O gênero Rhodotorula é representado por microrganismos com reconhecida capacidade de sintetizar compostos biológicos de interesse industrial, com ação próvitamina A e as atividades antioxidante e antimicrobiana, por exemplo, que estão entre os benefícios à saúde. Deste modo, a associação entre a capacidade dos microrganismos de produzir biocompostos a partir de agroresíduos e a alta disponibilidade de resíduos produzidos pela indústria de laticínios pode contribuir para uma melhor eficácia da produção de metabólitos de interesse biotecnológico,
como os carotenóides. Assim, este trabalho objetivou avaliar o potencial de produção de carotenóides por Rhodotorula spp. em fermentação submersa utilizando soro de leite derivado da produção de queijo de coalho (SQC) como substrato. Todas as leveduras (R. aurantiaca URM 6687, R. glutinis URM 6683, R. glutinis URM 6691, R. glutinis URM 6692, R. glutinis URM 6695 e R. minuta URM 6693) foram avaliadas quanto à produção de biomassa seca, consumo de lactose e a produção de carotenóides totais. O estudo foi desenvolvido em três etapas. Em todas elas, o SQC atuou como fonte única de carbono e nitrogênio, sob condições de cultivo previamente fixadas em 30°C, 150 rpm e 120 horas. Na primeira etapa, selecionou-se a levedura com melhor desempenho na produção de carotenóides
totais em menor tempo. Na etapa seguinte, a levedura selecionada foi submetida a um planejamento fatorial 23 avaliando-se os efeitos das variáveis independentes: concentração do SQC (50, 75 e 100%), pH (4,5, 5,0 e 5,5) e agitação (100, 150 e 200 rpm), sob temperatura fixa (30 ºC), tendo como respostas a produção de biomassa, carotenóides totais e o consumo de lactose, seus respectivos rendimentos específicos (YP/S), e a produtividade. Das leveduras avaliadas, R. glutinis URM 6692 foi selecionada por apresentar melhor desempenho para a produção de carotenóides totais, atingindo o rendimento (YP/X) de 509,26 mg/g e (YP/S) de 149,79 mg/g em 24 h, respectivamente. A melhor condição foi obtida em meio de cultura contendo 50% de SQC, pH 5,5 e 200 rpm, com produção de 69,32 mg/L de carotenóides totais, extraídos de 15,5 g/L de biomassa seca, adquirida a partir de um consumo de 8,16 g/L de lactose. Os pigmentos apresentaram um amplo espectro de atuação para atividade antimicrobiana, de modo que 2,5 μg de carotenóides (50 μg/mL) presentes no extrato foi suficiente para inibir o crescimento das bactérias avaliadas, alcançando 59,8% e 53,9% de inibição para bactérias gramnegativas (E. coli ATCC 25922 e K. pneumoniae ATCC 29665) e 54,5% e 51,3% para bactérias gram-positivas (S. aureus ATCC 6538 e B. subtilis ATCC 6633), respectivamente. De modo semelhante, os pigmentos foram concentrados (12,5 mg de carotenóides/mL) e avaliados quanto a atividade antioxidante apresentando uma capacidade de cerca de 62,5% para sequestrar radicais livres após 10 min de contato. Esses resultados demonstram que o ajuste das condições de cultivo foi eficiente de modo a garantir uma produção simultânea de carotenóides e biomassa, usufruindo de forma eficiente da produção biotecnológica quando do uso do SQC. Além disso, os pigmentos carotenóides produzidos por R. glutinis URM 6692 nestas condições apresentam qualidades adequadas para possível uso como aditivo alimentar natural alternativo.