Estudio comparativo entre especies de Monascus para la producción de pigmentos naturales utilizando residuos agroindustriales como substrato
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i11.19558Palabras clave:
Actividad antioxidante; Salvado de yuca; Pigmentos de Monascus.Resumen
Las especies de hongos filamentosos Monascus producen pigmentos naturales de diferentes colores, además de compuestos bioactivos con potencial antioxidante, pudiendo metabolizar sustratos de bajo costo. Sin embargo, existen varias especies de este género que pueden exhibir diferentes comportamientos en relación a la producción de pigmentos en un mismo medio de producción. Así, la propuesta de trabajo fue evaluar el comportamiento de dos especies del género Monascus, M. ruber URM 4530 y M. purpureus CCT 3802 respecto a la producción de pigmentos y, a partir de los mejores resultados, evaluar la actividad antioxidante de la captura de radicales ABTS+• y DPPH• utilizar salvado de yuca como sustrato fermentativo y glutamato monosódico como fuente de nitrógeno, con la ayuda de un diseño compuesto central (DCC). Como resultado, se verificó una mejor producción y actividad antioxidante en el uso de la especie M. purpureus, presentando 13,77 UA510 para la producción de pigmentos y 96,1 % y 62,7 % de inhibición de los radicales ABTS+• y DPPH•, respectivamente. Por el contrario, la cepa de M. ruber tuvo una producción máxima de 5,82 UA510. Así, los resultados indicaron diferentes comportamientos de las especies del género Monascus, utilizando el mismo residuo como sustrato y condiciones de proceso, con mejor rendimiento de producción de pigmento y actividad antioxidante para la cepa M. purpureus CCT 3802.
Citas
Almeida, A. B., Santos, N. H., de Lima, T. M., Santana, R. V., de Oliveira Filho, J. G., Peres, D. S., & Egea, M. B. (2021). Pigment bioproduction by Monascus purpureus using corn bran, a byproduct of the corn industry. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 32. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2021.101931
Aniya, Y., Ohtani, I. I., Higa, T., Miyagi, C., Gibo, H., Shimabukuro, M., & Taira, J. (2000). Dimerumic acid as an antioxidant of the mold, Monascus anka. Free Radical Biology and Medicine, 28(6), 999-1004. 10.1016/s0891-5849(00)00188-x
Bei, Q., Liu, Y., Wang, L., Chen, G., & Wu, Z. (2017). Improving free, conjugated, and bound phenolic fractions in fermented oats (Avena sativa L.) with Monascus anka and their antioxidant activity. Journal of Functional Foods, 32, 185-194. https://doi.org/10.1016/j.jff.2017.02.028
Cheng, J., Choi, B. K., Yang, S. H., & Suh, J. W. (2016). Effect of fermentation on the antioxidant activity of rice bran by Monascus pilosus KCCM 60084. Journal of Applied Biological Chemistry, 59(1), 57-62. https://doi.org/10.3839/jabc.2016.011
Cruz, E. A., Melo, M. C., Santana, N. B., Franco, M., de Santana, R. S. M., Santos, L. S., & Gonçalves, Z. S. (2015). Produção de alfa-Amilase por Aspergillus niger em resíduo de cascas de mandioca. Journal of Health Sciences, 13(4). https://doi.org/10.17921/2447-8938.2011v13n4p%25p
Embaby, A. M., Hussein, M. N., & Hussein, A. (2018). Monascus orange and red pigments production by Monascus purpureus ATCC 16436 through co-solid state fermentation of corn ob and glycerol: An eco-friendly environmental low cost approach. PLoS One, 13(12). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0207755
Jin, Y. J., & Pyo, Y. H. (2017). Effect of monascus-fermented soybean extracts on antioxidant and skin aging-related enzymes inhibitory activities. Preventive Nutrition and Food Science, 22(4), 376. 10.3746/pnf.2017.22.4.376
Kantifedaki, A., Kachrimanidou, V., Mallouchos, A., Papanikolaou, S., & Koutinas, A. A. (2018). Orange processing waste valorisation for the production of bio-based pigments using the fungal strains Monascus purpureus and Penicillium purpurogenum. Journal of Cleaner Production, 185, 882-890. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.03.032
Lermen, F. H., de Souza Matias, G., Modesto, F. A., Röder, R., & Boikor, T. J. P. (2015). Teste de consumidores e análise de aparência, sabores e cores para o desenvolvimento de novos produtos: O case do Projeto de Broinhas de Milho Saboreadas. Revista Latino-Americana de Inovação e Engenharia de Produção, 3(4), 97-110. http://dx.doi.org/10.5380/relainep.v3i4.37744
Liu, J., Luo, Y., Guo, T., Tang, C., Chai, X., Zhao, W., & Lin, Q. (2020). Cost-effective pigment production by Monascus purpureus using rice straw hydrolysate as substrate in submerged fermentation. Journal of Bioscience and Bioengineering, 129(2), 229-236. https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2019.08.007
Lv, J., Zhang, B. B., Liu, X. D., Zhang, C., Chen, L., Xu, G. R., & Cheung, P. C. K. (2017). Enhanced production of natural yellow pigments from Monascus purpureus by liquid culture: the relation ship between fermentation conditions and mycelial morphology. Journal of Bioscience and Bioengineering, 124(4), 452-458. https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2017.05.010
Martinez, D. G., & Feiden, A. (2017). Potencial do resíduo do processamento da mandioca para produção de etanol de segunda geração. Revista Brasileira de Energias Renováveis, 6(2), 141-148. 10.5380/rber.v6i2.45811
Moussa, S., Abdou, D., Mohamed, G. A., Abo-El-Seoud, M. A., Karam Eldin, A. Z. A., & El-mehalawy, A. A. (2018). Production of red pigment by Monascus purpureus Nrrl 1992 under submerged and solid-state fermentation. Egyptian Journal of Microbiology, 53(1), 83-94. 10.21608/EJM.2018.3962.1059
Nnolim, N. E., Okoh, A. I., & Nwodo, U. U. (2020). Proteolytic bacteria isolated from agro-waste dumpsites produced keratinolytic enzymes. Biotechnology Reports, 27, e00483. https://doi.org/10.1016/j.btre.2020.e00483
Panesar, R., Kaur, S., & Panesar, P. S. (2015). Production of microbial pigments utilizing agro-industrial waste: a review. Current Opinion in Food Science, 1, 70-76. https://doi.org/10.1016/j.cofs.2014.12.002
Rocha, D. S., & Reed, E. (2014). Pigmentos Naturais em Alimentos e sua Importância para a Saúde. Revista EVS-Revista de Ciências Ambientais e Saúde, 41(1), 76-85. http://revistas.pucgoias.edu.br/index.php/estudos/article/viewFile/3366/1953
Sánchez-Muñoz, S., Mariano-Silva, G., Leite, M. O., Mura, F. B., Verma, M. L., da Silva, S. S., & Chandel, A. K. (2020). Production of fungal and bacterial pigments and their applications. In Biotechnological Production of Bioactive Compounds, 327-361. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-64323-0.00011-4
Seon, H. Y., Sun, S., & Yim, S. H. (2020). Correlation of the free radical and antioxidant activities of Eriobotrya Japonica Lindl. with phenolic and flavonoid contents. Food Science and Technology. http://orcid.org/0000-0002-0227-5484
Shi, K., Song, D., Chen, G., Pistolozzi, M., Wu, Z., & Quan, L. (2015). Controlling composition and color characteristics of Monascus pigments by pH and nitrogen sources in submerged fermentation. Journal of Bioscience and Bioengineering, 120(2), 145-154. https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2015.01.001
Silbir, S., & Goksungur, Y. (2019). Natural red pigment production by Monascus purpureus in submerged fermentation systems using a food industry waste: Brewer’s spent grain. Foods, 8(5), 161. https://doi.org/10.3390/foods8050161
Silva, J. R., Da Silva, T. T., Da Silva, É. K., Da Silva, S. P., Moreira, K. A., & Ribeiro, D. S. (2018). Produção de pigmentos de Monascus ruber CCT 3802 utilizando casca de mandioca como substrato. Revista Brasileira de Agrotecnologia, 8(3), 26-31.https://www.gvaa.com.br/revista/in dex.php/REBAGRO/article/view/6321
Srianta, I., Zubaidah, E., Estiasih, T., Iuchi, Y., Harijono, H., & Yamada, M. (2017). Antioxidant activity of pigments derived from Monascus purpureus fermented rice, corn, and sorghum. International Food Research Journal, 24(3), 1186-1191. http://repository.wima.ac.id/id/eprint/16353
Tseng, Y. H., Yang, J. H., Chang, H. L., Lee, Y. L., & Mau, J. L. (2006). Antioxidant properties of methanolic extracts from monascal adlay. Food Chemistry, 97(3), 375-381. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2005.04.022
Vendruscolo, F., Schmidell, W., de Oliveira, D., & Ninow, J. L. (2017). Kinetic of orange pigment production from Monascus ruber on submerged fermentation. Bioprocess and Biosystems Engineering, 40(1), 115-121. 10.1007/s00449-016-1679-5
Wang, L., Dai, Y., Chen, W., Shao, Y., & Chen, F. (2016). Effects of light intensity and color on the biomass, extracellular red pigment, and citrinin production of Monascus ruber. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 64(50), 9506-9514. 10.1021/acs.jafc.6b04056
Woiciechowski, A. L., Carvalho, J. C., Spier, M. R., & Soccol, C. (2015). Emprego de resíduos agroindustriais em bioprocessos alimentares. Biotecnologia de Alimentos, 1, 143-171. 10.13140/RG.2.1.1508.7529
Yuliana, A., Singgih, M., Julianti, E., & Blanc, P. J. (2017). Derivates of azaphilone Monascus pigments. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 9, 183-194. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2016.12.014
Zhang, B. B., Xing, H. B., Jiang, B. J., Chen, L., Xu, G. R., Jiang, Y., & Zhang, D. Y. (2018). Using millet as substrate for efficient production of monacolin K by solid-state fermentation of Monascus ruber. Journal of Bioscience and Bioengineering, 125(3), 333-338. https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2017.10.011
Zhang, X. W., Wang, J. H., Chen, M. H., & Wang, C. L. (2013). Effect of nitrogen sources on production and photostability of Monascus pigments in liquid fermentation. IERI Procedia, 5, 344-350. https://doi.org/10.1016/j.ieri.2013.11.114
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2021 Thayná Torres da Silva; José Renato da Silva; Alana Emilia Soares de França Queiroz; Daniele Silva Ribeiro
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que publican en esta revista concuerdan con los siguientes términos:
1) Los autores mantienen los derechos de autor y conceden a la revista el derecho de primera publicación, con el trabajo simultáneamente licenciado bajo la Licencia Creative Commons Attribution que permite el compartir el trabajo con reconocimiento de la autoría y publicación inicial en esta revista.
2) Los autores tienen autorización para asumir contratos adicionales por separado, para distribución no exclusiva de la versión del trabajo publicada en esta revista (por ejemplo, publicar en repositorio institucional o como capítulo de libro), con reconocimiento de autoría y publicación inicial en esta revista.
3) Los autores tienen permiso y son estimulados a publicar y distribuir su trabajo en línea (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su página personal) a cualquier punto antes o durante el proceso editorial, ya que esto puede generar cambios productivos, así como aumentar el impacto y la cita del trabajo publicado.