Aspergillus oryzae

Aspergillus oryzae, chamado no Xapón , é un fungo filamentoso (un mofo ou balor) ascomiceto utilizado no leste de Asia para a sacarificación do arroz, pataca doce e cebada para facer bebidas alcohólicas como o sake e o shōchū, e tamén para fermentar feixóns de soia para facer mollo de soia e miso. Porén, na produción de alimentos fermentados de feixóns de soia, como o mollo de soia e o miso, ás veces utilízase Aspergillus sojae en lugar de A. oryzae.麹菌ゲノム解読 Kikkoman Corporation Na China e Corea, os fungos utilizados para a fermentación de alimentos desde hai moito tempo na produción de bebidas alcohólicas tradicionais non eran A. oryzae senón fungos que pertencían aos xéneros Rhizopus e Mucor.  A. oryzae tamén se usa para a produción de vinagre de arroz. O kōji de cebada (麦麹) ou o de arroz (米麹) fanse fermentando os grans con hifas de A. oryzae.Parmjit S. Panesar, Biotechnology in Agriculture and Food Processing: Opportunities and Challenges CRC Press (2014)

A análise xenómica fixo crer a algúns eruditos que os xaponeses domesticaran o Aspergillus flavus, que tería mutado e deixado de producir aflatoxinas tóxicas, dando lugar a A. oryzae. Aínda que ambas as especies de fungo comparten o mesmo agrupamento de xenes que codifica a síntese da aflatoxina, este agrupamento de xenes non é funcional en A. oryzae. Eiji Ichishima da Universidade Tohoku chamou ao fungo kōji "fungo nacional" (kokkin) na revista da Sociedade de Destiladores do Xapón, debido á súa importancia non só para facer kōji para a elaboración de sake, senón tamén para facer kōji para preparar miso, mollo de soia, e outros varios alimentos tradicionais xaponeses. A súa proposta foi aprobada na xuntanza anual de 2006 de dita sociedade.Fujita, Chieko, Tokyo Foundation Koji, an Aspergillus 

A palabra xaponesa kōji (麹) utilízase con varios significados e nalgúns casos refírese especificamente a A. oryzae e A. sojae, mentres que noutros casos refírese a todos os mofos usados en alimentos fermentados, incluíndo Monascus purpureus e outros mofos, polo que debe terse moito coidado para evitar confusións.麹のこと Marukome co.,ltd.

 Propiedades desexables para a elaboración e testado do sake 
As seguintes propiedades de cepas de A. oryzae son importantes para a sacarificación do arroz para a elaboración de sake:
Crecemento: Rápido crecemento dos micelios sobre e dentro dos grans de arroz.
Encimas: Forte secreción de amilases (α-amilase e glicoamilase); algunhas carboxipeptidases; baixo nivel de tirosinase.
Estética: Fragrancia agradable; acumulación de compostos aromáticos.
Cor: Baixa produción de deferriferricromo (un sideróforo), flavinas e outras substancias coloreadas.
Dous dos grupos claves de encimas segregados por A. oryzae son as pectinases e as peptidases. As pectinases impulsan a hidrólise do amidón ao degradaren a pectina das paredes celulares de materiais vexetais como os feixóns de soia, no caso da produción de miso e mollo de soia, mentres que as peptidases, como a leucina aminopeptidase cortan enlaces peptídicos entre os aminoácidos das proteínas e polipéptidos, liberando ácido glutámico, un aminoácido que contribúe ao sabor umami característico destes produtos de soia fermentados. 

A. oryzae segrega varias proteases alcalinas tolerantes ao sal, que son moi estables nas condicións de altas concentracións de sodio necesarias para a produción de miso e mollo de soia. A cepa A. oryzae RIB40, por exemplo, parece ter xenes específicos para a tolerancia ao sal que regulan o transporte de K+.

 Variedades usadas para facer shōchū 
Utilízanse tres variedades de mofo kōji para facer shōchū, cada unha con distintas características. (en xaponés) (en xaponés)

Genichirō Kawachi (1883 -1948), que se di que é o pai do moderno shōchū e Tamaki Inui (1873 -1946), un profesor da Universidade de Tokyo conseguiron facer o primeiro illamento e cultivo de especies de Aspergillus como A. kawachii, A. awamori e unha variedade ou subtaxon de A. oryzae, o que orixinou un gran progreso na produción de shōchū no Xapón. Desde entón, os Aspergillus desenvolvidos por Kawachi foron utilizados tamén para elaborar soju e makgeolli en Corea.

 Kōji amarelo (A. oryzae). Utilízase para producir sake, e antes utilizábase para o honkaku shōchū. Porén, o kōji amarelo é extremadamente sensible á tempertura; o seu moromi pode facilmente agriarse durante a fermentación. Isto fai que sexa difícil de usar en rexións máis cálidas como Kyūshū, e gradualmente os kōji negros e brancos fixéronse máis comúns na produción de shōchū. A súa vantaxe é que lle dá ao arroz un forte sabor frutal refrescante, así que, malia as dificultades e gran destreza necesaria para utilizalo, aínda o usan algúns fabricantes. É popular entre a xente nova que previamente non tiña interese no tipicamente forte shōchū de patacas, o que explica en parte o seu recente rexurdimento. Así, os kōji negros e brancos son os que se utilizan principalmente na produción de shōchū, pero só o kōji amarelo (A. oryzae) é o que adoita utilizarse para producir sake.
 Kōji branco (A. kawachii). Foi descuberto como unha mutación do kōji negro por Genichirō Kawachi en 1918. Investigouse este efecto e o kōji branco conseguiu cultivarse independentemente. O kōji branco é doado de cultivar e os seus encimas promoven unha rápida sacarización; como resultado, utilízase para producir a maioría do shōchū hoxe en día. Deu lugar a unha bebida cun sabor refrescante, suave e doce.
 Kōji negro (A. luchuensis) . Utilízase principalmente para producir shōchū e awamori. En 1901, Tamaki Inui, profesor da Universidade de Tokyo conseguiu o seu primeiro illamento e cultivo. En 1910, Genichirō Kawachi conseguiu por primeira vez cultivar a variedade kawachi, unha variedade ou subtaxon de A. awamori. Isto mellorou a eficiencia da produción de shōchū. Produce gran cantidade de ácido cítrico, que axuda a previr o agriamento do moromi. Dos tres kōji, este é o que máis eficazmente extrae o sabor e carácter dos ingredientes base, dándolle ao shōchū un forte aroma cun sabor lixeiramente doce e delicado. As súas esporas espállanse doadamente, cubrindo as instalacións de produción e as roupas dos traballadores dunha capa negra. Isto levou a que perdese popularidade, pero debido ao desenvolvemento do novo kuro-kōji (NK-kōji) na metade da década de 1980, rexurdiu o interese polo kōji negro entre os fabricantes de honkaku shōchū debido á profundidade e calidade do sabor que produce. Varias marcas populares agora anuncian explicitamente nas súas etiquetas que usan kōji negro.

 Xenoma 
Aínda que inicialmente se mantivo en segredo, o xenoma de A. oryzae foi publicado por un consorcio de compañías biotecnolóxicas xaponesas a finais de 2005. Os seus oito cromosomas conteñen en total 37 millóns de pars de bases e 12.000 xenes preditos. O xenoma de A. oryzae é así un terzo máis grande que o de dúas especies relacionadas de Aspergillus, o organismo modelo xenético A. nidulans e o potencialmente perigoso A. fumigatus.  Moitos dos xenes extra presentes en A. oryzae predise que están implicados no metabolismo secundario. A cepa secuenciada illada en 1950 denomínase RIB40 ou ATCC 42149; a súa morfoloxía, crecemento e produción de encimas son típicos das cepas usadas para a elaboración de sake.

O maior número de xenes de Aspergillus oryzae débese á presenza de xenes responsables da función de proteínas e procesos celulares como hidrolases, transportadores e metabolismo. O amplo conxunto de hidrolases secretoras e transportadores permite que o mofo degrade e segregue varios compostos eficientemente. Normalmente, cando se expón A. oryzae a altas concentracións de alimentos como arroz, feixóns de soia, trigo, etc. durante a fermentación, o seu crecemento pode verse afectado negativamente. Porén, co tempo isto podería permitir que o kōji adquira novos transportadores debido ás condicións ambientais.

Aínda que A. oryzae está estreitamente relacionado con A. flavus e A. parasiticus, que se sabe que segregan toxinas chamadas aflatoxinas que causan graves envelenamentos alimentarios, o mofo kōji non produce estas toxinas. Ademais, non se descubriron substancias carcinóxenas neste mofo. Un estudo demostrou que mesmo poñendo A. oryzae baixo condicións favorables para expresar e segregar aflatoxina, os xenes para a produción de aflatoxina en A. oryzae non se expresan.

 Uso en biotecnoloxía 
O trans-resveratrol pode obterse eficientemente a partir do seu glicósido piceido polo proceso de fermentación con A. oryzae.

A. oryzae é difícil de estudar debido ás dificultades na manipulación xenética convencional. Isto é porque A. oryzae ten paredes celulares que son difíciles de degradar, o que complica a inserción/"edición" de xenes. Porén, recentemente empezou a utilizarse a técnica CRISPR/Cas9 en A. oryzae. Isto incrementa as taxas de mutación no xenoma, o cal non era posible no pasado, xa que o mofo se reproducía asexualmente.

 Metabolitos secundarios 
A. oryzae é unha boa elección para a produción de metabolitos secundarios debido a que forma relativamente poucos metabolitos secundarios. Os tipos transformados do organismo poden producir os seguintes compostos: alternapirona, 3-metilorcinaldehido e 1,3,6,8-tetrahidroxinaftaleno, creados pola policétido sintase; citrinina; terrequinona A; tennelina, piripiropeno, afidicolina, terretonina e andrastina A, pola inserción dun plásmido; paxilina e aflatrem, por cotransformación; e aspiridona, orixinalmente de A. nidulans, por clonación Gateway.

 Historia do koji en sentido amplo 
O 麹 (en chinés qū, en xaponés kōji), que significa mofo utilizado para fermentar alimentos, foi mencionado primeiro na obra Zhouli (Ritos da dinastía Zhou) na China en 300 a.C. O seu desenvolvemento é un fito na tecnoloxía de alimentos chinesa, porque proporciona o marco conceptual dos tres principais alimentos fermentados de soia: mollo de soia, pasta de soia fermentada (jiang/miso) e douchi, sen esquecer os viños obtidos de grans (como o  sake xaponés e o huangjiu chinés) e o li (o predecesor chinés do amazake xaponés).Shurtleff, W.; Aoyagi, A. History of Koji - Grains and/or Soybeans Enrobed with a Mold Culture (300 BCE to 2012). Lafayette, California: Soyinfo Center. 660 pp. (1.560 referencias; 142 fotos e ilustracións, libre online)

 Galería 

 Notas 

 Véxase tamén 
 Outros artigos 
 Qū
 Akira Endo
 Aspergillus sojae
 Lactase
 Mofos medicinais
 Rhizopus oligosporus

 Ligazóns externas 
Facer koji de arroz a partir de esporas de koji 
Descrición do kiji de Sake World
Xenoma de Aspergillus oryzae genome  da Database of Genomes Analysed en NITE 
Informe de 2020 do mercado global de  Aspergillus oryzae - Tamaño de mercado, accións, prezo, tendencia e previsión 
(DOGAN) 

Categoría:Aspergillus