2026-04-14T06:54:09Zhttps://recercat.cat/oai/request

oai:recercat.cat:10459.1/638952024-12-05T22:34:50Zcom_2072_3622col_2072_479130

Bases per a la formulació de l'agent de biocontrol Candida sake CPA-1 Abadias i Sero, Mª Isabel Usall i Rodié, Josep Viñas Almenar, Inmaculada Universitat de Lleida. Departament de Tecnologia d'Aliments malalties i plagues fruita bioquímica Tecnologia d'Aliments 631 633 El desenvolupament de resistència als fungicides per part de molts patógens en postcollita de fruites i vegetals, conjuntament amb una preocupació creixent de la societat respecte als perills sanitaris i mediambientals que comporten els pesticides i els seus residus, han generat un gran interès pel desenvolupament de mètodes alternatius als productes químics de síntesi. El control biològic mitjançant la utilització de microorganismes antagònics s'ha presentat com una de les alternatives més prometedores al control químic. L'esforç que la investigació dedica a aquesta àrea ha incrementat d'una manera espectacular, i així s'està començant a reflexar en el nombre d'agents de biocontrol disponibles en el mercat o en fase de recerca. Entre ells destaca la soca CPA-1 del llevat Candida sake, aillada de la superfície de pomes en el laboratori de Patologia del Centre UdL-IRTA. Aquesta soca ha demostrat tenir una bona capacitat antagònica enfront els principals fongs patògens en postcollita de fruita de llavor. Fins al moment, C. sake ha estat patentada a Espanya i cinc països més. No obstant, cara a la comercialització d'aquest biofungicida és necessari obtenir una formulació, que permeti una presentació adequada del producte, amb una alta viabilitat i estabilitat en el temps i que faciliti la seva distribució i aplicació mitjançant les técniques ja existents. Ademes, aquesta formulació ha de tenir una efectivitat comparable a les cèl·lules fresques. L'objectiu de la present tesi ha estat l'estudi de les bases per a la formulació d'aquest agent de biocontrol. En primer lloc, es va estudiar la possibilitat de deshidratar aquest agent mitjançant la liofilització, avaluant els diferents factors que poden contribuir a incrementar la viabilitat, com el mètode de congelació i l'addició de substàncies protectores (Capítol 3), i el medi utilitzat en la rehidratació de les cèl·lules liofilitzades (Capítol 4). També es va avaluar l'efectivitat de les cél·lules liofilitzades contra Pínicillium expansion en pomes "Golden Delicious" i la seva estabilitat en condicions d'emmagatzematge (Capítol 4). Ja que la manipulació fisiològica de les condicions de creixement pot afectar significativament la qualitat de les cél·lules i la seva competència ecològica, es van dur a terme estudis per avaluar l'efecte que té la modificació de l'activitat aigua (ow) d'un medi de cultiu a base de melassa de sucre de canya en el potencial hídric de les cèl·lules (Capítol 5), en el creixement de C. sake, en l'acumulació de reserves endígenes i en la resistència a l'estrés hídric (Capítol 6). Finalment, basant-nos en aquests resultats, es va estudiar per primer cop la possibilitat de conservar les cèl·lules de C. sake en solucions líquides isotòniques (Capítol 7). Les cèl·lules de C. sake es van mostrar molt sensibles al procés de liofilització. La llet en pols desnatada, utilitzada al 10%, va presentar-se com un bon protector i va donar un producte sec porós i fàcilment rehidratable. Amb la utilització d'una solució protectora que contenia el 10% de llet en pols i el 10% de lactosa, es va aconseguir augmentar la viabilitat de les cèl·lules fins el 40%. El medi de rehidratació també es va presentar com un factor important per a la reactivado del llevat. Així, utilitzant el 10% de llet en pols com a medi de rehidratació enlloc de la solució amortidora de fosfat, la viabilitat va augmentar del 40 al 85%. Les cèl·lules liofòlitzades van reduir el percentatge de podridures causades per P. expansion en pomes "Golden Delicious". No obstant, la seva efectivitat va ser menor que la de les cél·lules fresques. La viabilitat del producte liofòlitzat va disminuir fins el 10% després de 2 mesos de conservació a 4C. El potencial hídric de les cèl·lules crescudes en el medi a base de melassa amb aw modificada i sense modificar, va disminuir en disminuir l'aw del medi de cultiu. Ademes, aquesta modificació de l'aw del medi de cultiu va provocar un canvi en les reserves endògenes de les cèl·lules de C. sake, sense afectar significativament el seu creixement quan l'aw del medi va ser de 0,98. Les cèl·lules crescudes durant 48 h en el medi de melassa no modificat i els modificats a aw de 0,98 mitjançant l'addició de glicerol o NaCl, van presentar gran resistència a l'estrés hídric. Els principals soluts acumulats en les cèl·lules de C. sake quan Vaw del medi de cultiu es va reduir van ser el glicerol i l'arabitol. El medi de cultiu, el solut utilitzat per a disminuir el potencial hídric de les solucions líquides i la temperatura de conservació, van influir en la viabilitat de C. sake conservada en medi líquid, essent el medi de melassa no modificat i els modificats a aw 0,98 amb glicerol o sorbitol els millors. S'ha aconseguit una formulació isotònica que després de 7 mesos de conservació a 4C manté la seva viabilitat, i efectivitat contra P. expansion en pomes "Golden Delicious". Aquesta formulació es va preparar fent crèixer les cèl·lules en el medi de melassa modificat amb sorbitol (aw 0,98) i conservant-les amb una solució isotònica de trealosa. El desarrollo de resistencias a los fungicidas por parte de muchos patógenos, conjuntamente con un creciente interés social sobre los riesgos medioambientales y para la salud que tienen estos pesticidas, han generado un gran interés en el desarrollo de métodos alternativos a los productos químicos de síntesis. El control biológico de las enfermedades de postcosecha en fruta de pepita se ha mostrado como una de las alternativas más prometedoras al control químico. El esfuerzo que la investigación dedica a esta área ha incrementado de manera espectacular, y eso se está empezando a reflejar en el número de agentes de biocontrol disponibles en el mercado o en fase de estudio. Entre ellos destaca la cepa CPA-1 de la levadura Candida sake aislada de la superfície de manzanas en el laboratorio de Patología del Centro UdL-IRTA. Esta cepa ha demostrado tener gran actividad antagónica contra los principales patógenos de fruta de pepita. Hasta el momento se ha patentado en España y cinco países más. Sin embargo, para su aplicación comercial, es necesario formular este agente de biocontrol, con la finalidad de presentar el producto, con una alta viabilidad y estabilidad a lo largo del tiempo y que facilite su distribución y aplicación con las técnicas ya existentes. Además, esta formulación ha de tener una efectividad comparable a la de las células frescas. El objetivo de la presente tesis ha sido el estudio de las bases para la formulación de este agente de biocontrol. En primer lugar se estudió la posibilidad de deshidratar este agente mediante liofilización, evaluando los diferentes factores que puedan contribuir a incrementar su viabilidad, como el método de congelación y la adición de sustancias protectoras (Capítulo 3), y el medio utilizado para la rehidratación de las células liofilizadas (Capítulo 4). Se evaluó la efectividad de las células liofilizadas contra Pínicillium expansion en manzanas "Golden Delicious" y su estabilidad en condiciones de almacenamiento (Capítulo 4). Como la manipulación fisiológica de las condiciones de crecimiento pueden influir significativamente en la calidad de las células y en su competencia ecológica, se llevaron a cabo estudios para evaluar el efecto que tiene la modificación de la actividad de agua (aw) de un medio de cultivo a base de melaza de azúcar de caña en el potencial hídrico de las células (Capítulo 5), en el crecimiento de C. sakï¿½, en la acumulación de reservas endígenas y en la resistencia al estrés hídrico (Capítulo 6). Finalmente, basándonos en estos resultados, se estudió por primera vez la posibilidad de conservar las células de C. sakï¿½ en soluciones líquidas isotónicas (Capítulo 7). Las células de C. sakï¿½ se mostraron muy sensibles al proceso de liofilización. La leche en polvo desnatada utilizada al 10% se presentó como un buen protector. Además el producto obtenido fue poroso y fácilmente rehidratable. Con la utilización de una solución protectora, que contenía el 10% de leche en polvo y el 10% de lactosa, se consiguió aumentar la viabilidad de las células hasta el 40%. El medio de rehidratación también se presentó como un factor importante para la reactivación de la levadura tras su Hofllización. Así, la viabilidad de las células de C. sake utilizando el 10% de leche en polvo como medio de rehidratación en vez de tampón fosfato, aumentódel 40 al 85%. Las células liofilizadas redujeron el porcentaje de podredumbre causado por P. expansum en manzanas "Golden Delicious". Sin embargo, su efectividad fue menor que la de las células frescas. La viabilidad del producto liofllizado disminuyó hasta el 10% después de dos meses de conservación a 4C. El potencial hídrico de las células crecidas en un medio a base de melaza con aw modificada y sin modificar, disminuyó al disminuir la aw del medio de cultivo. Además, esta modificación de la aw del medio de cultivo, provocó un cambio en las reservas endógenas de las células de C. sake sin afectar significativamente a su crecimiento cuando la aw del medio de cultivo fue 0,98. Las células que crecieron durante 48 h en el medio de melaza no modificado y en los modificados a aw 0,98 con glicerol o NaCl presentaron una gran resistencia al estrés hídrico. Los principales solutos acumulados en las células de C. sake cuando la aw del medio de cultivo se redujo fueron el glicerol y el arabitol. El medio de cultivo, el soluto utilizado para disminuir el potencial hídrico en las soluciones líquidas y la temperatura de conservación, influyeron en la viabilidad de C. sake conservada en medio líquido, siendo los mejores el medio de melaza no modificado y los modificados a aw 0,98 con glicerol o sorbito!. Se consiguió una formulación isotónica que, después de 7 meses de conservación a 4C, mantuvo su viabilidad y efectividad contra P. expansum en manzanas "Golden Delicious". Esta formulación se preparó haciendo crecer las células en el medio de melaza modificado con sorbitol (aw 0,98) y conservándolas con una solución isotónica de trealosa. Biological control has emerged as the most promising alternative to chemicals in controlling postharvest diseases of fruit and vegetables. The development of resistance to many fungicides by major postharvest pathogens and concern for public safety have been the main driving force in the search for new and safer methods. The research effort expended in this area has increased dramatically and this is beginning to be reflected in the number of biocontrol agents available in the marketplace or in study. Among them stands out the strain CPA-1 of the yeast Candida sake, which was isolated from the apple surface in the Pathology laboratory of the UdL-IRTA Centre. This strain has demonstrated to have antagonistic activity against the major postharvest pathogens of pome fruits. C. sake has been patented in Spain and in five other countries. However, for commercial application, this antagonist should be formulated in order to present the product in a usable form, with high viability, stability, safety, ease of distribution and application, and with retained biocontrol activity similar to that of fresh cells. The objectives of the present work were to carry out fundamental and applied studies to enable effective formulations of C. sake. Thus, dehydration of this biocontrol agent using freeze-drying was studied. The effect of freezing method and protectants was evaluated (Chapter 3), and the effect of rehydration media on viability examined (Chapter 4). Subsequently, the efficacy of such treatments against Pï¿½nicillium expansion on Golden Delicious apples, and stability of the freeze-dried C. sake cells was also investigated (Chapter 4). Because physiological manipulation of growth conditions can significantly affect quality of cells and ecological competence studies were carried out on the effect of different water activity (aw) treatments in molassesbased media on changes in internal water potentials (Chapter 5), and on growth parameters, accumulation of endogenous reserves and water stress tolerance identified (Chapter 6). Finally, based on these studies the potential for preserving C. sake cells in isotonic solutions to conserve viability and shelf-life were evaluated for the first time (Chapter 7). C. sake cells were very sensitive to the freeze-drying process. Powdered skimmed milk (SM) used at 10% concentration was shown to give good protection to cells of C. sake against freeze-drying, providing the freeze-dried product with a porous structure that made rehydration easier. The combination of 10% SM + 10% lactose was the best combination tested, with 40% of cells remaining viable after freeze-drying. The rehydration medium was shown to be a critical factor influencing the recovery of C. sake cells. Using 10% SM as a rehydration medium instead of potassium phosphate, cell viability increased from 40 to 85%. Freeze-dried C. sake cells reduced the incidence of decay caused by P. expansum in Golden Delicious apples. However, its efficacy was lower than that obtained with fresh cells. Stability of freeze-dried cells decreased during their preservation, and their viability was reduced to 10% after 2 months storage at 4ï¿½C. Water potential of C. sake cells grown in molasses-based media with modified aw decreased with decreasing aw of medium. Moreover, modification of the aï¿½ of the culture medium changed the concentration of endogenous sugars and polyols without affecting significantly its growth when the aw of the medium was 0.98. Cells grown for 48 h in the unmodified molasses-based medium, and in those modified to 0.98 aw with the addition of NaCl or glycerol showed high water stress resistance. The main solutes accumulated in C. sake cells in response to lowered aw of molasses media were glycerol and arabitol. Culture and preservation medium and temperature greatly influenced the viability of C. sake cells in isotonic liquid solutions. Unmodified molasses medium and those modified to 0.98 aw with the addition of glycerol or sorbitol were shown to be the best culture medium for cells of C. sake. This study enabled an isotonic liquid formulation of C. sake cells with retained viability and efficacy against P. expansum on Golden Delicious apples after 7 months of storage at 4ï¿½C to be achieved. This formulation was prepared by growing the cells in sorbitol-modified molasses medium (aw 0.98) and preserving them in an isotonic trehalose solution. 2011-04-12T17:55:48Z 2009-12-01 2000-12-18 2009-12-01 info:eu-repo/semantics/doctoralThesis info:eu-repo/semantics/publishedVersion 9788469317488 http://www.tdx.cat/TDX-1201109-173959 http://hdl.handle.net/10803/8391 L-331-2010 http://hdl.handle.net/10459.1/63895 cat ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs. info:eu-repo/semantics/openAccess Universitat de Lleida TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)