلفة أن A. oryzae و A. fumigatus تحتويان على جينات مشابهة للجنس.

الجغرافيا الحيوية

يرتبط Koji بشكل أساسي بالبيئة البشرية ، ولكن خارج هذه المنطقة ، تم أيضًا أخذ عينات منه في التربة والمواد النباتية المتحللة. بصرف النظر عن الصين واليابان وبقية الشرق الأقصى ، فقد تم الإبلاغ عنها في الهند والاتحاد السوفياتي وتشيكوسلوفاكيا وتاهيتي وبيرو وسوريا وإيطاليا وحتى في الولايات المتحدة والجزر البريطانية.

ومع ذلك ، نادرًا ما لوحظ وجود A. oryzae في المناخات المعتدلة ، حيث يتطلب هذا النوع درجات حرارة نمو دافئة نسبيًا.

الاستخدامات التقليدية وصناعة التكنولوجيا الحيوية

تقليديا تم استخدام A. oryzae في:

• اصنع صلصة الصويا ومعجون الفول المخمر.
• قم بتخليص الأرز والحبوب الأخرى والبطاطس في صنع المشروبات الكحولية مثل huangjiu و sake و makgeolli و shōchū.
• إنتاج الأرز والخل (Barbesgaard وآخرون 1992).

تاريخياً ، تمت زراعته بسهولة في بيئات طبيعية مختلفة (جزر ، حبوب) أو صناعية (سائل راولين ، من بين أمور أخرى).

نظرًا لأن المادة الخام من أجل الساكي هي الأرز المطحون جيدًا مع محتوى منخفض من الأميلوز ، ودرجة حرارة منخفضة للجيلاتين وقلب أبيض ، فقد استخدم اليابانيون هذه الخصائص ، لأنها تسهل تغلغل فطريات A. oryzae. يُخلط الأرز المطهو ​​على البخار مع كوجي ليتحلل بالماء في غضون يومين إلى ثلاثة أيام.

في الصين ، تُستخدم المخمرات التقليدية من A. oryzae لإثارة تخمير الحبوب وإعطاء أنواع نبيذ الحبوب المختلفة (huangjiu ، 黄酒). أيضا لتخمير فول الصويا ، قم بإعداد صلصة الصويا (Jiangyou ، 酱油) ، ميسو (Weiceng ، 味噌) وصلصة Tianmianjiang ().

أدى التقدم في الهندسة الوراثية إلى استخدام A. oryzae في إنتاج الإنزيمات الصناعية. منذ الثمانينيات ، تضمنت الاستخدامات الصناعية الأولى استخدام الإنزيمات كمنظفات للغسيل ، وإنتاج الجبن ، وتحسين مستحضرات التجميل.

حاليًا ، تشمل عمليات التكنولوجيا الحيوية إنتاج بعض الإنزيمات التجارية مثل alpha-amylase و glucoamylase و xylanase و glutaminase و lactase و cutinase و lipase.

في مواجهة مشكلة انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من الوقود الأحفوري ، يتم توجيه العديد من مراكز الأبحاث نحو تطوير الوقود الحيوي من الكتلة الحيوية ، من خلال طرق التكنولوجيا الحيوية المستوحاة من الإنتاج الصناعي لنشا الأرز ، باستخدام A oryzae وإنزيماته.

قد يستفيد بعض الأشخاص الذين لديهم تحمّل منخفض لسكر الحليب (أو اللاكتوز) من تصنيع الحليب منخفض اللاكتوز ، حيث يمكن تحضير إنزيم التحلل المائي اللاكتوز (أو اللاكتاز) من A. oryzae ، والذي يعتبر بالتأكيد العفن.

فهرس

1. Barbesgaard P. Heldt-Hansen HP Diderichsen B. (1992) حول سلامة Aspergillus royzae: مراجعة. علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والتكنولوجيا الحيوية 36: 569-572.
2. Domsch KH، Gams W.، Anderson TH (1980) خلاصة وافية لفطريات التربة. المطبعة الأكاديمية ، نيويورك.
3. Klich MA، Pitt JI (1988) التمايز بين Aspergillus flavus من A. parasiticus وأنواع أخرى وثيقة الصلة. Trans Br Mycol Soe 91: 99-108.
4. Machida، M.، Asai، K.، Sano، M.، Tanaka، T.، Kumagai، T.، Terai، G.،… & Abe، K. (2005) Genome Sequence and analysis of Aspergillus oryzae Nature 438 (7071)): 1157-1161.
5. Raper KB ، Fennell DI (1965) جنس Asperoillus. وليامز وويلكينز ، بالتيمور.
6. Samson RA ، Pitt JI (1990) المفاهيم الحديثة في تصنيف Penicillium و Aspergillus. الصحافة الكاملة ، نيويورك.