Impact of Kluyveromyces marxianus VM004 culture conditions on the cell wall structure and its influence on aflatoxin B1 binding

Abstract

Abstract The aim of this study was to determine the impact of Kluyveromyces marxianusVM004 culture conditions on the cell wall (CW) structure and its influence on aflatoxin B1 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 biomassproduced in these media. AFB1 (150 ng/ml) adsorption tests using the biomass (1 × 107 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 (m) and CW thickness(m) increased in the DDG medium. The CW percentage obtained in DDG was higher than that inYPD. The absorbance of carbohydrates by IR was higher in YPD. pH influenced AFB1 adsorption,which was lower at pH 8. The proportion of -glucan and chitin present in CW was higher inthe YPD medium. The IR method allowed to study the CW carbohydrate variation under theinfluence of these carbon sources. In conclusion, the culture media composition influenced the-glucan and chitin composition and consequently, AFB1 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 B1 (AFB1). 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 AFB1 (150 ng ml−1) utilizando la biomasa (1 × 107 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 (m) y el espesor de la PC (m) 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 AFB1, que fue menor al pH 8. La relación de -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 -glucano y quitina y, en consecuencia, en la adsorción de la AFB1.