Impact of Kluyveromyces marxianus VM004 culture conditions on the cell wall structure and its influence on aflatoxin B1 binding
Year: 2024
Type: article
Abstract: • This study evaluates the potential of the K. marxianus strain to adsorb AFB 1 . • There are no reports of K. marxianus cell wall use as mycotoxin adsorbent. • A basic medium (YPD) and an alternative medium (DDG) were used as carbon source. • The DDG medium proved to be recommendable for biomass and cell wall production. • The composition of the cell wall was analyzed to evaluate the adsorption processes. The aim of this study was to determine the impact of Kluyveromyces marxianus VM004 culture conditions on the cell wall (CW) structure and its influence on aflatoxin B 1 binding. The yeast was inoculated into two types of culture media: yeast extract-peptone-dextrose (YPD) broth and dried distiller's grains with solubles (DDG). The CW was extracted from the biomass produced in these media. AFB 1 (150 ng/ml) adsorption tests using the biomass (1 × 10 7 cells/ml) and the CW (0.001 g) were performed at pH 2 and pH 8. Transmission electron microscopy (TEM) evaluated the CW thickness, and infrared spectroscopy (IR) determined the CW composition. Biomass production in YPD was higher than that in DDG. Cell diameter (μm) and CW thickness (μm) increased in the DDG medium. The CW percentage obtained in DDG was higher than that in YPD. The absorbance of carbohydrates by IR was higher in YPD. pH influenced AFB 1 adsorption, which was lower at pH 8. The proportion of β-glucan and chitin present in CW was higher in the YPD medium. The IR method allowed to study the CW carbohydrate variation under the influence of these carbon sources. In conclusion, the culture media composition influenced the β-glucan and chitin composition and consequently, AFB 1 adsorption. El objetivo de este estudio fue determinar el impacto de las condiciones de cultivo de Kluyveromyces marxianus VM004 en la estructura de la pared celular (PC) y su influencia en la adsorción de la aflatoxina B 1 (AFB 1 ). La levadura fue inoculada en dos medios de cultivo, extracto de levadura-peptona-dextrosa (YPD) y granos de destilería secos con solubles (DDG). De la biomasa obtenida en estos medios se extrajo la PC. Los ensayos de adsorción de la AFB 1 (150 ng ml −1 ) utilizando la biomasa (1 × 10 7 cel ml −1 ) y la PC (0.001 g) se realizaron con pH 2 y pH 8. El espesor y la composición de la PC se determinaron por microscopía electrónica de transmisión (TEM) y espectroscopía infrarroja (IR), respectivamente. La producción de biomasa en YPD fue superior a la lograda en DDG. El diámetro de las células (μm) y el espesor de la PC (μm) aumentaron en el medio DDG. El porcentaje de PC obtenido en DDG fue superior al obtenido en YPD. La absorbancia de carbohidratos por IR fue mayor en YPD. El pH influyó en la adsorción de la AFB 1 , que fue menor al pH 8. La relación de β-glucano/quitina presente en la PC fue mayor en medio YPD. El método de espectroscopía IR permitió estudiar la variación de carbohidratos en la PC bajo la influencia de estas fuentes de carbono. En conclusión, la composición de los medios de cultivo incidió en la relación de β-glucano y quitina y, en consecuencia, en la adsorción de la AFB 1 .
Authors: Carina Pereyra, María del Pilar Monge, Silvestre Bongiovanni, Andrea Cristofolini, Sergio Campos, Lilia Cavaglieri
Language: English
Subfield: Plant Science
Domain: Life Sciences
Open Access status: gold
Estimated APC paid: $1,200
OpenAlex ID: W4402663810