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Produção de carotenoides por leveduras

by Maldonade, Iriani Rodrigues

Abstract (Summary)
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 resposta
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Bibliographical Information:

Advisor:Adilma Regina Pippa Scamparini; Adilma Regina Pippa Scamparini [Orientador]; Paulo Roberto Nogueira Carvalho; Mieko Kimura; Celia maria de Sylos; Ranulfo Monte Alegre

School:Universidade Estadual de Campinas

School Location:Brazil

Source Type:Master's Thesis

Keywords:Fermentação

ISBN:

Date of Publication:03/21/2003

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