Biotechnological valorization of waste cooking oils: lipase and microbial lipids production by Yarrowia lipolytica

[Excerpt] Waste cooking oils (WCO) generated from vegetable oils used at high temperatures in food frying, cause environmental problems and must be reutilized. New strategies to valorize these wastes are attracting a great scientific interest due to the important advantages offered from an economic and environmental point of view. A microbial platform can be established to convert low-value hydrophobic substrates, such as waste cooking oils, to microbial lipids (single cell oil, SCO) and other value-added bioproducts, such as lipase. (...)

Microbial respiration with chlorine oxyanions: diversity and physiological and biochemical properties of chlorate- and perchlorate-reducing microorganisms

Chlorine oxyanions are valuable electron acceptors for microorganisms. Recent findings have shed light on the natural formation of chlorine oxyanions in the environment. These suggest a permanent introduction of respective compounds on Earth, long before their anthropogenic manufacture. Microorganisms that are able to grow by the reduction of chlorate and perchlorate are affiliated with phylogenetically diverse lineages, spanning from the Proteobacteria to the Firmicutes and archaeal microorganisms. Microbial reduction of chlorine oxyanions can be found in diverse environments and different environmental conditions (temperature, salinities, pH). It commonly involves the enzymes perchlorate reductase (Pcr) or chlorate reductase (Clr) and chlorite dismutase (Cld). Horizontal gene transfer seems to play an important role for the acquisition of functional genes. Novel and efficient Clds were isolated from microorganisms incapable of growing on chlorine oxyanions. Archaea seem to use a periplasmic Nar-type reductase (pNar) for perchlorate reduction and lack a functional Cld. Chlorite is possibly eliminated by alternative (abiotic) reactions. This was already demonstrated for Archaeoglobus fulgidus, which uses reduced sulfur compounds to detoxify chlorite. A broad biochemical diversity of the trait, its environmental dispersal, and the occurrence of relevant enzymes in diverse lineages may indicate early adaptations of life toward chlorine oxyanions on Earth.

Tapping the wealth of microbial data in high-throughput metabolic model reconstruction

Genome-scale metabolic models are valuable tools in the metabolic engineering process, based on the ability of these models to integrate diverse sources of data to produce global predictions of organism behavior. At the most basic level, these models require only a genome sequence to construct, and once built, they may be used to predict essential genes, culture conditions, pathway utilization, and the modifications required to enhance a desired organism behavior. In this chapter, we address two key challenges associated with the reconstruction of metabolic models: (a) leveraging existing knowledge of microbiology, biochemistry, and available omics data to produce the best possible model; and (b) applying available tools and data to automate the reconstruction process. We consider these challenges as we progress through the model reconstruction process, beginning with genome assembly, and culminating in the integration of constraints to capture the impact of transcriptional regulation. We divide the reconstruction process into ten distinct steps: (1) genome assembly from sequenced reads; (2) automated structural and functional annotation; (3) phylogenetic tree-based curation of genome annotations; (4) assembly and standardization of biochemistry database; (5) genome-scale metabolic reconstruction; (6) generation of core metabolic model; (7) generation of biomass composition reaction; (8) completion of draft metabolic model; (9) curation of metabolic model; and (10) integration of regulatory constraints. Each of these ten steps is documented in detail.

Microbial production of potent phenolic-antioxidants through solid state fermentation

The agroindustrial residues including plant tissues rich in polyphenols were explored for microbial production of potent phenolics under solid state fermentation processes. The fungal strains capable of hydrolyzing tannin-rich materials were isolated from Mexican semidesert zones. These microorganisms have been employed to release potent phenolic antioxidants during the solid state fermentation of different materials (pomegranate peels, pecan nut shells, creosote bush and tar bush). This chapter includes the critical parameters for antioxidants production from selective microbes. Technical aspects of the microbial fermentation of antioxidants have also been discussed.

Effects of fermentation residues on the melt processability and thermomechanical degradation of PHBV produced from cheese whey using mixed microbial cultures

"Available online 28 March 2016"

Vermiculite bio-barriers for Cu and Zn remediation: an eco-friendly approach for freshwater and sediments protection

The increase in heavy metal contamination in freshwater systems causes serious environmental problems in most industrialized countries, and the effort to find ecofriendly techniques for reducing water and sediment contamination is fundamental for environmental protection. Permeable barriers made of natural clays can be used as low-cost and eco-friendly materials for adsorbing heavy metals from water solution and thus reducing the sediment contamination. This study discusses the application of permeable barriers made of vermiculite clay for heavy metals remediation at the interface between water and sediments and investigates the possibility to increase their efficiency by loading the vermiculite surface with a microbial biofilm of Pseudomonas putida, which is well known to be a heavy metal accumulator. Some batch assays were performed to verify the uptake capacity of two systems and their adsorption kinetics, and the results indicated that the vermiculite bio-barrier system had a higher removal capacity than the vermiculite barrier (?34.4 and 22.8 % for Cu and Zn, respectively). Moreover, the presence of P. putida biofilm strongly contributed to fasten the kinetics of metals adsorption onto vermiculite sheets. In open-system conditions, the presence of a vermiculite barrier at the interface between water and sediment could reduce the sediment contamination up to 20 and 23 % for Cu and Zn, respectively, highlighting the efficiency of these eco-friendly materials for environmental applications. Nevertheless, the contribution of microbial biofilm in open-system setup should be optimized, and some important considerations about biofilm attachment in a continuous-flow system have been discussed.

The alarm distress baby scale in a longitudinal Portuguese study reanalyzed with attachment data

Article first published online: 13 NOV 2013

Characterization of microbial populations in a wastewater treatment plant focusing on Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa

Dissertação de mestrado em Bioengenharia

Aspectos moleculares del desarrollo de biofilms, la colonización de la planta y la emisión de compuestos orgánicos volátiles en bacterias rizosféricas. Molecular aspects of biofilm development, plant colonization and microbial volatile organic emission in rhizospheric bacteria.

Las bacterias que habitan la rizosfera y que poseen la capacidad de provocar un efecto positivo sobre las plantas son denominadas en su conjunto como Rizobacterias Promotoras del Crecimiento Vegetal (PGPR). Estas bacterias han desarrollado diferentes estrategias para adaptarse a diversas condiciones ambientales. La capacidad para responder a variaciones en la disponibilidad nutricional permite la persistencia de la bacteria en el suelo y mejora sus posibilidades para colonizar la planta hospedadora. En la naturaleza, a menudo las bacterias se encuentran en estructuras de comunidades de microorganismos interconectados denominados biofilms, con un estilo de vida diferente al de la vida en forma planctónica. La formación del biofilm podría representar una estrategia de supervivencia de la rizobacteria a condiciones adversas del suelo. Por Microscopía Confocal de Barrido Láser (CLSM), hemos observado que Rhizobium leguminosarum desarrolla un biofilm característico sobre una superficie abiótica. Hemos identificado algunos de los factores genéticos que influyen en su formación. El presente proyecto propone avanzar en el conocimiento de los factores ambientales y genéticos que influyen sobre la capacidad de las rizobacterias para formar biofilms y su impacto en la interacción con las plantas. A través de enfoques genéticos (mutacionales y de expresión génica) y análisis por CLSM nos proponemos acercarnos a un modelo de los factores de superficie, extracelulares y regulatorios propios de la bacteria que influyen en las propiedades de adhesión y la formación de biofilms. Por último, se intentará correlacionar la emisión de compuestos orgánicos volátiles por las bacterias rizosféricas con ciertos aspectos de la promoción del crecimiento de las plantas.

La biodiversidad microbiana del suelo y su rol en el manejo de enfermedades causadas por hongos de suelo en soja. Soil microbial diversity and its key role in the management of soybean diseases caused by fungi.

Las poblaciones microbianas juegan un rol fundamental en la estabilidad de los sistemas agrícolas e indican los niveles de salud de un suelo, tanto que pueden ser utilizadas como indicadores de sustentabilidad de un agroecosistema. Los microorganismos reflejan el efecto que tienen las prácticas agrícolas sobre el suelo a través de modificaciones en la abundancia (biodiversidad estructural) y actividades de sus poblaciones (como control biológico de los patógenos, entre otras). Al cuantificarse la biodiversidad microbiana nativa se puede conocer la riqueza de un agroecosistema y utilizarla para el manejo sustentable de hongos patógenos. En este trabajo se evaluará el efecto de la rotación de cultivo (soja-maíz y soja en monocultivo) y los sistemas de labranza (siembra directa y labranzas reducida) sobre la biodiversidad microbiana. Se cuantificarán a partir de suelo: poblaciones de hongos y bacterias totales; agentes potenciales de biocontrol de como Trichoderma spp., Gliocladium spp. y micorrizas vesículo arbusculares (mediante la cuantificación de glomalina), biomasa y respiracion microbiana, y la biodiversidad de comunidades de microorganismos que habitan en el suelo mediante el análisis de perfiles de ácidos grasos (PLFA). Al final del ciclo de cultivo de soja se cuantificará la incidencia de enfermedades causadas por hongos de suelo. Dada la gran abundancia y diversidad de los microorganismos del suelo, las metodologías que se emplearán permitirán obtener información global de la riqueza microbiana de un agro-ecosistema. Se relacionará la biodiversidad microbiana con la incidencia de enfermedades por hongos de suelo, en respuesta a diferentes prácticas de manejo. Esto permitirá aprender a combinar las tecnologías para mejorar los beneficios de la produccion y preservar el agroecosistema en el marco de una agricultura sustentable, y no de una agricultura sostenida por insumos.

DINAMICA MICROBIANA Y CALIDAD DE LA MATERIA ORGANICA DEL SUELO COMO INDICADORES DE SUSTENTABILIDAD EN EL CHACO ARIDO DE LA PROVINCIA DE CORDOBA Microbial dynamic and organic matter quality as indicators of soil sustainability in Dry Chaco of Córdoba Province

Se propone analizar el efecto del uso productivo en el Chaco Árido de la provincia de Córdoba, mediante la aplicación de indicadores de sustentabilidad relacionados con la calidad de la materia orgánica y la liberación de nutrientes en el suelo, con la finalidad de aportar a un tema de suma interes para la provincia de Córdoba como es la formulación de criterios y pautas de manejo para la implementación de la Ley de Bosques (N° 26331). Se trabajará en la localidad de San Miguel en el departamento Pocho, en un sitio de bosque no disturbado y en tres sistemas productivos: desmonte selectivo con implantación de pasturas; desmonte total con agricultura bajo riego y desmonte total sobrepastoreado. En cada sitio se medirá “in situ” la emisión de CO2 y se tomaran muestras de suelo a las que se les determinará: a) contenido de materia orgánica total (MO), b) contenido de sustancias húmicas (SH), diferenciando ácidos húmicos (AH) y fúlvicos (AF), c) abundancia y actividad de microorganismos nitrificadores y d) propiedades químicas de los AH y AF. Se calcularán los siguientes índices de sustentabilidad a) materia orgánica biodisponible (MOB=MO–SH); b) índice de humificación (IH=SH/MO); c) tipo de humus (TH=AF/AH; d) índice de mineralización de C (IMC=CO2/MO); e) índice de nitrificación (IN=actividad/abundancia); y f) índice de estabilidad de las fracciones humificadas: compuestos aromáticos/ alifáticos. Los datos serán analizados estadísticamente mediante ANOVA y comparación de medias por LSD (P<0.05) y tests multivariados. We proposed analyze the effect of land use in Arid Chaco of Cordoba province, using sustainability indicators related to organic matter quality and nutrient release in soil, with the aim to formulate management criteria for the implementation of the Ley de Bosques (N° 26331) in Córdoba province. The study will be conducted in San Miguel village in Pocho department, in one undisturbed forest site and three productive systems: selective clearing with grass sowing; total clearing with irrigation agriculture and total clearing with overgrazed. In each site "in situ" CO2 emission will be measured and soil samples will be taken, in which the following parameters will be determined: a) total organic matter content (MO), b) humic substances content (SH), in humic acids (AH) and fulvic acids (AF), c) abundance and activity of nitrifier microorganisms and d) chemical properties of AH and AF. The sustainability indexes will be calculated: biodisponible organic matter (MOB=MO–SH); b) humification index (IH=SH/MO); c) humus type (TH=AF/AH; d) C mineralization index (IMC=CO2/MO); e) nitrifying index (IN=activity/abundance); and f) humic fractions stability index: aromatic/aliphatic compounds. The data will be statistically analyzed by ANOVA and the means will be compared by LSD (P<0.05) and multivariate tests.

The palatal dentition in squamate reptiles : morphology, development, attachment, and replacement / D. Luke Mahler, Maureen Kearney.

n.s. no.108(2006)

Microbial spoilage and quality of marinated dark, firm, dry meat

Estudi elaborat a partir d’una estada al Royal Veterinary and Agricultural University of Denmark entre els mesos de Març a Juny del 2006. S’ha investigat l’efecte dels envasats amb atmosferes modificades (MAP), així com la marinació amb vi tint, sobre l’evolució de la contaminació bacteriològica de carns fosques, dures i seques (DFD). Les carns DFD es troben a les canals d’animals que, abans del sacrifici, han estat exposades a activitats musculars prolongades o estrès. Les carns DFD impliquen importants pèrdues econòmiques degut a la contaminació bacteriològica i als problemes tecnològics relacionats amb la alta capacitat de retenció d’aigua. A més a més, és crític per la indústria investigar la diversitat de la contaminació bacteriana, identificar les espècies bacterianes i controlar-les. Però és difícil degut a la inhabilitat per detectar algunes bactèries en medis coneguts, les interaccions entre elles, la complexitat dels tipus de contaminació com són aigua, terra, femtes i l’ambient. La Polymerasa chain reaction- Denaturating Electrophoresis Gel (PCR-DGEE ) pot sobrepassar aquests problemes reflectint la diversitat microbial i les espècies bacterianes. Els resultants han indicat que la varietat bacteriana de la carn incrementava amb els dies d’envasat independentment del mètode d’envasat, però decreixia significativament amb el tractament de marinació amb vi tint. La DGEE ha mostrat diferències en les espècies trobades, indicant canvis en la contaminació bacteriana i les seves característiques en la carn DFD sota els diferents tractaments. Tot i que la marinació és una bona alternativa i solució a la comercialització de carn DFD , estudis de seqüenciació són necessaris per identificar les diferents tipus de bactèries.

Nasal secretions of Neisseria lactamica carriers have an inhibitory effect on Neisseria meningitidis attachment to human oroepithelial cells

Nasal secretions of volunteers colonized by N. lactamica impaired the attachment of N. lactamica and of meningococci of groups A and B to oroepithelial cells. Bacterial adherence was found to be mediated by nonpiliated adhesins with antigen(s) which probably are shared by the strains tested. Although a strong attachment-inhibiting activity arises in their nasal secretions, volunteers remained colonized by N. lactamica. This evidence suggest that the eradication of Neisseria carriage is a multifactorial event.

Endocytosis-inducer adhesins produced by enteropathogenic serogroups of Escherichia coli participate on bacterial attachment to infant enterocytes

Enteropathogenic E. coli (EPEC) infection of Hep-2 cells preoceeds through bacterial attachment to cell surface and internalization of adhered bacteria. EPEC attachment is a prerequisite for cell infection and is mediated by adhesins that recognize carbohydrate-containing receptors on cell membrane. Such endocytosis-inducer adhesins (EIA) also promote EPEC binding to infant enterocytes, suggesting that EIA may have an important role on EPEC gastroenteritis.