ASPERGILLUS ORYZAE: CARACTÉRISTIQUES, MORPHOLOGIE ET UTILISATIONS - LA BIOLOGIE - 2024

Aspergillus oryzae, également connu sous le nom de kōji, est un champignon microscopique, aérobie et filamenteux de la classe des Ascomycètes, qui appartient aux moisissures «nobles». Cette espèce est utilisée depuis des millénaires dans la cuisine chinoise, japonaise et dans d'autres cuisines d'Asie de l'Est, en particulier pour fermenter le soja et le riz.

Le champignon A. oryzae est cultivé comme nourriture depuis plus de 2000 ans par les Chinois, qui l'appelaient qū ou qü (ch'u) (Barbesgaard et al. 1992). À l'époque médiévale, les Japonais ont appris des Chinois et l'ont appelé kōji.

Par Yulianna.x, de Wikimedia Commons

À la fin du 19e siècle, le monde occidental a pris conscience de ce champignon; Le professeur allemand Herman Ahlburg, qui avait été invité à enseigner à la Tokyo School of Medicine, a analysé le ferment de kōji utilisé dans la fabrication du saké.

Il identifia une moisissure sur kōji qu'il nomma Eurotium oryzae (en 1876) et fut plus tard rebaptisé en 1883 par le microbiologiste allemand Ferdinand Julius Cohn sous le nom d'Aspergillus oryzae.

Taxonomie

• Domaine: Eukaryota.
• Royaume des champignons.
• Embranchement: Ascomycota.
• Sous-embranchement: Pezizomycotina.
• Classe: Eurotiomycètes.
• Ordre: Eurotiales.
• Famille: Trichocomaceae.
• Genre: Aspergillus.

Morphologie

Initialement, la culture du champignon montre une couleur blanchâtre, puis elle vire au vert jaunâtre. Aucune reproduction sexuée n'a été observée dans cette moisissure, mais les spores asexuées (conidies) sont faciles à distinguer et sont libérées dans l'air.

Les conidiophores sont hyalins et ont pour la plupart des parois rugueuses. Certains isolats sont majoritairement unisériés, d'autres majoritairement bisériés. Les conidies sont grandes et lisses ou finement rugueuses. La température de croissance optimale est de 32 à 36 ° C.

Comparé à A. flavus, le mycélium d'A. Oryzae est plus floculant, devenant généralement olive ou brun avec l'âge, tandis que les colonies d'A. Flavus conservent une couleur jaune verdâtre brillante.

La sporulation d'A. Oryzae est plus rare et les conidies sont plus grosses, avec un diamètre de 7 µm ou plus, contre 6,5 µm pour A. flavus. Les deux espèces sont faciles à confondre; pour les distinguer avec précision, plusieurs caractères doivent être utilisés simultanément (Klich et Pitt 1988).

La génétique

Le séquençage du génome d'A. Oryzae, enveloppé de mystère depuis des décennies, a finalement été publié en 2005 par une équipe qui comprenait 19 institutions au Japon, dont la Brewing Association, l'Université de Tohoku, l'Université d'agriculture et de technologie de Tokyo (Machida et al.2005).

Son matériel génétique, avec 8 chromosomes de 37 millions de paires de bases (104 gènes), contient 30% de gènes en plus que A. fumigatus et A. nidulans.

On pense que ces gènes supplémentaires sont impliqués dans la synthèse et le transport de nombreux métabolites secondaires qui ne sont pas directement impliqués dans la croissance et la reproduction normales, et ont été acquis tout au long du processus de domestication.

La comparaison de divers génomes d'Aspergillus a révélé que A. oryzae et A. fumigatus contenaient des gènes similaires de sexe.

Biogéographie

Koji est principalement associé à l'environnement humain, mais en dehors de cette zone, il a également été échantillonné dans le sol et la matière végétale en décomposition. Outre la Chine, le Japon et le reste de l'Extrême-Orient, il a été signalé en Inde, en URSS, en Tchécoslovaquie, à Tahiti, au Pérou, en Syrie, en Italie et même aux États-Unis et dans les îles britanniques.

Cependant, A. oryzae a rarement été observé dans les climats tempérés, car cette espèce nécessite des températures de croissance relativement chaudes.

Utilisations traditionnelles et industrie de la biotechnologie

Traditionnellement, A. oryzae a été utilisé pour:

• Préparez de la sauce soja et de la pâte de haricots fermentés.
• Sacarifier le riz, les autres céréales et les pommes de terre dans la fabrication de boissons alcoolisées telles que le huangjiu, le saké, le makgeolli et le shōchū.
• Production de vinaigres de riz (Barbesgaard et al. 1992).

Historiquement, il a été facilement cultivé dans divers environnements naturels (carottes, céréales) ou synthétiques (Raulin liquide, entre autres).

Comme la matière première pour le saké est du riz finement moulu à faible teneur en amylose, à basse température de gélatinisation et à cœur blanc, ces caractéristiques ont été utilisées par les Japonais, car elles facilitent la pénétration du mycélium d'A. Oryzae. Le riz cuit à la vapeur est mélangé au kōji pour être hydrolysé en deux à trois jours.

En Chine, le ferment traditionnel d'A. Oryzae est utilisé pour provoquer la fermentation des céréales et donner divers vins de céréales (huangjiu, 黄酒). Aussi pour fermenter le soja, préparez la sauce soja (Jiangyou, 酱油), le miso (weiceng, 味噌) et la sauce Tianmianjiang (甜面酱).

Les progrès du génie génétique ont conduit à l'utilisation d'A. Oryzae dans la production d'enzymes industrielles. Depuis les années 1980, les premières utilisations industrielles ont inclus l'utilisation de ses enzymes comme détergents à lessive, la production de fromage et l'amélioration cosmétique.

Les procédés biotechnologiques actuels comprennent la production de certaines enzymes commerciales telles que l'alpha-amylase, la glucoamylase, la xylanase, la glutaminase, la lactase, la cutinase et la lipase.

Face à la problématique des émissions de gaz à effet de serre issues des énergies fossiles, de nombreux centres de recherche s'orientent vers le développement de biocarburants issus de la biomasse, par des méthodes biotechnologiques inspirées de la production industrielle de saké d'amidon de riz, utilisant A oryzae et ses enzymes.

Certaines personnes ayant une faible tolérance au sucre du lait (ou au lactose) peuvent bénéficier de la fabrication de lait à faible teneur en lactose, où l'enzyme hydrolysante lactose (ou lactase) peut être préparée à partir d'A. Oryzae, qui est considérée comme un moule sûr.

Bibliographie

1. Barbesgaard P. Heldt-Hansen HP Diderichsen B. (1992) Sur la sécurité d'Aspergillus royzae: une revue. Applied Microbiology and Biotechnology 36: 569-572.
2. Domsch KH, Gams W., Anderson TH (1980) Compendium of sol fungi. Academic Press, New York.
3. Klich MA, Pitt JI (1988) Différenciation d'Aspergillus flavus d'A. Parasiticus et d'autres espèces étroitement apparentées. Trans Br Mycol Soe 91: 99-108.
4. Machida, M., Asai, K., Sano, M., Tanaka, T., Kumagai, T., Terai, G.,… & Abe, K. (2005) Séquençage du génome et analyse d'Aspergillus oryzae Nature 438 (7071): 1157-1161.
5. Raper KB, Fennell DI (1965) Le genre Asperoillus. Williams et Wilkins, Baltimore.
6. Samson RA, Pitt JI (1990) Concepts modernes dans la classification Penicillium et Aspergillus. Plenum Press, New York.