ABSTRACT
We studied the preservation of Azotobacter chroococcum C26 using three dry polymers: carrageenin, sodium alginate, and HPMC, using a method of accelerated degradation. Bacterial viability, as response variable, was measured at three temperatures in four different times, which was followed by calculation of bacterial degradation rates. Results showed that temperature, time of storage, and protective agent influenced both viability and degradation rates (P<0.05). We observed, using the Arrhenius thermodynamic model, that the use of polymers increased the activation energy of bacterial degradation compared to control. We obtained thermodynamic models for each polymer, based on the Arrhenius equation, which predicted the required time for thermal degradation of the cells at different temperatures. Analysis of the models showed that carrageenin was the best polymer to preserve A. chroococcum C26 since ~ 900 days are required at 4 °C to reduce its viability in two log units. We conclude, therefore, that long-term preservation of A. chroococcum C26 using dry polymers is suitable under adequate preservation and storage conditions.
Se estudió la preservación de Azotobacter chroococcum C26 usando tres polímeros secos: carragenina, alginato de sodio y HPMC, usando un método de degradación acelerada. Viabilidad bacteriana, como variable de respuesta, fue medida a tres temperaturas en cuatro tiempos diferentes, lo cual fue seguido por el cálculo de tasas de degradación bacteriana. Los resultados mostraron que la temperatura, el tiempo de almacenamiento, y el agente protectivo influenciaron tanto la viabilidad como las tasas de degradación (P<0.05). Se observó, usando el modelo termodinàmico de Arrhenius, que el uso de polímeros incremento la energía de activación de degradación bacteriana comparado con el control. Adicionalmente, se obtuvieron modelos para cada polímero, basados en la ecuación de Arrhenius, para predecir el tiempo requerido para la degradación térmica de las células a diferentes temperaturas. El análisis de los modelos mostró que la carragenina fue el mejor polímero para preservar A. chroococcum C26 dado que un tiempo de aproximadamente 900 días a 4 °C son necesarios para reducir en dos unidades logarítmicas la viabilidad. Se concluye, por lo tanto, que la preservación a largo término usando polímeros es eficaz para la preservación de A. chroococcum C26 bajo condiciones adecuadas de preservación y mantenimiento.
Estudamos a preservado do Azotobacter chroococcum C26 utilizando tres polímeros secos: carragenina, alginato de sòdio, e HPMC, utilizando um método de degradado acelerada. Viabilidade bacteriana, como variável de resposta, foi medida a tres temperaturas em quatro momentos diferentes, que foi seguido pelo cálculo das taxas de degradado bacteriana. Os resultados mostraram que a temperatura, tempo de armazenamento, e agente protetor influenciado as taxas de viabilidade e de degradado (P <0,05). Observou-se, utilizando o modelo de Arrhenius termodinàmico, que a utilizac.ao do polímeros de aumento da energia de activado do degradado bacteriana em comparado com o controlo. Adicionalmente, obtivemos modelos termodinámicos para cada polímero, com base na equação de Arrhenius, para prever o tempo necessàrio para a degradação térmica das células a diferentes temperaturas. Análise dos modelos mostrou que a carragenina é o melhor polímero para preservar A. chroococcum C26, porque ~ 900 dias são necessários a 4 °C para reduzir a viabilidade de duas unidades logarítmicas. Nós concluímos, portanto, a preservação a longo prazo de A. chroococcum C26 utilizando polímeros secos é adequado sob condic.öes de preservalo e armazenamento adequadas.
ABSTRACT
La preservación de bacterias es asunto de granimportancia debido a que muchas de ellas son usadas enprocesos biotecnológicos que requieren mantener su viabilidad ypropiedades genéticas. En este estudio, se evaluaron tres métodospara la preservación de A. chroococcum C26 y A. vinelandii C27;criopreservación, liofilización, e inmovilización en polímerossecos, durante 60, 30 y 60 días, respectivamente. A su vez, seestudió el efecto de tres agentes protectivos para la liofilizacióny para la criopreservación y cuatro polímeros. La eficiencia delos métodos fue evaluada contando células viables y midiendoactividad como fijación de nitrógeno. Los resultados mostraronque la mejor técnica, la cual mantuvo la viabilidad y la actividad,fue la liofilización, seguida por inmovilización y criopreservación.La liofilización mantuvo estable la habilidad bacteriana para fijarnitrógeno, la tasa de sobrevivencia bacteriana (TSB) fue superioral 80%; y el mejor resultado se evidenció cuando se usó S/BSAcomo agente protectivo. La inmovilización mantuvo la BSRsuperior al 80%, y la fijación de nitrógeno fue disminuida en 20%.La criopreservación tuvo pérdida sustancial de viabilidad para C26(TSB aprox. 70%); mientras que C27 se preservó bien. La fijaciónde nitrógeno fue significativamente disminuida para ambas cepasindependientemente del agente crioprotectivo usado (P < 0.05).Los resultados sugieren que el éxito de los métodos de preservaciónpara Azotobacter depende de la técnica, el agente protectivo y la cepausada; siendo la liofilización con S/BSA la técnica con mejoresresultados para preservar las bacterias de este género...
Because the use of bacteria for biotechnological processes requires maintaining their viability and geneticstability, preserving them becomes essential. Here, we evaluated three preservation methods for A.chroococcum C26 and A. vinelandii C27; preservation methods: cryopreservation and immobilization in drypolymers for 60 days, and freeze-drying for 30. We evaluated their efficiency by counting viable cells andmeasuring nitrogen fixation activity. Additionally, we assessed the effect of three protective agents forfreeze-drying, three for cryopreservation, and four polymers. Freeze-drying proved the best technique tomaintain viability and activity, followed by immobilization and cryopreservation. Bacterial nitrogen fixingability remained unchanged using the freeze-drying method, and bacterial survival exceeded 80%; S/BSAwas the best protective agent. Immobilization maintained bacterial survival over 80%, but nitrogen fixationwas decreased by 20%. Lastly, cryopreservation resulted in a dramatic loss of viability for C26 (BSRapprox. 70%), whereas C27 was well preserved. Nitrogen fixation for both strains decreased regardless ofthe cryoprotective agent used (P < 0.05). In conclusion, the success of Azotobacter preservation methodsdepend on the technique, the protective agent, and the strain used. Our results also indicated that freezedryingusing S/BSA is the best technique to preserve bacteria of this genus...
Porque o uso de bactérias para processos biotecnológicos,requer a manutenção da sua viabilidade e estabilidade genética,preserva-las é essencial Avaliaram-se três métodos de preservação deA. chroococcum C26 e A. vinelandii C27; criopreservação, liofilização, eimobilização de polímeros secos. Examinamos também o efeito deagentes protetores para liofilizar, para a criopreservação, e polímeros.A eficiência foi avaliada contando as células viáveis e medindoa atividade como a fixação do azoto. Os resultados mostraramque a melhor técnica foi a liofilização seguida de imobilização ecriopreservação. A liofilização manteve inalterada a capacidadeda bactéria para fixar o azoto, e o melhor resultado foi observadoquando se usou S/BSA como agente protetor. A criopreservaçãoresultou em uma perda dramática de viabilidade para C26 (TSBaprox. 70%.), enquanto que C27 foi bem preservada. A fixaçãode azoto foi significativamente diminuída para ambas as estirpes,independentemente do agente crioprotector utilizado (P < 0.05).Em conclusão, os resultados sugerem que o êxito dos métodosde conservação de Azotobacter dependem da técnica, do agente deproteção, e da estirpe utilizada, sendo a liofilizacao com S/BSA amelhor técnica para preservar as bactérias deste género...