stringtranslate.com

Аспергилл оризае

Aspergillus oryzae , также известная как плесень кодзи ( японский :ニホンコウジカビ (日本麹黴) , Хепберн : нихон кодзи каби ) , представляет собой плесень, используемую в Восточной Азии для осахаривания риса, сладкого картофеля и ячменя при изготовлении алкогольных напитков, таких как сакэ и сётю , а также для ферментации соевых бобов для приготовления соевого соуса и мисо . Однако при производстве ферментированных продуктов из соевых бобов, таких как соевый соус и мисо ,вместо A. oryzae иногда используется Aspergillus sojae . [2] [3] A. oryzae также используется для производства рисового уксуса . Кодзи ячменя (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, которые кодируют синтез афлатоксина, этот кластер генов нефункционален у A. oryzae. [8] Эйдзи Ичишима из Университета Тохоку назвал гриб кодзи «национальным грибом» ( коккин ) в журнале Общества пивоварения Японии из-за его важности не только для изготовления кодзи для пивоварения сакэ , но и для изготовления кодзи . для мисо , соевого соуса и ряда других традиционных японских блюд. Его предложение было одобрено на ежегодном собрании общества в 2006 году. [9]

Японское слово кодзи (麹) используется в нескольких значениях, и в некоторых случаях оно конкретно относится к A. oryzae и A. sojae , [2] [10] , тогда как в других случаях оно относится ко всем плесеням, используемым в ферментированных продуктах, в том числе Monascus purpureus и другие плесневые грибы, поэтому следует соблюдать осторожность, чтобы не перепутать. [11]

Свойства, желательные при производстве и тестировании сакэ

Следующие свойства штаммов A. oryzae важны при осахаривании риса для приготовления сакэ: [12]

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 транспорт K + . [14] [15]

Разновидности, используемые для изготовления сётю

Для изготовления сётю используются три разновидности формы кодзи , 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]

Геном

Геном A. oryzae , первоначально державшийся в секрете, был опубликован консорциумом японских биотехнологических компаний [25] в конце 2005 года. [26] Восемь хромосом вместе составляют 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 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] плесень кодзи не производит эти токсины. [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

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

A. oryzae является хорошим выбором в качестве фабрики вторичных метаболитов из-за относительно небольшого количества эндогенных вторичных метаболитов. Трансформированные типы могут продуцировать: 1,3,6,8-тетрагидроксинафталин, альтернапирон и 3-метилорцинальдегид, производные поликетидсинтазы ; цитринин ; террехинон А; теннелин, пирипирен, афидиколин , терретонин и андрастин А путем вставки плазмиды ; паксиллин и афлатрем путем совместной трансформации ; и аспиридон, полученный из A. nidulans путем клонирования через шлюз . [36] [37]

История麹в широком смысле

麹(китайский цю , 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

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Индекс Фунгорум
  2. ^ аб Кенитиро Мацусима.しょうゆづくりの歩みと麹菌の関わり(PDF) (на японском языке). Общество биотехнологий, Япония. п. 75. Архивировано из оригинала (PDF) 26 июля 2020 года.
  3. ^ 麹菌ゲノム解読 Kikkoman Corporation
  4. ^ Пармджит С. Панесар, Биотехнология в сельском хозяйстве и пищевой промышленности: возможности и проблемы CRC Press (2014)
  5. ^ Кацухико Китамото.麹菌物語(PDF) (на японском языке). Общество биотехнологий, Япония. п. 424. Архивировано из оригинала (PDF) 31 октября 2022 года.
  6. ^ Кацухико Китамото.家畜化された微生物、麹菌 その分子細胞生物学的解析から見えてきたこと(PDF) (на японском языке). Общество ученых-дрожжевиков. п. 2. Архивировано из оригинала (PDF) 13 ноября 2022 года.
  7. ↑ Киёко Хаяси (19 июля 2021 г.).日本の発酵技術と歴史 (на японском языке). Откройте для себя Japan Inc. Архивировано из оригинала 10 ноября 2022 года.
  8. ^ Киёта, Такуро; Хамада, Рёко; Сакамото, Кадзутоши; Ивашита, Казухиро; 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. doi : 10.1016/j.jbiosc.2010.12.022. ISSN  1389-1723. ПМИД  21342785.
  9. ^ Фудзита, Чиеко, Токийский фонд Кодзи, аспергилл, заархивировано 22 мая 2009 г. в Wayback Machine.
  10. ^ Кенитиро Мацусима.醤油づくりと麹菌の利用ー今までとこれからー (на японском языке). п. 643. Архивировано из оригинала 21 июня 2022 года.
  11. ^ 麹のこと Marukome co.,ltd.
  12. ^ Китамото, Кацухико (2002). Молекулярная биология плесени Кодзи. 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 ]
  13. ^ 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, имеющим вкус умами». Пищевая биотехнология . 30 (4): 278–291. дои : 10.1080/08905436.2016.1244768. ISSN  0890-5436. S2CID  88669475.
  14. ^ 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.
  15. ^ 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.
  16. ^ "Углубленно" . Проверено 24 января 2007 г.(Японский язык)
  17. ^ «Что такое Сётю?». Архивировано из оригинала 28 сентября 2007 г. Проверено 24 января 2007 г.
  18. ^ «Другая терминология, относящаяся к Сёту и Авамори» . Проверено 27 января 2007 г.(Японский язык)
  19. ^ ab "初代 河内源一郎(1883～1948)" . Каваучи-кин хонпо. Архивировано из оригинала 7 мая 2020 года . Проверено 9 апреля 2023 г.
  20. ^ "元祖 源一郎さんの生マッコリ" . Каваучи-кин хонпо. Архивировано из оригинала 7 мая 2020 года . Проверено 9 апреля 2023 г.
  21. ^ 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.
  22. ^ Осаму Ямада; Масаюки Мачида; Акира Хосояма; Масатоши Гото; Тору Такахаши; Тайки Футагами; Юхэй Ямагата; и другие. (декабрь 2016 г.). «Последовательность генома Aspergillus luchuensis NBRC 4314». Исследование ДНК . 23 (6). Издательство Оксфордского университета: 507–515. doi : 10.1093/dnares/dsw032. ПМК 5144674 . ПМИД  27651094. 
  23. ↑ Такео Коидзуми (5 апреля 2018 г.). «黒麹菌の役割発酵中の雑菌繁殖防ぐ». Окинава Таймс . Архивировано из оригинала 4 апреля 2023 года . Проверено 10 апреля 2023 г.
  24. ^ "Круг Сётю". Архивировано из оригинала 10 декабря 2007 г. Проверено 11 декабря 2007 г.
  25. ^ Гоффо, Андре (декабрь 2005 г.). «Множество форм». Природа . 438 (7071): 1092–1093. дои : 10.1038/4381092b . ПМИД  16371993.
  26. ^ Мачида, Масаюки; и другие. (декабрь 2005 г.). «Секвенирование генома и анализ Aspergillus oryzae». Природа . 438 (7071): 1157–1161. Бибкод : 2005Natur.438.1157M. дои : 10.1038/nature04300 . ПМИД  16372010.
  27. ^ 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.
  28. ^ Аб 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.
  29. ^ 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. 
  30. ^ Аб Мураками, Хидея (1971). «Классификация формы Кодзи». Журнал общей и прикладной микробиологии . 17 (4): 281–309. дои : 10.2323/jgam.17.281 .
  31. ^ аб Барбесгаард, 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. PMID  1368061. S2CID  7348198.
  32. ^ 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 ( помощь )
  33. ^ Ван, Х.; Лю, Л.; Го, Ю.-Х.; Донг, Ю.-С.; Чжан, Д.-Дж.; Сю, З.-Л. (2007). «Биотрансформация пицеида Polygonum cuspidatum в ресвератрол с помощью Aspergillus oryzae ». Прикладная микробиология и биотехнология . 75 (4): 763–768. дои : 10.1007/s00253-007-0874-3. PMID  17333175. S2CID  13139293.
  34. ^ 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.
  35. ^ Джин, 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. 
  36. ^ Аньяогу, Диана Чиньер; Мортенсен, Уффе Хасбро (10 февраля 2015 г.). «Гетерологичное производство грибковых вторичных метаболитов в аспергилли». Границы микробиологии . 6 . Границы : 77. doi : 10.3389/fmicb.2015.00077 . ISSN  1664-302X. ПМЦ 4322707 . ПМИД  25713568. 
  37. ^ Атанасов, Атанас Г.; Зотчев Сергей Борисович; Дирш, Верена М.; Супуран, Клаудиу Т.; и другие. (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. doi : 10.1038/s41573-020-00114-z. ISSN  1474-1776. ПМЦ 7841765 . ПМИД  33510482. 
  38. ^ 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