Microencapsulation of Rhizobium leguminosarum bv. trifolii with guar gum: Preliminary approach using spray drying.

التغليف الدقيق لبكتيريا *Rhizobium leguminosarum* bv. *trifolii* بصمغ الغوار: نهج أولي باستخدام التجفيف بالرذاذ.

Mikroverkapselung von Rhizobium leguminosarum bv. trifolii mit Guargummi: Vorläufiger Ansatz mittels Sprühtrocknung.

*Rhizobium leguminosarum* bv. *trifolii*’nin guar zamkı ile mikroenkapsülasyonu: Püskürtmeli kurutma kullanılarak öncül bir yaklaşım.

Clicks: 599
ID: 1899
2019
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #2 of 32 articles by views in journal of biotechnology

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
Rhizobium leguminosarum bv trifolii strains TA1 and CC275e have been widely used as effective nitrogen fixing strains for white clover in New Zealand, but rhizobia survival on seeds is usually poor due to different stress conditions. The aim of this study was to select one of those commercial strains grown in a solid carrier (core) and study the influence of the core:polymer ratio in a microencapsulation process by spray drying using guar gum as coating material. First, strains TA1 and CC275e grown on peat and diatomaceous earth were exposed to temperature and desiccation stress. Both strains were stable at 40 °C and completely died after five minutes at 80 °C, while CC275e was more stable than TA1 at 60 °C. TA1 and CC275e slightly decreased viability after six hours drying with either carriers, with no differences between strains. A central composite design was used to develop the microencapsulation process. Independent variables were: inlet temperature (130 °C) and feed flow rate (5 mL/min). Microparticles presented rhizobia loading in 10 CFU/g and mean particle size between 10 and 30 μm. Optimized process reached 50% yield and 10 CFU/g loading. Rhizobia viability dropped two logarithmic units during the microencapsulation/drying process, possibly due to the negative effects of dehydration and high outlet temperature (≈70 °C), suggesting the need to continue optimizing the process by improving the thermal profile in the drying chamber.
استُخدمت سلالتا *Rhizobium leguminosarum* bv. *trifolii* (TA1 وCC275e) على نطاق واسع بوصفهما سلالتين فعالتين في تثبيت النيتروجين لنبات النفل الأبيض في نيوزيلندا، إلا أن معدل بقاء الريزوبيا على البذور عادةً ما يكون منخفضاً بسبب ظروف الإجهاد المختلفة. هدفت هذه الدراسة إلى اختيار إحدى تلك السلالات التجارية المنماة على حامل صلب (اللب) ودراسة تأثير نسبة اللب إلى البوليمر في عملية التغليف الدقيق بالتجفيف بالرذاذ باستخدام صمغ الغوار بوصفه مادة تغليف. في البداية، عُرِّضت السلالتان TA1 وCC275e المنماتان على الخث والتراب الدياتومي لإجهاد الحرارة والجفاف؛ حيث أظهرت كلتا السلالتين استقراراً عند 40 درجة مئوية، وماتتا تماماً بعد خمس دقائق عند 80 درجة مئوية، في حين كانت السلالة CC275e أكثر استقراراً من TA1 عند 60 درجة مئوية. وشهدت السلالتان TA1 وCC275e انخفاضاً طفيفاً في الحيوية بعد ست ساعات من التجفيف مع كلا الحاملين، دون وجود فروق بين السلالتين. استُخدم تصميم مركب مركزي لتطوير عملية التغليف الدقيق، وتمثلت المتغيرات المستقلة في: درجة حرارة المدخل (130 درجة مئوية) ومعدل تدفق التغذية (5 مل/دقيقة). أظهرت الجسيمات الدقيقة حمولة من الريزوبيا بلغت 10 وحدات تشكيل مستعمرة/غرام (CFU/g) ومتوسط حجم جسيمات تراوح بين 10 و30 ميكرومتر. وحققت العملية المحسّنة عائداً بنسبة 50% وحمولة بلغت 10 وحدات تشكيل مستعمرة/غرام. انخفضت حيوية الريزوبيا بمقدار وحدتين لوغاريتميتين أثناء عملية التغليف الدقيق/التجفيف، ويُعزى ذلك على الأرجح إلى التأثيرات السلبية للجفاف وارتفاع درجة حرارة المخرج (نحو 70 درجة مئوية تقريباً)، مما يشير إلى ضرورة مواصلة تحسين العملية عن طريق تحسين التوزيع الحراري داخل غرفة التجفيف.
Die Stämme TA1 und CC275e von *Rhizobium leguminosarum* bv. *trifolii* finden in Neuseeland breite Anwendung als effektive stickstofffixierende Stämme für Weißklee, jedoch ist das Überleben der Rhizobien auf dem Saatgut infolge verschiedener Stressbedingungen gewöhnlich gering. Ziel dieser Studie war es, einen dieser kommerziellen, auf einem festen Träger (Kern) kultivierten Stämme auszuwählen und den Einfluss des Kern-Polymer-Verhältnisses in einem Mikroverkapselungsprozess mittels Sprühtrocknung unter Verwendung von Guarkernmehl als Hüllmaterial zu untersuchen. Zunächst wurden die auf Torf und Kieselgur kultivierten Stämme TA1 und CC275e Temperatur- und Austrocknungsstress ausgesetzt. Beide Stämme waren bei 40 °C stabil und starben nach fünf Minuten bei 80 °C vollständig ab, während CC275e bei 60 °C stabiler war als TA1. Bei TA1 und CC275e verringerte sich die Viabilität nach sechsstündiger Trocknung auf beiden Trägern leicht, ohne dass signifikante Unterschiede zwischen den Stämmen auftraten. Zur Entwicklung des Mikroverkapselungsprozesses wurde ein zentral zusammengesetzter Versuchsplan (Central Composite Design) verwendet. Die unabhängigen Variablen waren: Einlasstemperatur (130 °C) und Zulaufrate (5 mL/min). Die Mikropartikel wiesen eine Rhizobienbeladung von 10 KBE/g und eine mittlere Partikelgröße zwischen 10 und 30 μm auf. Der optimierte Prozess erzielte eine Ausbeute von 50 % sowie eine Beladung von 10 KBE/g. Die Viabilität der Rhizobien sank während des Mikroverkapselungs-/Trocknungsprozesses um zwei logarithmische Einheiten, was möglicherweise auf die negativen Auswirkungen der Dehydratisierung und der hohen Auslasstemperatur (≈70 °C) zurückzuführen ist; dies verdeutlicht die Notwendigkeit einer weiteren Prozessoptimierung durch eine Verbesserung des Temperaturprofils in der Trocknungskammer.
*Rhizobium leguminosarum* bv. *trifolii* TA1 ve CC275e suşları, Yeni Zelanda'da beyaz yonca için etkili azot bağlayıcı suşlar olarak yaygın biçimde kullanılmaktadır; ancak tohum üzerindeki rizobiyum canlılığı, farklı stres koşulları nedeniyle genellikle düşüktür. Bu çalışmanın amacı, katı bir taşıyıcıda (çekirdek) yetiştirilen bu ticari suşlardan birini seçmek ve kaplama materyali olarak guar zamkının kullanıldığı püskürtmeli kurutma ile mikroenkapsülasyon sürecinde çekirdek:polimer oranının etkisini incelemektir. İlk olarak, torf ve diatomit üzerinde yetiştirilen TA1 ve CC275e suşları sıcaklık ve kuruma stresine maruz bırakılmıştır. Her iki suş da 40 °C'de stabil kalmış ve 80 °C'de beş dakika sonra tamamen canlılığını kaybetmiştir; 60 °C'de ise CC275e, TA1'e kıyasla daha stabil bulunmuştur. Her iki taşıyıcıda da altı saatlik kurutmanın ardından TA1 ve CC275e'nin canlılığı hafifçe azalmış, suşlar arasında herhangi bir fark görülmemiştir. Mikroenkapsülasyon sürecini geliştirmek amacıyla merkezi kompozit tasarım kullanılmıştır. Bağımsız değişkenler; giriş sıcaklığı (130 °C) ve besleme akış hızı (5 mL/dk) olarak belirlenmiştir. Mikropartiküller, 10 KOB/g rizobiyum yüklemesi ve 10 ila 30 μm arasında ortalama partikül boyutu sergilemiştir. Optimize edilen süreç %50 verime ve 10 KOB/g yüklemeye ulaşmıştır. Rizobiyum canlılığı, muhtemelen dehidrasyonun ve yüksek çıkış sıcaklığının (≈70 °C) olumsuz etkileri nedeniyle mikroenkapsülasyon/kurutma süreci boyunca iki logaritmik birim düşmüştür; bu durum, kurutma kabinindeki termal profilin iyileştirilmesi suretiyle sürecin optimize edilmesine devam edilmesi gerektiğine işaret etmektedir.
Reference Key
baenaaristizbal2019microencapsulationjournal Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Baena-Aristizábal, Claudia M;Foxwell, Marie;Wright, David;Villamizar-Rivero, Laura;
Journal journal of biotechnology
Year 2019
DOI
S0168-1656(19)30486-9
URL
Keywords Keywords not found

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.