Various aspects of carotenogenesis and lipogenesis in Rhodotorula glutinis have been invesitaged. At first, a HPLC procedure has been developed that permits determination of carotenoids quantitatively and qualitatively. Based on this procedure, the kinetics of the formation of carotenoids and lipid were investigated depending on the nitrogen contents in batch cultivation.
β -Carotene was most the abundant in younger cultures and torulene and torularhodin in older cultures, in that order. It was found that carotenogenesis and lipogenesis were simultaneously occurred due to nitrogen depletion. The continuous cultivation of Rh. glutinis were conducted at the dilution rate $D=0.02hr^{-1}$ and $0.08hr^{-1}$ in nitrogen limited conditions, and we studied the effect of dilution rate on lipid content and carotenoid formation. Total amounts of pigment were higher at $D=0.02hr^{-1}$ than those at $D=0.08hr^{-1}$, and the proportion of each component of carotenoids was slightly changed depending on dilution rates. Lipid content was somewhat higher at $D=0.02hr^{-1}$.
To investigate effects of stresses which may initiate aging include chilling, starvation of nutrient other than nitrogen on carotenogenesis and lipogenesis, three kinds of harsh condition were introduced. Effects of temperature on these phenomena were markedly shown. Total carotenoid concentration markedly increased, and the proportion of torularhodin was increased up to 75% in comparison with normal nitrogen limited cultivation when cells in logarismic phase were transferred to distilled water and added glucose to it, it also shown that carotenogenesis was induced and torularhodin was the most abundant. But, lipid content was rather lower in all of these cases.
Rh.giutinis에 의한 색소 생성과 지방 축적의 양상에 관하여 연구하였다. 먼저, HPLC에 의한 색소 분석 조건을 확립하여 기존의 column에 의한 방법보다 좀 더 정확하게 정량하였다. 즉 reverse phase column인 $c_{18}-z-module$을 이용하고, 유기용매는 Acetonitrile : Tetrahydrofuran : $H_2O$ = 50 : 38.5 : 12.5 (v/v)을 이용하여 세 가지 주요한 색소인 β-carotene, torularhodin, torulene을 분리하였다.
질소원의 양을 달리하여 회분식 배양을 한 결과, 색소 생성과 지방 축적이 배지내 질소원이 고갈되면서 거의 동시에 크게 증가하는 양상을 보였다. 배지내 질소원의 함량에는 관계없이, 배양 초기에는 β-carotene이 주요 색소였고, 배양 후기로 갈수록 torulene이 가장 많은 양이 생산되었으며 torularhodin도 점차로 증가하였다.
연속식 배양을 희석율(dilution rate)이 $0.02hr^{-1}$,$0.08hr^{-1}$인 조건하에서 행하였다. 낮은 희석율 $D=0.02hr^{-1}$에서는 $D=0.08hr^{-1}$에서보다 색소생성량이 두배로 증가되었고, β-carotene 함량비율이 대단히 낮았다. 그러나 torulene과 torularhodin 함량 비율과 지방 함량은 두 경우에 크게 변하지 않았다.
일반적으로 세포의 노화(ageing)을 유도하는 조건을 주었을 때 색소 생성과 지방축적의 양상의 변화를 조사하였다. 먼저, 대수 증식기의 cell을 완전 배지에 옮긴 뒤 낮은 온도 $4\circ{C}$에서 배양했을 때, 건조 균체 단위 무게당 색소 함량이 대단히 크게 증가하였다. 또한 특징적으로 torularhodin의 함량 비율이 70% 이상이 되어 최적 조건하에서의 배양보다 3배 이상증가되었다. 이러한 현상은 대수 증식기의 cell을 전혀 영양분이 없는 증류수로 옮겨 배양한 경우에도 나타났다. 이 경우는 cryptic growth에 의해 색소 생성과 지방축적이 일어난 것으로 보여진다. 또 증류수에 glucose를 첨가하여 유사한 실험을 행한 결과, 여전히 torularhodin 함량비율이 높았다. 그러나 위의 세 경우 모두 지방함량은 20% 내외로 대단히 낮은 경향을 보였다.
