Revista Colombiana de Biotecnología

35 years of the Seminar from Biotechnology at the Universidad Nacional de Colombia and 30 years of IBUN

In vitro regeneration of Amazonian pineapple ( Ananas comosus ) plants ecotype Gobernadora

Resumen En Venezuela existen cultivares y ecotipos de piña (A. comosus) de importancia local, entre ellos los amazónicos, cultivados principalmente por los aborígenes Piaroa. Ellos siembran los propágulos lo cual restringe la disponibilidad de material para el cultivo a gran escala. Se abordó la limitación recurriendo al cultivo de tejidos vegetales para la propagación in vitro de plantas de piña, ecotipo amazónico Gobernadora, mediante embriogénesis somática (ES) y organogénesis adventicia (OA). El material vegetal empleado correspondió a secciones basales e intermedias de hojas. Sólo las secciones de base foliar (SBF) fueron morfogénicamente inducidas. El mayor número de vitroplantas (1,58 plantas/explante) se obtuvo del callo embriogénico inducido en medio MS con Picloram 10 mg.L-1 + Tidiazuron 2 mg.L-1, transferido a MS sin hormonas. En el proceso organogénico, se obtuvo el mayor número de plantas/explante (5) por vía directa en MS con ácido naftalenoacético 5 mg.L-1 + bencilaminopurina 0,25 mg.L-1, transferido a MS. Siendo este último el mejor sistema de cultivo in vitro por su productividad y por ser una ruta que minimiza la variación somaclonal.

Abstract There are a number of pineapple (Ananas comosus) cultivars and ecotypes of local commercial importance in Venezuela, among them the Amazonian ones, cultivated mainly by the aboriginal Piaroa, are of relevance. They sow the propagules, which restricts the availability of material for large-scale cultivation. This limitation was approached by plant tissue culture for in vitro propagation of Amazonian pineapple plants, Gobernadora ecotype, through somatic embryogenesis (ES) and adventitious organogenesis (OA). Basal and intermediate sections of leaves were tested. Only the leaf base sections (FBS) were morphogenically induced. The highest number of vitroplants (1.58 plants / explant) was obtained from the embryogenic callus induced in MS medium with Picloram 10 mg.L-1 + Thidiazuron 2 mg.L-1, transferred to MS medium without hormones. In the organogenic process, the highest number of plants / explants (5) was obtained directly in MS with naphthaleneacetic acid 5 mg.L-1 + benzylaminopurine 0.25 mg.L-1, transferred to MS. The latter being the best in vitro culture system due to its productivity and for being a method that minimizes somaclonal variation.

Identification of phosphate solubilizing bacteria in a Andisol of Colombian coffee region

Resumen El fósforo es un elemento esencial para el cultivo de café, sin embargo la mayoría de los suelos en Colombia presentan niveles bajos de este nutriente. La presencia de microorganismos solubilizadores de fosfatos (MSF) es una de las estrategias para suplir su demanda, en ese sentido se aislaron 26 bacterias rizosféricas de Typic melanudans de Cajibío (Cauca, Colombia), en tres agroecosistemas: café sin sombra, café con sombra y relicto de bosque secundario, evaluándoles la eficiencia solubilizadora de P (ESF) en Ca-P, Al-P, Fe-P en medios Pikovskaya sólido y líquido, obteniendo la secuencia de solubilización Ca-P > Al-P > Fe-P. Los dos aislamientos bacterianos con mayor ESF se identificaron por extracción del ADN y análisis del gen 16S rRNA como Kocuria sp, y Bacillus subtilis. Posteriormente se cuantificaron e identificaron los ácidos orgánicos presentes en las tres fuentes de fosforo por HPLC, siendo ellos los ácidos cítrico, glucónico, D- y L-málico, D- y L-láctico con mayor presencia en Ca-P- Kocuria sp. En todas las condiciones, se observó que ocurrió acidificación de los medios, siendo más fuerte en Fe-P y Al-P.

Abstract Phosphorus is an essential nutrient for coffee growing, however, in Colombia most of the soils have low concentrations of this element. A strategy to supply the demand is the use of phosphate solubilizing microorganisms (PSM), in that order, 26 rhizospheric bacteria of Typic melanudans soil of Cajibío (Cauca, Colombia) were isolated, in three agroecosystems: coffee at full sun exposure, coffee with shade and relic secondary forest, evaluating the phosphate solubilizing efficiency (PSE) for Ca-P, Al-P, Fe-P in the solid and liquid Pikovskaya media. It showed the following solubilization sequence: Ca-P> Al-P> Fe-P. Two isolated bacteria were identified by DNA extraction and analysis of the 16S rRNA gene as Kocuria sp, and Bacillus subtilis. Later, using HPLC were identified organic acids present in the three phosphorus sources as: citric, gluconic, D- and L-malic, D- and L-lactic acid with higher presence in Ca-P-Kocuria sp. Strong acidification was observed for Fe-P and Al-P in all conditions.

Hydrocarbonoclastic bacteria of the genus Pseudomonas in Samanea saman (Jacq.) Merr. rhizosphere

Resumen El objetivo de esta investigación incluye el aislamiento, caracterización e identificación de las especies de Pseudomonas existentes en la rizosfera de una leguminosa presente (colonizadora o sobreviviente) en un suelo de sabana contaminado por un derrame de petróleo con el fin de explicar el apoyo al crecimiento de esta leguminosa a través de la reducción de la toxicidad del crudo derramado (efectos hidrocarburoclásticos) El sitio se encuentra a la entrada del pueblo de Amana del Tamarindo, estado Monagas, Venezuela (9° 38' 52" N, 63° 7' 20'' E, 46 msnm). Se muestreó un área de 50 m2. Según las descripciones, claves y comparación con las exsiccatae del herbario UOJ, la leguminosa colectada fue identificada como Samanea saman (Jacq.) Merr., la cual pertenece a la Familia Fabaceae. Los resultados de la caracterización bioquímica y la producción de los pigmentos piocianina y fluoresceína permitieron identificar diez aislados como P. fluorescens, 5 como P. putida y 5 como P. aeruginosa. Se recomienda la revegetación con S. saman del área contaminada.

ABSTRACT The research goal includes isolation, characterization and identification of Pseudomonas species existing in the rhizosphere of a legume present (colonizing or survivor) in a savanna soil polluted by an oil spill, in order to explain the support of the growth of this leguminous plant through the reduction of the toxicity of spilled oil (hydrocarbonoclastic effects). The site is located at Amana del Tamarindo village entrance, Monagas State, Venezuela (9 ° 38' 52 "N, 63 ° 7' 20" E, 46 masl). An area of 50 m2 was sampled. In concordance to the descriptions, keys, and comparison with the UOJ Herbarium exsiccatae, the legume collected was identified as Samanea saman (Jacq.) Merr., which belongs to the Fabaceae family. The results of the biochemical characterization and the production of pyocyanine and fluorescein pigments allowed identifying 10 isolates as P. fluorescens, 5 as P. putida and 5 as P. aeruginosa. Samanea saman is recommended for re-vegetation of the contaminated area.

Mixted formulation of lactic bacterium for the control of Listeria monocytogenes

Resumen La combinación de la actividad metabólica de cepas bacterianas potencializa la actividad antimicrobiana contra microorganismos patógenos, en comparación con la actividad que pueden presentar las cepas microbianas en forma individual. La formulación mixta de bacterias acido lácticas ha sido estudiada para la producción de preparados probióticos con actividad antimicrobiana contra patógenos. Listeria monocytogenes es considerado un microorganismo patógeno para el hombre y animales, causando principalmente, la enfermedad conocida como listeriosis. Se evaluó la actividad antimicrobiana de una formulación mixta de Lactobacillus brevis y Weisella cibaria frente a Listeria monocytogenes. L. brevis y W. cibaria se reprodujeron por fermentaciones en discontinuo durante 48 horas. Se midió la cinética de la actividad antimicrobiana contra L. monocytogenes en los siguientes tiempos de fermentación, 0, 1, 2, 6, 12, 24 y 48 horas. En cada tiempo, la actividad antimicrobiana de la mezcla de cepas se comparó con la actividad antimicrobiana de las cepas en forma individual. La actividad antimicrobiana se midió mediante el diámetro de Feret, utilizando un software de evaluación de imágenes. Se encontró que la actividad antimicrobiana de la mezcla de cepas contra L. monocytogenes fue estable desde la segunda hora de fermentación hasta las 48 horas. A partir de 18 horas de fermentación la mezcla de cepas presentó actividad antimicrobiana superior, comparada con las cepas individuales. Los resultados indican que la formulación mixta de L. brevis y W. cibaria podría ser una opción biotecnológica para el desarrollo de antimicrobianos naturales para el control y prevención de L. monocytogenes.

Abstract The combination of the metabolic activity of bacterial strains potentiates the antimicrobial activity against pathogenic microorganisms, in comparison with the activity that the microbial strains can present individually. The mixed formulation of lactic acid bacteria has been studied to the production of probiotic preparations with antimicrobial activity against pathogens. Listeria monocytogenes is considered a pathogenic microorganism for man and animals, causing the disease known as listeriosis. The antimicrobial activity of a mixed formulation of Lactobacillus brevis and Weisella cibaria was evaluated against Listeria monocytogenes. L. brevis and W. cibaria were reproduced by discontinuous fermentations for 48 hours. The kinetics of antimicrobial activity against L. monocytogenes were measured at the next fermentation times, 0, 1, 2, 6, 12, 24 and 48 hours. At each time, the antimicrobial activity of the mixed formulation was compared with the antimicrobial activity of the strains individually. The antimicrobial activity was measured by Feret's diameter, using image evaluation software. It was found that the antimicrobial activity of the mixed formulation against L. monocytogenes was stable from the second hour of fermentation to 48 hours of fermentation. After 18 hours of fermentation the mixed formulation presented superior antimicrobial activity, compared to the individual strains. The results indicate that the mixed formulation of L. brevis and W. cibaria could be a biotechnological option for the development of natural antimicrobials for the control and prevention of L. monocytogenes.

Evaluation of different RNA extraction methods from the native fungus Xylaria sp.

RESUMEN La extracción de ARN de calidad constituye el primer paso para el análisis de la expresión génica. Sin embargo, su obtención no es sencilla debido a la susceptibilidad de esta molécula a la presencia de contaminantes como ARNasas, proteínas y polisacáridos. Adicionalmente, debido a la diversa composición de la pared celular de los hongos se requiere optimizar los procesos de extracción de ARN para organismos específicos. Este estudio evalúo el uso de diferentes metodologías de homogeneización de tejido (nitrógeno líquido y liofilización) y extracción de ARN (Trizol, CTAB y RNeasy mini kit) a partir del hongo nativo ascomiceto Xylaria sp. Se determinó la pureza, concentración e integridad del ARN obtenido por medio de espectrofotometría y electroforesis. Adicionalmente, se diseñaron cebadores de referencia para el gen β-Tubulina a partir del alineamiento de secuencias de este gen obtenidas de diferentes ascomicetes. Estos cebadores fueron utilizados para evaluar si el ARN extraído es amplificable mediante RT-PCR. Se determinó que la homogeneización de tejido por medio de liofilización generó mayores rendimientos de extracción independientemente del protocolo de extracción utilizado; sin embargo, éstos alteraron la integridad del ARN. Se obtuvo un ARN con mayor pureza con el protocolo CTAB y un mayor rendimiento con el RNeasy mini kit. Los resultados indican que el ARN extraído, independientemente de la metodología de homogeneización y extracción utilizada, es amplificable mediante RT-PCR. No obstante, se recomienda homogeneizar el tejido con nitrógeno líquido y extraer con RNeasy mini kit por la brevedad del protocolo de extracción y calidad obtenida.

ABSTRACT Obtaining high quality RNA is the first step for gene expression analysis. However, the low stability of this molecule and high presence of contaminants such as RNases, proteins and polysaccharides may trouble extractions. Fungi cell wall composition is highly diverse; therefore optimizing RNA extraction procedures is necessary when studying specific organisms. In this study, different methods of tissue homogenization (liquid nitrogen and lyophilization) and RNA extraction (Trizol, CTAB and RNeasy mini kit) were assessed with a native ascomycete, Xylaria sp. RNA purity, concentration and integrity were determined by spectrophotometry and electrophoresis. In addition, a set of housekeeping gene primers was designed targeting the β-tubulin gene. The primers were used to determine if the RNA extracted allowed RT-PCR amplification. It was demonstrated that homogenization of tissue by lyophilization allowed higher yields of RNA regardless of the extraction protocol used, however, the RNA integrity was affected. The higher RNA purity was obtained using CTAB and the higher yields using the RNeasy mini kit. The extracted RNA is amplifiable by RT-PCR regardless of the homogenization and extraction methodology used. However, it is recommended to homogenize the tissue with liquid nitrogen and to extract RNA with the RNeasy mini kit due the shortness and efficiency of these protocols.

Evaluation of factors that affect bioacidulation rock phosphate under in vitro conditions

Resumen El fósforo (P) es un nutriente esencial para el desarrollo de las plantas, desafortunadamente, su disponibilidad en muchos suelos es baja. Consecuentemente, los agricultores aplican altas cantidades de fertilizantes fosfóricos solubles, pero esto es ineficiente y costoso. El uso directo de roca fosfórica (RP) es muy atractivo por su bajo costo; sin embargo, es poco soluble y de baja eficiencia agronómica. Para superar esta limitación, hay un creciente interés en el uso de microorganismos del suelo capaces de disolverla y mejorar su valor como fertilizante. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto que tienen algunos factores sobre la capacidad del hongo Mortierella sp. para disolver RP bajo condiciones in vitro. Estos factores son: (i) tiempo de incubación, (ii) tipo de RP, (iii) concentración inicial de P soluble y (iv) adición de vitaminas y micronutrientes. Despues del periodo de incubación se midió P en solución y pH. Los resultados indican que producto de la biodisolución de RP la más alta concentración de P en solución se alcanzó al día 5. Por otro lado, la biodisolución de RP fue reducida por la adición de vitaminas y micronutrientes y por el incremento en la concentración inicial de P soluble en el medio. Aunque la disolución microbiana fue más efectiva con la RP de Carolina del Norte, las RP del Huila y Santander presentaron un buen nivel de disolución en un periodo de tiempo corto. La bioacidulación mejorara la efectividad agronómica de la RP para su uso directo o a través de un proceso biotecnológico previo.

Abstract Phosphorus (P) is an essential nutrient for plant development, unfortunately, its availability in many soils is low. Consequently, farmers apply high quantities of soluble P fertilizers, but this is an inefficient and costly practice. The direct use of rock phosphate (RP) is a highly attractive option because its low cost, but this material has low solubility and low agronomic efficiency. In order to overcome this limitation, there is a growing interest in the use of soil microorganisms capable of dissolving RP and improving its value as a P fertilizer. The objective of this study was to evaluate the effect of some factors on the effectiveness of the fungus Mortierella sp. to dissolve RP under in vitro conditions. These factors included: (i) incubation time, (ii) type of RP, (iii) initial concentration of soluble P, and (iv) addition of vitamins and micronutrients. After the incubation period, P and pH were measured in solution. The results indicated that as a consequence of the biodissolution of RP, the highest concentration of soluble P in the medium was reached on the day 5th. The biodissolution of RP was reduced by the addition of vitamins and micronutrients and by the increase in the initial concentration of soluble P. Although microbial dissolution was more effective with North Carolina RP, RPs from Huila and Santander showed a good level of dissolution in a short period of time. Bioacidulation will improve the agronomic effectiveness of RP for its direct use or through a previous biotechnological process.

Evaluation of fungicidal activity and identification of volatile organic compounds released by Trichoderma viride

Resumen Los metabolitos secundarios producidos por hongos son ampliamente diversos en estructura y función, lo que provee una fuente de compuestos con actividad biológica para aplicaciones en agricultura, farmacia y procesamiento de alimentos. Entre los metabolitos secundarios se encuentran compuestos orgánicos volátiles (COVs) a los cuales se atribuye un papel determinante en la comunicación entre microorganismos. En este trabajo empleamos una cámara de ensayos comunicada por el espacio de cabeza para evaluar la actividad debida únicamente a COVs. Los resultados indican que los COVs liberados por T. viride afectan el crecimiento de los hongos fitopatógenos evaluados. En el caso de Fusarium sp. se afectaron los halos de crecimiento y para Colletotrichum gloeosporioides se observaron cambios morfológicos en su color. Para identificar los COVs responsables de esta actividad, se usaron 3 técnicas de extracción: Headspace dinámico (HSD), headspace estático (HSE) y extracción líquido-líquido (ELL) y el análisis por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GCMS). Mediante el muestreo del HSD y HSE se encontraron alcoholes y lactonas, mientras que en ELL los compuestos mayoritarios fueron alcoholes y varios ácidos orgánicos. Entre los compuestos determinados por las tres técnicas se encuentran alcohol bencílico, alcohol 2-feniletílico, 6-pentil-2H-piran-2-ona y gama-butirolactona. Esta última identificada por primera vez en T. viride. La comparación de las tres técnicas de extracción permitió establecer que HSD es el método de extracción de COVs que mejor simula la situación presentada en la cámara de evaluación de actividad biológica, permitiendo así identificar los COVs responsables de la actividad antifúngica detectada.

Abstract The secondary metabolites produced by fungi widely vary in structure and function, providing a rich source of biologically active compounds with applications in farming, pharmacology and food processing. Volatile organic compounds (VOCs) are a biologically relevant class of secondary metabolites, since they are suspected of playing a crucial role in the communication between microorganisms. In this work, we use a test headspace chamber to evaluate the VOCs mediated antifungal activity of T. viride against Fusarium sp. and Colletotricum gloeosporiodes. We observed that VOCs produced by T. viride interact with both fungi affecting the growth halos of Fusarium sp. and modifying the colour of Colletotricum gloeosporiodes. The VOCs responsible for this activity were identified using three extraction techniques: Dynamical Headspace (DHS), Static Headspace (SHS) and liquid-liquid extraction (LLE), all of them analyzed via gas chromatography coupled to mass spectrometry (GCMS). DHS and SHS identified alcohols and lactones as VOCs, while with LLE we found a large number of alcohol components and several organic acids. All three techniques identified benzyl alcohol, 2-phenylethyl alcohol, 6-pentyl-2H-pyran-2-one and, for the first time associated to T. viride, gama-butirolactone. After comparison between these extraction techniques, we established that DHS provides the most accurate simulation of biological activity in the test chamber, which reflects in a reliable identification of the VCOs with antifungal activity.

Effect of humic acids on the growth and the biochemical composition of Arthrospira platensis

RESUMEN Con el propósito de evaluar el efecto de tres concentraciones de ácidos húmicos (AH) 1, 10, 100 mg/L contra una concentración de ácido indol acético (AIA), sobre la producción de biomasa, pigmentos, proteínas, carbohidratos y lípidos de A. platensis; se realizaron cultivos en discontinuo en medio Zarrouk 25% suplementados con AH y AIA, bajo condiciones de aireación constante y fotoperiodos de 12:12 horas, durante 30 días. Se encontró que la producción máxima de biomasa fue mayor en el cultivo suplementado con 10 mg/L de AH, comparado con el control y los cultivos suplementados con AIA. De la misma manera fue observado en este tratamiento la producción más alta de pigmentos, proteínas y carbohidratos. Por tanto, se logró incrementar el crecimiento y la producción de metabolitos de A. platensis, lo cual permite observar el uso potencial de estas sustancias como estimulantes biológicos orgánicos.

ABSTRACT The purpose of this research was to evaluate the effect of three concentrations of humic acids (HA) 1, 10, 100 mg/L against a concentration of indole acetic acid (IAA) on production of biomass, pigments, proteins, carbohydrates and lipids of A. platensis. Cultures discontinuous in Zarrouk 25% medium supplemented with HA and IAA under conditions of aeration constant and photoperiod from 12:12 hours, during 30 days were made. It was found that the maximum biomass production was higher in the culture supplemented with 10 mg / L of AH, compared to the control and cultures supplemented with AIA. In the same way the highest production of pigments, proteins and carbohydrates were observed in this treatment. Therefore, the growth and production of metabolites of A. platensis was increased, which makes it possible to observe the potential use of these substances as organic biological stimulants.

Effect of thermal stress and ultraviolet radiation during massive production of Nomuraea rileyi

Resumen El hongo entomopatógeno Nomuraea rileyi (aislamiento Nm006) ha demostrado un alto potencial para ser utilizado en el control biológico de gusano cogollero del maíz Spodoptera frugiperda. Sin embargo, este microorganismo es altamente susceptible a condiciones abióticas de estrés, lo que dificulta el desarrollo tecnológico de un bioplaguicida. Teniendo en cuenta lo anterior, el objetivo del trabajo fue evaluar el efecto individual de temperatura y luz ultravioleta mediante choques de estrés implementados en el proceso de fermentación sólida. Los conidios obtenidos de los diferentes tratamientos se caracterizaron microbiológicamente (rendimiento y germinación), enzimática (β-esterasa, N-acetilglucosaminidasa y quimoelastasa proteasa Pr1) y biológicamente mediante un bioensayo. Los choques de temperatura no afectaron el rendimiento, germinación y actividad biológica del aislamiento, pero si potenciaron la actividad β-esterasa y la actividad N-acetilglucosaminidasa en comparación con los conidios no expuestos. Con respecto a los choques con luz UV, éstos no mejoraron las características de los conidios de N. rileyi. Con base en los resultados, los choques térmicos a 5 °C y 45 °C, se seleccionaron para la fermentación del hongo, porque no afectaron negativamente ninguna característica y aumentaron las actividades enzimáticas β-esterasa y N-acetilglucosaminidasa de los conidios, lo que podría mejorar la actividad insecticida sobre S. frugiperda.

Abstract The entomopathogenic fungus Nomuraea rileyi (isolate Nm006) is a possible microbial control agent against "fall armyworm" Spodoptera frugiperda. However, this fungus is affected by abiotic stress conditions that cause a slow development of the biopesticide. The objective of this study was to assess the individual effect of abiotic stress (temperature and UV light) during solid fermentation of Nomuraea rileyi Nm006. Conidia were produced under different stress conditions and then characterized microbiologically (yield and germination), enzymatically (β-esterese, N-acetylglucosaminidase and subtilin-like protease Pr1) and biologically against Spodoptera frugiperda. All the treatments were compare with conidia produced without stress. Yield and N-acetylglucosaminidase activity did not improve in conidia produced under temperature stress. Germination, efficacy and β-esterase activity were significantly higher in conidia exposed to thermal shock compared to unexposed conidia. UV light shocks did not improve any characteristics of Nm006. Thermal stress at 5 °C and 45 °C were select for fungus fermentation because conidia had higher enzymatic activity (β-esterase y N-acetilglucosaminidase) and any characteristic was negatively affect. This thermal stress could be a strategy to improve the insecticidal activity against S. frugiperda.

Acid mine drainage prevention using mushroom compost as organic amendment

Resumen Los drenajes ácidos de mina (DAM) son vertimientos con bajo pH, alta concentración de metales y sulfato. Son considerados el mayor problema ambiental de la industria minera y prevenir su formación es la mejor alternativa ambiental y económica. En este estudio, se evaluó el compost de champiñón como enmienda de carbono orgánico para prevenir la formación de DAM. Se construyeron tres celdas en tubos de PVC (2,4 L), llenas con 300 g de mezcla de compost de champiñón y estéril de carbón en diferentes proporciones (40:60, 25:70, 60:40) y 400 mL de agua (18,5Ω). Los cambios químicos en el lixiviado, así como la actividad microbiana en las mezclas fueron monitoreados durante 6 semanas. En los lixiviados el oxígeno disuelto (< 2,0 mg L-1) y potencial de óxido reducción (< (100 mV) disminuyeron, mientras el pH (> 6,5) y la alcalinidad (> 1.500 mg CaCO3 L-1) incrementaron. Además, todas las mezclas fueron eficientes en precipitar los metales (Fe2+ > 95%; Mn2+ > 96%; Zn2+ > 52%) y remover sulfato (> 50%). Sin embargo, en la celda que contenía una proporción de compost y estéril de 25:75 se observó una producción significativa de sulfuro y una mayor actividad microbiana, indicando la presencia de bacterias sulfato-reductoras. Los resultados muestran que el compost de champiñón puede ser utilizado como enmienda orgánica de carbón para contrarrestar la formación de DAM y que la mezcla 25:75 puede ser una opción promisoria para usar en campo en el Distrito minero de Zipaquirá (Colombia).

Abstract The Acid mine drainage (AMD) are discharges characterized by low pH and high concentrations of sulfate and metals. AMD is considered as a serious problem of the mining industry and preventing its formation is the best environmental and economical option. Mushroom compost was evaluated as organic carbon amendment to promote sulfate reduction and metal sulfide precipitation during AMD formation. Three PVC cells (2.4 L) were filled with 300 g of the mixture of mushroom compost and coal mining waste in different proportions (40:60, 25:70, 60:40 %) and 400 mL of water (18,5 Ω). The chemical change in the leachates and the microbial activity in the mixtures were evaluated for 6 weeks. In leachates, dissolved oxygen (< 2,0 mg L-1) and redox potential (< (100 mV) decreased while pH (> 6,5) and alkalinity (> 1500 mg CaCO3 L-1) increased. Besides, all mixtures were efficient for metals precipitation (Fe2+ > 95%; Mn2+ > 96%; Zn2+ > 52%) and sulfate reduction (> 50%). However, a significant production of sulfide and a greater microbial activity was observed in the mixture of mushroom compost and coal mining waste 25:75, indicating the presence of sulfate-reducing bacteria. The results showed that mushroom compost could be used as organic carbon amendment to prevent AMD generation and that the mixture 25:75 could be a promising option to be used in Zipaquirá Mining District (Colombia).

Treatment of agar waste expired by composting process

Resumen Los residuos generados en los laboratorios de las instituciones de educación superior (IES) suelen ser considerados peligrosos por sus características fisicoquímicas, al igual de otros materiales que representan una alta carga orgánica si son dispuestos inadecuadamente. El objetivo del presente trabajo, fue tratar agar residual generado en los laboratorios de microbiología del edificio multifuncional de la División Académica de Ciencias Biológicas (DACBiol), mediante compostaje tradicional. Con la finalidad de conocer la viabilidad del proceso de compostaje, se trabajó con dos pilas de composta conformadas de 95.95 kg lodos y 141.5 kg residuos vegetales (un total de 237.45 kg), a una de ellas (pila 1), se le añadió 25 kg de agar caduco. Se monitorearon los parámetros fisicoquímicos y analíticos durante 63 días. Se obtuvo una temperatura máxima de 57.71±5.07 °C, en la pila con agar y en la segunda pila de 50.23±4.30 °C. Los valores de pH inicial fueron de 5.93±0.02 y 7.02±0.01, estabilizándose al final con valores de 8.00±0.07 y 7.95±0.11. La conductividad eléctrica presentó valores finales de 6.87±0.46 dS m-1 y 3.02±0.09 dS m-1. El compostaje es una tecnología opcional para el tratamiento de agar residual ya que los valores de pH y temperatura no se afectaron durante el proceso, solo se presenta un valor elevado de conductividad eléctrica. Además, la DACBiol, por contar con una certificación en calidad ambiental y contar con un programa de manejo de residuos de laboratorios, debe cumplir el objetivo de minimizar la generación de residuos.

Abstract Waste generated in the laboratories of higher education institutions (HEIs) is often considered hazardous due to its physicochemical characteristics, as well as other materials that represent a high organic load if inadequately disposed. The objective of this work, was to treat residual agar generated in the microbiology laboratories of the multifunctional building of the Academic Division of Biological Sciences (DACBiol), through traditional composting. To know the viability of the composting process, was worked with two compost piles made of 95.95 kg sludge and 141.5 kg plant residues (a total of 237.45 kg), to one of them (stack 1), 25 kg of waste agar was added. Physicochemical and analytical parameters were monitored for 63 days. A maximum temperature of 57.71±5.07 °C was obtained, in the agar cell and in the second cell of 50.23±4.30 °C. The initial pH values were 5.93±0.02 and 7.02±0.01, stabilizing at the end with values of 8.00 ± 0.07 and 7.95±0.11. The electrical conductivity presented final values of 6.87±0.46 dS m-1 and 3.02±0.09 dS m-1. Composting is an optional technology for the treatment of residual agar since the values of pH and temperature were not affected during the process, only a increase of electrical conductivity is presented. In addition, DACBiol, for having a certification in environmental quality and have a program of waste management of laboratories, must meet the objective of minimizing the generation of waste.

Production of pigments from Arthrospira maxima cultivated in photobioreactors

RESUMEN El cultivo de cianobacterias, como Arthrospira, puede realizarse en sistemas abiertos y sistemas cerrados o fotobiorreactores. El objetivo de la presente investigación fue evaluar la producción de pigmentos de Arthrospira maxima cultivada en dos tipos de fotobiorreactores. El cultivo se realizó de forma discontinua (Batch) bajo ambiente controlado, en fotobiorreactores helicoidales y cilíndricos, durante 30 días, en medio Zarrouk. La determinación de los pigmentos se realizó en las fases de crecimiento exponencial y estacionario. Para los pigmentos liposolubles, la biomasa se sometió a extracción con acetona 90%, y posterior determinación por Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia, y para la extracción de los pigmentos ficobiliproteínicos se ensayaron cuatro métodos: 1. regulador de fosfatos/enzimas; 2. solución alcalina, previo tratamiento con CaCl2; 3. buffer de fosfato, previo tratamiento con hielo seco y 4. agua (4ºC), y posterior determinación por Espectrofotometría UV-Visible. Los mayores valores de pigmentos liposolubles fueron obtenidos en los cultivos realizados en fotobiorreactor helicoidal durante la fase exponencial (clorofila a 11,08±0,006 µg mL-1; β-caroteno 1,82±0,003 µg mL-1; zeaxantina 0,72±0,002 µg mL-1); mientras que los mayores contenidos de los pigmentos ficobiliproteínicos se obtuvieron en fotobiorreactor cilíndrico, durante la fase estacionaria, utilizando el buffer de fosfato tratado con hielo seco para la extracción. Dentro de las ficobiliproteínas, fue la ficocianina la que se encontró en mayor proporción (FC = 77,74±0,767 mg L-1), seguido por la aloficocianina y ficoeritrina. Se concluye que la biomasa de Arthrospira maxima presenta potencial biotecnológico por sus altos contenidos de pigmentos.

ABSTRACT The culture of the cyanobacteria Arthrospira maxima can be done in open systems and closed systems or photobioreactors. The objective of the present research was to evaluate the pigment production of Arthrospira maxima grown on two types of photobioreactors. Batch system culture with Zarrouk´s medium was carried out under controlled conditions in a helicoidal and cylindrical photobioreactors during 30 days. Pigments determination was carried out in exponential and stationary growth phases. Biomass was extracted with 90% acetone, and the liposoluble pigments were injected in a HPLC. For the phycobiliprotein pigments extractions, four methods were tested: 1.- phosphate regulator/enzyme, 2.- alkaline solution, after treatment with CaCl2; 3.- phosphate buffer, previous treatment with dry ice, and 4.- water (4 °C), and subsequent determination by UV-Visible Spectrophotometry. The highest pigments content was obtained in the helicoidal photobioreactor cultures during the exponential phase (chlorophyll a 11.08±0.006 μg mL-1, β-carotene 1.82±0.003 μg mL-1, zeaxanthin 0.72±0.002 μg mL-1). Moreover, the highest contents of phycobilipretein pigments were obtained in a cylindrical photobioreactor, during the stationary phase, with phosphate buffer with dry ice extraction. Among the phycobiliproteins, the phycocyanin was in highest content (77.74±0.767 mg L-1), followed by allophycocyanin and phycoerythrin. It is concluded that the biomass of Arthrospira maxima presents biotechnological potential due to its high pigment contents.

Effect of Tween ^® 80 on calcium carbonate bioprecipitation mediated by Bacillus cereus

Resumen Se llevaron a cabo procesos de biosíntesis de carbonato de calcio, empleando una cepa de Bacillus cereus, aislada de los jardines de la Universidad Pontificia Bolivariana (Medellín, Colombia). Se evaluó el efecto disgregante del Tween® 80 a tres concentraciones: 0.00% p/v, 0.25% p/v y 0.50% p/v. Los experimentos se monitorizaron por 6 días con mediciones de pH y análisis mineralógicos a los precipitados finales por microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos X y espectroscopia de infrarrojo con transformada de Fourier. El Tween® 80 tuvo un papel importante como desaglomerante de las estructuras de carbonato formadas por los microorganismos. Aunque los ensayos con el surfactante presentaron menor formación de precipitado, las concentraciones evaluadas no inhibieron el crecimiento bacteriano. Adicionalmente, este compuesto favoreció la formación de vaterita incrementando su proporción en comparación con la calcita (alrededor del 98%, utilizando Tween® 80 al 0.50% p/v).

Abstract This research presents the sprinkling effect of Tween® 80 for three concentrations (0.00% w, 0.25% w y 0.50% w) in a processes of calcium carbonate biosynthesis. The assays used a culture of Bacillus cereus, isolated from the gardens of the Universidad Pontificia Bolivariana (Medellin, Colombia). The experiments were monitored for 6 days measuring pH as well as through mineralogical analyses for precipitates using scanning electron microscopy, X-ray diffraction and Fourier transform infrared spectroscopy. Tween® 80 had an important role as deagglomerate, decreasing the precipitation of biomineralized-carbonate structures (generated by bacteria). It was also found that the evaluated concentrations did not inhibit the bacterial growth. Additionally, Tween® 80 favored the production of vaterite, increasing its ratio in comparison to calcite (around 98% by using 0.50% w of Tween® 80).

Processes validation with initial analysis of criticality applied to obtaining the active ingredient policosanol (PPG)

Resumen Identificar cuáles son los activos que se someterán al proceso de validación es una tarea prioritaria para cualquier empresa que implemente un Sistema de Gestión de la Calidad, lo cual repercute de manera directa en el éxito de cualquier empresa. Como consecuencia de esto en septiembre de 2014 se diseñó un procedimiento en el departamento de Aseguramiento de la Calidad, dirección de Producción, CNIC; con el objetivo de determinar aquellos equipos o sistemas de apoyo auxiliar que serán sometidos al proceso de validación en la fabricación del principio activo del Policosanol (PPG). Para darle cumplimiento a nuestro objetivo el método utilizado se basa en la combinación de técnicas de riesgos tradicionales como son los métodos comparativos, diagramas lógicos de fallas, estudios de riesgo y operatividad, análisis de modos de falla y efectos, y otros. Como resultado se obtuvo un procedimiento general para la aplicación de la técnica de criticidad, la cual denominamos HAZID (HAZard-IDentification), basado en el análisis de riesgos. Como conclusión fundamental se obtiene un criterio de partida para justificar la inclusión de un equipo o sistema al proceso de validación.

Abstract Identifying the assets that will be submitted to the validation process is a priority task for any company that implements a Quality Management System, wicth has a direct impact on the success of any company. Taking into account the previous approach, it was designed in September 2014 a procedure in the department of Quality Assurance, Production Management, CNIC; with the aim of identifying those equipment or auxiliary systems that will be included in the validation process in the manufacture of the active ingredient Policosanol (PPG). To meet the principal goal, it was used a method based on the combination of techniques traditional risks such as comparative methods, fault logic diagrams, risk studies and operability, analysis of failure modes and effects, and others. As a result, it was obtained a general procedure for the implementation of the technique of criticality, it was named HAZID (HAZard-IDentification), based on risk analysis. As a fundamental conclusion, it was obtained a starting point to justify the inclusion of an equipment or auxiliary system to the validation process.