تولید بیوتکنولوژی کاروتنوئید توسط مخمر رودوتورولا موسیلاژینوزا و بررسی تأثیر آن بر پروفایل لیپیدی در موش سوری نر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد بیوتکنولوژی، واحد فلاورجان، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

2 دانشیار گروه میکروبیولوژی، واحد فلاورجان، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

3 دانشیار گروه زیست شناسی، واحد فلاورجان، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

چکیده

زمینه و هدف: امروزه کاروتنوئیدها به­دلیل خواص آنتی‌اکسیدانی و ضدتوموری، هم­چنین کاربرد آنها به‌عنوان رنگ­های غذایی طبیعی موردتوجه هستند. در این تحقیق تولید بیوتکنولوژی کاروتنوئید توسط مخمر رودوتورولا موسیلاژینوزا و تأثیر آن بر پروفایل لیپیدی موش سوری نر بررسی شد.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه نیمه‌تجربی، کاروتنوئید با استفاده از روش دیویس از مخمر رودوتورولا موسیلاژینوزا، استخراج شد. 24 موش سوری نر به‌طور تصادفی در 4 گروه 6 تایی تقسیم شدند. دو گروه تیمار، mg/kg  32 و 16 کاروتنوئید را به‌صورت صفاقی دریافت کردند. یک گروه mg/kg  400 پودر مخمر رودوتورولا موسیلاژینوزا را به‌صورت گاواژ دریافت کرد. گروه شاهد 5 /0میلی‌لیتر سرم فیزیولوژی به‌صورت درون صفاقی دریافت کرد. سپس خون‌گیری انجام و پروفایل لیپیدی از نظر تری­گلیسرید، کلسترول، LDL و HDL بررسی شد. نتایج با استفاده از نسخه 21 نرم‌افزار SPSS آنالیز شدند و مقایسه‌ها توسط آنالیز واریانس یک‌طرفه و کراسکال والیس انجام شد.
یافته‌ها: در گروه تیمار با mg/kg  32 کاروتنوئید در مقایسه با گروه گاواژ و شاهد، کم‌ترین غلظت سرمی تری‌گلیسرید و VLDL مشاهده شد. میانگین غلظت سرمی کلسترول و HDL تفاوت معناداری در گروه‌ها نشان نداد. بیشترین میانگین غلظت سرمی LDL در گروه گاواژ بود.
نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج این تحقیق، کاروتنوئید رودوتورولا موسیلاژینوزا موجب کاهش غلظت سرمی تری‌گلیسرید و VLDL شده است. لذا به نظر می‌رسد امکان استفاده از آن به‌عنوان مکمل در جیره غذایی مفید باشد. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Biotechnological Carotenoid Production by Rhodotorula mucilaginosa and Study of Its Effect on Lipid Profile in Male Mice

نویسندگان [English]

  • fatemeh karimiyan 1
  • mahboobeh madani 2
  • noshin naghsh 3
1 Master student of Biotechnology, Falavarjan Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran
2 Associate Professor, Department of Microbiology, Falavarjan Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran
3 Associate Professor, Department of Biology, Falavarjan Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Introduction: Today, carotenoids draw attention because of their antioxidant and antitumor properties and also usage as natural food colors. In this study, the biotechnological production of carotenoid by the yeast Rhodoturola musilaginosa and its effect on the lipid profile of male mouse were investigated.
Materials and Methods: In this semi-experimental study, carotenoids were extracted from R. mucilaginosa using the Davis method. Twenty four male mice were randomly divided into four groups of six each. Two treatment groups received 16 and 32 mg/kg carotenoid peritoneally. One group received 400 mg/kg R. mucilaginosa powder by gavage. Control group received 0.5 ml physiological serum intraperitoneally. Blood samples were then collected and lipid profile was studied for triglyceride, cholesterol, LDL and HDL. The results were analyzed by SPSS 21 and comparisons were conducted using one-way ANOVA and Kruskal-Wallis test.
Results: The lowest serum concentrations of triglyceride and VLDL were observed in the group given 32 mg/kg carotenoid compared to the gavage and control groups. Mean serum cholesterol and HDL concentrations in the groups were not significantly different. The highest mean LDL concentration was observed in the gavage group.
Conclusion: According to the results of this study, R. muscilaginosa carotenoid decreased serum concentrations of triglyceride, VLDL and cholesterol. Therefore, it seems that the possibility of using it as a dietary supplement be helpful.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Key words: Rhodotorula mucilaginosa
  • Carotenoid
  • Mouse:Lipoproteins
[1]. Meléndez-Martínez AJ, Mapelli-Brahm P, Stinco CM. The colourless carotenoids phytoene and phytofluene: From dietary sources to their usefulness for the functional foods and nutricosmetics industries. J. Food Compos. Anal. 2018;67:91–103.
[2]. Kot AM, Błażejak S, Kieliszek M, Gientka I, Bryś J . Simultaneous production of lipids and carotenoids by the red yeast Rhodotorula from waste glycerol fraction and potato wastewater. Appl Biochem Biotechnol.2019; 189 :589–607
[3]. Kot AM, Błażejak S, Kurcz A, Gientka I, Kieliszek M. Rhodotorula glutinis—potential source of lipids, carotenoids, and enzymes for use in industries. Applied microbiology and biotechnology. 2016;100(14):6103-17.
[4]. Zhao Y, Guo L, Xia Y, Zhuang X, Chu W. Isolation, identification of carotenoid-producing Rhodotorula sp. from marine environment and optimization for carotenoid production. Marine drugs. 2019;17(3):161.
[5]. Haouazine Y, Rmiki N, Riyahi J, Givernaud T, Mouradi A, Lemoine Y. Massive Accumulation of Carotene in Green Alga Dunaliella salina Induced by Variation of Nitrate and Salinity Meded. - Fac. Landbouwkd. Toegepaste Biol. 2015; 64: 435-438.
[6]. Rodriguez-Concepcion M,  Avalos J,  Bonet  M.L,  Boronat A,  Gomez-Gomez L,  Hornero-Mendez D,Limon M.C,  Meléndez-Martínez A.J,  Olmedilla-Alonso B,  Palou A,  et al. A global perspective on carotenoids: Metabolism, biotechnology, and benefits for nutrition and health. Prog. Lipid Res. 2018;70: 62–93.
[7]. Dos Santos PP, Paese K, Guterres SS, Pohlmann AR, Jablonski A, Flôres SH, et al. Stability study of lycopene-loaded lipid-core nanocapsules under temperature and photosensitization. LWT-Food Science and Technology. 2016;71:190-5.
[8]. Jaeschke DP, Menegol T, Rech R, Mercali GD, Marczak LDF. Carotenoid and lipid extraction from Heterochlorella luteoviridis using moderate electric field and ethanol. Process Biochemistry. 2016;51(10):1636-43.
[9]. Bachen EA, Muldoon MF, Matthews KA, ManuckSB. Effects of Hemoconcentration and Sympathetic Activation on Serum Lipid Responses to Brief Mentalstress. Psychosom Med. 2015; 64(4): 587-94.
[10].    Fredrikson M, Lundberg U, Tuomisto M. Serum Lipid levels and Cardiovascular Reactivity.J Psychophysiol. 2015; 9: 717-736.
[11].    Mohammadi B, Madani M, Ahadi AM. The Effect of Carotenoid Produced by Rhodotorula Mucilaginosa UIMC35 on Aspergillus Fumigatus, Aspergillus Flavus, and Mucor Hiemalis. Qom University Medical Science Journal. 2017; 11: 46-56. ( Persian).
[12].    Manimala M, Murugesan R. Characterization of carotenoid pigment production from yeast Sporobolomyces sp. and their application in food products. J Pharm Phytochem. 2018;7:2818-21.
[13].    Lin X, Gao N, Liu S, Zhang S, Song S, Ji C, et al. Characterization the carotenoid productions and profiles of three Rhodosporidium toruloides mutants from Agrobacterium tumefaciens‐mediated transformation. Yeast. 2017;34(8):335-42.
[14].    Issa S, Alhajali A, Alamir L. Improving carotenoid pigments production in Rhodotorula mucilaginosa using UV irradiation. International Food Research Journal. 2016;23(2).
[15].    National Iranian Standard No. Authorized Food Additives - Edible Colors - Public Services Regulation and Provision. Iranian Institute of Standards and Public Management. 2013. (Persian)
[16].    Bandegi AR, Rashidy-Pour A, Vafaei AA, Ghadrdoost B. Protective Effects of Crocus SativusL. Extract and Crocin Against Chronic -Stress Induced oxidative Damage of Brain, Liver and Kidneys Inrats. Advanced Pharmaceutical Bulletin. 2014; 4: 493-499. (Persian)
[17].    Mussagy C.U, Winterburn J, Santos-Ebinuma V.C, Pereira J.F.B. Production and extraction of carotenoids produced by microorganisms. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2019; 103: 1095–1114.
[18].    Garcia MP, Parca RM, Chaves SB, SilvaLP, Santos AD, Marques Lacava ZJ, et al. The Effect of Iron Nanoparticles on Iron and Related Enzymes and the Protective Effects of Food Supplements Against this Damage in Mice. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2017; 293: 277-82.
[19].   . Lindow S E, Brandl M T. Effect of Supplementation of lycopene on some liver Enzymes in Diabetic Rats. Applied and Environmental Microbiology. 2015; 69(4): 1875-1883.
[20].    Cardoso Ligia Alves da Costa , Karen Yuri Feitosa Kanno and Susan Grace Karp. Microbial production of carotenoids – A review. African Journal of Biotechnology. 2017 ;16(4): 139-146.
[21].    .Satoh K. Serum lipid peroxide in cerebrovascular disorders determined by a new colorimetric method. Clin Chim Acta. 2014; 90: 37-43.
[22].    BarakaA A, Abeer E A, Mohamed E. Using whey for Production of Carotenoids by Rhodotorula glutinis. Middle East Journal of Applied Sciences. 2014; 4(2): 385-391.