Evaluation of growth in diesel fuel and surfactants production ability by bacteria isolated from fuels in Costa Rica / Evaluación de crecimiento en combustible diesel y capacidad de producción de surfactantes en bacterias aisladas de combustibles en Costa Rica

A total of 149 bacterial strains previously isolated from fuels stored in Costa Rica were selected in terms of their ability to grow aerobically in diesel and produce bioemulsifier active compounds. The diesel growth was evaluated by a redox-indicator based test, and surfactant production was estimated indirectly by both the emulsification index determination (E24) and hemolytic activity. Twenty-six strains (16.8%) were considered as capable of growing in diesel, while surfactant production was detected in 22 (14.8%), estimated according to E24. Seven strains showed high production of biosurfactants (E24 ≥ 50%), headed by Pseudomonas aeruginosa 148D-O, P. aeruginosa 87R-B and Bacillus pumilus 133S-B. No significant correlation was observed between hemolytic patterns and growth outcomes in diesel or E24. Surfactant producing strains should be studied further to assess its potential applications.

Un total de 149 cepas bacterianas previamente aisladas de combustibles almacenados en Costa Rica fueron seleccionadas en términos de sus habilidades para crecer aeróbicamente en diesel y producir compuestos con actividad bioemulsificante. El crecimiento en diesel fue evaluado por medio de un test basado en un indicador redox, y la producción de surfactantes fue estimada indirectamente con las determinaciones del índice de emulsificación (E24) y la actividad hemolítica. Veintiseis cepas (16,8%) fueron consideradas como capaces de crecer en diesel, mientras que la producción de surfactantes fue detectada en 22 (14,8%), estimado de acuerdo con el E24. Siete cepas mostraron alta producción de biosurfactantes (E24 ≥ 50%), encabezadas por Pseudomonas aeruginosa 148D-O, P. aeruginosa 87R-B y Bacillus pumilus 133S-B. No se observó correlación significativa entre los patrones de hemólisis y los resultados de crecimiento en diesel o E24. Las cepas productoras de surfactantes deben ser estudiadas más a fondo para evaluar sus potenciales aplicaciones.

Effect of nutrients and fermentation conditions on the production of biosurfactants using rhizobacteria isolated from fique plants / Efecto de los nutrientes y las condiciones de fermentación en la producción de biosurfactantes con rizobacterias aisladas de fique / Efeito dos nutrientes e as condições de fermentação na produção de biossurfactantes com rizobacté rias isoladas da piteira

Objective. To isolate biosurfactant-producing microorganisms from the rhizosphere of fique and to select the best genus to evaluate the effect of nutritional and fermentation conditions on the production of rhamnolipids. Materials and methods. Rhizospheric soil was sampled in three areas of Cauca. The best genus was selected for the experimental designs (Plackett Burman and 2² factorial) and to find the production conditions for the growth kinetics at an Erlenmeyer flask scale. Results. Isolates from the rhizosphere of fique plants were from groups (or genera) of Bacillus, Pseudomonas and Actinomycetes, being Pseudomonas the more responsive in preliminary testing for emulsification. From the results of the experimental designs and the kinetics of production, we found that rhamnose synthesis associated with rhamnolipids (3.2 g/l) and emulsification (68% EC24) was significantly favored (p <0.0001) by cultivating an inoculum of 10% v/v of Pseudomonas fluorescens in a medium composed of: soybean oil 2% (v/v), K2HPO4 0.2% (w/v), yeast extract 0.4 g/l, NH4NO3 3.7 g/l, 1 ml trace elements (CoCl3 20 mg/l, H3BO(3)30 mg/l, ZnSO(4)10 mg/l, Cu2SO(4)1 mg/l, Na2MoO(4)3 mg/l, FeSO (4)10 mg/l MnSO(4)2,6 mg/l) and pH 7.2. Conclusion. Of all the microbial genera isolated from the rhizosphere of fique, Pseudomonas fluorescens had the greatest potential in the production of biosurfactants of the rhamnolipids family.

Objetivo. Aislar microorganismos de la rizosfera de fique capaces de producir biosurfactantes y seleccionar el mejor gé nero para evaluar el efecto de las condiciones nutricionales y de fermentación en la producción de ramnolípidos. Materiales y mé todos. Se realizaron muestreos de suelos rizosfé ricos en tres zonas del Cauca. El mejor gé nero fue seleccionado para realizar los diseños experimentales (Plackett Burman y factorial 2²) y establecer las condiciones de producción para las ciné ticas de crecimiento a escala de Erlemeyer. Resultados. Se aislaron bacterias del gé nero Bacillus, Pseudomonas y del grupo Actinomycetes, siendo Pseudomonas el grupo con mayor respuesta en las pruebas preliminares de emulsificación. A partir de los resultados obtenidos en los diseños experimentales y ciné ticas de producción, se estableció que la síntesis de ramnosa asociada con ramnolípidos (3,2 g/l) y la emulsificación (68% EC24) se favorecieron significativamente (p<0.0001) al cultivar un inoculo de 5% v/v de Pseudomonas fluorescens en un medio compuesto por: aceite de soya 2% (v/v), K2HPO4 0,2% (p/v), extracto de levadura 0,4 g/l, NH4NO(3)3,7 g/l, 1 ml de elementos traza (CoCl(3)20 mg/l, H3BO(3)30 mg/l, ZnSO(4)10 mg/l, Cu2SO4 1 mg/l, Na2MoO(4)3 mg/l, FeSO(4)10 mg/l MnSO(4)2,6 mg/l) y pH 7.2. Conclusión. Se aislaron 3 gé neros microbianos a partir de rizosfera de fique, siendo Pseudomonas fluorescens la bacteria con mayor potencial en la producción de biosurfactantes de la familia de los ramnolípidos.

Objetivo. Isolar microorganismos da rizosfera da piteira capazes de produzir biossurfactantes, selecionar o melhor gênero para avaliar o efeito das condições nutricionais e de fermentação na produção de rhamnolipídeos. Materiais e mé todos. Foram realizadas amostragem de solos rizosfé ricos em três á reas do Cauca. O melhor gênero foi selecionado para realizar desenhos experimentais (Plackett Burman e fatorial 2²) e definir as condições de produção para as ciné ticas em escala de erlenmeyer. Resultados. Foram isoladas bacté rias do gênero Bacillus, Pseudomonas e grupo de Actinomycetes. As Pseudomonas foram o grupo com maior resposta nos testes preliminares de emulsificação. A partir dos resultados obtidos nos desenhos experimentais e ciné ticas de produção foi estabelecido que a síntese de ramnose associados com rhamnolipídeos (3,2 g/l) e a emulsificação (68% EC24) foram favorecidos significativamente (p<0,0001) ao cultivar um inoculo de 5% v/ v de Pseudomonas fluorescens em um meio composto por: óleo de soja 2% (v/v), K2HPO(4)0,2% (p/v), extrato de levedura 0,4 g/l, NH4NO3 3,7 g/l, 1 ml de oligoelementos (CoCl(3)20 mg/l, H3BO(3)30 mg/l, ZnSO(4)10 mg/l, Cu2SO(4)1 mg/l, Na2MoO(4)3 mg/l, FeSO(4)10 mg/l MnSO4 2,6 mg/l) e pH 7,2. Conclusão. Três gêneros microbianos foram isolados da rizosfera da piteira, sendo Pseudomonas fluorescens a bacté ria com maior potencial na produção de biossurfactantes da família dos rhamnolipídeos.

Evaluation of a lipopeptide biosurfactant from Bacillus natto TK-1 as a potential source of anti-adhesive, antimicrobial and antitumor activities / Avaliação de um lipopeptídio biosurfactante de Bacillus natto TK-1 com fonte potencial de atividade antiadesiva, antimicrobiana e antitumoral

A lipopeptide biosurfactant produced by Bacillus natto TK-1 has a strong surface activity. The biosurfactant was found to be an anti-adhesive agent against several bacterial strains, and also showed a broad spectrum of antimicrobial activity. The biosurfactant induced a significant reduction in tumor cells viability in a dose- dependent manner.

Um lipopeptídio biosurfactante produzido por Bacillus natto TK-1 apresenta intensa atividade de superfície. Verificou-se que o biosurfactante apresentou atividade antiadesiva contra várias cepas bacterianas, e também atividade antimicrobiana de amplo espectro. O biosurfactante causou uma redução significativa na viabilidade de células tumorais, de forma dose-dependente.

Growth and biosurfactant synthesis by Nigerian hydrocarbon-degrading estuarine bacteria

The ability of microorganisms to degrade petroleum hydrocarbons is important for finding an environmentally-friendly method to restoring contaminated environmental matrices. Screening of hydrocarbon-utilizing and biosurfactant-producing abilities of organisms from an estuarine ecosystem in Nigeria, Africa, resulted in the isolation of five microbial strains identified as Corynebacterium sp. DDv1, Flavobacterium sp. DDv2, Micrococcus roseus DDv3, Pseudomonas aeruginosa DDv4 and Saccharomyces cerevisae DDv5. These isolates grew readily on several hydrocarbons including hexadecane, dodecane, crude oil and petroleum fractions. Axenic cultures of the organisms utilized diesel oil (1.0 % v/v) with generation times that ranged significantly (t-test, P < 0.05) between 3.25 and 3.88 day, with concomitant production of biosurfactants. Kinetics of growth indicates that biosurfactant synthesis occurred predominantly during exponential growth phase, suggesting that the bioactive molecules are primary metabolites. Strains DDv1 and DDv4 were evidently the most metabolically active in terms of substrate utilization and biosurfactant synthesis compared to other strains with respective emulsification index of 63 and 78 %. Preliminary biochemical characterization indicates that the biosurfactants are heteropolymers consisting of lipid, protein and carbohydrate moieties. The hydrocarbon catabolic properties coupled with biosurfactant-producing capabilities is an asset that could be exploited for cleanup of oil-contaminated matrices and also in food and cosmetic industries. Rev. Biol. Trop. 56 (4): 16031611. Epub 2008 December 30.

La capacidad de los microorganismos para degradar hidrocarburos del petróleo es de gran importancia para hallar un método aceptable y ambientalmente amigable para la restauración de terrenos ambientalmente contaminados. Al investigar las capacidades de los organismos de un ecosistema de estuario que utilizan hidrocarburos y producen biosurfactantes, se produjo como resultado el aislamiento de cinco cepas microbianas identificadas como Corynebacterium sp. DDv1, Flavobacterium sp. DDv2, Micrococcus roseus DDv3, Pseudomonas aeruginosa y DDv4 Saccharomyces cerevisiae DDv5. Estas cepas crecieron fácilmente en varios hidrocarburos incluyendo hexadecanos, dodecanos, petróleo crudo y fracciones de petróleo. Los cultivos axénicos de organismos utilizaron diesel (1.0% v/v) con períodos por generación con ámbitos significativos (t-test, P <0.05) de entre 3.25 y 3.88 días, con la consiguiente producción de bio-surfactantes. La cinética del crecimiento indica que la síntesis de bio-surfactante se produjo principalmente durante la fase de crecimiento exponencial, lo que sugiere que las moléculas bioactivas son metabolitos primarios. Las cepas DDv1 y DDv4 fueron evidentemente las más metabólicamente activas en términos de utilización del sustrato y la síntesis de bio-surfactantes en comparación con otras cepas con índices respectivos de emulsificación de 63 y 78%. La caracterización bioquímica preliminar indica que los bio-surfactantes son heteropolímeros constituidos de fracciones de lípidos, proteínas y carbohidratos. Las propiedades catabólicas de los hidrocarburos, junto con las capacidades de producción de bio-surfactantes, es una ventaja que puede ser aprovechada para la limpieza de terrenos contaminados con petróleo y también en la industria alimentaria y cosmética.