Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

The rapidly increasing population of earth is straining the planet's capacity to meet human needs, necessitating industrialization and the intensive use of fossil fuels. This has led to climate change and environmental pollution. Addressing these modern issues requires innovative solutions, such as sustainable production methods for food, feed, and energy. One promising avenue involves oleaginous red yeasts, particularly Rhodotorula toruloides, which can produce valuable carotenoids and lipids. These compounds have potential applications in biodiesel, food and feed industries, bioplastics, biochemicals, pharmaceuticals, and biocosmetics (Pham et al. 2021).
This study investigates the impact of light on carotenoid and lipid production in three R. toruloides strains: CBS 14, CBS 6016, and CBS 349, understanding these factors can enhance practical applications. The findings reveal differences in carotenoid concentration and lipid content between the strains under light and dark conditions. CBS 14 produced more carotenoids in the dark, while CBS 6016 produced more in the light, indicating a stimulation of carotenoid production in CBS 6016 and a defense mechanism in CBS 14. CBS 349 showed no noteworthy variation between conditions.
Lipid concentration also varied, with higher levels in the dark when analyzed with FT-NIR, but higher levels in the light when analyzed with SFE, although the analyzes was done with different batches. However, the reliability of these results was questioned due to variability between replicates. The study suggests a possible link between lipid and carotenoid biosynthetic pathways, indicating coordinated regulation to meet cellular metabolic needs. Regulatory mechanisms controlling lipid metabolism may influence carotenoid biosynthesis and the other way round.
In conclusion, CBS 14 exhibited the highest carotenoid production, while CBS 349 showed the lowest, likely due to genetic differences.

Den snabba befolkningstillväxten på jorden belastar planetens kapacitet att möta mänskliga behov, vilket kräver ökad industrialisering och intensiv användning av fossila bränslen. Detta har lett till klimatförändringar och miljöföroreningar. För att hantera dessa moderna utmaningar behövs innovativa lösningar, som hållbara produktionsmetoder för mat, foder och energi. En lovande strategi innefattar användning av oljeacumulerande röda jästsvampar, särskilt Rhodotorula toruloides, som kan producera värdefulla karotenoider och lipider. Dessa föreningar har potentiella tillämpningar inom biodiesel, livsmedels- och foderindustrin, bioplaster, biokemikalier, läkemedel och biokosmetik (Pham et al. 2021).
Denna studie undersöker ljusets påverkan på karotenoid- och lipidproduktionen i tre olika R. toruloides stammar: CBS 14, CBS 6016 och CBS 349, att förstå dessa faktorer kan förbättra praktiska tillämpningar. Resultaten visar skillnader i karotenoidkoncentration och lipidkoncentration mellan stammarna under ljusa och mörka förhållanden. CBS 14 producerade mer karotenoider i mörkt förhållande, medan CBS 6016 producerade mer i ljust förhållande. Vilket tyder på en stimulering av karotenoidproduktionen i CBS 6016 och en försvarsmekanism i CBS 14. CBS 349 visade ingen märkbar variation mellan förhållandena.
Lipidkoncentrationen varierade också, med högre koncentration i mörkt förhållande enligt FT-NIR-analys, men högre koncentration i ljus enligt SFE-analys, däremot är det olika prover som analyserades. Tillförlitligheten av dessa resultat ifrågasattes dock på grund av variationer mellan proverna. Studien antyder ett möjligt samband mellan lipid- och karotenoidbiosyntesvägar, vilket indikerar en samordnad reglering för att möta cellens metaboliska behov. Regleringsmekanismer som styr lipidmetabolismen kan påverka karotenoidbiosyntesen och det motsatta.
Sammanfattningsvis visade CBS 14 den högsta karotenoidproduktionen, medan CBS 349 visade den lägsta, sannolikt på grund av genetiska skillnader.