1976 Penetration of Rhizopus Oligosporus Into Soybeans in Tempeh

8/18/2019 1976 Penetration of Rhizopus Oligosporus Into Soybeans in Tempeh

1/4

A P P L I E D

AND

ENVIRONMENTAL

M I C R O B I O L O G Y ,

A u g . 1 9 7 6 ,

p .

2 8 4 - 2 8 7

C o p y r i g h t C ) 1 9 7 6

A m e r i c a n

S o c i e t y

f o r

M i c r o b i o l o g y

V o l .

3 2 ,

N o . 2

P r i n t e d i n

U . S . A .

P e n e t r a t i o n

o f

R h i z o p u s

o l i g o s p o r u s

i n t o

S o y b e a n s

i n

Tempeh

N M .

JURUS

AND

WALTER

J .

SUNDBERG

D e p a r t m e n t

o f B o t a n y ,

S o u t h e r n

I l l i n o i s

U n i v e r s i t y , C a r b o n d a l e ,

I l l i n o i s

6 2 9 0 1

R e c e i v e d f o r

p u b l i c a t i o n

1 9

M a r c h

1 9 7 6

H i s t o l o g i c a l

o b s e r v a t i o n s

w e r e

made

o n

t h e

p e n e t r a t i o n

o f

h y p h a e

o f

R h i z o p u s


i n t o

s o y b e a n c o t y l e d o n s

i n

t e m p e h ,

an

I n d o n e s i a n

s o y b e a n

f o o d .

H y p h a l p e n e t r a t i o n s

a v e r a g e d

o n e

p e r

1 , 4 0 0 , u m 2

± + 3 9 0

/ t m - )

o n t h e

c u r v e d

o u t e r )

c o t y l e d o n

s u r f a c e

a n d o n e

p e r

1 , 0 1 0

, t m 2

( + 3 4 0

, u m 2 )

o n

t h e f l a t

i n n e r )

o n e .

H y p h a e

i n f i l t r a t e d

t o a

d e p t h

o f

7 4 2

, u m ,

o r a b o u t

2 5 o f t h e

a v e r a g e w i d t h

o f a s o y b e a n

c o t y l e d o n .

T h i s

p r e v i o u s l y

u n r e p o r t e d

d e g r e e

o f


o f f e r s

p a r t i a l e x p l a n a t i o n f o r

t h e

r a p i d

p h y s i c a l

a n d

c h e m i c a l

c h a n g e s

i n

s o y b e a n s

d u r i n g t e m p e h

f e r m e n t a t i o n .

Tempeh i s a n

I n d o n e s i an f e r m e n t e d

f o o d c o n -

s i s t i n g

o f

s o y b e a n s

p a r t i a l l y

d i g e s t e d

a n d

b o u n d

t o g e t h e r

b y

m y c e l i u m

o f

R h i z o p u s .

A l -

t h o u g h

o t h e r

s p e c i e s

a r e

s o m e t i m e s

e n c o u n -

t e r e d ,

R h i z o p u s


S a i t o i s

m o s t f r e -

q u e n t l y

i s o l a t e d f r o m n a t u r a l

t e m p e h s a m p l e s

5 .

I n v e s t i g a t i o n s

d e s i g n e d

t o

d e t e r m i n e t h e n a -

t u r e

o f

t e m p e h

a n d r e a s o n s f o r

i t s

i m p r o v e d

o r g a n o l e p t i c

q u a l i t i e s

o v e r

u n f e r m e n t e d

s o y -

b e a n s h a v e

p r i m a r i l y

c e n t e r e d

o n

m a n u f a c t u r e

o f

t h e

f o o d

2 ,

4 ,

9 ,

1 2 ) ,

i s o l a t i o n

o f t h e

m o s t

p r o d u c t i v e

s p e c i e s

o f

R h i z o p u s

5 ,

a n d

b i o -

c h e m i c a l

a n a l y s i s

4 ,

1 3 - 1 5 ) . O n l y

B o o r s m a

c i t e d

i n

r e f e r e n c e

1 4 ) ,

v a n V e e n

a n d

S c h a e f e r

1 4 ) , a n d

S t e i n k r a u s

e t

a l .

1 3 ) h a v e

m a d e a n y

h i s t o l o g i c a l

o b s e r v a t i o n s .

B o o r s m a

s e e

r e f e r e n c e

1 4 )

r e p o r t e d l y

f o u n d

t h a t

t h e

h y p h a e

p e n e t r a t e d

t h e b e a n

c e l l s

a n d

l i b e r a t e d

t h e i r

c o n t e n t s .

H o w e v e r ,

h e

n o t e d

l i t -

t l e

o r

n o

d i s s o l u t i o n o f t h e

s o y b e a n c e l l

w a l l s

a n d

c o n c l u d e d t h a t t h e i r

m e c h a n i c a l

r e s i s t a n c e

w a s

n o t

a f f e c t e d

b y

t h e f u n g u s . v a n

V e e n a n d

S c h a e f e r

1 4 )

a n d

S t e i n k r a u s

e t

a l .

1 3 )

o b -

s e r v e d

t h a t

t h e

f u n g u s

s e e m i n g l y

p e n e t r a t e d

o n l y

a

f e w

s u p e r f i c i a l

l a y e r s

o f

c e l l s ,

s u r r o u n d -

i n g

t h e s e c e l l s

w i t h

a

n e t w o r k

o f

m y c e l i u m .

T h e

c u r v e d

o u t e r

s i d e

o f t h e

c o t y l e d o n

w a s a p p a r -

e n t l y m o r e

e a s i l y

p e r f o r a t e d

b y

t h e m y c e l i u m

t h a n w a s

t h e f l a t

i n n e r s i d e

1 4 ) . B a s e d

o n t h e s e

a n d

a v a i l a b l e

b i o c h e m i c a l

d a t a ,

i t

w a s

c o n -

c l u d e d t h a t

c h a n g e s o c c u r r i n g

d u r i n g f e r m e n t a -

t i o n

r e s u l t e d

f r o m

d e e p

p e n e t r a t i o n o f

e n z y m e s

v i a

d i f f u s i o n f r o m t h e

m o r e

o r l e s s

s u p e r f i c i a l

h y p h a e 1 3 ,

1 4 ) .

C o n t r a r y

t o


n o t e d

a b o v e ,

o u r

p r e l i m i n a r y

i n v e s t i g a t i o n s

s h o w e d d e e p p e n e -

t r a t i o n o f f u n g a l

h y p h a e

i n t o

t h e

s o y b e a n c o t y -

l e d o n s .

F u r t h e r ,

a p p a r e n t l y

n o

i n f o r m a t i o n

e x -

i s t s

r e g a r d i n g t h e

f r e q u e n c y o f p e n e t r a t i o n

b y

t h e

f u n g u s . T h e r e f o r e , t h i s

a n a t o m i c a l

i n v e s t i -

g a t i o n

was

u n d e r t a k e n

t o

d e t e r m i n e

b o t h t h e

a p p r o x i m a t e

f r e q u e n c y o f

s u r f a c e

h y p h a l

p e n e -

t r a t i o n

a n d

t h e

d e p t h

o f


b y

R .

o l i -

g o s p o r u s

i n t o

t h e

s o y b e a n

c o t y l e d o n

i n

t e m p e h .

MA TERIA LS AND

M E TH ODS

Tempeh

m a n u f a c t u r e .

T h e

l a b o r a t o r y

m e t h o d o f

t e m p e h p r o d u c t i o n

m o d i f i e d

f r o m r e f e r e n c e

9 ) w a s

u s e d .

W i l l i a m s

v a r i e t y

s o y b e a n s 5 0 g ) w e r e

s o a k e d

i n

1 5 0

m l

o f

t a p w a t e r

f o r 2 4 h .

A f t e r

d e h u l l i n g ,

b o i l i n g ,

a n d

c o o l i n g

t h e m

t o

r o o m

t e m p e r a t u r e ,

t h e

b e a n s

w e r e

i n o c u l a t e d

w i t h R .

o l i g o s p o r u s S o u t h -

e r n

I l l i n o i s

U n i v e r s i t y

C u l t u r e

C o l l e c t i o n

n o .

Z - 3 ,

o r i g i n a l l y o b t a i n e d

f r o m C . W .

H e s s e l t i n e ,

N o r t h e r n

R e g i o n a l

R e s e a r c h

L a b o r a t o r y ,

P e o r i a , I l l .

b y

d r o p -

p i n g

4 t o

7

m l

o f

a s p o r e

s u s p e n s i o n

p r e p a r e d

b y

a d d i n g 1 0

m l

o f

d i s t i l l e d w a t e r

t o a

s p o r u l a t i n g m a l t

a g a r s l a n t

c u l t u r e . T h e

s o y b e a n s

w e r e

h a n d - m i x e d

t o

f u r t h e r

d i s p e r s e

t h e

s p o r e s

a n d

w e r e

p l a c e d

i n

t h i n

p l a s t i c

b a g s

p e r f o r a t e d o n c e

e v e r y s q u a r e

c e n t i -

m e t e r w i t h a

s t e r i l e

s e w i n g n e e d l e f o r

p r o p e r a e r a

t i o n .

B a g s

o f

i n o c u l a t e d b e a n s

w e r e

i n c u b a t e d

i n

a

g l a s s

b o w l ,

a l s o c o n t a i n i n g

a s m a l l

b e a k e r

o f

w a t e r

t o

m a i n t a i n

h i g h h u m i d i t y , a n d

c o v er e d w i t h t h i n

p l a s t i c f i l m

f o o d

w r a p ) .

F e r m e n t a t i o n w a s

a l l o w e d

t o

p r o g r e s s

f o r

8 0 h

a t

2 5 ° C

9 , a f t e r

w h i c h

t h e

m y c e l i u m

a p p e a r e d

t o b e

m o r e o r l e s s

u n i f o r m l y

d i s t r i b u t e d

t h r o u g h o u t

t h e

r e s u l t i n g

a p p r o x i m a t e l y

5 - c m - t h i c k

c a k e .

M i c r o t e c h n i q u e .

S i n c e

i n f o r m a t i o n w a s

l a c k i n g

o n

t h e b e s t

f i x a t i v e s

f o r

c y t o l o g i c a l

p r e s e r v a t i o n o f

t e m p e h

a n d

u l t i m a t e

d i f f e r e n t i a t i o n o f t h e

f u n g u s ,

t h e

f o l l o w i n g f i x a t i v e s

w e r e i n i t i a l l y

u s e d :

f o r m a l i n -

a c e t i c

a c i d - a l c o h o l

6 ,

c h r o m i c

s u l f a t e - f o r m a l d e -

h y d e - c o p p e r h y d r o x i d e

a n d

c h r o m i c

s u l f a t e - f o r m a l -

d e h y d e - p i c r i c a c i d 1 ,

CRAF I I I

1 0 ) ,

c h r o m i c - a c e t i c

a c i d

6 ,

a n d

3

g l u t a r a l d e h y d e i n

p h o s p h a t e

b u f f e r

a t

pH

7 . 2 .

I n

a l l

c a s e s ,

c o n t r o l

( c o o k e d

a n d

d e h u l l e d ,

b u t

u n f e r m e n t e d )

s o y b e a n s a n d

s l i c e s o f

t e m p e h

w e r e f i x e d

f o r 4 8

h .

A l t h o u g h

c h r o m i c

s u l f a t e - f o r m a l d e h y d e - c o p p e r

h y d r o x i d e a n d

f o r m a l i n - a c e t i c

a c i d - a l c o h o l

p r o d u c e d

2 8 4


2/4

RHIZOPUS

I N T E M P E H

2 8 5

w e l l - p r e s e r v e d

t i s s u e ,

3 g l u t a r a l d e h y d e

f i x a t i o n

p r o d u c e d

t h e b e s t

c y t o p l a s t i c

d e t a i l ,

p a r t i c u l a r l y

d e m o n s t r a t i n g

t h e

p r e s e n c e

a n d

d i s t r i b u t i o n

o f

v a c -

u o l e s .

H o w e v e r ,

b e s t

f u n g a l

d i f f e r e n t i a t i o n

a f t e r

s t a i n i n g

w a s o b t a i n e d

w i t h

c h r o m i c s u l f a t e - f o r m a l -

d e h y d e - c o p p e r

h y d r o x i d e -

a n d

f o r m a l i n - a c e t i c

a c i d -

a l c o h o l - f i x e d

m a t e r i a l s ,

s o

t h e s e

f i x a t i v e s

w e r e

u s e d

t h r o u g h o u t

t h e

r e s t

o f t h e

s t u d y .

A l l

f i x e d

m a t e r i a l s

w e r e

d e h y d r a t e d

i n

t e r t i a r y

b u t y l

a l c o h o l ,

e m b e d d e d

i n

p a r a f f i n ,

s e c t i o n e d ,

a n d

m o u n t e d

o n

s l i d e s

u s i n g

s t a n d a r d

p r o c e d u r e s

6 .

P r e l i m i n a r y

s t a i n i n g

p r o c e d u r e s

t e s t e d

i n c l u d e d

s a f r a n i n

a n d

f a s t

g r e e n

6 ,

J o h a n s e n s

q u a d r u p l e

s t a i n 7 ,

S t o u g h t o n s

t h i o n i n

a n d

e r y t h r o s i n - o r -

a n g e

G 8 ,

S t o u g h t o n s

t h i o n i n

a n d

o r a n g e

G

3 ,

m e t h y l

v i o l e t

a n d

e o s i n

I k a t a ,

1 9 3 2 ,

c i t e d

i n r e f e r -

e n c e 7 ) ,

m o d i f i e d

p i a n e s e

I I I b

1 1 ) , c h l o r a z o l

b l a c k

E a n d p i a n e s e

I I I b

1 7 ) , a n d

p r o g r e s s i v e

i r o n

h e m a -

t o x y l i n

( m o d i f i e d

f r o m

r e f e r e n c e

1 0 ) c o u n t e r s t a i n e d

w i t h

o r a n g e

G . C l e a r e s t

h y p h a l

d i f f e r e n t i a t i o n

w a s

o b t a i n e d

w i t h

S t o u g h t o n s

t h i o n i n

a n d

o r a n g e

G

a n d

w i t h p r o g r e s s i v e

i r o n

h e m a t o x y l i n

a n d

o r a n g e

G ,

w h i c h w e r e

s u b s e q u e n t l y

u s e d

o n

a l l

o t h e r

f i x e d

m a t e r i a l s .

D a t a

c o l l e c t i o n .

A n a t o m i c a l


w e r e

made o n s e v e r a l

b e a n s

r a n d o m l y

s e l e c t e d

f r o m

d i f -

f e r e n t

s l i c e s

o f e a c h

o f

t w o f i n a l

t e m p e h

b a t c h e s .

T h e

n u m b e r

o f

p e n e t r a t i o n s

o v e r

t h e

c o t y l e d o n

s u r f a c e

a r e a

w a s

d e t e r m i n e d

a s

f o l l o w s .

T h e l e n g t h

o f

t h e s u r f a c e

a r e a e x a m i n e d

w a s d e l i n e a t e d

w i t h

a n

e y e p i e c e

m i c r o m e t e r .

S i n c e

e a c h

s e c t i o n

o b s e r v e d

was


1 0

um

t h i c k p l u s

o r

m i n u s

t o l e r -

a n c e

l i m i t s

o f

t h e

m i c r o t o m e ) ,

a n a p p r o x i m a t i o n

o f

s u r f a c e

a r e a

was

m a d e

f r o m

t h e s e

m e a s u r e m e n t s .

B e c a u s e

t h e

maximum

o b s e r v e d

h y p h a l

d i a m e t e r

w a s 2 6

, u m ,

t h e s a m e

h y p h a

t h e o r e t i c a l l y

c o u l d

b e

o b s e r v e d

i n f o u r

c o n s e c u t i v e

1 0 - , u m - t h i c k

s e c t i o n s

a t

m o s t .

T h e r e f o r e ,

t o

a s s u r e

t h a t

a

p e n e t r a t i n g

h y p h a l

s e g m e n t

f o u n d

i n

o n e

s e c t i o n

w o u l d

n o t b e

c o u n t e d

a s a


i n a n o t h e r ,

e v e r y

f i f t h s e r i a l

s e c t i o n

w a s

u s e d

t o

o b t a i n

s u r f a c e


f r e q u e n c y

d a t a .

M e a n s

o f p e n e t r a t i o n

f r e q u e n c y

o n

t h e

c u r v e d

a n d

f l a t

c o t y l e d o n

s u r f a c e s

w e r e

c o m p a r e d

u s i n g

S t u d e n t s

t t e s t

1 6 ) .

T h e d e p t h

o f

maximum

h y p h a l


was

d e t e r m i n e d

b y

d i r e c t

m e a s u r e m e n t

w i t h an

e y e p i e c e

m i c r o m e t e r .

S u b s e q u e n t l y ,

t h e

p e r c e n t a g e

o f

m a x i -

mum m y c e l i a l


i n t o

t h e

c o t y l e d o n s

was

c a l c u l a t e d b y

u s i n g

t h e s e

d a t a

a n d t h e

a v e r a g e

w i d t h

o f c o n t r o l s o y b e a n s .

RESULTS

T h e

w a l l s

a n d

c y t o p l a s m

o f

t h e

s o y b e a n

c e l l s

a n d h y p h a e

w e r e

a l l

d i s t i n c t .

I n s e c t i o n s

s t a i n e d

w i t h

S t o u g h t o n s

t h i o n i n

a n d

o r a n g e

G ,

t h e

s o y b e a n

c e l l

w a l l s

a n d

c y t o p l a s m

were

l i g h t

b r o w n

a n d

g r e e n i s h

b l u e ,

r e s p e c t i v e l y .

A l t h o u g h

t h e f u n g a l

c e l l

w a l l s

w e r e

s i m i l a r

i n

c o l o r

t o

t h o s e

o f

t h e

s o y b e a n

c e l l s ,

t h e

f u n g a l

c y t o p l a s m

c o n s i s t e n t l y

c o n t a i n e d

n u m e r o u s ,

v a r i o u s l y

s i z e d ,

v i o l e t - s t a i n e d

g r a n u l e s ,

t h u s

m a k i n g

t h e

f u n g a l h y p h a l

s e g m e n t s

e a s i l y

d i s -

t i n g u i s h a b l e

F i g .

1 , 2 ,

a n d

4 - 6 ) . P r o g r e s s i v e

i r o n

h e m a t o x y l i n

a n d

o r a n g e

G r e s u l t e d

i n

s i m i l a r

s t r u c t u r a l

d i f f e r e n t i a t i o n ,

a l t h o u g h

t h e

c o l o r

d i f f e r e n c e s

o b t a i n e d

w e r e

n o t

a s

s t r i k i n g .

T h e

d e g r e e

o f d i s t o r t i o n

c a u s e d

b y

t h e f u n -

g u s ,

l a c k i n g

i n

c o n t r o l

p r e p a r a t i o n s

F i g .

3 ,

w a s

m o s t

s e v e r e

a t

o r n e a r t h e

c o t y l e d o n

s u r -

f a c e

F i g .

6 .

P o r t i o n s

o f t h e

o u t e r m o s t

c e l l

l a y e r s

o f

t h e c o t y l e d o n

w e r e

o f t e n

c o m p l e t e l y

p e r m e a t e d

w i t h m y c e l i u m ,

c r e a t i n g

a n

i n d i s -

t i n c t

m a s s .

W a l l s o f t h e s e

c e l l s w e r e

s h r i v e l e d ,

t h e c y t o p l a s m

w a s

v e r y

d i s t o r t e d ,

a n d

f r e -

q u e n t l y

e n t i r e

c e l l s

w e r e s o

g r o s s l y

d i s r u p t e d

t h a t t h e y

w e r e

n o

l o n g e r r e c o g n i z a b l e .

F e w e r

h y p h a e

a n d l i t t l e

o r

n o

d i s t o r t i o n

w e r e o b s e r v e d

among

t h e i n n e r

c e l l u l a r

l a y e r s

o f

t h e c o t y l e -

d o n .

P e n e t r a t i o n

a n d g r o w t h

o f t h e

h y p h a e ,

w h i c h

g r e w

o n l y

b e t w e e n

t h e

c y l i n d r i c a l

c o t y l e d o n

c e l l s ,

w e r e g e n e r a l l y

i n w a r d l y

d i r e c t e d

a n d

p e r -

p e n d i c u l a r

t o

t h e c o t y l e d o n

s u r f a c e

F i g .

1 ,

2 ,

a n d 5 .

H y p h a l

w i d t h

d e c r e a s e d

a s

t h e

d i s t a n c e

o f p e n e t r a t i o n

i n c r e a s e d .

L i t t l e

o r

n o

l a t e r a l

g r o w t h

w a s

o b s e r v e d ,

w i t h t h e

e x c e p t i o n

o f

o c -

c a s i o n a l

l a t e r a l

b r a n c h e s

o f a c u t e - a n g l e d

o r i g i n

F i g .

4 .

W h e t h e r

t h e

f u n g u s

p e n e t r a t e d

t h e

c e l l

w a l l

a n d

g r e w

a l o n g

t h e

r e g i o n

o f

t h e

m i d d l e

l a m e l l a

o r

g r e w

o n l y

w i t h i n

i n t e r c e l l u l a r

s p a c e s

a l r e a d y

p r e s e n t

c o u l d

n o t b e

d e t e r m i n e d

w i t h c e r t a i n t y .

No

h a u s t o r i a

w e r e

o b s e r v e d .

T h e

s a m p l e

s i z e

a n d

t h e

n u m b e r

a n d

f r e -

q u e n c y

o f

h y p h a l

s u r f a c e p e n e t r a t i o n s

e n c o u n -

t e r e d ,

a s

i l l u s t r a t e d

i n

F i g .

1 ,

2 ,

a n d

4

t h r o u g h

6 ,

a r e l i s t e d

i n T a b l e

1 .

T o

s u m m a r i z e ,

t h e r e

w a s

o n e

h y p h a l

i n v a s i o n p e r

1 , 4 0 0

a m ( + 3 9 0

, u m 2 )

o n

t h e

o u t e r

c u r v e d

s u r f a c e

o f

t h e

s o y b e a n

c o t y l e d o n .

T h e

i n n e r

f l a t

s i d e

was

p e n e t r a t e d

o n c e

e v e r y 1 , 0 1 0

, U m 2

( + 3 4 0

/ I m 2 ) .

A l a r g e

n u m b e r

o f h y p h a e

i n f i l t r a t e d

3 0 0

t o

5 0 0 , u m

i n t o

t h e

c o t y l e d o n s

F i g .

1 a n d 2 ,

a

d i s t a n c e

e q u i v a l e n t

t o

1 0 t o

1 7 o f

t h e i r

a v e r -

a g e

w i d t h .

F e w e r h y p h a e

p e n e t r a t e d

t o

a

d e p t h

o f

o v e r

6 0 0

, u m .

T h e

m aximum o b s e r v e d

h y p h a l


was

7 4 2

, t m ,

o r


25

o f

t h e

a v e r a g e c o t y l e d o n

w i d t h .

DISCUSSION

T h e

d e e p e r


d e m o n s t r a t e d

h e r e i n

c l e a r l y

i l l u s t r a t e s

a

c l o s e r

p h y s i c a l

r e l a t i o n s h i p

b e t w e e n

t h e h y p h a e

a n d

t h e i n n e r

c e l l s

o f

t h e

s o y b e a n

c o t y l e d o n

t h a n

p r e v i o u s l y

r e p o r t e d .

R e a s o n s

f o r

t h i s

d i s c r e p a n c y

a r e

u n c l e a r ,

b u t

t h e

u s e o f

a

h i g h e r

f e r m e n t a t i o n t e m p e r a t u r e

a n d

s h o r t e r

i n c u b a t i o n

t i m e

b y

p r e v i o u s

w o r k -

e r s

1 4 )

m i g h t

p a r t i a l l y

e x p l a i n

t h e

o b s e r v e d

d i f f e r e n c e .

U n f o r t u n a t e l y ,

l a c k

o f

e x p l i c i t

t e m -

p e r a t u r e

d a t a

o n f e r m e n t a t i o n

u s e d

f o r

h i s t o -

l o g i c a l

s t u d i e s b y

S t e i n k r a u s

e t

a l .

1 3 )

makes

c o r r e l a t i o n

d i f f i c u l t .

A d d i t i o n a l l y ,

u t i l i z a t i o n

o f

V O L .

3 2 ,

1 9 7 6


3/4

F I G .

1 - 6 .

S e c t i o n s o f

t e m p e h

and

c o n t r o l

s o y b e a n s

a t

r i g h t a n g l e s

t o

t h e b e a n

s u r f a c e .

T h e

s o y b e a n

s u r f a c e ,

a n d

s u p e r f i c i a l h y p h a e

w h e r e p r e s e n t ,

a r e

o r i e n t e d

t o w a r d t h e

t o p o f

e a c h

f i g u r e .

S c a l e

l i n e s

e q u a l

1 0 0 and

50

, u m

i n

F i g .

1 - 3

and 4 - 6 , r e s p e c t i v e l y . F i g . 1 - 2 )

S e c t i o n s

s h o w i n g s u r f a c e h y p h a l p e n e t r a t i o n s

w h i t e

a r r o w s )

a n d

d e p t h

o f

h y p h a l

i n t r u s i o n

b l a c k a r r o w s )

i n t o

s o y b e a n s . F i g .

3 )

S e c t i o n

o f

c o n t r o l

s o y b e a n .

F i g . 4 - 6 )

S u r f a c e p e n e t r a t i o n s o f s o y b e a n s b y h y p h a e

w h i t e

a r r o w s ) .

N o t e t h e

a c u t e - a n g l e d h y p h a l

b r a n c h

w i t h i n t h e

s o y b e a n

t i s s u e

b l a c k a r r o w s ) ,

t h e

i n t e r c e l l u l a r

n a t u r e

o f

t h e

h y p h a e

i n

t h e

s o y b e a n

( b l a c k

a r r o w s ) ,

and

t h e

d i s t o r t i o n o f

b e a n

c e l l w a l l s

b l a c k

a r r o w s )

i n

F i g . 4 ,

5 ,

and

6 , r e s p e c t i v e l y .

2 8 6


4/4

RHIZOPUS

I N T E M P E H 2 8 7

T A B L E 1 . S a m p l e

s i z e

a n d n u m b e r a n d

f r e q u e n c y o f

h y p h a l

p e n e t r a t i o n s

C u r v e d F l a t i n n e r

D a t a o u t e r c o t y l e -

c o t y l e d o n

d o n s u r f a c e s u r f a c e

Number

o f

s a m p l e s

3 9

2 0

T o t a l

s u r f a c e

a r e a

e x a m -

2 , 2 8 2 , 7 0 0 2 3 2 , 7 6 0

i n e d

A m 2 )

Number o f

s u r f a c e

p e n e -

1 , 6 3 4 2 3 0

t r a t i o n s

o b s e r v e d

M e a n a r e a p e r p e n e t r a -

1 , 4 0 0

1 , 0 1 0

t i o n

/ m M 2 )

S t a n d a r d

d e v i a t i o n

A m 2 )

3 9 0

3 4 0

s e v e r a l d i f f e r e n t

f i x a t i v e s a n d s t a i n i n g t e c h -

n i q u e s d u r i n g t h i s

s t u d y

y

h a v e p r o d u c e d

c l e a r e r d i f f e r e n t i a t i o n , w h i c h , i n t u r n , r e s u l t e d

i n r e c o g n i t i o n o f t h e f u n g u s

i n t h e

d e e p e r l a y e r s

o f

t h e

c o t y l e d o n w h e r e t h e h y p h a e

b e c o m e q u i t e

t h i n .

F i n a l l y ,

t h e a t t e n t i o n g i v e n

t o

o r i e n t a t i o n

o f t h e

t e m p e h s a m p l e s

a n d r e s u l t a n t

s e l e c t i o n

o f s l i d e s

w i t h

o p t i m a l

o r i e n t a t i o n q u a l i t y

may

a l s o

h a v e

more c l e a r l y

d e m o n s t r a t e d t h e pres-

e n c e o f

h y p h a e .

T h e

e x t r e m e d e p t h

o f o b s e r v e d

m y c e l i a l i n f i l -

t r a t i o n s

a t l e a s t

p a r t i a l l y

e x p l a i n s

t h e

r a p i d

p h y s i c a l a n d

c h e m i c a l c h a n g e s

p r e v i o u s l y

n o t e d d u r i n g t e m p e h

m a n u f a c t u r e . F i r s t , t h e

h y p h a e may s o f t e n

t h e s o y b e a n s

b y

m e c h a n i -

c a l l y

p u s h i n g

t h e

c e l l s

a p a r t

p r i o r

t o ,

o r

i n

c o n j u n c t i o n

w i t h , e n z y m a t i c d e g r a d a t i o n .

S e c -

o n d ,

t h e

d e e p


o f

e n z y m a t i c

a c t i v i t y

1 3 ,

1 4 )

i s

p r o b a b l y

e n h a n c e d s i n c e

t h e

d i s t a n c e

over w h i c h

d i f f u s i o n o f

e x o e n z y m e s

must occur

i s g r e a t l y r e d u c e d .

T h e s e r e s u l t s d e m o n s t r a t e

a

h i g h e r , s t a t i s t i -

c a l l y s i g n i f i c a n t

( P 2 0 . 0 1 ) f r e q u e n c y

o f

p e n e -

t r a t i o n

on t h e

f l a t

c o t y l e d o n

s u r f a c e .

T h i s i s

i n

c o n t r a s t

t o

t h e

d a t a

o f van

Veen

and

S c h a e f e r

1 4 ) ,

w h o s e

q u a l i t a t i v e

r e s u l t s

s u g g e s t e d

t h a t

t h e

c u r v e d

c o t y l e d o n

s u r f a c e

was

more

e a s i l y

p e r f o r a t e d .

H o w e v e r ,

t h e s e

w o r k e r s

may

n o t

h a v e

s e p a r a t e d

t h e two

c o t y l e d o n s

o f

e a c h

s e e d ,

t h u s p o t e n t i a l l y

r e s u l t i n g

b o t h

i n

l e s s

exposure

o f t h e

f l a t i n n e r

s u r f a c e t o

t h e

i n o c u l u m

and

l o w e r a e r a t i o n

o f

t h a t

s u r f a c e .

Due

t o

t h e l a c k

o f

n u m e r i c a l

d a t a on

t h e

f r e q u e n c y

o f

p e n e t r a -

t i o n

b y

t h e

h y p h a e

i n van Veen and

S c h a e f e r s

1 4 ) w o r k , q u a n t i t a t i v e c o m p a r i s o n

i s n o t

p o s s i -

b l e .

P r e v i o u s

s t u d i e s

o n

o p t i m a l f e r m e n t a t i o n

t i m e a n d t e m p e r a t u r e r e q u i r e m e n t s

f o r

t e m p e h

m a n u f a c t u r e 5 , 1 2 ) w e r e c o n c e r n e d

w i t h

p h y s i -

o l o g i c a l

a n d o r g a n o l e p t i c c h a n g e s

o c c u r r i n g

d u r i n g

t h e i nc u b a t i o n

p e r i o d .

T h e

r e s u l t s

h e r e i n s u g ge s t

t h a t

h i s t o l o g i c a l d a t a o n f r e -

q u e n c y

a n d

d e p t h

o f

p e n e t r a t i o n m i g h t b e a d d i -

t i o n a l p a r a m e t e r s

f o r d e t e r m i n a t i o n o f

t i m e

a n d

t e m p e r a t u r e

o p t i m a .

L I T E RA TU R E CITED

1 .

C o h e n ,

I . ,

a n d K . D . D o a k .

1 9 3 5 . T h e f i x i n g

a n d

s t a i n -

i n g o f L i r i o d e n d r o n

t u l i p i f e r a

r o o t

t i p s a n d

t h e i r

m y c o r r h i z a l f u n g u s .

S t ai n T e ch n o l . 1 0 : 2 5 - 3 2 .

2 .

D j i e n ,

K .

S . , a n d C .

W.

H e s s e l t i n e . 1 9 6 1 .

I n d o n e s i a n

f e r m e n t e d f o o d s . S o y b e a n D i g . 2 2 : 1 4 - 1 5 .

3 .

G u r r ,

E .

1 9 5 6 . A

p r a c t i c a l

m a n u a l

o f m e d i c a l

a n d b i o -

l o g i c a l

s t a i n i n g t e c hn i q u es , 2 n d e d .

I n t e r s c i e n c e

P u b -

l i s h e r s ,

I n c . ,

Ne w

Y o r k .

4 .

H e s s e l t i n e ,

C .

W.

1 9 6 5 . A

m i l l e n i u m

o f f u n g i ,

f o o d

a n d


M y c o l o g i a

5 7 : 1 4 9 - 1 9 7 .

5 . H e s s e l t i n e , C . W . , M .

S m i t h , B . B r a d l e , a n d

K . S .

D j i e n .

1 9 6 3 . I n v e s t i g a t i o n s o f t e m p e h ,

a n I n d o n e s i a n

f o o d .

D e v .

I n d . M i c r o b i o l .

4 : 2 7 5 - 2 8 7 .

6 .

J e n s e n , W. A . 1 9 6 2 . B o t a n i c a l

h i s t o c h e m i s t r y .

W.

H .

F r e e m a n a n d C o . , S a n F r a n c i s c o .

7 .

J o h a n s e n ,

D . A .

1 9 4 0 .

P l a n t m i c r o t e c h n i q u e . McGraw-

H i l l B o o k

C o . ,

I n c . , Ne w Y o r k .

8 .

M a r g o l e n a ,

L . 1 9 3 2 . E r y t h r o s i n f o r

S t o u g h t o n s T h i o n i n

O r a n g e

G . S t a i n T ec h n o l . 5 : 2 5 - 2 6 .

9 . M a r t i n e l l i , A . F . , a n d C . W.

H e s s e l t i n e . 1 9 6 4 . Tempeh

f e r m e n t a t i o n :

p a c k a g e

a n d

t r a y

f e r m e n t a t i o n s . F o o d

T e c h n o l . 1 8 : 1 6 7 - 1 7 1 .

1 0 . S a s s ,

J .

D . 1 9 5 8 . B o t a n i c a l

m i c r o t e c h n i q u e ,

3 r d e d . I o w a

S t a t e U n i v e r s i t y

P r e s s ,

A m e s .

1 1 . S i m m o n s ,

S .

A . , a n d

R .

A . S h o e m a k e r . 1 9 5 2 .

D i f f e r e n -

t i a l s t a i n i n g o f

f u n g u s

a n d h o s t

c e l l s

u s i n g a

m o d i f i c a -

t i o n o f P i a n e z e

I l I b .

S t a i n

T e c h n o l . 2 7 : 1 2 1 .

1 2 .

S t e i n k r a u s ,

K .

H . ,

D .

B .

H a n d ,

J .

P . V an

B u r e n ,

a n d

L .

R . H a c k l e r . 1 9 6 1 .

P i l o t

p l a n t

s t u d i e s o n t e m p e h ,

p .

8 3 - 9 2 .

I n

P r o c e e d i n g s

o f

c o n f e r e n c e

o n

s o y b e a n p r o d -

u c t s f o r

p r o t e i n i n

human f o o d s .

U . S .

D e p a r t m e n t

o f

A g r i c u l t u r e ,

A g r i c u l t u r a l

R e s e a r c h

S e r v i c e

7 1 - 2 2 ,

W a s h i n g t o n ,

D . C .

1 3 .

S t e i n k r a u s ,

K .

H . ,

Y . B .

H w a ,

J .

P .

Van

B u r e n ,

M.

I .

P r o v v i d e n t i , a n d

D . B . H a n d . 1 9 6 0 .

S t u d i e s

o n

t e m -

p e h - a n

I n d o n e s i a n f e r m e n t e d

s o y b e a n

f o o d .

F o o d

R e s

2 5 : 7 7 7 - 7 8 8 .

1 4 .

v a n V e e n,

A .

G . , a n d

G .

S c h a e f e r .

1 9 5 0 . T h e

i n f l u e n c e

o f

t h e

t e m p e h

f u n g u s

o n

t h e

s o y a

b e a n .

D o c . N ee rl .

I n d o n e s . M o r b i s

T r o p

2 : 2 7 0 - 2 8 1 .

1 5 . W a g e n k n e c h t ,

A .

G . ,

L .

R .

M a t t i c k ,

L . M .

L e w i n ,

D .

B .

H a n d ,

a n d

K .

H .

S t e i n k r a u s .

1 9 6 1 .

C h a n g e s

i n

s o y -

b e a n

l i p i d s d u r i n g

t e m p e h


J .

F o o d

S c i .

2 6 : 3 7 3 - 3 7 6 .

1 6 .

W e i n b e r g ,

G .

H . ,

a n d J .

A .

S c h u m a k e r .

1 9 6 9 . S t a t i s t i c s :

a n i n t u i t i v e

a p p r o a c h ,

2 n d

e d .

B r o o k s / C o l e

P u b l i s h -

i n g

C o . , B e l m o n t ,

C a l i f .

1 7 .

W i l c o x ,

H . E . 1 9 6 4 .

S t a i n i n g p l a n t

t i s s u e s

w i t h C h l o r a-

z o l

B l a c k a n d

P i a n e s e

I I I - B .

S t a i n

T e c h n o l .

3 9 : 8 1 - 8 6 .

V O L .

3 2 ,

1 9 7 6

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1976 Penetration of Rhizopus Oligosporus Into Soybeans in Tempeh