Аспергилл оризае
| Аспергилл оризае | |
|---|---|
 | |
| A. oryzae растет на рисе для изготовления кодзи | |
Научная классификация  | |
| Домен: | Эукариоты |
| Королевство: | Грибы |
| Разделение: | Аскомикота |
| Сорт: | Евротиомицеты |
| Заказ: | Евротиалес |
| Семья: | Аспергилловые |
| Род: | Аспергилл |
| Разновидность: | А. oryzae |
| Биномиальное имя | |
| Аспергилл оризае (Альбург) Э. Кон [1] | |
Aspergillus oryzae — это плесень, используемая в Восточной Азии для осахаривания риса, сладкого картофеля и ячменя при производстве алкогольных напитков, таких как сакэ и сётю , а также для ферментации соевых бобов для изготовления соевого соуса и мисо . Это одна из различных форм кодзи ニホンコウジカビ (日本麹黴) ( японский : нихон кодзи каби ), используемых для ферментации пищевых продуктов.
Однако при производстве ферментированных продуктов из соевых бобов, таких как соевый соус и мисо , иногда используется Aspergillus sojae вместо A. oryzae . [2] [3] A. oryzae также используется для производства рисового уксуса . ячменя Кодзи (麦麹) или кодзи риса 米 麹) изготавливаются путем ферментации зерен гифами A. oryzae ( . [4]
Геномный анализ привел некоторых ученых к мысли, что японцы одомашнили Aspergillus flavus , который мутировал и перестал производить токсичные афлатоксины , дав начало A. oryzae . [5] [6] [7] Хотя эти два гриба имеют один и тот же кластер генов, кодирующих синтез афлатоксина, этот кластер генов нефункционален у A. oryzae. [8] Эйдзи Ичишима из Университета Тохоку назвал гриб кодзи «национальным грибом» ( коккин ) в журнале Общества пивоваров Японии из-за его важности не только для изготовления кодзи для приготовления сакэ , но и для изготовления кодзи для мисо . соевый соус и ряд других традиционных японских блюд. Его предложение было одобрено на ежегодном собрании общества в 2006 году. [9]
Японское слово кодзи (麹) используется в нескольких значениях, а в некоторых случаях оно конкретно относится к A. oryzae и A. sojae . [2] [10] в то время как в других случаях это относится ко всем плесеням, используемым в ферментированных продуктах, включая Monascus purpureus и другие плесени, поэтому следует проявлять осторожность, чтобы избежать путаницы. [11]
Свойства, желательные при сакэ производстве и тестировании
[ редактировать ]Следующие свойства штаммов A. oryzae важны при осахаривании риса для приготовления сакэ: [12]
- Рост : быстрый рост мицелия на зернах риса и внутри них.
- Ферменты : сильная секреция амилаз ( α-амилазы и глюкоамилазы); немного карбоксипептидазы ; низкая тирозиназа
- Эстетика : приятный аромат; накопление вкусовых соединений
- Цвет : низкое производство деферриферрихрома ( сидерофора ), флавинов и других цветных веществ.
Двумя ключевыми группами ферментов, секретируемыми A. oryzae, являются пектиназа и пептидаза. Пектиназа стимулирует гидролиз крахмала, расщепляя пектин в клеточных стенках растительных материалов, таких как соевые бобы, в случае производства мисо и соевого соуса, в то время как пептидазы, такие как лейцинаминопептидаза, отщепляют аминокислоты от белков и полипептидов, таких как глутаминовая кислота, аминокислота, которая способствует характерному вкусу умами этих ферментированных соевых продуктов. [13]
A. oryzae секретирует ряд солеустойчивых щелочных протеаз, что делает его особенно стабильным в условиях высокого содержания натрия, необходимых для производства мисо и соевого соуса. Например, штамм A. oryzae RIB40, по-видимому, имеет специфические гены солеустойчивости, которые регулируют K + транспорт. [14] [15]
Разновидности, используемые для сётю изготовления
[ редактировать ]используются три разновидности формы кодзи Для изготовления сётю , каждая из которых имеет свои собственные характеристики. [16] [17] [18]
Гэнитиро Кавачи (1883–1948), который считается отцом современного сётю , и Тамаки Инуи (1873–1946), преподаватель Токийского университета, преуспел в первом выделении и культивировании видов аспергилл, таких как A. kawachii , A. .awamori и различные подтаксоны A. oryzae , которые позволили добиться большого прогресса в производстве сётю в Японии. С тех пор аспергилл , разработанный Кавачи, также используется для приготовления соджу и макколли в Корее. [19] [20]
- Желтый кодзи ( A. oryzae ) используется для производства сакэ , а когда-то и всех хонкаку сётю . Однако желтый кодзи чрезвычайно чувствителен к температуре; его мороми может легко скиснуть во время брожения. Это затрудняет использование в более теплых регионах, таких как Кюсю, и постепенно черно-белый кодзи стал более распространенным в производстве сётю . Его сила в том, что он дает богатый, фруктовый, освежающий вкус, поэтому, несмотря на трудности и требуемое большое мастерство, некоторые производители до сих пор используют его. Он популярен среди молодых людей, которые раньше не интересовались типично крепким картофельным сётю , что сыграло роль в его недавнем возрождении. Так, белый и чёрный кодзи в основном используются при производстве сётю , а обычно используется только жёлтый кодзи ( A. oryzae при производстве сакэ ) .
- Белый кодзи ( A. kawachii ) как мутация черного кодзи в 1918 году. был обнаружен Гэнитиро Кавачи [21] Этот эффект был исследован, и белый кодзи был успешно выращен независимо. Белый кодзи легко выращивать, а его ферменты способствуют быстрому осахариванию; в результате сегодня из него производят большую часть сётю . Получается напиток с освежающим, мягким, сладким вкусом.
- Черный кодзи ( A. luchuensis ) в основном используется для производства сётю и авамори . В 1901 году Тамаки Инуи, преподавателю Токийского университета, удалось впервые изолировать и культивировать. [22] [23] В 1910 году Гэнитиро Кавати впервые удалось вырастить вар. кавачи, разновидность подтаксона A. awamori . Это повысило эффективность производства сётю. [19] Он производит много лимонной кислоты, которая помогает предотвратить скисание мороми . Из всех трех кодзи он наиболее эффективно передает вкус и характер основных ингредиентов, придавая сётю богатый аромат со слегка сладким, мягким вкусом. Его споры легко распространяются, покрывая черным слоем производственные помещения и одежду рабочих. Такие проблемы привели к тому, что он потерял популярность, но из-за разработки нового куро-кодзи (NK- кодзи ) в середине 1980-х годов, [24] Интерес к черному кодзи возродился среди производителей хонкаку сётю из-за глубины и качества его вкуса. Несколько популярных брендов теперь прямо заявляют, что используют черный кодзи на своих этикетках.
Геном
[ редактировать ], первоначально державшийся в секрете, A. oryzae Геном был опубликован консорциумом японских биотехнологических компаний. [25] в конце 2005 года. [26] Восемь хромосом вместе содержат 37 миллионов пар оснований и 12 тысяч предсказанных генов . Таким образом, геном A. oryzae на треть больше, чем у двух родственных видов Aspergillus : генетического модельного организма A. nidulans и потенциально опасного A. fumigatus . [27] Предполагается, что многие из дополнительных генов, присутствующих в A. oryzae, участвуют во вторичном метаболизме . Секвенированный штамм, выделенный в 1950 году, получил название RIB40 или ATCC 42149; его морфология, рост и выработка ферментов типичны для штаммов, используемых для приготовления сакэ . [28]
Увеличенное количество генов у Aspergillus oryzae отвечает за функцию белков и клеточные процессы, такие как гидролаза, транспортеры и метаболизм. Обширный набор секреторных гидролаз и транспортеров позволяет плесени эффективно расщеплять или выделять различные соединения. Обычно, когда A. oryzae подвергается воздействию высоких концентраций таких пищевых продуктов, как рис, соя, пшеница и т. д., во время ферментации, это может отрицательно сказаться на его росте. Однако со временем это потенциально может позволить кодзи получить новые транспортеры из-за условий окружающей среды. [29]
Хотя A. oryzae тесно связан с A. flavus и A. parasiticus , которые, как известно, выделяют токсины, называемые афлатоксинами, которые вызывают тяжелые пищевые отравления. [30] токсины . Не обнаружено, что плесень кодзи производит эти [30] [31] Кроме того, в плесени не обнаружено канцерогенных веществ. [31] Исследование показало, что даже когда A. oryzae помещается в условия, благоприятные для экспрессии и секреции афлатоксина, гены афлатоксина в A. oryzae не экспрессируются. [32]
Использование в биотехнологии
[ редактировать ]Транс-ресвератрол может быть эффективно отщеплен от глюкозида пицеида в процессе ферментации A. oryzae . [33] «Flavourzyme», смесь протеаз, полученная из A. oryzae , используется для производства ферментативно-гидролизованного растительного белка . [34]
A. oryzae трудно изучать из-за трудностей традиционных генетических манипуляций. Это связано с тем, что у A. oryzae клеточные стенки трудно разрушить, что усложняет вставку/редактирование генов. Однако недавно ученые начали использовать CRISPR/Cas9 в A. oryzae . Это увеличило частоту мутаций в геноме, что раньше было невозможно, поскольку плесень размножалась только бесполым путем. [35]
Вторичные метаболиты
[ редактировать ]A. oryzae является хорошим выбором в качестве фабрики вторичных метаболитов из-за относительно небольшого количества эндогенных вторичных метаболитов. Трансформированные типы могут производить: поликетидсинтазы производные 1,3,6,8-тетрагидроксинафталин , альтернапирон и 3-метилорцинальдегид ; цитринин ; террехинон А ; теннелин , пирипиропен , афидиколин , терретонин и андрастин А путем плазмиды вставки ; паксиллин и афлатрем путем совместной трансформации ; и аспиридон , полученный из A. nidulans путем клонирования через шлюз . [36] [37]
История 麹 в широком смысле
[ редактировать ]麹 (китайский qū , японский кодзи ), что означает плесень, используемую в ферментированных продуктах, впервые упоминается в Чжоули ( обрядах династии Чжоу ) в Китае в 300 году до нашей эры. Его разработка является важной вехой в китайской пищевой технологии, поскольку она обеспечивает концептуальную основу для трех основных ферментированных соевых продуктов: соевого соуса , цзян / мисо и доучи , не говоря уже о винах на основе зерна (включая японское саке и китайское хуанцзю ) и ли (китайский предшественник японского амазаке ). [38] [28]
Галерея
[ редактировать ]
Конидиеносцы с конидиями микроскопического гриба A. oryzae под световым микроскопом
Четыре колонии Aspergillus выращивали при температуре 37 °C (99 °F) в течение трех дней на богатой среде. Два нижних — штаммы A. oryzae .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Список грибов
- ^ Перейти обратно: а б Кенитиро Мацусима. История изготовления соевого соуса и родство Aspergillus oryzae (PDF) (на японском языке). Общество биотехнологий, Япония. п. 75. Архивировано из оригинала (PDF) 26 июля 2020 года.
- ^ Aspergillus Расшифровка генома Aspergillus Kikkoman Corporation
- ^ Пармджит С. Панесар, Биотехнология в сельском хозяйстве и пищевой промышленности: возможности и проблемы CRC Press (2014)
- ^ Кацухико Китамото. История аспергилла (PDF) (на японском языке). Общество биотехнологий, Япония. п. 424. Архивировано из оригинала (PDF) 31 октября 2022 года.
- ^ Кацухико Китамото. Одомашненный микроорганизм Aspergillus Aspergillus: что мы узнали из его молекулярного и клеточного биологического анализа (PDF) (на японском языке). Общество ученых-дрожжевиков. п. 2. Архивировано из оригинала (PDF) 13 ноября 2022 года.
- ^ Киёко Хаяси (19 июля 2021 г.). Японская технология и история ферментации (на японском языке). Откройте для себя Japan Inc. Архивировано из оригинала 10 ноября 2022 года.
- ^ Киёта, Такуро; Хамада, Рёко; Сакамото, Кадзутоши; Ивашита, Кадзухиро; Ямада, Осаму; Миками, Сигеаки (май 2011 г.). «Непродуктивность афлатоксина Aspergillus oryzae, вызванная потерей функции продукта гена aflJ». Журнал бионауки и биоинженерии . 111 (5): 512–517. дои : 10.1016/j.jbiosc.2010.12.022 . ISSN 1389-1723 . ПМИД 21342785 .
- ^ Фудзита, Чиеко, Токийский фонд Кодзи, аспергилл, заархивировано 22 мая 2009 г. в Wayback Machine.
- ^ Кенитиро Мацусима. Приготовление соевого соуса и использование плесени коджи – прошлое и будущее (на японском языке). п. 643. Архивировано из оригинала 21 июня 2022 года.
- ^ О компании Кодзи Марукоме, ООО.
- ^ Китамото, Кацухико (2002). Молекулярная биология коджи плесени . Достижения прикладной микробиологии. Том. 51. С. 129–153. дои : 10.1016/S0065-2164(02)51004-2 . ISBN 9780120026531 . ПМИД 12236056 . Проверено 3 января 2008 г. [ мертвая ссылка ]
- ^ Линь, Вэйминь; Сун, Цзяцзя; Ху, Вэньфэн; Мяо, Цзянинь; Гао, Сянъян (2016). «Связь между внеклеточной целлюлазной, пектиназной и ксиланазной активностью изолированных штаммов Aspergillus oryzae, выращенных на коджи, и содержанием аминокислот в соевом соусе с вкусом умами». Пищевая биотехнология . 30 (4): 278–291. дои : 10.1080/08905436.2016.1244768 . ISSN 0890-5436 . S2CID 88669475 .
- ^ Ван, Д.; Чжэн, ЗЯ; Фэн, Дж.; Жан, XB; Чжан, LM; Ву, младший; Лин, CC (04 июля 2013 г.). «Нейтральная протеаза с высокой солеустойчивостью из Aspergillus Oryzae: очистка, характеристика и кинетические свойства». Прикладная биохимия и микробиология . 49 (4): 378–385. дои : 10.1134/S0003683813040170 . ISSN 1608-3024 . S2CID 254189777 .
- ^ Чжао, Гочжун; Яо, Юньпин; Ван, Чуньлин; Хоу, Лихуа; Цао, Сяохун (17 июня 2013 г.). «Сравнительный геномный анализ штаммов Aspergillus oryzae 3.042 и RIB40 на ферментацию соевого соуса». Международный журнал пищевой микробиологии . 164 (2): 148–154. doi : 10.1016/j.ijfoodmicro.2013.03.027 . ISSN 0168-1605 . ПМИД 23673060 .
- ^ «Углубленно» . Проверено 24 января 2007 г. (японский)
- ^ «Что такое Сёту?» . Архивировано из оригинала 28 сентября 2007 г. Проверено 24 января 2007 г.
- ^ «Другая терминология, относящаяся к Сёту и Авамори» . Проверено 27 января 2007 г. (японский)
- ^ Перейти обратно: а б «Геничиро Каваучи I (1883–1948)» . Каваучи-кин хонпо. Архивировано из оригинала 7 мая 2020 года . Проверено 9 апреля 2023 года .
- ^ «Оригинальный макколли Геничиро» . Каваучи-кин хонпо. Архивировано из оригинала 7 мая 2020 года . Проверено 9 апреля 2023 года .
- ^ Тайки Футагами (май 2022 г.). «Белый гриб коджи Aspergillus luchuensis mut. kawachii» . Бионауки, биотехнологии и биохимия . 86 (5). Японское общество биологических наук, биотехнологий и агрохимии: 574–584. дои : 10.1093/bbb/zbac033 . ПМИД 35238900 .
- ^ Осаму Ямада; Масаюки Мачида; Акира Хосояма; Масатоши Гото; Тору Такахаши; Тайки Футагами; Юхэй Ямагата; и др. (декабрь 2016 г.). «Последовательность генома Aspergillus luchuensis NBRC 4314» . Исследование ДНК . 23 (6). Издательство Оксфордского университета: 507–515. дои : 10.1093/dnares/dsw032 . ПМК 5144674 . ПМИД 27651094 .
- ^ Такео Коидзуми (5 апреля 2018 г.). «Роль черной плесени кодзи: предотвращение роста бактерий во время ферментации» . Проверено Архивировано из оригинала 4 апреля 2023 г. 10 апреля 2023 г.
- ^ «Круг Сётю» . Архивировано из оригинала 10 декабря 2007 г. Проверено 11 декабря 2007 г.
- ^ Гоффо, Андре (декабрь 2005 г.). «Множество форм» . Природа . 438 (7071): 1092–1093. дои : 10.1038/4381092b . ПМИД 16371993 .
- ^ Мачида, Масаюки; и др. (декабрь 2005 г.). «Секвенирование генома и анализ Aspergillus oryzae » . Природа . 438 (7071): 1157–1161. Бибкод : 2005Natur.438.1157M . дои : 10.1038/nature04300 . ПМИД 16372010 .
- ^ Галаган Дж.Э. и др. (декабрь 2005 г.). «Секвенирование Aspergillus nidulans и сравнительный анализ с A. fumigatus и A. oryzae » . Природа . 438 (7071): 1105–1115. Бибкод : 2005Natur.438.1105G . дои : 10.1038/nature04341 . ПМИД 16372000 .
- ^ Перейти обратно: а б Рокас, А. (2009). «Влияние одомашнивания на протеом грибов». Тенденции в генетике . 25 (2): 60–63. дои : 10.1016/j.tig.2008.11.003 . ПМИД 19081651 .
- ^ Мачида, М.; Ямада, О.; Гоми, К. (август 2008 г.). «Геномика Aspergillus oryzae : изучение истории плесени кодзи и исследование ее будущего» . Исследование ДНК . 15 (4): 173–183. дои : 10.1093/dnares/dsn020 . ISSN 1340-2838 . ПМЦ 2575883 . ПМИД 18820080 .
- ^ Перейти обратно: а б Мураками, Хидея (1971). «Классификация формы Кодзи» . Журнал общей и прикладной микробиологии . 17 (4): 281–309. дои : 10.2323/jgam.17.281 .
- ^ Перейти обратно: а б Барбесгор, Педер; Хельдт-Хансен, ХансПетер; Дидерихсен, Бёрге (февраль 1992 г.). «О безопасности Aspergillus oryzae : обзор». Прикладная микробиология и биотехнология . 36 (5): 569–572. дои : 10.1007/BF00183230 . ISSN 0175-7598 . ПМИД 1368061 . S2CID 7348198 .
- ^ Уилкинсон, Хизер; Цицигианнис, Димитриос; Чжан, Юнцян; Келлер, Нэнси (30 августа 2004 г.). Кластеры генов вторичных метаболитов . ЦРК Пресс. стр. 355–385. ISBN 978-0-8247-5655-0 .
{{cite book}}:|work=игнорируется ( помогите ) - ^ Ван, Х.; Лю, Л.; Го, Ю.-Х.; Донг, Ю.-С.; Чжан, Д.-Дж.; Сю, З.-Л. (2007). «Биотрансформация пицеида Polygonum cuspidatum в ресвератрол Aspergillus oryzae ». Прикладная микробиология и биотехнология . 75 (4): 763–768. дои : 10.1007/s00253-007-0874-3 . ПМИД 17333175 . S2CID 13139293 .
- ^ Мерц, Майкл; Эйзель, Томас; Берендс, Питер; Аппель, Дэниел; Рабе, Свен; Бланк, Имре; Стресслер, Тимо; Фишер, Лутц (17 июня 2015 г.). «Flavourzyme, ферментный препарат, имеющий промышленное значение: автоматизированная девятиступенчатая очистка и частичная характеристика восьми ферментов». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 63 (23): 5682–5693. doi : 10.1021/acs.jafc.5b01665 . ПМИД 25996918 .
- ^ Цзинь, Фэн-Цзе; Ху, Шуан; Ван, Бао-Тэн; Джин, Лонг (23 февраля 2021 г.). «Достижения в области генно-инженерных технологий и их применение в борьбе с промышленным грибком Aspergillus oryzae» . Границы микробиологии . 12 : 644404. doi : 10.3389/fmicb.2021.644404 . ISSN 1664-302X . ПМЦ 7940364 . ПМИД 33708187 .
- ^ Аньяогу, Диана Чиньер; Мортенсен, Уффе Хасбро (10 февраля 2015 г.). «Гетерологичная продукция вторичных метаболитов грибов в аспергилли » . Границы микробиологии . 6 . Границы : 77. doi : 10.3389/fmicb.2015.00077 . ISSN 1664-302X . ПМЦ 4322707 . ПМИД 25713568 .
- ^ Атанасов, Атанас Г.; Зотчев Сергей Борисович; Дирш, Верена М.; Супуран, Клаудиу Т.; и др. (Международная целевая группа по наукам о натуральных продуктах) (28 января 2021 г.). «Натуральные продукты в открытии лекарств: достижения и возможности» . Nature Reviews Открытие лекарств . 20 (3). Портфолио природы : 200–216. дои : 10.1038/s41573-020-00114-z . ISSN 1474-1776 . ПМЦ 7841765 . ПМИД 33510482 .
- ^ Шертлефф, В.; Аояги, А. История кодзи - зерна и/или соевые бобы, покрытые культурой плесени (с 300 г. до н. э. по 2012 г.). Лафайет, Калифорния: Центр Soyinfo. 660 стр. (1560 ссылок; 142 фотографии и иллюстрации, бесплатно онлайн)
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Приготовление риса кодзи из спор кодзи
- Описание кодзи в Sake World
- Aspergillus Геном из данных Базы геномов , проанализированных в NITE oryzae
- Отчет о мировом рынке Aspergillus oryzae за 2020 год — размер рынка, доля, цена, тенденции и прогноз. Архивировано 8 ноября 2021 г. на Wayback Machine.
- (ДОГАН)