Yeast smell like what they eat : analysis of volatile organic compounds of Malassezia furfur in growth media supplemented with different lipids

Abstract

Malassezia furfur es parte de la microbiota de la piel humana. Sus VOCs posiblemente contribuyen al olor característico del cuero cabelludo en humanos, así como a distintas interacciones de la microbiota y podrían tener importantes aplicaciones biotecnológicas para desarrollar sabores y fragancias derivadas de lactonas. Siendo una levadura lipido-dependiente, el objetivo de este estudio fue analizar como la composición lipidica del medio líquido influencia la producción de los VOCs emitidos por M. furfur. La cepa M. furfur CBS 1878 fue cultivada en cuatro medios diferentes: 1) mDixon, 2) acid oleico (OA), 3) acid oleico + acid palmitico (OA+PA), y 4) acid palmitico (PA). Los perfiles de compuestos volátiles fueron caracterizados mediante HS-SPME/ GC-MS en cada medio en fases de crecimiento exponencial y estacionaria. Un total de 61 VOCs fue reportado en M. furfur, siendo los alcanos, alcoholes, cetonas y compuestos furánicos los más abundantes. Algunos compuestos previamente reportados en Malassezia (y-dodecalactona, 3-metilbutan-1-ol, and hexan-1-ol) tambien se encontraron. A través de nuestros experimentos, usando técnicas estadísticas univariadas y multivariadas no supervisadas (HCA and PCA) y supervisadas (PLS-DA), hemos probado que cada uno de los medios de crecimiento probados estimula la producción de un perfil de volátiles diferente en M. furfur. Dioxido de carbono, hexan-1-ol, el isomero5 de metildecano, dimetill sulfuro, undec-5-eno, isomero2 de metillundecano, isomero1 de metilldecano, acetato de pentilo, y 2-metiltetrahidrofurano fueron establecidos como compuestos diferenciadores de los ocho tratamientos mediante todas las técnicas. La significancia de nuestros resultados merece investigaciones futuras para determinar las condiciones in vivo de los lipidos disponibles en la piel humana y para buscar posibles biomarcadores volátiles de cambios metabólicos asociados con su rol benéfico y patogénico.

Malassezia furfur is part of the human skin microbiota. Its VOCs possibly contribute to the characteristic scalp odour in humans, as well as to the microbiota interaction and might have important biotechnological applications for developing flavours and fragrances derived from lactones. Being a ipid dependent yeast, the aim of this study was to analyse how the lipid composition of the liquid medium influences the productions of VOCs emitted by M. furfur. The strain M. furfur CBS 1878 was grown in four different media: 1) mDixon, 2) oleic acid (OA), 3) oleic acid + palmitic acid (OA+PA), and 4) palmitic acid (PA). The profiles of the volatiles compounds were characterized using HS-SPME/ GC-MS in each media in exponential and stationary phase. A total number of 61 VOCs was found in M. furfur, among which alkanes, alcohols, ketones, and furanic compounds were the most abundant. Some compounds previously reported for Malassezia (of y- dodecalactone, 1-butanol, 3-methyl, and 1-hexanol) were also found. Through our experiments, using univariate and multivariate unsupervised (HCA and PCA) and supervised (PLS-DA) statistical techniques, we have proven that each tested growth medium stimulates the production of a different volatiles profile in M. furfur. Carbon dioxide, hexan-1-ol, the isomer 5 of methyldecane, dimethyl sulphide, undec-5-ene, isomer2 of methylundecane, isomer1 of methyldecane, pentyl acetate and 2-methyltetratetrahydrofuran were established as differentiating compounds for the eight experimental treatments by all the techniques. The significance of our findings deserves future research to analyse in vivo conditions of the actual nutritional lipids available in the human skin and to search possible volatile biomarkers of metabolic changes related with its beneficial or pathogenic role.