بررسي توليد ليپيد و كاروتنوئيد توسط مخمر رودوسپوريديوم دايوبوواتوم (Rhodosporidium diobovatum) در شرايط In vitro

Evaluation of In Vitro Lipid and Carotenoid Synthesis by Yeast, Rhodosporidium Diobovatum

سابقه و هدف: در سال هاي اخير توليد ليپيد و كاروتنوئيد با استفاده از ريزسازواره يك روش جايگزين براي استفاده از منابع متداول گياهي و جانوري مورد توجه فراوان قرار گرفته است. در اين تحقيق توليد اين دو ماده با ارزش توسط مخمر مولد ليپيد رودوسپوريديوم دايوبوواتوم در شرايط In vitro بررسي و نتايج حاصل مقايسه گرديدند. مواد و روش ها: تاثير دو منبع كربني گلوكز (217 ميلي مولار) و گليسرول (434 ميلي مولار) در محيط كشت هاي با نيتروژن محدود بر توليد توده سلولي، محتواي ليپيد و كاروتنوئيد (بر حسب بتاكاروتن) طي 5 روز متوالي بررسي شد. آزمايش ها در دماي 30 درجه سانتي گراد و 150 دور بر دقيقه انجام گرديد. يافته ها : پس از 120 ساعت، بازده توليد (گرم توده سلولي به گرم كربن مصرفي) در محيط كشت هاي حاوي گلوكز (0/01±0/72) و گليسرول (0/03±0/73) اختلاف معني داري در سطح 5 درصد نداشتند، اما روند توليد ليپيد با استفاده از گلوكز توسط مخمر رودوسپوريديوم دايوبوواتوم در زمان هاي مختلف، اختلاف معني داري (در سطح 5 درصد) نسبت به گليسرول نشان داد و پس از 120 ساعت نيز محتواي ليپيد آن (%0/92±46/29) كمي بالاتر از مخمرهاي رشد كرده در محيط گليسرولي (%0/49±44/57) قرار گرفت. همچنين بستر حاوي گلوكز، كاروتنوئيد بيشتري نسبت به گليسرول توليد نمود (247±1987 در مقابل 15±1758ميكروگرم بر ليتر). در حالي كه استفاده از منبع كربني گلوكز 5/11 درصد اسيدهاي چرب تك اشباع و 3/7 درصد چند اشباع بيشتري توليد نمود، در محيط حاوي گليسرول 8/21 درصد اسيدهاي چرب اشباع بيشتري مشاهده گرديد. نتيجه گيري: نتايج حاصل از اين پژوهش، پتانسيل بالاي مخمر رودوسپوريديوم دايوبوواتوم در توليد همزمان ليپيد و كاروتنوئيد را با استفاده از بسترهاي مختلف و كاربرد آن ها در صنايع غذايي، زيستي و سوختي نمايان ساخت.

Background and Objectives: Recently، lipid and carotenoid synthesis by microorganism has been considered as the alternative method to the conventional animal and plant based resources. This study is focused on the ability of in vitro synthesis of these high-value products using Rhodosporidium diobovatum yeast. Materials & Methods: Rate of biomass production، lipid and carotenoid content، were investigated for cell cultures in nitrogen-limiting medium containing glucose (217 mM) or glycerol (434 mM) during a five-day period of post inoculation (pi). The experiments were carried out at 30 °C and 150 rpm. Results: Regarding the biomass yield (g dcw/g carbon consumed)، no significant variation (5% probability) was observed in glucose (0.72±0.01) and glycerol (0.73±0.03) cell cultures after 120 h، but the glucose cultures synthesized more significant content of lipid at different time-points، and reached to a slightly greater amounts of lipid (46.29 ± 0.92 % dcw) than the glycerol cultures (44.57 ± 0.49 % dcw) at 120 h. In addition، the quantity of carotenoid production in glucose cultures was higher than those in glycerol cultures at 120 h pi (1987 ± 249 µg/L، versus 1758 ± 15 µg/L، respectively). Glucose grown cells produced 5.11% of mono-unsaturated fatty acid (MUFA) and 3.7% of poly-unsaturated fatty acid (PUFA) more than those in glycerol fed cultures، whereas the saturated fatty acid (SFA) were synthesized 8.21% more in the glycerol cultures. Conclusion: The study shows extensive accumulation of neutral lipids and carotenoid، and suggests that R. diobovatum could be an effective strain for production of feedstock for food، fuel and bio industries from various substrates.