L'Aspergillus oryzae , noto anche come kōji, è un fungo microscopico, aerobico, 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 2.000 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, da Wikimedia Commons
Alla fine del XIX secolo il mondo occidentale si è accorto 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.
Identificò uno stampo su kōji che chiamò Eurotium oryzae (nel 1876) e fu successivamente ribattezzato nel 1883 dal microbiologo tedesco Ferdinand Julius Cohn come Aspergillus oryzae.
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 hanno per lo più 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 di 32-36 ° C.
Rispetto ad A. flavus, il micelio di A. oryzae è più flocculante, tendendo solitamente all'oliva o al marrone con l'età, mentre le colonie di A. flavus mantengono un 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 di 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 domesticazione.
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 nel suolo e nel materiale vegetale in decomposizione. A parte Cina, Giappone e 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:
- Prepara la salsa di soia e la pasta di fagioli fermentati.
- Sacrificare riso, altri cereali e patate nella preparazione di bevande alcoliche come huangjiu, sake, makgeolli e shōchū
- Produzione di aceti di riso (Barbesgaard et al.1992).
Storicamente, è stato facilmente coltivato in vari ambienti naturali (carote, cereali) o sintetici (Raulin liquido, tra gli altri).
Poiché la materia prima per il sake è il riso macinato finemente a 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 cotto a vapore viene mescolato con il kōji per essere idrolizzato in due o tre giorni.
In Cina, il fermento tradizionale di A. oryzae viene utilizzato 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 sake di amido di riso, 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 un sicuro stampo.
Bibliografia
- Barbesgaard P. Heldt-Hansen HP Diderichsen B. (1992) Sulla sicurezza di Aspergillus royzae: una rassegna. Microbiologia applicata e biotecnologia 36: 569-572.
- Domsch KH, Gams W., Anderson TH (1980) Compendio dei funghi del suolo. Academic Press, New York.
- Klich MA, Pitt JI (1988) Differenziazione di Aspergillus flavus da A. parasiticus e altre specie strettamente correlate. Trans Br Mycol Soe 91: 99-108.
- 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.
- Raper KB, Fennell DI (1965) Il genere Asperoillus. Williams e Wilkins, Baltimora.
- Samson RA, Pitt JI (1990) Concetti moderni nella classificazione di Penicillium e Aspergillus. Plenum Press, New York.