PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
13 (2006) | nr 2 (47) | 17--28
Tytuł artykułu

Drożdże Phaffia rhodozyma jako potencjalne źródło naturalnej astaksantyny

Treść / Zawartość
Warianty tytułu
Phaffia Rhodozyma Yeasts as a Potential Source of a Natural Astaxanthin
Języki publikacji
PL
Abstrakty
Astaksantyna należy do grupy barwników karotenoidowych. Znajduje ona powszechne zastosowanie jako niezbędny składnik pasz w przemysłowej hodowli łososi, pstrągów i krewetek, nadając tkankom tych zwierząt pożądane przez konsumenta, charakterystyczne różowoczerwone zabarwienie. Ponadto, astaksantyna charakteryzuje się dużą aktywnością przeciwutleniającą, najwyższą wśród znanych karotenoidów i 100-500-krotnie wyższą w porównaniu z α-tokoferolem. Wśród preparatów astaksantyny, występujących na światowym rynku, 95% zawiera barwnik syntetyczny - mniej stabilny od astaksantyny pozyskiwanej ze źródeł naturalnych. Ograniczony zakres stosowania astaksantyny naturalnej wynika z kosztów jej otrzymywania, głównie na drodze syntezy mikrobiologicznej z udziałem alg Haematococcus pluvialis. Potencjalnym źródłem astaksantyny naturalnej są drożdże Phaffia rhodozyma. Jako ewentualne przemysłowe źródło tego barwnika wykazują one wiele zalet. Przede wszystkim astaksantyna jest głównym produkowanym przez te drożdże karotenoidem. Phaffia rhodozyma są znacznie łatwiejsze w hodowli w porównaniu z algami. Jednak poważnym ograniczeniem w wykorzystaniu tych drożdży do syntezy astaksantyny na skalę przemysłową jest niska wydajność produkowanego przez nie barwnika, a także koszty związane z jego izolacją z komórek. W artykule przedstawiono zakres i rezultaty badań dotyczących drożdży Phaffia rhodozyma, a także możliwości i ograniczenia w wykorzystaniu tych drożdży do przemysłowej produkcji astaksantyny. Omówiono najważniejsze czynniki wpływające na proces karotenogenezy w komórkach, w tym syntezę astaksantyny. Przedstawiono również możliwości pozyskiwania szczepów Phaffia rhodozyma zdolnych do nadprodukcji astaksantyny. (abstrakt oryginalny)
EN
Astaxanthin belongs to the carotenoid pigments group. Generally, it is used in aquaculture industry as a necessary constituent of feeds for salmons, trouts and shrimps to attain their characteristic pink-red color and consumer acceptance. Moreover astaxanthin is characterized by a high antioxidant activity, the highest among known carotenoids and 100-500-times higer in compare to α-tocopherol. 95% astaxanthin preparations presented on worldwide market contain synthetically derived pigment - less stable than astaxanthin from natural sources. Limited scale of natural astaxanthin usage is associated with costs of its microbiological synthesis mainly with Haematococcus pluvialis microalge. A potential source of natural astaxanthin is Phaffia rhodozyma yeasts. As a possible industrial source of this pigment, they have some advantageous properties. First of all astaxanthin is synthesized as a principal carotenoid. Moreover cultivation of Phaffia rhodozyma yeasts is easier than microalge. The key limitation of employing these yeasts to microbiological synthesis of astaxanthin on industrial scale is a low yield of this pigment and costly extraction methods. The area and research results performed on Phaffia rhodozyma yeasts are presented in the paper. Moreover there are showed possibilities and some limitations in employing these yeasts to industrial production of astaxanthin. It is pointed to the most important agents involved in carotenogenesis process including astaxanthin synthese in Phaffia rhodozyma cells. The possibilities of astaxanthin overproducing strains obtaining are presented too. (original abstract)
Rocznik
Numer
Strony
17--28
Opis fizyczny
Twórcy
  • Akademia Rolnicza w Poznaniu
  • Akademia Rolnicza w Poznaniu
Bibliografia
  • [1] Akiba Y., Sato K., Takahashi K., Takahashi Y., Furuki A., Konashi S., Nishida H., Tsunekawa H., Hayasaka Y., Nagao H.: Pigmentation of egg yolk with yeast Phaffia rhodozyma containing high concentration of astaxanthin in laying hens fed on a low-carotenoid diet. J. Poultry Sci., 2000, 37/2, 77-85.
  • [2] An G.-H., Schuman D.B., Johnson E.A.: Isolation of Phaffia rhodozyma mutants with increased astaxanthin content. Appl. Environ. Microbiol., 1989, 55, 116-124.
  • [3] Calo P., De Miguel T., Jorge B., Vila T.G.: Mevalonic acid increases trans-astaxanthin and carotenoid biosynthesis in Phaffia rhodozyma. Biotechnol. Lett., 1995, 17, 575-578.
  • [4] Calo P., Velazquez J.B., Sieiro C., Blanco P., Longo E., Villa T.G.: Analysis of astaxanthin and other caretonoids from several Phaffia rhodozyma mutants. J. Agric. Food Chem., 1995, 43, 1396-1399.
  • [5] Chumpolkulwong N., Kakizono T., Nagai S., Nishio N.: Increased astaxanthin production by Phaffia rhodozyma mutants isolated as resistant to diphenylamine. J. Ferment. Bioeng., 1997, 83/5, 429-434.
  • [6] Domínguez-Bocanegra A.R., Legarreta I.G., Jeronimo F.M., Campocosio A.T.: Influence of environmental and nutritional factors in the production of astaxanthin from Haematococcus pluvialis. Bioresour. Technol., 2004, 92, 209-214.
  • [7] Echavarri-Erasun C., Johnson E.A.: Stimulation of astaxanthin formation in the yeast Xanthophyllomyces dendrorhous by the fungus Epicoccum nigrum. FEMS Yeast Res., 2004, 4, 511-519.
  • [8] Fang T.J., Chen Y.S.: Improvement of astaxanthin production by a Phaffia rhodozyma trough mutation and optimization of culture conditions. J. Ferment. Bioeng., 1993, 75, 466-469.
  • [9] Fang T.J. Wang J.-M.: Extractability of astaxanthin in mixed culture of a carotenoid over-producing mutant of Xanthophyllomyces dendrorhous and Bacillus circulans in two-stage batch fermentation. Proc. Biochem., 2002, 37, 1235-145.
  • [10] Flen S.B., Christensen I, Larsen R., Johansen S.R., Johnson E.A.: Astaxanthin-producing yeast cells, methods for their preparation and their use. U.S. Pat. 1999, No.5,712,110.
  • [11] Flores-Cotera L.B., Martin R., Sanchez S.: Citrate, a possible precursor of astaxanthin in Phaffia rhodozyma: Influence of varying levels of ammonium, phosphate and citrate in chemically defined medium. Appl. Microbiol. Biotechnol., 2001, 55, 341-347.
  • [12] Fraser P.D., Miura Y., Misawa N.: In vitro characterization of asataxanthin biosynthetic enzymes. JBC., 1997, 227/10, 6128-6135.
  • [13] Girard P., Falconnier B., Bricout J., Vladescu B.: Beta-carotene producing mutants of Phaffia rhodozyma. Appl. Microbiol. Biotechnol., 1994, 41/2, 183-191.
  • [14] Golubev W.I.: Perfect state of Rhodomyces dendrorhous (Phaffia rhodozyma); Yeast., 1995, 11, 101-110.
  • [15] Gu W.L., An G. H., Johnson E.A.: Ethanol increases carotenoid production in Phaffia rhodozyma. J. Indust. Microbiol. Biotech., 1997, 19/2, 114-117.
  • [16] Guerin M., Huntley M.E., Olaizola M.: Haematococcus astaxanthin: applications for human health and nutrition. Trends in Biotech., 2003, 21/5, 210-216.
  • [17] Haard N.F.: Astaxanthin formation by the yeast Phaffia rhodozyma on molasses. Biotechnol. Lett., 1988, 10, 609-614.
  • [18] Hayman G.T., Mannarelli B.M., Leathers T.D.: Production of carotenoids by Phaffia rhodozyma grown on media composed of corn wet-milling co-products. J. Indus. .Microbiol., 1995, 14, 389-395.
  • [19] Johnson E.A.: Phaffia rhodozyma: Colorful odyssey. Int. Microbiol., 2003, 6, 169-174.
  • [20] Lim G.-B., Lee S.-Y., Lee E.-K., Haam S.-J., Kim W.-S.: Separation of astaxanthin from red yeast Phaffia rhodozyma by supercritical carbon dioxide extraction. Biochem. Engin. J., 2002, 11, 181-187.
  • [21] Lorenz R.T., Cysewski G.R.: Commercial potential for Haematococcus microalgae as a natural source of astaxanthin. Tibtech., 2000, 18, 160-167.
  • [22] Meyer P.S., du Preez J.C.: Photo-regulated astaxanthin production by Phaffia rhodozyma mutants. Syst. Appl. Microbiol., 1994, 17, 24-31.
  • [23] Naguib Y. Antioxidant activities of astaxanthin and related carotenoids. J. Agr. Chem., 2000, 48, 1150-1154.
  • [24] Palágyi Zs., Ferenczy L., Vagvölgyi Cs.: Carbon-source assimilation pattern of astaxanthin-producing yeast Phaffia rhodozyma. World J. Microbiol. Biotech., 2001, 17, 95-97.
  • [25] Parajó J.C., Santos V., Vazquez M.: Optimization of caretonoid production by Phaffia rhodozyma cells grown on xylose. Process Biochem., 1998, 33/2, 181-187.
  • [26] Parajó J.C., Santos V., Vazquez M., Cruz J.M.: Production of caretonoids by Xanthophyllomyces dendrorhous growing on enzymatic hydrolysates of prehydrolysed wood. Food Chem., 1997, 60/3, 347-355.
  • [27] Ramirez J., Gutierrez H., Gschaedler A.: Optimization of astaxanthin production by Phaffia rhodozyma trough factorial design and response surface methodology. J. Biotech., 2001, 88, 259-268.
  • [28] Retamales P., Hermosilla G., León R., Martinez C., Jiménez A., Cifuentes V.: Development of the sexual reproductive cycle of Xanthophyllomyces dendrorhous. J. Microbiol. Methods, 2002, 48, 87-93.
  • [29] Sandmann G.: Carotenoid biosynthesis and biotechnological application. Arch. Biochem. Biophys., 2001, 385/1, 4-12.
  • [30] Schmidt-Dannert C.: Engineering novel carotenoids and microorganisms. Environ. Biotechnol., 2000, 11, 255-261.
  • [31] Schroeder W.A., Johnson E.A.: Singlet oxygen and peroxyl radicals regulate carotenoid biosynthesis in Phaffia rhodozyma. J. Biol. Chem., 1995, 270, 18374-18379.
  • [32] Vázquez M.: Effect of the light on carotenoid profiles of Xanthophyllomyces dendrorhous strains (formerly Phaffia rhodozyma). Food Technol. Biotechnol., 2001, 39/2, 123-128.
  • [33] Vázquez M., Martin A.M.: Optimization of Phaffia rhodozyma continuous culture trough response surface methodology. Biotech. Bioeng., 1998, 57/3, 314-320.
  • [34] Visser H., van Ooyen A.J.J., Verdoes J.C.: Metabolic engineering of the astaxanthin-biosynthetic pathway of Xanthophyllomyces dendrorhous. Yeast Res., 2003, 1590, 1-11.
  • [35] Yamane Y.-I., Higashida K., Nakashimada Y., Kakizono T., Nishio N.: Astaxanthin production by Phaffia rhodozyma enhanced in fed-batch culture with glucose and ethanol feeding. Biotech. Lett., 1997, 19/11, 1109-1111.
  • [36] Yamane Y.-I., Higashida K., Nakashimada Y., Kakizono T., Nishio N.: Influence of oxygen and glucose on primary metabolism and astaxanthin production by Phaffia rhodozyma in batch and fed-batch cultures: kinetic and stoichiometric analysis. Appl. Environ. Microbiol., 1997, 63, 4471-4478.
  • [37] Yuan J.-P., Chen F.: Kinetics for the reversible isomerization reaction of trans-astaxanthin. Food Chem., 2001, 73, 131-137.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikatory
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.ekon-element-000171343347

Zgłoszenie zostało wysłane

Zgłoszenie zostało wysłane

Musisz być zalogowany aby pisać komentarze.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.