RO123027B1 - Compoziţie microbiană agroutilă şi procedeu de preparare - Google Patents

Abstract

Prezenta invenţie se referă la o compoziţie microbiană utilizată în practica agriculturii organice şi la un procedeu de preparare a acestei compoziţii. Produsul conform invenţiei este reprezentat de o compoziţie microbiană pe bază de microorganisme antagoniste viabile în matrice biopolimerice metabolizabile, formată din 10...15 părţi matrice biopolimerică pregelatinizată, 0,5...3 părţi suspensie apoasă concentrată, de celule microbiene viabile, 1...5 părţi emulgator, 0,1...0,5 părţi pudră de lapte ca stabilizator, supliment nutritiv şi antioxidant, părţile fiind exprimate în greutate. Procedeul conform invenţiei este format din trei etape principale de procesare a biomaterialelor, şi anume: pregelatinizarea hidrotermică a biopolimerilor, la temperaturi cuprinse în intervalul 80...100°C, emulsionarea suspensiei apoase de microorganisme utile şi stabilizarea suspoemulsiei prin imobilizarea în gel, cu menţinerea parametrilor de confort ai celulei viabile: temperatura cuprinsă în intervalul 25...60°C, pH cuprins în intervalul 6,8...7,5.

Description

Invenția se referă la o compoziție microbiană agroutilă și la un procedeu de preparare a acesteia. Formula de condiționare a microorganismelor utile asigură bioprodusului stabilitate, celulelor viabilitate și compoziției receptibilitate pentru suporturi absorbante naturale, fiind ideală pentru utilizare în practica agriculturii organice, în scopul nutriției și protecției plantelor de cultură.

Sunt cunoscute o multitudine de tipuri de formulări pesticide pe bază de microorganisme (fungi, bacterii, virusuri), condiționate cu diferite tipuri de materiale, în funcție de bolile sau dăunătorii cărora le sunt destinate și de condițiile de aplicare: sol, climă etc.

Compozițiile microbiene ecologice implică utilizarea unor substanțe organice naturale, regenerabile, biodegradabile, ușor accesibile, inclusiv a unor subproduse rezultate din diferite domenii de activitate industriale sau casnice. Rezultă posibilitatea de a furniza - pentru nutriția și protecția plantelor utile - bioproduse biodegradabile, netoxice, la prețuri de producție foarte mici și cu randamente maxime.

în funcție de obiectivele urmărite prin managementul agroecosistemului, de circumstanțele date și alți factori determinanți, biopreparatele pe bază de microorganisme se pot condiționa sub formă de granule, concentrate emulsionabile, soluții concentrate diluabile sau sprayabile, paste, spume, aerosoli, pulberi umectabile, prafuri, încapsulări polimerice.

Pentru realizarea formulelor de condiționare, substanța activă trebuie să se găsească sub formă pură, solidă, cu o dimensiune structurală specifică. Ingredientele inactive de condiționare „extenderii'' sunt solvenți lichizi, purtători solizi și agenți activi de suprafață (surfactanți).

Solvenții ecologici pot fi selectați dintre hidrocarburile naturale ca: parafine, alcooli ca etanol, glicoli, eterii și esterii acestora, uleiuri vegetale de rapiță, ricin, soia, uleiuri siliconice.

Purtătorii solizi, necesari pentru îmbunătățirea proprietăților fizice ale compoziților sub formă de pulberi umectabile sau prafuri, pot fi: pulberi de rocă naturală ca talc, calcit, caolin, cretă, cuarț, montmorilonit, atapulgit, pământuri diatomitice; acid silicic dispers, absorbanți polimerici disperși; iar pentru granule se pot utiliza adsorbanți granulați poroși ca pumice, cărămidă pisată, sepiolită sau bentonită; materiale neadsorbante ca nisip sau calcit. Se pot utiliza, de asemenea, și alte materiale granulate de natură anorganică sau organică, în special dolomită sau reziduuri vegetale mărunțite: șroturi de porumb, de rapiță, bagasa de sorg, tulpini de tutun etc.

Agenții activi de suprafață se aleg în funcție de natura substanței active de formulat: neionici, cationici și/sau anionici sau amestecuri surfactante cu bune proprietăți de emulsionare, dispersare sau umectare. în cererea de brevet US 20040176369, Senn R. consideră că cei mai buni surfactanți ecologici sunt săpunurile hidrosolubile, adică sărurile de metale alcaline, alcalino-pământoase și de amoniu nesubstituit ale acizilor grași superiori C₁₀-C₂₂, cum sunt sărurile de sodiu sau potasiu ale acizilor oleic sau stearic sau ale amestecurilor de acizi grași naturali, care se pot obține, de exemplu, din uleiuri vegetale sau grăsimi animale, săruri de metil-taurin ale acizilor grași etc. Ca agenți de dispersie, se pot adăuga apele lignin-sulfidice reziduale și metilceluloza. Drept stabilizatori se pot folosi carboximetilceluloza și polimeri sintetici naturali, sub formă de pudre, granule sau latexuri, cum sunt: gumarabic, alcool polivinilicși polivinil acetat sau fosfolipide naturale, cum ar fi cefalinele și lecitinele. Se mai pot adăuga uleiuri minerale sau vegetale, coloranți (pigmenți sau vopsele organice) și substanțe cu proprietăți antioxidante.

Agenții activi pot forma compoziții sinergice, se pot condiționa împreună sau separat și se pot aplica pe situsuri diferite. După exemplul din cererea de brevet US 2004017520 (Andersch W.), unul dintre agenții activi se poate condiționa sub o formă aplicabilă pe sol, altul sub formă adecvată aplicațiilor foliare. în condițiile ambientale existente la un moment dat, aplicarea ambelor componente permite acțiunea simultană pe două căi, ajungându-se la acțiunea concertată pe cale naturală, in situ, a combinației realizate.

RO 123027 Β1

Formulările pesticide comerciale sunt agreate sub formă de compoziții concentrate, iar 1 utilizatorul final diluează de regulă compozițiile, pentru a obține concentrații mult mai mici ale substanței active. 3

Formulările microbiene conțin ca substanțe active una sau mai muite specii de microorganisme selecționate dintre cele care au acțiune erbicidă, insecticidă și/sau fungicidă. 5 în funcție de tipul culturii care trebuie tratată, de condițiile de mediu, caracteristicile biologice ale microorganismelor utilizate și alți factori determinanți, se aleg tipurile optime de formulări, 7 ingredientele inerte necesare etc.

Microorganismul poate fi suspendat în apă sau acoperit direct cu ulei, dar este 9 mai bine să fie tratat mai înainte cu un vehicul mineral sub formă de pulbere din material poros (pământ diatomitic, zeolit sau cretă). Acest procedeu permite păstrarea aerului și umidității 11 necesare dezvoltării microorganismului sub învelișul mineral, ceea ce asigură creșterea viabilității microorganismului în formularea microbiană finală. Este chiar de preferat să se 13 adauge un ligand (amidon solubil, gumarabic, gumă de xantan, lignin sulfonat, carboximetilceluloză etc.) la amestecul microorganismului cu vehiculul mineral, deoarece se îmbunătățește 15 adeziunea dintre aceste componente. Pulberea sub formă de cărbune alb sau cărbune activ poate reprezenta 30-60% din masa finală a compoziției. 17

Componenta uleioasă a compoziției poate fi ulei de soia, de rapîță, de ricin, din semințe de bumbac, ulei mineral, ulei de silicon, uleiuri alimentare uzate, ulei de motor etc. Uleiul se 19 amestecă cu emulgatorul înainte de a se combina cu microorganismul și trebuie să se regăsească în produsul microbian final, în proporție de 10-50%. 21

Emulgatorul trebuie să fie selectat dintre cei cu balanță hidrofilă-lipofilă scăzută (3-7), de preferat neionic: de tip mono- sau poligliceril oleat/stearat, sorbitan oleat/stearat, 23 sorbitanesteri, nonilfenol sau esteri ai glicerinei cu acizi grași. Proporția emulgatorului poate fi de 1-5% din masa totală a compoziției finite. 25

Pentru îmbunătățirea proprietăților fizice ale produsului finit, Gohbara M. și Tsukamoto Η.(EP 0900524) propun utilizarea unor adjuvanți pentru modificarea viscozității (lanolină, 27 vaselină, glicerină) în proporție de 5-20% din masa finală a bioprodusului condiționat, derivați de acid ftalic, în cazul produselor de tratat culturile de orez, pentru optima dispersie la 29 suprafața apei, un stabilizator al emulsiei apă/ulei (săruri de aluminiu sau magneziu ale acidului stearic, glicerol tristearat), în proporție de 0-2% în compoziția finală. 31 în afara ingredienților inerți de condiționare, aceiași autori recomandă adaosuri de aditivi care să reprezinte surse de azot și carbon, necesare dezvoltării microorganismelor, ca 33 și substanțe capabile să accelereze germinarea sporilor (sarea de sodiu a carboximetilcelulozei, polietilenglicol etc.) sau umectanți (polizaharide, aminoacizi, proteine, glicerină, 35 uleiuri, grăsimi etc).

Pentru îmbunătățirea stabilității și a activității reziduale, destul de scăzute în cazul 37 aplicărilor prin stropiri foliare în condiții de câmp, se pot adăuga la condiționare ingredienți cu proprietăți de protecție a microorganismelor împotriva acțiunii radiațiilor ultraviolete. De 39 exemplu, s-a constatat experimental că preparatele microbiene sprayabile, suplimentate cu amidon din porumb sau făină de grâu pregelatinizate, au fost de patru ori mai rezistente față 41 de agresiunea radiațiilor ultraviolete comparativ cu cele nesuplimentate.

Materialele naturale de origine vegetală, netoxice și neagresive pentru mediu, sunt 43 capabile să funcționeze atât ca vehicul pentru numeroase tipuri de produse agroactive, dar și ca suport nutritiv biodegradabil, pentru microorganismele lignocelulozolitice ce pot fi incluse 45 în compoziția amelioratorilor de sol.

Calitatea fundamentală a materialelor lignocelulozice este capacitatea de absorbție atât 47 a formulărilor bioactive uleioase, cât și a celor apoase, datorită structurii moleculare complexe, generatoare de hidrofilicitate și lipofilicitate. 49

RO 123027 Β1

Eliberarea gradată a ingredientelor active este datorată retenției fizice în structura matricei absorbante (efect de împiedicare sterică) sau legăturilor chimice formate în funcție de polaritatea componentelor (gradul de afinitate: hidrofobă sau hidrofilă).

Produsele granulate au marele avantaj că permit eliberarea controlată, adică în concentrații mici, repartizate pe perioade îndelungate de timp, a componentelor bioactive de protecție (insecticide, fungicide, erbicide) și/sau nutriție (fertilizanți, suplimente nutritive) și, implicit, repartizarea echilibrată, gradată în timp, a acțiunii biologice asupra organismelor țintă, respectiv, a plantelor cultivate cărora le sunt destinate. în general, concentrația ingredienților activi poate ajunge până la 10% în greutate din masa totală a biopreparatului granulat uscat. Este avantajos să se realizeze granule cu dimensiuni relativ mici, pentru a se mări suprafața de absorbție a particulei lignocelulozice. De aceea, materialul vegetal trebuie măcinat în prealabil și cernut, pentru îndepărtarea particulelor cu dimensiuni inadecvate.

Formulările solide, obținute prin absorbția produselor agroactive în biomateriale lignocelulozice, au marele avantaj că pot penetra suprafețe vegetative puțin accesibile formulărilor lichide sub formă de spray.

Bioprodusul formulat pe substrat absorbant lignocelulozic mai are și avantajul posibilității producătorului de a reduce drastic concentrația aditivilor, evitând astfel pierderile excesului acestora în mediu, cu consecințe neplăcute.

Se cunoaște, de exemplu, faptul că vechile tehnologii transformă lignoceluloza din bagasă de sorg zaharat, prin hidroliză acidă, în zaharuri simple (pentoze și hexoze), acid acetic și lignină. Hidroliză bacteriană realizată prin noi biotehnologii transformă direct zaharurile din sorg (fructoză, amidon și celuloză), cu separarea ligninei, utilizată până în prezent doar pentru obținerea peletelor combustibile și a unor produse farmaceutice. De asemenea, din bagasa de sorg zaharat, se poate extrage dextroză, în cantități superioare comparativ cu cocenii de porumb, materie primă mai costisitoare decât bagasa de sorg zaharat.

Bagasa brută, sterilizată, în prealabil, pentru a elimina microorganismele concurente la utilizarea acesteia ca sursă nutritivă, este ideală și ca substrat absorbant pentru inocularea microorganismelor antagoniste.

După inocularea materialului absorbant steril, granulele se pot usca pentru stocare sau aplica pe teren arabil prin încorporare în sol sau prin realizarea de muici, pentru formarea de biofilme pe suprafața solului.

Problema tehnică, pe care o rezolvă prezenta invenție, este realizarea unui sistem de eliberare controlată a ingredientelor active microbiene, cu proprietăți excelente în ceea ce privește stabilitatea în timp la stocare, în condiții normale sau extreme de temperatură, adaptabilitatea fizică (mecanică) a matricei (suportului), rezistența față de agresiunea factorilor de mediu la aplicare, remanentă în condițiile pedoclimatice ale agroecosistemului etc.

Compoziția microbiană agroutilă, conform invenției, este constituită din: 10-15 părți matrice biopolimerică pregelatinizată, obținută prin modificarea hidrotermică a unui amidon cu granulație fină din plante amilacee ca porumb, cartof, grâu, 0,5-3 părți suspensie apoasă concentrată de celule microbiene viabile, reprezentate de specii de microorganisme agroutile ca Pseudomonas, Bacillus, Beauveria, Streptomyces, Metarrhizium, 1-5 părți emulgator, reprezentat de un ulei vegetal brut sau (m)etoxilat și, opțional, 0,1-0,5 părți pudră de lapte ca stabilizator, supliment nutritiv și antioxidant, părțile fiind exprimate în greutate.

Procedeul de preparare a compoziției microbiene, conform invenției, este compus din trei etape principale de procesare a biomaterialelor, și anume: pregelatinizare hidrotermică a matricei biopolimerice la temperaturi cuprinse în intervalul 80-100’C, emulsionare a unei suspensii apoase de microorganisme utile și stabilizare a suspoemulsiei prin imobilizare în gel, cu menținerea parametrilor de confort al celulelor viabile: temperatură 25-60°C și pH 6,8-7,5.

RO 123027 Β1

Prezenta invenție are avantajul că realizează o compoziție bioactivă microbiană 1 biodegradabilă, prin utilizarea unor componente naturale (biomateriale) netoxice, biodegradabile, accesibile și necostisitoare. 3

Sistemul de eliberare controlată este alcătuit din următoarele componente principale: o matrice biopolimerică metabolizabilă, un solvent, un emulgator ecologic și un ingredient activ 5 microbian.

Biopolimerul poate fi unul sau mai mulți carbohidrați, o combinație dintre un carbohidrat 7 și un hidrocoloid, care prin hidratare să formeze o matrice flotabilă sub formă de gel. Rolul matricei carbohidrate, cu sau fără hidrocoloid, este de a reține ușor solventul, prevenind astfel 9 separarea acestuia din sistem. Carbohidrații pot asigura stabilitatea termică a compusului finit ca și abilitatea de a lega o cantitate limitată de uleiuri sau grăsimi. 11

Tipul de carbohidrat a fost selectat astfel încât să se hidrateze complet și să-și dezvolte viscozitatea în prezența componentelor matricei finale sub temperatura de 100“C, să nu se 13 aglomereze la contactul cu apa sau alt solvent, să formeze geluri cât mai consistente la temperatura ambiantă, care să reziste la deformare fără rupere, la manipulare mecanică și 15 pompare în instalații industriale și să permită încorporarea tuturor ingredientelor înainte de solidificare. Amidonurile modificate se introduc în matrice, pentru îmbunătățirea texturii, a 17 lubricității și/sau elasticității, dar și pentru creșterea stabilității sistemului în condiții de stocare la temperaturi extrem de mari. 19

Biopolimerul carbohidrat poate fi un amidon, celuloze, gume vegetale sau versiuni modificate ale acestora. Ingrediente amilacee pot fi: cereale și făinuri, șroturi și nutrețuri 21 combinate, produse din porumb, grâu, orz, ovăz, orez, ca și produse secundare de la morărit, tuberculi de cartofi, napi etc. Amidonurile modificate pot fi amidonuri pregelatinizate, cu 23 viscozitate mică: dextrine, amidon oxidat, amidon modificat enzimatic etc.

Se poate adăuga un hidrocoloid pentru îmbunătățirea proprietăților de îngroșare și/sau 25 gelifiere, de legare a apei, îmbunătățirea și/sau stabilizarea texturii produsului și evitarea cristalizării. Acesta poate fi gelatină, agar, alginat, gume, gelan sau pectină. 27

Unele cereale (grâu, orez, porumb, orz, fasole), tuberculi sau amidon extras din acestea, agar, gelatină, ceară naturală, gume naturale, acid poligalacturonic, chitosan, CMC, 29 gerlită, au rol multiplu de suport metabolizabil, nutrient, adeziv, unele chiar de antioxidant.

Solventul are rolul principal de a dizolva sau dispersa complet și uniform ingredientele 31 în matrice. Acesta trebuie să fie incolor, nevolatil și miscibil în apă și/sau alcooli, și poate fi ales dintre substanțele permise a fi utilizate în agricultura organică: apă, zer, lapte, glicerina sau 33 alți alcooli polihidrici, esteri de alchil inferiori ai acizilor grași, iar ca emulgatori sunt ideale uleiurile vegetale brute etc. 35

Aditivii sunt substanțe chimice organice sau anorganice, materiale naturale regenerabile, vegetale sau animale, care nu interacționează chimic cu ingredientul activ (sunt 37 inerte), dar contribuie la sporirea calităților fizico-chimice și funcționale ale produsului finit. Aceștia pot fi materiale de origine vegetală sau animală, provenite din activități agricole, 39 agroalimentare, domestice sau industriale. Este esențial ca materialul ales să inițieze dezvoltarea sau germinarea prematură a patogenului și să nu inhibe instalarea eficientă a 41 acestuia pe organismul țintă.

De exemplu, agenții de umectare se adaugă în solventul apos, pentru a asigura 43 umezirea suprafeței pe care formularea respectivă se aplică sub formă de spray. Materialele utilizate în acest scop pot fi selectate dintre: lapte, cazeină pudră, gelatină, saponine, săpunuri 45 etc.

Ca agenți de stabilizare se pot include: glicerină, lapte praf, zer, ulei vegetal sau 47 grăsime animală, uleiuri vegetale (m)etoxilate, pentru protecția microorganismului pe parcursul etapelor de imobilizare și/sau uscare. 49

RO 123027 Β1

Opțional, se pot include coloranți, antioxidanți sau suplimente nutritive. Dintre zaharuri și alcoolii acestora, se pot selecta sucroza, glucoza, maltoza, dextroza, polidextroza; izomalț, maltitol, sorbitol, lactinol și manitol. Dextroza este în general furnizată sub formă de sirop de porumb, produs prin hidroliza amidonului.

Ca suplimente nutritive, mai pot fi utilizate: resturi vegetale de soia, de semințe de bumbac, peptone din reziduuri vegetale sau animale, lapte, chitină, compost, tărâțe de grâu, extract de drojdie, de porumb, melasă, dextrine, extract de sol sau sol, Fe, Mn, Zn, Co și alte materiale benefice pentru creșterea viabilității microorganismelor (promovarea creșterii și propagării microorganismului) sau producerea materialelor bioactive.

Pentru optimizarea unui spectru cât mai complet de proprietăți ale bioprodusului condiționat, se practică tehnicile de condiționare cu aditivi complecși sau perechi de aditivi, selectați în funcție de tipul de formulare dorit (pulberi umectabile, suspensii concentrate, paste, geluri etc).

Textura, proprietățile fizice, forma și dimensiunea matricei pot varia în funcție de calitatea și concentrația ingredientelor în compoziția finală.

Componenta carbohidrată poate intra în rețeta de condiționate în proporție de 0,6-15% și un amidon modificat 0,1-0,7%.

Solventul sau amestecul de solvenți poate constitui 5-35% din greutatea compoziției finale.

Ingredientul activ microbian, sub formă de suspensie concentrată, pulbere sau celule liofilizate, se încorporează în compoziție în concentrații variabile, în funcție de obiectivele tratamentului, în proporție de 5-20%.

Conform invenției, procesul de imobilizare a celulelor microbiene viabile în matrice biopolimerice metabolizabile cuprinde următoarele etape generale:

- obținerea matricei biopolimerice metabolizabile termohidrolizate;

- imobilizarea componentelor bioactive viabile;

- formularea și - opțional - uscarea produsului final.

Principiul metodei de condiționare a microorganismelor utile are la bază o tehnică de imobilizare a proteinelor/celulelor viabile în geluri complexe, realizate prin pregelatinizarea unor polizaharide (biopolimeri metabolizabili) în emulsii naturale de tip ulei în apă, cu sau fără adaosuri de stabilizator, supliment nutritiv, colorant, antioxidant etc.

Procesul de imobilizare a microorganismelor utile poate cuprinde:

- hidratarea componentei biopolimerice;

-încălzirea (<100’C)amestecului biopolimeric pentru pregelificare;

- obținerea matricei în fază semisolidă, prin răcire până la temperatura ambiantă;

- premixarea ingredientelor inerte în sistemul solvent/emulgator;

- combinarea ingredientelor inerte cu matricea;

- dispersarea ingredientelor active (funcționale) microbiene în gel;

- omogenizarea compoziției;

- opțional - deshidratarea, peletizarea, măcinarea sau inocularea pe suporturi naturale absorbante.

Ordinea derulării este opțională, cu excepția etapei de dispersie a ingredientului activ, care se realizează obligatoriu după aducerea amestecului în intervalele de pH și temperatură optime pentru menținerea viabilității microorganismelor. Omogenizarea componentelor trebuie realizată într-un interval de timp suficient, pentru ca ingredientul funcțional să fie dispersat uniform și complet în masa matricei, pentru a se obține o compoziție semisolidă omogenă și stabilă.

Matricea pregelatinizată intră în biosistem la temperatura de confort a microorganismelor, de preferat în domeniul de temperaturi cuprins între temperatura ambinată și 60’C.

RO 123027 Β1

Ingredientul bioactiv poate fi unul sau mai multe specii de microorganisme din supa de 1 cultură, celule viabile și/sau spori izolați din cultură. De asemenea, se pot introduce direct în gel celule microbiene liofilizate. 3

Agentul de stabilizare și substanța nutritivă se pot adăuga în oricare dintre etapele procesării: înaintea omogenizării biopolimerului sub formă de gel cu microorganismul sau în 5 timpul omogenizării acestora. Toți aditivii se pot include în compoziție înainte sau simultan cu amestecarea microorganismelor cu matricea gelificată, dar ideal este să se realizeze un 7 premix între microorganisme și aditivi.

Amestecul astfel obținut din microorganismele antagoniste șl biopolimer se poate 9 condiționa sub formă de gel, pastă, pulbere umectabilă, pelete, granule etc., utilizând un utilaj de condiționare convențional, și, opțional, se supune uscării cu aer, la încălzire sau congelare, 11 pentru a se realiza o compoziție microbiană stabilă.

Pentru obținerea bioproduselor flotabile, compoziția obținută se poate absorbi în 13 materiale lignocelulozice care exercită proprietăți de flotabilitate: cereale gonflate, tărâțe de orez, coji de nucă, tărâțe de orz, frunze din pănuși de porumb, paie de orz, tulpini de porumb, 15 rumeguș de lemn, paie de orez sau paie de grâu.

Procesarea industrială poate provoca degradări rapide ale ingredientelor funcționale, 17 datorită condițiilor severe, dezavantaj care se poate compensa prin suplimentarea matricei cu cantități mai mari de biomasă microbiană, însă această soluție este costisitoare și ineficientă. 19

Materiale și metodă

Prezenta invenție promovează o compoziție aptă să asigure minimalizarea fenomenului 21 de degradare a microorganismelor pe parcursul stocării biopreparatului în condiții normale de temperatură (sub 30°C) și un procedeu de obținere a bioproduselor microbiene agroutile, 23 printr-un proces tehnologic de laborator, bazat pe imobilizarea microorganismelor antagoniste în biopolimeri metabolizabili pregelatinizați. 25

S-au utilizat ingrediente inerte de condiționare, selectate dintre biomaterialele obținute din surse naturale regenerabile, necostisitoare, lipsite total de toxicitate. 27

Componenta biopolimerică se hidratează, se încălzește la o temperatură din domeniul 80-100°C, până la formarea unui gel stabil, se răcește la temperatura ambiantă, se amestecă 29 cu celule microbiene/germeni din cultură și se omogenizează.

Materii prime selecționate: amidon alimentar obținut din porumb, ulei vegetal brut și 31 metoxilat, eșantioane de biomasă umedă, preparate prin cultivarea și multiplicarea speciilor Pseudomonas fluorescens și Bacillus subtilis. Se pot utiliza stabilizatori pentru menținerea 33 și/sau sporirea viabilitatății microorganismului.

Tehnica de lucru implică, conform exemplelorde realizare a invenției, combinarea unui 35 biopolimer cu un solvent apos, încălzirea amestecului până la formarea unui gel, răcirea și omogenizarea cu un premix compus dintr-o suspensie concentrată de microorganisme și un 37 emulgator.

Experimentele s-au realizat într-o instalație de laborator, compusă din balon de sticlă 39 cu capacitate de un litru, prevăzut cu agitator electric, sursă de încălzire, condensator, termometru și pîlnie de solide. 41

Exemplul 1. Din 250 ml apă distilată și 10 g amidon din porumb, se prepară o suspensie (4%) care se încălzește până la 100’C, timp de 15 min, apoi se lasă să se răcească 43 la temperatura ambiantă. Rezultă 150 g de produs gelatinos.

Din 100 g gel și 20 g ulei vegetal, se prepară o emulsie stabilă, care se omogenizează 45 cu 10 g suspensie de celule de Pseudomonas fluorescens (absorbanță la 550 de 0,4) cu 10¹¹c.f.u./pml. Rezultă 125 g bioprodus condiționat, sub formă de gel consistent, stabil, de 47 culoare albă. Compoziția bioactivă sub formă de gel își menține caracteristicile fizico-chimice,

RO 123027 Β1 la temperatura de 4-5’C, timp de peste 12 luni, cu păstrarea viabilității celulare, devenind funcțională prin rehidratare înaintea reprocesării în scopul utilizării în diferite tehnici de aplicare în practica agriculturii organice (de exemplu, se poate utiliza pentru inocularea suporturilor naturale, absorbante, sterilizate, ca ameliorator ecologic pentru sol).

Exemplul 2. Din 200 ml apă distilată și 6 g amidon din porumb, se prepară o suspensie (3%) care se încălzește până la 100°C, timp de 15 min. Rezultă 125 g gel care se omogenizează cu un premix obținut din 20 g ulei vegetal (m)etoxilat și 10 g suspensie de celule Bacilfus subtilis (10⁸c.f.u./pml). Rezultă o suspoemulsie vâscoasă, de calitate comparabilă cu cea a compoziției de la exemplul 1.

Exemplul 3. Din 200 ml apă distilată și 5 g amidon din porumb, se prepară o suspensie care se încălzește la 100’C, timp de 15 min, rezultând, după răcire, 100 g gel. Acesta se omogenizează prin amestecare energică, împreună cu 20 g ulei vegetal și 5 g suspensie apoasă de celule Bacillus subtilis (10⁸c.f.u./pml). Rezultă 125 g suspoemulsie lăptoasă, de consistența smântânii.

Compozițiile realizate sunt stabile fizico-chimic, neagresive față de ambalaje confecționate din material plastic, sticlă, metal etc., pe perioade de timp nedeterminate și lipsite de efecte ecologice negative.

Claims (2)

1. Revendicări 1

   1. Compoziție microbiană agroutilă, pentru nutriția și protecția plantelor de cultură, pe 3 bază de microorganisme antagoniste viabile, imobilizate în matrice biopolimerice metabolizabile, caracterizată prin aceea că este constituită din: 10-15 părți matrice biopolimerică 5 pregelatinizată, obținută prin modificarea hidrotermică a unui amidon cu granulație fină din plante amilacee, ca porumb, cartof, grâu, 0,5-3 părți suspensie apoasă concentrată de celule 7 microbiene viabile, reprezentate de specii de microorganisme agroutile ca Pseudomonas, Bacillus, Beauveria, Streptomyces, Metarrhizium, 1-5 părți emulgator, reprezentat de un ulei 9 vegetal brut sau m/etoxilat și, opțional, 0,1-0,5 părți pudră de lapte ca stabilizator, supliment nutritiv și antioxidant, părțile fiind exprimate în greutate. 11
2. 2. Procedeu de preparare a compoziției microbiene, definită la revendicarea 1, pe baza unei tehnici de imobilizare celulară în matrice biopolimerică metabolizabilă, caracterizat prin 13 aceea că este compus din trei etape principale de procesare a biomaterialelor, și anume: pregelatinizare hidrotermică a matricei biopolimerice la temperaturi cuprinse în intervalul 80- 15

   100°C, emulsionare a unei suspensii apoase de microorganisme utile și stabilizarea suspoemulsiei prin imobilizare în gel, cu menținerea parametrilor de confort al celulelor viabile: 17 temperatură 25-60°C și pH 6,8-7,5.