Evaluation of the Fermentation Potential of Pulp Mill Residue to Produce D(-)-Lactic Acid by Separate Hydrolysis and Fermentation Using Lactobacillus coryniformis subsp. torquens.

Lactic acid is widely used in chemical, pharmaceutical, cosmetic, and food industries, besides it is the building block to produce polylactic acid, which is a sustainable alternative biopolymer to synthetic plastic due to its biodegradability. Aiming at producing an optically pure isomer, the present work evaluated the potential of pulp mill residue as feedstock to produce D(-)-lactic acid by a strain of the bacterium Lactobacillus coryniformis subsp. torquens using separate hydrolysis and fermentation process. Enzymatic hydrolysis, optimized through response surface methodology for 1 g:4 mL solid/liquid ratio and 24.8 FPU/gcellulose enzyme loading, resulted in 140 g L-1 total reducing sugar and 110 g L-1 glucose after 48 h, leading to 61 % of efficiency. In instrumented bioreactor, 57 g L-1 of D(-)-lactic acid was achieved in 20 h of fermentation, while only 0.5 g L-1 of L(+)-lactic acid was generated. Furthermore, product yield of 0.97 g/g and volumetric productivity of 2.8 g L-1 h-1 were obtained.

Uso de medios alternativos a base de hidrolizado de caseína y extracto de Aspergillus niger y su efecto sobre la expresión genética de una cepa de Escherichia coli / Use of alternative media based on casein hidrolyzates and Aspergillus niger extract and their effect over the genetic expression of an Escherichia coli strain

La búsqueda de fuentes nutricionales alternativas, para el cultivo masivo de microorganismos, ha sido una práctica común en el área de la microbiología industrial. Sin embargo, no en todos los casos es factible hacer estas sustituciones, ya que la presencia o ausencia de ciertos nutrientes puede condicionar el crecimiento celular, así como la expresión de algunos metabolitos. En la presente investigación se formularon una serie de medios a base de hidrolizado de caseína y extracto del micelio de Aspergillus niger, para sustituir los componentes del medio Luria-Bertani (LB) en el cultivo de una cepa de Escherichia coli mejorada genéticamente. Se evaluó la calidad de los medios siguiendo el crecimiento bacteriano, comparando los parámetros cinéticos y analizando el perfil electroforético de las proteínas y ácidos nucléicos celulares totales, recuperados de los paquetes celulares al final de los cultivos. Se encontró que el medio formulado con 75% de hidrolizado de caseína y 75% de extracto del hongo, favorece el crecimiento celular y la expresión genética de igual manera que el medio LB. El perfil de proteínas celulares varía significativamente si se utiliza una proporción menor, indicando un límite en la reducción de componentes nutritivos del medio alternativo.

The search for alternative nutritional sources for mass microorganism cultures has been a common practice in the area of industrial microbiology. Nevertheless, it not possible to use these substitutes in all cases since the presence or absence of certain nutrients can condition cellular growth, as well as the expression of certain metabolites. In the present investigation several media were formulated based on casein hidrolyzate and Aspergillus niger mycelium extract to substitute the components of Luria-Bertani (LB) medium, for culturing a genetically improved Escherichia coli strain. The quality of the media was evaluated by following bacterial growth, comparing the kinetic parameters and analyzing the protein electrophoretic profile and total cell nucleic acids recovered from the cell packages of final cultures. It was found that the medium formulated with 75% casein hidrolyzate and 75% fungus extract favors cell growth and genetic expression in a similar fashion to LB medium. The cell protein profile varies significantly if a smaller proportion is used, indicating a limit in the reduction of nutritive components of the alternative medium.

Amperometric immunosensor for detecting Schistosoma mansoni antibody.

An immunosensor for detecting the antibody anti-apyrase of Schistosoma mansoni based on rigid composite materials, containing graphite powder and epoxy resins, developed in this work, is described. A surface modification strategy for the use of oxidized graphite in the detection of antibody-antigen interaction was developed. This modification strategy is based on silanization of conductive composite. First, the graphite powder-epoxy resin was treated with concentrated hydrogen peroxide to improve surface hydroxyl groups and to form a hydrophilic layer. Second, 3- aminopropyltriethoxysilane was subsequently used to functionalize the treated surface to form amino groups, which were further activated with glutaraldehyde to introduce a layer of aldehyde groups. Contact angle microscopy and scanning electron microscopy were used as a qualitative analysis of the deposition of silane on the surface of the sensor. The effectiveness of the modification strategy was validated by amperometric immunoassays of S. mansoni. Amperometric signals related to concentrations of this immobilized protein were observed, and the effects of pH and incubation times were analyzed. This surface modification strategy provides a platform on which proteins can be directly immobilized for immunosensor and protein array applications.

Optimización de un sistema de traducción in vitro derivado de placenta humana para la evaluación de antibióticos / An in vitro translation system derived from human placenta for evaluation of antibiotics

Un sistema de traducción in vitro derivado de placenta humana es una herramienta útil para estimar el efecto que tendrían antibióticos nuevos sobre la síntesis de proteínas en células humanas. Una modalidad simple de ensayo in Vitro es la síntesis de polifenilalanina o poli(Phe), dependiente del ARN sistético poli(U). Para optimizar este ensayo, se purificó ARNtPhe homólogo, partiendo de ARNt total de placenta, mediante una combinación de cromatografía hidrofóbica y de alta presión en fase reversa (RP-HPLC). Al incorporar el ARNTPhe purificado a los ensayos se duplicó la eficiencia de síntesis de polo(Phe) con respecto a la obtenida con un ARNt total heterólogo de levadura. El sistema de ensayo optimizado fue usado para determinar el efecto de antibióticos sobre la elongación de polipéptidos por ribosomas humanos. La actividad ribosomal eucariota (ciclo-heximida y emetina, IC50 ˜= 40-60 µmol/L y 10-30 µmol/L, respectivamente). Por el contrario, antibióticos que actúan sobre el ribosoma bacteriano (cloranfenicol, azitromicina, y clindamicina) no mostraron efecto inhibitorio aún a concentraciones altas (hasta 1 mmol/L). Estos resultados demuestran la sensibilidad diferencial esperada del sistema in vitro y su potencialidad para ser utilizado en una evaluación temprana y rápida del efecto de antibióticos de nueva generación sobre la síntesis de proteínas con ribosomas humanos. Por lo tanto, el sistema de ensayo in Vitro permitiría seleccionar aquellos compuestos con mejores posibilidades para las pruebas posteriores necesarias para establecer su uso terapéutico en humanos