Celulasa de Chrysosporium y métodos de uso.

Composición teniendo actividad de celulasa neutra y/o alcalina,

obtenible por un método que comprende crecimiento de un tipo salvaje o mutante del hongo Chr y sosporium lucknowense Garg 27K, número de acceso VKM F-3500D, caracterizada por el hecho de que dicha composición conserva actividad de celulasa a una temperatura entre 40º C y 60º C y a un pH entre 5, 0 y 12, 0.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US1997/017669.

Solicitante: DYADIC INTERNATIONAL (USA), INC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 140 INTRACOASTAL POINTE DRIVE, SUITE 404 JUPITER, FL 33477 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: EMALFARB, MARK, AARON, SINITSYN, ARKADY PANTELEIMONOVICH, BEN-BASSAT, ARIE, SOLOVJEVA,Irina Vladimirovna, BURLINGAME,Richard P, CHERNOGLAZOV,Vladimir Mikhaylovich, OKOUNEV,Oleg Nicolaevich, OLSON,Philip T.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C07K14/37 QUIMICA; METALURGIA.C07 QUIMICA ORGANICA.C07K PEPTIDOS (péptidos que contienen β -anillos lactamas C07D; ipéptidos cíclicos que no tienen en su molécula ningún otro enlace peptídico más que los que forman su ciclo, p. ej. piperazina diones-2,5, C07D; alcaloides del cornezuelo del centeno de tipo péptido cíclico C07D 519/02; proteínas monocelulares, enzimas C12N; procedimientos de obtención de péptidos por ingeniería genética C12N 15/00). › C07K 14/00 Péptidos con más de 20 aminoácidos; Gastrinas; Somatostatinas; Melanotropinas; Sus derivados. › de hongos.
  • C11D11/00 C […] › C11 ACEITES, GRASAS, MATERIAS GRASAS O CERAS ANIMALES O VEGETALES; SUS ACIDOS GRASOS; DETERGENTES; VELAS.C11D COMPOSICIONES DETERGENTES; UTILIZACION DE UNA SOLA SUSTANCIA COMO DETERGENTE; JABON O SU FABRICACION; JABONES DE RESINA; RECUPERACION DE LA GLICERINA.Métodos particulares para la preparación de composiciones que contienen mezclas de detergentes.
  • C11D3/386 C11D […] › C11D 3/00 Otros compuestos que entran en las composiciones detergentes cubiertas por C11D 1/00. › Preparaciones que contienen enzimas.
  • C12N1/14 C […] › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA.C12N MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS CONTIENEN; PROPAGACION, CULTIVO O CONSERVACION DE MICROORGANISMOS; TECNICAS DE MUTACION O DE INGENIERIA GENETICA; MEDIOS DE CULTIVO (medios para ensayos microbiológicos C12Q 1/00). › C12N 1/00 Microorganismos, p.ej. protozoos; Composiciones que los contienen (preparaciones de uso médico que contienen material de protozoos, bacterias o virus A61K 35/66, de algas A61K 36/02, de hongos A61K 36/06; preparación de composiciones de uso médico que contienen antígenos o anticuerpos bacterianos, p. ej. vacunas bacterianas, A61K 39/00 ); Procesos de cultivo o conservación de microorganismos, o de composiciones que los contienen; Procesos de preparación o aislamiento de una composición que contiene un microorganismo; Sus medios de cultivo. › Microorganismos fúngicos (cultivo de setas A01G 18/00; como novedades vegetales A01H 15/00 ); Sus medios de cultivo.
  • C12N1/15 C12N 1/00 […] › modificados por la introducción de material genético extraño.
  • C12N1/19 C12N 1/00 […] › modificados por la introducción de material genético extraño.
  • C12N1/20 C12N 1/00 […] › Bacterias; Sus medios de cultivo.
  • C12N1/21 C12N 1/00 […] › modificados por la introducción de material genético extraño.
  • C12N15/09 C12N […] › C12N 15/00 Técnicas de mutación o de ingeniería genética; ADN o ARN relacionado con la ingeniería genética, vectores, p. ej. plásmidos, o su aislamiento, su preparación o su purificación; Utilización de huéspedes para ello (mutantes o microorganismos modificados por ingeniería genética C12N 1/00, C12N 5/00, C12N 7/00; nuevas plantas en sí A01H; reproducción de plantas por técnicas de cultivo de tejidos A01H 4/00; nuevas razas animales en sí A01K 67/00; utilización de preparaciones medicinales que contienen material genético que es introducido en células del cuerpo humano para tratar enfermedades genéticas, terapia génica A61K 48/00; péptidos en general C07K). › Tecnología del ADN recombinante.
  • C12N15/56 C12N 15/00 […] › que actúan sobre compuestos glicosílicos (3.2), p. ej. amilasa, galactosidasa, lisozima.
  • C12N5/10 C12N […] › C12N 5/00 Células no diferenciadas humanas, animales o vegetales, p. ej. líneas celulares; Tejidos; Su cultivo o conservación; Medios de cultivo para este fin (reproducción de plantas por técnicas de cultivo de tejidos A01H 4/00). › Células modificadas por introducción de material genético extraño, p. ej. células transformadas por virus.
  • C12N9/24 C12N […] › C12N 9/00 Enzimas, p. ej. ligasas (6.); Proenzimas; Composiciones que las contienen (preparaciones para la limpieza de los dientes que contienen enzimas A61K 8/66, A61Q 11/00; preparaciones de uso médico que contienen enzimas A61K 38/43; composiciones detergentes que contienen enzimas C11D ); Procesos para preparar, activar, inhibir, separar o purificar enzimas. › actúan sobre compuestos glicosílicos (3.2).
  • C12N9/42 C12N 9/00 […] › actúan sobre los enlaces beta-glucosídicos-1,4, p. ej. celulasa.
  • C12P19/14 C12 […] › C12P PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN ENZIMAS PARA LA SINTESIS DE UN COMPUESTO QUIMICO DADO O DE UNA COMPOSICION DADA, O PARA LA SEPARACION DE ISOMEROS OPTICOS A PARTIR DE UNA MEZCLA RACEMICA.C12P 19/00 Preparación de compuestos que contienen radicales sacárido (ácido cetoaldónico C12P 7/58). › preparados por acción de una carbohidrasa, p. ej. por acción de la alfa-amilasa.
  • C12Q1/68 C12 […] › C12Q PROCESOS DE MEDIDA, INVESTIGACION O ANALISIS EN LOS QUE INTERVIENEN ENZIMAS, ÁCIDOS NUCLEICOS O MICROORGANISMOS (ensayos inmunológicos G01N 33/53 ); COMPOSICIONES O PAPELES REACTIVOS PARA ESTE FIN; PROCESOS PARA PREPARAR ESTAS COMPOSICIONES; PROCESOS DE CONTROL SENSIBLES A LAS CONDICIONES DEL MEDIO EN LOS PROCESOS MICROBIOLOGICOS O ENZIMOLOGICOS. › C12Q 1/00 Procesos de medida, investigación o análisis en los que intervienen enzimas, ácidos nucleicos o microorganismos (aparatos de medida, investigación o análisis con medios de medida o detección de las condiciones del medio, p. ej. contadores de colonias, C12M 1/34 ); Composiciones para este fin; Procesos para preparar estas composiciones. › en los que intervienen ácidos nucleicos.
  • C12R1/645 C12 […] › C12R SISTEMA DE INDEXACION ASOCIADO A LAS SUBCLASES C12C - C12Q, RELATIVO A LOS MICROORGANISMOS.C12R 1/00 Microorganismos. › Hongos.
  • D06L3/11
  • D06M16/00 TEXTILES; PAPEL.D06 TRATAMIENTO DE TEXTILES O SIMILARES; LAVANDERIA; MATERIALES FLEXIBLES NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR.D06M TRATAMIENTO, NO PREVISTO EN OTRO LUGAR EN LA CLASE D06, DE FIBRAS, HILOS, HILADOS, TEJIDOS, PLUMAS O ARTICULOS FIBROSOS HECHOS DE ESTAS MATERIAS.Tratamiento bioquímico de las fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias, p. ej. enzimático.
  • D06P5/02 D06 […] › D06P TEÑIDO O IMPRESION DE TEXTILES; TEÑIDO DE CUERO, DE PIELES O DE SUSTANCIAS MACROMOLECULARES SOLIDAS DE CUALQUIER FORMA.D06P 5/00 Otras características del teñido o de la impresión de textiles o del teñido del cuero, de pieles o de sustancias macromoleculares de todas formas. › Post-tratamiento.
  • D06P5/15 D06P 5/00 […] › Descarga local de colorantes.
  • D21C9/00 D […] › D21 FABRICACION DEL PAPEL; PRODUCCION DE LA CELULOSA.D21C PRODUCCION DE CELULOSA POR ELIMINACION DE SUSTANCIAS NO CELULOSICAS DE LAS MATERIAS QUE CONTIENEN LA CELULOSA; REGENERACION DE LIQUIDOS RESIDUALES; APARATOS PARA ESTE EFECTO.Post-tratamiento de la pasta de celulosa, p. ej. de la pasta de madera, o de las borras de algodón.
  • D21C9/10 D21C […] › D21C 9/00 Post-tratamiento de la pasta de celulosa, p. ej. de la pasta de madera, o de las borras de algodón. › Blanqueamiento.

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Fragmento de la descripción:

Celulasa de Chr y sosporium y métodos de uso Campo de la invención [0001] Esta invención se refiere a celulasas neutras y/o alcalinas y métodos nuevos para la producción de estas. Más específicamente, esta invención se refiere a celulasas producidas por hongos del género Chr y sosporium y cepas particulares de Chr y sosporium lucknowense. Esta invención también se refiere a usos industriales para estas celulasas neutras o alcalinas y composiciones que las comprenden.

Antecedentes de la invención [0002] Ropa hecha de tejidos celulósicos, como algodón, lino, cáñamo, ramio, cupro, lyocel, newcell, rayón, polinósicas, son muy populares. De interés particular son prendas de ropa, como pantalones vaqueros hechos de tejidos de tela vaquera teñidos de azul índigo hechos de algodón o mezclas de algodón. Estas prendas de ropa se cosen típicamente de tela cortada y dimensionada y tienden a ser rígidas debido a la presencia de composiciones de encolado. En otros casos, las fibras o rollos de tejido se tratan con enzimas antes de la costura de la prenda final. Después de un periodo de desgaste, las prendas de ropa pueden desarrollar un cierto grado de blandura, una reducción total de matiz, al igual que áreas de variación de color localizadas. Además, después de lavados repetidos la prenda continúa para proporcionar un ajuste más cómodo, una sensación más suave y una apariencia gastada. En los últimos años tal comodidad, sensación y apariencia han llegado a ser cada vez más populares.

Los métodos más difundidos para producir esta comodidad, sensación y apariencia implican lavado de prendas de ropa con celulasas en lavadoras grandes con piedras pómez u otros abrasivos. La piedra pómez ayuda a suavizar el tejido y ayuda a proporcionar la superficie descolorida similar a la que se produce por el desgaste extendido del tejido. No obstante, el uso de pómez tiene algunas desventajas. Por ejemplo, la piedra pómez debe quitarse manualmente de prendas de ropa procesadas porque tiende a acumularse en bolsillos, en superficies interiores, en dobleces y en pliegues. También, las piedras pómez pueden causar daño de sobrecarga en motores eléctricos de lavadoras de piedra y obstruir los pasos de drenaje de la máquina y líneas de drenaje. Este tratamiento y problemas de equipamiento se pueden añadir significativamente al coste de hacer negocio y al precio de compra de los productos.

Vistos los problemas del uso de piedra pómez, métodos alternativos al uso de la piedra pómez u otros abrasivos en el proceso de lavado a la piedra se han presentado. Una alternativa implica el uso de tratamientos enzimáticos que descomponen la celulosa en tejidos (Geller patente estadounidense nº 4, 951, 366; Olson patentes US nº 4, 832, 864, 4, 912, 056, Olson et al. Patentes nº 5, 006, 126, 5, 122, 159 y 5, 213, 581, Christner et al. patente U.S. nº 4, 943, 530 , Boegh et al. Patente U.S. nº 4, 788, 682) . Métodos para el tratamiento de la celulosa con tejidos con enzimas hidrolíticas, como celulasas, se conocen en la técnica para mejorar la suavidad o sensación de estos tejidos (Novo Brochure Cellulase SP 227; Novo Brochure Celluzyme; Murata patente estadounidense nº 4, 443, 355; Parslow patente estadounidense nº 4, 661, 289; Tai patente estadounidense nº 4, 479, 881; Barbesgaard patente estadounidense nº 4, 435, 307; Browning patente UK nº 1, 368, 599) .

Celulasas se conocen en la técnica como sistemas enzimáticos que hidrolizan celulosa (enlaces β-1, 4-glucano) , dando así como resultado la formación de glucosa, celobiosa, celo-oligosacáridos y similares. Composiciones de celulasa se componen de diferentes componentes enzimáticos, incluyendo aquellos identificados como exocelobiohidrolasas, endoglucanasas y β-glucosidasas. Por otra parte, estas clases de enzimas pueden separarse además en isoenzimas individuales.

El sistema de celulasa completo se requiere para convertir eficazmente celulosa cristalina en glucosa. Generalmente, si se necesita hidrólisis total de un sustrato de celulosa, la mezcla de celulasa debería contener βglucosidasas y celobiohidrolasas, al igual que endoglucanasas. La endoglucanasas catalizan hidrólisis aleatoria de enlaces β-1, 4-glicosídicos entre unidades de glucosa de polímeros de celulosa. Estos componentes hidrolizan derivados químicos de la celulosa solubles como carboximetilcelulosa, reduciendo así la viscosidad de estas soluciones. Estos componentes enzimáticos actúan en regiones internas del polímero, provocando una reducción rápida en la longitud de cadena media del polímero junto con un aumento lento en el número de extremos de reducción. La reducción rápida en la longitud de cadena media del polímero de celulosa se pone de manifiesto por la reducción en la viscosidad de una solución de celulosa.

La especificidad de sustrato y modo de acción de las celulasas diferentes varía entre cepas de organismos que producen celulasas. Por ejemplo, el mecanismo habitualmente aceptado de acción de celulasa en la celulasa del hongo Trichodemia reesei es que la actividad de endoglucanasa primero rompe los enlaces β-1, 4-glucosídicos internos en regiones de cristalinidad baja de la celulosa (Ruohnen L., et al. en: "Proceedings of the Second Tricel Symposium on Trichoderma Reesei Cellulases and Other Hydrolases", (ed. por P. Sudminen and T. Reinkainen) Foundation for Biotechnology and Industrial Fermentation Research 8; (1993) :87-96) la actividad de celobiohidrolasa se une preferentemente a las regiones cristalinas del extremo no-reducido de la celulosa para liberar celobiosa como producto primario. β-glucosidasa o actividades de celobiasa luego actúan en celo-oligosacáridos, por ejemplo, celobiosa, para dar glucosa como único producto.

Las celulasas se producen en hongos, bacterias y otros microbios. Los hongos típicamente producen un sistema de celulasa completo capaz de degradar formas cristalinas de celulosa. Por ejemplo, Trichoderma reesei produce y secreta todas las actividades enzimáticas necesitadas para descomposición eficaz de celulosa cristalina, llamada endo1, 4-β-D-glucanasas, celobiohidrolasas (exo-1, 4-β-D-glucanasas) y 1, 4-β-D-glucanasas, o β-glucosidasas. Las celulasas fúngicas tienen una ventaja añadida en que las celulasas en hongos pueden producirse fácilmente en cantidades grandes por medio de procedimientos de fermentación.

La celulasas, o sus componentes, se conocen en la técnica por ser útiles en una variedad de aplicaciones industriales textiles, además del proceso de lavado a la piedra. Por ejemplo, celulasas se usan en composiciones detergentes, con motivo de aumentar la capacidad de limpieza de la composición, como agente suavizante, para abrillantado de color, defrisado y otros usos. Cuando se usa así, la celulasa degradará una parte del material celulósico, por ejemplo, tejido de algodón, en el lavado, que facilita la limpieza y/o suavizado del tejido. Los componentes de endoglucanasa de celulasas fúngicas también se han usado para los fines de aumentar la capacidad de limpieza de composiciones detergentes, para uso como agente suavizante y para uso en mejora en la sensación de los tejidos de algodón y similares. No obstante, hay un problema usando la celulasa derivada de Trichoderma spp. y especialmente Trichodemia longibrachiatum en composiciones detergentes. Generalmente, estos componentes tienen su actividad máxima a pHs ácidos mientras que la mayoría de las composiciones de detergente para ropa se formulan para uso a condiciones alcalinas o neutras.

Otras aplicaciones textiles en las que las celulasas se han usado incluyen suavizado (Browning, patente UK nº 1, 368, 599, Parslow, patente U.S. nº 4, 661, 289, Tai patente U.S. nº 4, 479, 881 y Barbesgaard, patente U.S. nº 4, 435, 307) , defibrillation (Gintis, D. Mead, E.J., Textile Research Journal, 29, 1959 ; Cooke, W.D., Journal Of The Textile Research Institute, 74, 3, 1983 ; Boegh, European Patent Application nº 0 220 016) . Las celulasas también se han usado en combinación con un agente polimérico en un proceso para suministrar variación localizada en la densidad de color de las fibras. (WO/94/19528 y WP/94/1529) .

Las celulasas se clasifican en la industria de la confección textil según su intervalo de pH de operación. Celulasas ácidas típicamente tienen su actividad de valor máximo a valores de pH de aproximadamente 4, 0 a 5, 5 y menos, celulasas neutras a sobre pH 5, 5 a 7, 5 y celulasas alcalinas a sobre pH 7, 5 a 11, 0. Algunas composiciones enzimáticas pueden tener intervalos más amplios de operación. Por ejemplo, las celulasas neutro/alcalinas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Composición teniendo actividad de celulasa neutra y/o alcalina, obtenible por un método que comprende crecimiento de un tipo salvaje o mutante del hongo Chr y sosporium lucknowense Garg 27K, número de acceso VKM F-3500D, caracterizada por el hecho de que dicha composición conserva actividad de celulasa a una temperatura entre 40º C y 60º C y a un pH entre 5, 0 y 12, 0.

2. Composición según la reivindicación 1, teniendo al menos 50% de la actividad óptima de celulasa, a un pH entre 6, 0 y 7, 0 y a una temperatura entre 40º y 60º C.

3. Composición según la reivindicación 1 o 2, donde dicha actividad de celulasa se evalúa por ensayo de cualquiera actividad de CMCasa, RBBCMCasa, endoviscométrico o papel de filtro.

4. Fracción de proteína sustancialmente purificada y aislada, obtenida de una composición según la reivindicación 1, conservación de actividad de celulasa a una temperatura entre 40º C y 60º C y a un pH entre 5, 0 y 12, 0.

5. Fracción de proteína según la reivindicación 4 teniendo al menos 50% de su actividad de celulasa máxima a un pH entre 6, 0 y 7, 0 según se mide por cualquier ensayo de actividad de CMCasa, RBBCMCasa, endoviscométrico o papel de filtro.

6. Endoglucanasa obtenible de una fracción según la reivindicación 4 o 5, con un peso molecular de aproximadamente 60 kD y pI de aproximadamente 3.

7. Endoglucanasa obtenible de una fracción según la reivindicación 4 o 5, con un peso molecular de aproximadamente 43 kD y pI de aproximadamente 3.

8. Composición detergente conteniendo una o más enzimas purificadas obtenibles de la fracción de proteína según la reivindicación 4 o 5, y además comprendiendo un tensioactivo, donde una o más enzimas purificadas conservan actividad de celulasa a una temperatura entre 40º C y 60º C y a un pH entre 5, 0 y 12, 0.

9. Composición suavizante de tejido con una o más enzimas purificadas obtenibles de la fracción de proteína según la reivindicación 4 o 5, donde una o más enzimas purificadas conservan actividad de celulasa a una temperatura entre 40º C y 60º C y a un pH entre 5, 0 y 12, 0.

10. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, composición comprendiendo una fracción de proteína según la reivindicación 4 o 5, o composición comprendiendo una endoglucanasa según la reivindicación 6 o 7, para la degradación parcial de material celulósico.

11. Composición según la reivindicación 10, donde la degradación parcial comprende suavizado, blanqueo, lavado a la piedra, teñido de prendas, desfibrilación, biopulido, abrillantado de color, defrisado, o desencolado de tejidos; microfibrilación enzimática, bioblanqueo o destintado de pulpa y papel; o eliminación de aspereza de tejidos celulósicos.

12. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, composición comprendiendo una fracción de proteína según la reivindicación 4 o 5, o composición comprendiendo una endoglucanasa según la reivindicación 6 o 7, para la sacarificación de biomasa de lignocelulosa.

13. Composición según cualquiera de las reivindicacione.

10. 12, comprendiendo además uno o más componentes seleccionados del grupo consistente en piedras pómez, abrasivos, suavizantes, solventes, conservantes, blanqueadores, agentes de azulado, tintes fluorescentes, antioxidantes, solubilizantes, detergentes, tensioactivos, enzimas, constructores, agentes de antireposición, tampones, inhibidores de aglutinación, agentes de enmascarado para factores inhibidores de la actividad de celulasa y activadores de celulasa.

14. Composición según cualquiera de las reivindicacione.

10. 13, donde el pH se sitúa entre 10, 0 y aproximadamente 11, 0.

15. Uso de una composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 -3 .

10. 14, o de una fracción de proteína según la reivindicación 4 o 5, o de una enzima según la reivindicación 6 o 7 en aplicaciones textiles, como suavizado, blanqueo, lavado a la piedra, teñido de prendas, desfibrilación, biopulido, abrilantado de color, defrisado, o desencolado,

o en aplicaciones detergentes, o en la sacarificación de biomasa de lignocelulosa, o en la microfibrilación enzimática, bioblanqueo o destintado de pulpa y papel, o en eliminación de aspereza de tejidos celulósicos.


 

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