Khảo sát đặc tính stress muối KCl, NaCl đến khả năng thu nhận hàm lượng carotenoid ở chủng Rhodotorula mucilaginosa
và
Article Sidebar
Full Text: 
PDF
Abstract
This research aimed to evaluate the effects of osmotic stress induced by KCl, NaCl, and their combination on the growth, carotenoid biosynthesis, and antioxidant activity of the yeast Rhodotorula mucilaginosa. The results indicated that 0.5 M KCl and 0.5 – 1.5 M NaCl maintained relatively high biomass levels while promoting carotenoid accumulation. The combination of 0.5 M KCl and 1.0 M NaCl yielded optimal results, achieving the highest carotenoid content (230.40 µg/g) while sustaining considerable biomass. Thin-layer chromatography confirmed the presence of astaxanthin and β-carotene, with a noticeably enhanced astaxanthin band in the salt-stressed sample. Antioxidant activity assays revealed that the carotenoid extract exhibited significantly stronger reducing power and ABTS⁺ radical scavenging capacity than the standard Trolox, with the IC₅₀ of the salt-stressed sample being more than three times lower. These findings highlight the potential of carotenoids from R. mucilaginosa as natural antioxidants for applications in food, pharmaceutical, and cosmetic industries.
Tóm tắt
Nghiên cứu này được thực hiện nhằm khảo sát ảnh hưởng của stress thẩm thấu do muối KCl, NaCl và tổ hợp KCl – NaCl đến sinh trưởng, khả năng sinh tổng hợp carotenoid và hoạt tính kháng oxy hóa của nấm men Rhodotorula mucilaginosa. Kết quả cho thấy nồng độ KCl 0,5 M và NaCl (0,5 – 1,5 M) duy trì sinh khối ở mức khá cao, đồng thời cảm ứng tích lũy carotenoid. Tổ hợp muối KCl 0,5 M – NaCl 1,0 M cho kết quả tối ưu, đạt hàm lượng carotenoid cao nhất (230,40 µg/g) mà vẫn giữ được sinh khối đáng kể. Việc phân tích bằng sắc ký lớp mỏng giúp xác định sự hiện diện của astaxanthin và β-carotene, với cường độ astaxanthin tăng rõ ở mẫu stress muối. Kết quả đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa cho thấy mẫu carotenoid có năng lực khử và khả năng bắt gốc tự do ABTS⁺ vượt trội so với Trolox, với giá trị IC₅₀ của mẫu stress muối thấp hơn gấp ba lần. Những kết quả này cho thấy tiềm năng ứng dụng của carotenoid từ R. mucilaginosa như chất chống oxy hóa tự nhiên trong thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm.
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Tài liệu tham khảo
Bibhabasu, H., Santanu, B., Nripendranath, M. (2008). Antioxidant and free radical scavenging activity of Spondias pinnata. BMC Complementary and Alternative Medicine, 8, 63. https://doi.org/10.1186/1472-6882-8-63
Buzzini, P., Innocenti, M., & Turchetti, B. (2007). Production of yeast carotenoids by using agro-industrial by-products. Bioresource Technology, 98(13), 2708–2717.
Byrtusová, D., Zimmermann, B., Kohler, A., & Shapava, V. (2025). Enhanced co-production of extracellular biopolymers and intracellular lipids by Rhodotorula using lignocellulose hydrolysate and fish oil by-product urea. Biotechnology for Biofuels and Bioproducts, 18(61), 1-19. https://doi.org/10.1186/s13068-025-02664-z
Chen, Q., Lyu, L., Xue, H., Shah, A. M., & Zhao, Z. K. (2024). Engineering a non-model yeast Rhodotorula mucilaginosa for terpenoids synthesis. Synthetic and Systems Biotechnology, 9(3), 569–576. https://doi.org/10.1016/j.synbio.2024.04.015
El-Banna, A. A., El-Razek, A. M. A., & El-Mahdy, A. R. (2012). Some environmental factors affecting the production of carotenoids by Rhodotorula glutinis. Food and Nutrition Sciences, 3(5), 64–71. https://doi.org/10.4236/fns.2012.31011
Fraser, P. D., & Bramley, P. M. (2004). The biosynthesis and nutritional uses of carotenoids. Progress in Lipid Research, 43(3), 228–265. https://doi.org/10.1016/j.plipres.2003.10.002
Garcia-Cortes, A., Garcia-Vásquez, J. A., Aranguren, Y., & Ramirez-Castrillón, M. (2021). Pigment production improvement in Rhodotorula mucilaginosa AJB01 using design of experiments. Microorganisms, 9(2), 387,1-14. https://doi.org/10.3390/microorganisms9020387
Illarionov, A., Lahtvee, P.-J., & Kumar, R. (2021). Potassium and Sodium Salt Stress Characterization in the Yeasts Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus, and Rhodotorula toruloides. Applied and Environmental Microbiology, 87(13), e03100-20. https://doi.org/10.1128/AEM.03100-20
Kot, A. M., Błażejak, S., Kieliszek, M., Gientka, I., Bryś, J., Reczek, L., & Pobiega, K. (2019). Effect of exogenous stress factors on the biosynthesis of carotenoids and lipids by Rhodotorula yeast strains in media containing agro-industrial waste. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 35(157), 1-10. https://doi.org/10.1007/s11274-019-2732-8
Le, V. K. T., Vo, T. H. T., Ngo, D. N. (2015). Investigation of Astaxanthin Production from Yeast Rhodosporidium sp. British Microbiology Research Journal, 9(5), 1-7. https://doi.org/10.9734/BMRJ/2015/19368
Machado, W. R. M., Silva, L. G., Vanzela, E. S. L., & Del Bianchi, V. L. (2019). Production of carotenoids by Rhodotorula toruloides isolated from Brazilian tropical savannah. International Food Research Journal, 26(4), 1259–1267.
Mosqueda-Martínez, E., Chiquete-Félix, N., Castañeda-Tamez, P., Ricardez-García, C., Gutiérrez-Aguilar, M., Uribe-Carvajal, S., & Mendez-Romero, O. (2024). In Rhodotorula mucilaginosa, active oxidative metabolism increases carotenoids to inactivate excess reactive oxygen species. Frontiers in Fungal Biology, 5, 13.78590. https://doi.org/10.3389/ffunb.2024.1378590
Ochoa-Viñals, N., Alonso-Estrada, D., Pacios-Michelena, S., García-Cruz, A., Ramos-González, R., Faife-Pérez, E., Michelena-Álvarez, L. G., Martínez-Hernández, J. L., & Iliná, A. (2024). Current advances in carotenoid production by Rhodotorula sp. Fermentation, 10(4), 190. https://doi.org/10.3390/fermentation10040190
Oliveira de Lima, J. G., Veríssimo, N. V. P., Lima, C. A., Picheli, F. P., de Paula, A. V., & Santos-Ebinuma, V. C. (2025). Improvement of torularhodin production by Rhodotorula glutinis through the stimulation of physicochemical stress and application of the bioproduct as an additive in the food industry. Bioprocess and Biosystems Engineering, 48, 543–563. https://doi.org/10.1007/s00449-024-03126-w
Rivera‑Araya, J., Pollender, A., Huynh, D., Schlömann, M., Chávez, R., & Levicán, G. (2019). Osmotic imbalance, cytoplasm acidification and oxidative stress induction support the high toxicity of chloride in acidophilic bacteria. Frontiers in Microbiology, 10, 2455. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.02455
Shimada, K., Fujikawa, K., Yahara, K., & Nakamura, T. (1992). Antioxidative properties of xanthan on the autoxidation of soybean oil in cyclodextrin emulsion. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 40(6), 945–948. https://doi.org/10.1021/jf00018a005