Características, taxonomia, morfologia e usos de Aspergillus oryzae



Aspergillus oryzaetambém conhecido como kōji, é um fungo microscópico, aeróbico e filamentoso, da classe Ascomycetes, que pertence aos moldes "nobres". Esta espécie tem sido usada há milênios em países chineses, japoneses e outros países do leste asiático, especialmente para a fermentação de soja e arroz.

O fungo A. oryzae é cultivado há mais de dois mil anos pelos chineses, que o chamam de qū ou qü (Barbesgaard et al.1992). No período medieval, os japoneses aprenderam com os chineses e chamaram-no de kōji.

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

No final do século XIX, o mundo ocidental tomou conhecimento desse fungo; O professor alemão Herman Ahlburg, que havia sido convidado para lecionar na Escola de Medicina de Tóquio, analisou o fermentador kōji usado para fazer saquê.

Ele identificou no kōji um molde que ele chamou de Eurotium oryzae (em 1876) e mais tarde foi renomeado em 1883 pelo microbiologista alemão Ferdinand Julius Cohn como Aspergillus oryzae.

Índice

  • 1 taxonomia
  • 2 Morfologia
  • 3 Genética
  • 4 Biogeografia
  • 5 Usos tradicionais e indústria de biotecnologia
  • 6 Bibliografia

Taxonomia

  • Domínio: Eukaryota.
  • Reino: fungos.
  • Filo: Ascomycota.
  • Subfilo: Pezizomycotina.
  • Classe: Eurotiomycetes.
  • Ordem: Eurotiales.
  • Família: Trichocomaceae
  • Género: Aspergillus

Morfologia

Inicialmente, o cultivo do fungo mostra uma cor esbranquiçada, depois fica verde amarelado. Nenhuma reprodução sexual foi observada neste molde, mas os esporos assexuados (conídios) são fáceis de distinguir e são liberados no ar.

Os conidióforos são hialinos e têm principalmente paredes ásperas. Alguns isolados são predominantemente unisseriados, outros predominantemente biseriados. Os conídios são grandes e lisos ou finamente ásperos. A temperatura ótima de crescimento é 32-36 ° C.

Comparado com A. flavus, o micélio de A. oryzae é mais floculante, geralmente se torna oliváceo ou marrom com a idade, enquanto as colônias de A. flavus retêm a cor amarelo-esverdeada brilhante.

A esporulação de A. oryzae é mais escassa e os conídios são maiores, com diâmetro de 7 μm ou mais, em comparação com 6,5 μm de A. flavus. As duas espécies são fáceis de confundir; Para distingui-los com precisão, vários caracteres devem ser usados ​​simultaneamente (Klich e Pitt, 1988).

Genética

O seqüenciamento do genoma de A. oryzae, coberto por décadas sob um halo de mistério, foi finalmente publicado em 2005 por uma equipe que incluía 19 instituições no Japão, incluindo a Associação Brewing, a Universidade Tohoku, a Universidade de Agricultura e Tecnologia. Tóquio (Machida et al., 2005).

Seu material genético, com 8 cromossomos de 37 milhões de pares de bases (104 genes), possui 30% mais genes que A. fumigatus e A. nidulans.

Acredita-se que esses genes adicionais estejam envolvidos na síntese e transporte de muitos metabólitos secundários que não estão diretamente envolvidos no crescimento e reprodução normais, e foram adquiridos durante todo o processo de domesticação.

A comparação de vários genomas de Aspergillus revelou que A. oryzae e A. fumigatus continham genes similares de natureza sexual.

Biogeografia

O koji está principalmente associado ao ambiente humano, mas fora dessa área, ele também foi amostrado no solo e em material vegetal em decomposição. Além da China, do Japão e do resto do Extremo Oriente, foi relatado na Índia, na URSS, na Tchecoslováquia, no Taiti, no Peru, na Síria, na Itália e até mesmo nos Estados Unidos e nas Ilhas Britânicas.

No entanto, o A. oryzae tem sido raramente observado em climas temperados, uma vez que esta espécie requer temperaturas de crescimento relativamente altas.

Usos tradicionais e indústria de biotecnologia

Tradicionalmente, o A. oryzae tem sido usado para:

  • Faça o molho de soja e pasta de feijão fermentado.
  • Sacarify arroz, outros grãos e batatas na produção de bebidas alcoólicas, como huangjiu, sake, makgeolli e shochu.
  • Produção de vinagres de arroz (Barbesgaard et al.1992).

Historicamente tem sido cultivado facilmente em diversos ambientes naturais (cenouras, cereais) ou sintéticos (líquido de Raulin, entre outros).

Como a matéria-prima do saque é arroz finamente moído com baixo teor de amilose, baixa temperatura de gelatinização e coração branco, essas características têm sido exploradas pelos japoneses, pois facilitam a penetração do micélio de A. oryzae. O arroz cozido no vapor é misturado com o kōji para ser hidrolisado em dois ou três dias.

Na China, os fermentos tradicionais de A. oryzae são usados ​​para causar a fermentação de cereais e para dar vários vinhos de cereais (huangjiu, 黄酒). Também para fermentar a soja, prepare o molho de soja (Jiangyou, 酱油), miso (weiceng, 味噌) e molho de tianmianjiang (甜面酱).

Avanços na engenharia genética levaram ao uso de A. oryzae na produção de enzimas industriais.Desde os anos 80, os primeiros usos industriais têm incluído o uso de suas enzimas, tais como detergentes para roupa, produção de queijo e cosméticos melhorados.

Actualmente processos biotecnológicos incluir a produção de certas enzimas comerciais, tais como alfa-amilase, glucoamilase, xilanase, glutaminase, lactase, lipases e cutinase.

Confrontados com o problema das emissões de gases de efeito estufa a partir de combustíveis fósseis, muitos centros de investigação estão orientados para o desenvolvimento de biocombustíveis a partir da biomassa, por métodos biotecnológicos inspirados produção industrial de amido de arroz bem usando um Oryzae e suas enzimas.

Algumas pessoas com baixa tolerância ao açúcar do leite (lactose) ou podem ser beneficiados por fazer leite de baixo teor em lactose, em que a enzima que hidrolisa a lactose (ou lactase) podem ser preparados a partir de A. oryzae, que é considerado um molde seguro.

Bibliografia

  1. Barbesgaard Heldt-Hansen P. H. P. Diderichsen B. (1992) sobre a segurança do Aspergillus royzae: uma revisão. Microbiologia Aplicada e Biotecnologia 36: 569-572.
  2. Domsch K.H., Gams W., Anderson T.H. (1980) Compêndio de fungos do solo. Academic Press, Nova York.
  3. Klich M.A., Pitt J.I. (1988) Diferenciação de Aspergillus flavus e A. parasiticus a partir de outras espécies estreitamente relacionadas. Trans Br Mycol Soe 91: 99-108.
  4. Machida, M., Asai, K., Sano, M., Tanaka, T., Kumagai, T., Terai, G., ... & Abe, K. (2005) sequenciação do genoma e análise de Aspergillus oryzae Nature 438 (7071 ): 1157-1161.
  5. Raper K.B., Fennell D.I. (1965) O gênero Asperoillus. Williams e Wilkins, Baltimore.
  6. Samson RA, JI Pitt (1990) conceitos modernos em Penicillium e Aspergillus classificação. Plenum Press, Nova Iorque.