Optimization of the culture medium and fermentation conditions for Azotobacter chroococcum based biofertilizers production

In Cuba, a biofertilizer has been developed based on a nitrogen fixer Azotobacter chroococcum strain. This work aimed to optimize the culture medium and the fermentation conditions for industrial scale. First, tests in the shaker were carried out and then in a fermenter. In each case an experimental validation was performed. For the optimization of the culture medium, a central composite design was used to adjust response surfaces. A 23 factorial design with equidistant star points and six repetitions in the center of the plan. A total of 19 experimental runs were performed, with three repetitions determined. As a response variable, cell growth was determined by optical density λ = 540 nm (OD540). To optimize microbial growth based on agitation speed and air flow, a 7.5, liter with a factorial design 22 was used, taking OD540 as the response variable. With the means of optimized cultivation a growth of 2-4 x 109 UFC ml-1 was obtained that allow to increase the content of bacterial biomass together to the use of a speed of agitation and good flow of air. The new conditions allowed to reduce the time of fermentation at 10 hours, less than 20 to 22 hours used in the production scheme. In addition, 40%, 50% and 20% respectively, of carbon, nitrogen and phosphorus sources were reduced

Optimización del medio de cultivo y las condiciones de fermentación para la producción de un biofertilizante a base de Azotobacter chroococcum

In Cuba, a biofertilizer has been developed based on a nitrogen fixer Azotobacter chroococcum strain. This work aimed to optimize the culture medium and the fermentation conditions for industrial scale. First, tests in the shaker were carried out and then in a fermenter. In each case an experimental validation was performed. For the optimization of the culture medium, a central composite design was used to adjust response surfaces. A 23 factorial design with equidistant star points and six repetitions in the center of the plan. A total of 19 experimental runs were performed, with three repetitions determined. As a response variable, cell growth was determined by optical density λ = 540 nm (OD540). To optimize microbial growth based on agitation speed and air flow, a 7.5, liter with a factorial design 22 was used, taking OD540 as the response variable. With the means of optimized cultivation a growth of 2-4 x 109 UFC ml-1 was obtained that allow to increase the content of bacterial biomass together to the use of a speed of agitation and good flow of air. The new conditions allowed to reduce the time of fermentation at 10 hours, less than 20 to 22 hours used in the production scheme. In addition, 40%, 50% and 20% respectively, of carbon, nitrogen and phosphorus sources were reduced.En Cuba se ha desarrollado un biofertilizante a base de una cepa de Azotobacter chroococcum, fijadora de nitrógeno. Ante la necesidad de estandarizar su escalado industrial este trabajo tuvo por objetivo optimizar el medio de cultivo y las condiciones de fermentación. Se realizaron ensayos a escala de zaranda y luego en fermentador. En cada caso se realizó validación experimental. Para la optimización del medio de cultivo, se aplicó un diseño factorial 23 con puntos estrellas equidistantes y seis repeticiones en el centro del plan, para ajustar superficies respuesta. Se realizaron un total de 19 corridas experimentales, con tres repeticiones cada una y se determinó la ecuación de regresión. Como variable respuesta se determinó el crecimiento celular por densidad óptica λ=540 nm (DO540). Para optimizar el crecimiento microbiano en función de la velocidad de agitación y el flujo de aire se empleó un fermentador de 7.5 litros con un diseño factorial 22, tomando como variable respuesta la DO540. Con el medio de cultivo optimizado se obtuvo un crecimiento de 2 – 4 x 109 UFC ml-1, que unido al empleo de una velocidad de agitación y flujo de aire óptimo permiten incrementar el contenido de biomasa bacteriana. Se redujo el tiempo de fermentación a 10 horas con respecto a las 20 a 22 horas que se empleaban en el esquema de producción. Se redujo el 40%, 50% y 20% respectivamente de las fuentes de carbono, nitrógeno y fósforo

Escalado de la producción del biofertilizante Fertilaz y su validación agrícola

Este trabajo propuso desarrollar la producción del biofertilizante Fertilaz. Se seleccionaron criterios para el escalado teniendo en cuenta la no similitud geométrica de los fermentadores de 42 y 500 L. La efectividad téc- nica del bioproducto resultante se evaluó en plantas in vitro de plátano cv. INIVIT PV 06-30 en fase de aclimati- zación y en dos cultivares de boniato (INIVIT B-50 y CEMSA-78-354), Fertilaz se aplicó por aspersión, a razón de 20 Lha-1. Se ejecutaron cinco riegos durante el ciclo del boniato, se aplicó por aspersión y con una norma parcial de 250 m3 ha-1. El riego se suspendió 15 días antes de la cosecha. Los resultados mostraron que, bajo las condiciones establecidas, se obtuvo crecimiento bacteriano con cinética similar en las dos escalas. Las fermentaciones concluyeron a las 12 horas de iniciado el cultivo. A los 60 días, después de la plantación, se observó una respuesta positiva del desarrollo, ya que siempre se realizaron, al menos, tres aplicaciones sobre el sustrato, cada siete días. Se disminuye en 25 kg ha-1 la dosis de fórmula completa (0.75 t ha-1) recomendada para el cultivo del boniato. La producción del biofertilizante puede llevarse a cabo en un fermentador de tipo tanque agitado de 500 L (volumen efectivo de 350 L), durante 12 h, a 178 rpm y flujo 110 Lmin-1, que garantiza una concentración de 1x109 UFC ml-1. Palabras clave: azotobacter chroococcum, escalado, plátano, boniato

Optimización del medio de cultivo y las condiciones de fermentación para la producción de un biofertilizante a base de Pseudomonas fluorescens

In Cuba, a biofertilizer has been developed based on a Pseudomonas fluorescens strain phosphate solubilizer. Given the need to standardize its industrial scale up, this work aimed to optimize the culture medium and the fermentation conditions. First, tests in the shaker were carried out and then in a fermenter. In each case an experimental validation was performed. For the optimization of the culture medium, a central composite design was used to adjust response surfaces. A 23 factorial design with equidistant star points and six repetitions in the center of the plan considered zero was applied. A total of 20 experimental runs were performed, with three repetitions each and the regression equation was determined. As a response variable, cell growth was determined by optical density λ = 600 nm (OD600). To optimize microbial growth based on agitation speed and air flow, a 12-liter total volume fermenter with 8.5 liters of effective volume with a factorial design 22 was used, taking OD600 as the response variable. It was found that for the industrial production of P. fluorescens and the formulation of the bioproduct, an optimized semisynthetic culture medium can be used, without molasses. Together with the employed of optimal agitation speed and air flow, the bacterial biomass content can be increased. The new conditions allowed reducing the fermentation time to 12 hours compared to the 20 to 22 hours used in the production scheme. In addition, 29%, 50% and 40%, respectively, of carbon, nitrogen and phosphorus sources were reduced. Keywords: bioproduct, central composite design, response surface methodologyEn Cuba se ha desarrollado un biofertilizante a base de una cepa de Pseudomonas fluorescens solubilizadora de fosfatos.  Ante la necesidad de estandarizar su escalado industrial este trabajo tuvo por objetivo optimizar el medio de cultivo y las condiciones de fermentación. Primero se realizaron ensayos a escala de zaranda y posteriormente en un fermentador. En cada caso se realizó una validación experimental. Para la optimización del medio de cultivo se empleó un diseño compuesto central  para ajustar superficies de respuesta. Se aplicó un diseño factorial 23 con puntos estrellas equidistantes y seis repeticiones en el centro del plan considerado como cero. Se realizaron un total de 20 corridas experimentales, con tres repeticiones cada una y se determinó la ecuación de regresión. Como variable de respuesta se determinó el crecimiento celular por densidad óptica λ =600 nm (DO600). Para optimizar  del crecimiento microbiano en función de la velocidad de agitación y el flujo de aire se empleó un fermentador de 12 litros de volumen total con 8.5 litros de volumen efectivo con un diseño factorial 22, tomando como variable de respuesta la DO600.  Se comprobó que para la producción industrial de P. fluorescens y la formulación del bioproducto puede emplearse un medio de cultivo semisintético optimizado, sin melaza, que unido al empleo de una velocidad de agitación y flujo de aire óptimos permiten incrementar el contenido de biomasa bacteriana. Las nuevas condiciones permitieron reducir el tiempo de fermentación a 12 horas con respecto a las 20 a 22 horas que se empleaban en el esquema de producción. Además, se redujo el 29%, 50% y 40%, respectivamente de las fuentes de carbono,  nitrógeno y fósforo.Palabras clave: bioproducto, diseño compuesto central, metodología de superficie respuest

Immunogenicity and protection induced in mouse by polysaccharide VI of Salmonella typhi

Se evaluaron diferentes esquemas de inmunización con el preparado vacunal cubano contra Salmonella typhi (polisacárido Vi) en ratones, con el objetivo de determinar su posible influencia para su empleo en humanos. Cuatro esquemas fueron ensayados, utilizando dos vías de inmunización, la Subcutánea (SC) y la Intramuscular (DI), con 1 y 2 dosis a intervalos de 7 y 14 días entre ellas. La dinámica de anticuerpos se determiaó mediante un ensayo inmunoenzimático. Los niveles de anticuerpos obtenidos en cada ensayo fueron similares. La inmunizadón confirió niveles de protecdón de un 70% en todos los esquemas utilizados, por lo que el esquema de inmunización para humano de 1 dosis por vía IM ó SC puede ser empleadoDifferent immunization schemes with the Cuban vaccine preparation against Salmonella typhi (Polysaccharide Vi) were evaluated in mice, in order to determinate the possible influence for human use. Four immunization schemes were used: two different route of immunization, subcutaneous (SC) and intramuscular (M), with 1 or 2 doses with intervals 7 or 14 days between them. Total antibodies to polysaccharide Vi of Salmonella typhi were measured by an immunoenzymatic assay. The immunogenicity levels were similar for all schemes. The vaccine provided protection level of 70%. According to this results we propose the immunization human schemes of one doses of polysaccharide administered by IM o SC route.Colegio de Farmacéuticos de la Provincia de Buenos Aire

Immunogenicity and protection induced in mouse by polysaccharide VI of Salmonella typhi

Se evaluaron diferentes esquemas de inmunización con el preparado vacunal cubano contra Salmonella typhi (polisacárido Vi) en ratones, con el objetivo de determinar su posible influencia para su empleo en humanos. Cuatro esquemas fueron ensayados, utilizando dos vías de inmunización, la Subcutánea (SC) y la Intramuscular (DI), con 1 y 2 dosis a intervalos de 7 y 14 días entre ellas. La dinámica de anticuerpos se determiaó mediante un ensayo inmunoenzimático. Los niveles de anticuerpos obtenidos en cada ensayo fueron similares. La inmunizadón confirió niveles de protecdón de un 70% en todos los esquemas utilizados, por lo que el esquema de inmunización para humano de 1 dosis por vía IM ó SC puede ser empleadoDifferent immunization schemes with the Cuban vaccine preparation against Salmonella typhi (Polysaccharide Vi) were evaluated in mice, in order to determinate the possible influence for human use. Four immunization schemes were used: two different route of immunization, subcutaneous (SC) and intramuscular (M), with 1 or 2 doses with intervals 7 or 14 days between them. Total antibodies to polysaccharide Vi of Salmonella typhi were measured by an immunoenzymatic assay. The immunogenicity levels were similar for all schemes. The vaccine provided protection level of 70%. According to this results we propose the immunization human schemes of one doses of polysaccharide administered by IM o SC route.Colegio de Farmacéuticos de la Provincia de Buenos Aire