Produção de carotenoides por leveduras

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Maldonade, Iriani Rodrigues
Data de Publicação: 2003
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1594372
Resumo: Orientador: Adilma Regina Pippa Scamparini
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spelling Produção de carotenoides por levedurasProduction of carotenoids by yeastsLevedos1CarotenoidesFermentaçãoYeastCarotenoidsFermentationOrientador: Adilma Regina Pippa ScampariniTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: Este trabalho teve como objetivo isolar e selecionar leveduras produtoras de carotenóides de ecossistemas brasileiros. As leveduras pigmentadas foram isoladas de amostras de solos, flores, folhas, frutos da região de Campinas-SP e de alimentos processados. As amostras foram colocadas em frascos de erlenmeyer de 50 mL, contendo 20 mL de meio de Extrato de Malte e Levedura (YM), e incubadas a 30° C por 48 horas. Após 48 horas, as amostras foram inoculadas em placas de petri contendo meio ágar-YM e incubadas a 30°C, por 120 horas. As colônias de leveduras que apresentaram coloração entre amarelo e vermelho, foram transferidas para tubos de ensaio contendo meio ágar YM inclinado e incubadas a 30°C até crescimento satisfatório. Estas leveduras foram reisoladas, pelo método de estrias de esgotamento, em placas de petri contendo meio ágar YM (30°C por 72 horas) e, posteriormente, transferidas para tubos de ensaios contendo ágar GYMP inclinado. As culturas pigmentadas foram codificadas do seguinte modo: L12, isolada como contaminante em massa de tomate; L108, isolada de solo da região da Universidade Estadual de Campinas; L125, isolada a partir de folhas da cana-de-açúcar; L135 e L137 isoladas de solo em Holambra-SP. Através das características morfológicas, de reprodução, testes fisiológicos e bioquímicos as leveduras foram identificadas como: L12, L108, L135 e L137 como Rhodotorula mucilaginosa, e L125 como Rhodotorula graminis. A composição de carotenóides, das leveduras isoladas no Brasil, foi estudada. As culturas de leveduras foram cultivadas em 200 mL de meio YM a 200 rpm em shaker, a 25°C por 5 dias. Cromatografia de coluna aberta, cromatografia de camada delgada e cromatografia líquida de alta eficiência foram utilizadas para separar os carotenóides obtidos das leveduras, a fim de identificá-los e quantificá-los. A linhagem de Rhodotorula glutinis foi a que apresentou maior concentração total de carotenóide (881 mg/L), seguido por Rhodotorula graminis (594 mg/L), Rhodotorula mucilaginosa-137 (590 mg/L) e Rhodotorula mucilaginosa-135 (545 mg/L). Rhodotorula minuta e Sporobolomyces tiveram a menor concentração de carotenóides (168 mg/L and 237 mg/L, respectivamente). Os principais pigmentos encontrados nestas linhagens foram toruleno e b-caroteno. b-Caroteno foi o carotenóide predominante em Rhodotorula grarninis-125, Rhodotorula glutinis e Sporobolornyces, enquanto que o toruleno foi o carotenóide principal nas leveduras de Rhodotorula rnucilaginosa. Em termos de produção específica de cartenóides (_g/g de células secas), Rhodotorula glutinis foi a que obteve maior concentração de carotenóides 132 mg/g. Duas linhagens foram selecionadas para otimização da produção de carotenóides, R. mucilaginosa-137 e R. glutinis. Estas duas culturas foram cultivadas em shaker a 200 rpm, a 25°C por 5 dias, sem iluminação. Utilizou-se planejamento experimental e análise de superfície de resposta para estudar o efeito do pH inicial, concentração de glicose, extrato de levedura, sais de fosfato e sulfato de magnésio na produção de carotenóides, de biomassa e proteína celular. Para cada linhagem, foram realizados 2 planejamentos fatoriais, sendo 1 fracionário e 1 completo.Para a linhagem de R. mucilaginosa-137, o extrato de levedura foi a variável de maior influência na produção de carotenóides, enquanto que os sais de sulfato e fosfato tiveram efeito negativo. O pH inicial não teve efeito significativo tanto na produção de carotenóides como na biomassa. Através dos resultados obtidos pelo planejamento completo, observou-se que a máxima concentração de carotenóides foi de 745 mg/L com 15 g/L de extrato de levedura e 20 g/L de glicose. Em relação a produção específica de carotenóides, a máxima concentração foi de 152 mg/g com 5 g/L de extrato de levedura e 15 g/L de glicose. A concentração de extrato de leveduras e glicose também foram importantes na produção da biomassa, que atingiu o valor máximo de 8 g/L, na faixa de concentração de 15 a 17,1 g /L de extrato de levedura e de 15 a 20 g/L de glicose. Para a linhagem de Rhodotorula glutinis as variáveis de maior influência na produção de carotenóides foram pH inicial, extrato de levedura e glicose. Os sais de sulfato e fosfato não tiveram efeito significativo. Através do planejamento fatorial completo 23 com três pontos centrais, observou-se que na produção de carotenóides, apenas a glicose teve efeito positivo significativo. Na produção específica de carotenóides, o pH inicial, glicose e extrato de levedura tiveram efeito positivo. A máxima concentração de carotenóides obtida foi de 1.269 mg/L com pH inicial 4, 4 g/L de extrato de levedura e 17 g/L de glicose. Na produção específica de carotenóides, a máxima concentração foi de 337 mg/g com pH inicial 4, a 4 g/L de extrato de levedura e 7 g/L de glicose. O crescimento celular foi afetado pelo pH inicial, concentração de extrato de levedura e glicose. Entretanto, o modelo matemático referente a biomassa não apresentou uma regressão satisfatória, devendo ser utilizado apenas para estabelecer tendência da respostaAbstract: Pigmented yeasts were collected from soils, flowers, leaves, fruits from Campinas-SP region and industrialized foods. The samples were put in 50 mL erlenmeyers flasks, containing YM broth, and they were incubated at 30°C for 48 hours. After 48 hours, these samples were inoculated in Petri plates with YM agar, and incubated at 30°C for 120 hours. The yeasts colonies that had color between red and yellow were transferred to tubes, containing YM agar, and incubated at 30°C. These yeasts were reisolated by screening in Petri plates with YM agar (30°C for 72 hours) and then, transferred into tubes containing GYMP agar. After the selection, the pigmented yeasts were identified by a code: L12, was isolated from tomato sauce; L108, from soils of State University of Campinas; L125, from leaves of sugar cane; L135 e L137, from soils of Holambra-SP. The yeasts were identified by their morphology characteristics, reproduction characteristics, physiology and biochemical tests. The yeasts L12, L108, L135 and L137 were identified as Rhodotorula mucUaginosa and L125 as Rhodotorula graminis. The carotenoid composition of yeasts isolated in Brazil was studied. The yeasts were cultured in 200 mL broth yeast malt at 200 rpm in rotary shaker, 25°C for 5 days without illumination. Open column, thin layer chromatography and high performance liquid chromatography were used to separate, identify and determine carotenoid concentrations. The yeast Rhodotorula glutinis had the highest total carotenoid concentration (881 mg/L), followed by Rhodotorula graminis (594 mg/L), Rhodotorula mucUaginosa-137 (590 mg/L) and Rhodotorula mucilaginosa-135 (545 mg/L). Rhodotorula minuta and Sporobolomyces had the lowest carotenoid contents (168 mg/L and 237 mg/L, respectively). The principal pigments found in these yeasts were torulene and b-carotene. b-Carotene predominated in Rhodotorula graminis-125, Rhodotorula glutinis and Sporobolomyces, while torulene was the major carotenoid in Rhodotorula mucilaginosa. In specific carotenoid production (mg/g of dried cells), Rhodotorula glutinis had a total carotenoid concentration of 132 mg/g. Two of these strains were selected to optimize the carotenoid production, Rhodotorula mucilaginosa-137 and Rhodotorula glutinis. The cultures were cultivated into 200 mL broth yeast malt at 200 rpm in rotary shaker, 25°C for 5 days without illumination. Response surface design was used to study the effects of initial pH and concentrations of glucose, yeast extract, magnesium sulfate and potassium phosphate. Two statistical designs were used for each strain. For the strain of Rhodotorula mucilaginosa-137, the yeast extract the most important variable in terms of enhancing carotenoid formation; magnesium sulfate and potassium phosphate had a negative influence. The initial pH had no significant effect on carotenoid formation or on cell production. Analysis of the quadratic surfaces showed that after 5 days of cultivation at 25°C, the maximum carotenoid concentration of 745 mg/L appeared at 15 g/L of yeast extract and 20 g/L of glucose. The maximum concentration of specific carotenoid production was 152 mg/g at 5 g/L of yeast extract and 10 g/L of glucose. The concentrations of yeast extract and glucose were also important on biomass production, which reached maximum value of 8.0 g/L at a range of 15 to 17.1 glL of yeast extract and 15 to 20 g/L of glucose. The variables that had most influence on carotenoid production by Rhodotorula glutinis were initial pH, yeast extract and glucose. Magnesium sulfate and potassium phosphate had no influence. The carotenoid production was described by second order p01ynomial equation. Analysis of the 23 factorial design surfaces showed that after 5 days of cultivation at 25°C, the maximum carotenoid concentration of 1,269 mg/L with initial pH 4, 4 g/L of yeast extract and 17 g/L de glucose. The maximum specific carotenoid production was 337 j..tglg with initial pH 4, 4 g/L of yeast extract and 7 g/L of glucose. Moreover, carotenoid production in mg/g per liter was more sensitive to changes in yeast extract than to changes in glucose concentrations, in the vicinity of the optimum point of carotenoid production. The growth of the microorganism was affected by initial pH and concentration of yeast extract and glucose. However, the model obtained for biomass from the experimental designs had not a good correlation and because of that it should be used only to study the tendency of responseDoutoradoDoutor em Ciência de Alimentos[s.n.]Scamparini, Adilma Regina Pippa, 1952-Rodriguez-Amaya, Delia, 1941-Carvalho, Paulo Roberto NogueiraKimura, MiekoSylos, Celia Maria deAlegre, Ranulfo MonteUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de AlimentosPrograma de Pós-Graduação em Ciência de AlimentosUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMaldonade, Iriani Rodrigues20032003-03-21T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf119p. : il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1594372MALDONADE, Iriani Rodrigues. Produção de carotenoides por leveduras. 2003. 119p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1594372. Acesso em: 2 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/286023porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T03:48:02Zoai::286023Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T03:48:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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