Aplicação de campos magnéticos: uma nova abordagem para a produção de carotenoides com Rhodotorula mucilaginosa

Abstract

Rhodotorula mucilaginosa é uma levedura conhecida por sua capacidade de produzir carotenoides, pigmentos que possuem propriedades antioxidantes. Essas propriedades, possibilitam a aplicação em indústrias de alimentos, farmacêuticas e cosméticas, podendo ser utilizados principalmente como corantes naturais. Considerando que o mercado está em constante evolução, é crucial explorar alternativas para aprimorar a produção destes pigmentos. No entanto, o uso do meio YM (Yeast-Malt Extract) nesse contexto constitui uma abordagem inovadora, uma vez que não há registros na literatura de estudos que avaliem os efeitos dos campos magnéticos (CM) na biossíntese de carotenoides utilizando esse meio. O YM é amplamente reconhecido como meio padrão para o cultivo de leveduras, fornecendo os nutrientes essenciais para seu crescimento e metabolismo, o que reforça sua relevância para investigações com aplicação dos CM na produção desses metabólitos secundários. Portanto, o presente estudo teve como objetivo investigar os efeitos do CM na produção de carotenoides pela levedura Rhodotorula mucilaginosa em meio de cultivo YM. Os cultivos foram feitos em frascos agitados (500 mL) contendo 225 mL de meio YM e 10 % v/v de inóculo, pH inicial de 6,0, à 25°C por 168 h. Durante os cultivos foram avaliadas diferentes intensidades (0 e 30 mT) e tempos de aplicação do CM (0-168 h, 72-96 h e 120-144 h). A cada 24 h, foram feitas determinações de pH, concentrações de biomassa, açúcares redutores totais e carotenoides totais. Os resultados demonstram que o CM é uma ferramenta promissora para melhorar processos biotecnológicos. A maior concentração de biomassa (6,58 ± 0,23 g L-1 ) foi alcançada em 144 h com CM aplicado durante todo o cultivo. As máximas concentrações específicas (119,17 ± 7,13 μg g-1 ) e volumétrica de carotenoides (0,662 ± 0,039 mg L-1 ) foram obtidas no ensaio com aplicação de CM de 72-96 h, também em 144 h. Assim, o CM mostrou impacto positivo na produção de biomassa e carotenoides, destacando seu potencial para otimizar compostos de interesse comercial.Rhodotorula mucilaginosa is a yeast known for its ability to produce carotenoids, pigments that have antioxidant properties. These properties enable them to be applied in the food, pharmaceutical and cosmetics industries, and they can be used mainly as natural colorants. Considering that the market is constantly evolving, it is crucial to explore alternatives to improve the production of these pigments. However, the use of YM (Yeast-Malt Extract) medium in this context is an innovative approach, since there are no studies in the literature evaluating the effects of magnetic field (MF) on carotenoid biosynthesis using this medium. YM is widely recognized as a standard medium for yeast cultivation, providing the essential nutrients for their growth and metabolism, which reinforces its relevance for investigations into the influence of MF on the production of these secondary metabolites. Therefore, this study aimed to investigate the effects of MF on carotenoid production by the yeast Rhodotorula mucilaginosa in YM culture medium. Cultures were made in stirred flasks (500 mL) containing 225 mL of YM medium and 10 % v/v inoculum, initial pH of 6.0, at 25°C for 168 h. During the cultivation periods, different intensities (0 and 30) and MF application times were evaluated (0-168 h, 72-96 h e 120-144 h). Every 24 h, pH determinations, biomass concentrations, total reducing sugars and total carotenoids were determined. The results of this study show that MF is a promising tool for improving biotechnological processes. The highest biomass concentration (6.58 ± 0.23 g L-1 ) was achieved at 144 h with MF applied throughout the cultivation. The highest specific (119.17 ± 7.13 μg g-1 ) and volumetric carotenoid concentrations (0.662 ± 0.039 mg L-1 ) were obtained in assay E2, also at 144 h. Thus, MF showed a positive impact on both biomass and carotenoid production, highlighting its potential for optimizing compounds of commercial interest.