Influencia de la concentración de melaza y extracto acuoso de soya sobre la velocidad específica de crecimiento de Bradyrhizobium elkanii ICA 8001

Abstract

La cepa ICA 8001 de Bradyrhizobium elkanii es ampliamente usada en Cuba para la producción de inoculantes para soya. Uno de los medios de cultivos diseñados para la multiplicación de este microorganismo contiene melaza y extracto acuoso de soya, elementos de variable composición y origen, que aportan cantidades notables de sustratos carbonados. Por esta causa, se determinó la concentración de carbohidratos totales solubles y carbohidratos reductores, así como los contenidos de N, P, K, Ca, Mg y Na, para obtener una caracterización nutricional parcial de estos componentes. Los análisis mostraron la presencia de cantidades apreciables de estos elementos asimilables por la bacteria durante su crecimiento celular. La influencia de las concentraciones de melaza y extracto acuoso de soya sobre la velocidad específica de crecimiento µ (h-1) de la cepa se estimó, variando las concentraciones de melaza en el medio Bradyfact de 3 a 20 g.L-1 y del extracto acuoso de soya de 5 a 20 g.L-1. Se obtuvieron las dinámicas de crecimiento para cada variante y se calculó la µ. Los resultados evidenciaron que concentraciones de melaza y extracto acuoso de soya superiores a 10,0 y 12,5 g.L-1, respectivamente, inhiben el crecimiento de Bradyrhizobium elkanii ICA 8001. Este fenómeno pudo ser explicado matemática y fisiológicamente mediante dos nuevos modelos cinéticos. Este trabajo contribuye al conocimiento de la fisiología de Bradyrhizobium, pues evidencia la relación entre la composición del medio de cultivo y los requerimientos nutricionales del microorganismo, así como el diseño del medio de cultivo puede garantizar la obtención de inoculantes más efectivos que contengan elevadas concentraciones celulares. The strain ICA 8001 from Bradyrhizobium elkanii is broadly used in Cuba for soybean inoculant production. One culture medium designed to multiply this microorganism contains molasses and aqueous soybean extract, which are elements of a variable composition and origin providing considerable amounts of carbonated substrates. Therefore, concentrations of total soluble carbohydrates and reducing carbohydrates as well as N, P, K, Ca, Mg and Na contents were determined, to get a partial nutritional characterization of these components. Analyses showed substantial quantities of these bacterium-absorbing elements within cell growth. The influence of molasses and aqueous soybean extract concentrations on the specific strain growth rate µ (h-1) was estimated by varying molasses concentrations in Bradyfact medium from 3 to 20 g.L-1 and aqueous soybean extract from 5 to 20 g.L-1. Growth dynamics were recorded for each variant, besides calculating µ. Results proved that higher than 10 and 12,5 g.L-1 molasses and aqueous soybean extract concentrations, respectively, inhibit Bradyrhizobium elkanii ICA 8001 growth. This phenomenon could be mathematically and physiologically explained through two new kinetic models. This research work contributes to Bradyrhizobium physiological knowledge, since it makes evident the relationship between culture medium composition and microorganism nutritional requirements, also how culture medium design may ensure more effective inoculants containing high cell concentrations.