Microorganismo heterótrofo termófilo de la especie bacteriana Brevibacillus thermoruber y su uso para la producción de sulfatos.

La presente invención se refiere a un microorganismo de la especie bacteriana Brevibacillus thermoruber con número de acceso CECT7629. También se refiere al uso de un microorganismo que pertenece a la especie bacteriana Brevibacillus thermoruber o de una población bacteriana que comprende un microorganismo de la especie Brevibacillus thermoruber, para la producción de sulfato, donde preferiblemente el sulfato forma un precipitado, o a un método concreto para la producción de sulfato. Asimismo, la presente invención se refiere al uso de dichos microorganismos para consolidar y/o remediar un material inerte mediante el sulfato precipitado y a un método concreto para la consolidación y/o remediación de dicho material inerte.

Microorganismo heterótrofo termófilo de la especie bacteriana Brevibacillus thermoruber y su uso para la producción de sulfatos

La presente invención se refiere a un microorganismo de la especie bacteriana Brevibacillus thermoruber con número de acceso CECT7629. También se refiere al uso de un microorganismo que pertenece a la especie bacteriana Brevibacillus thermoruber o de una población bacteriana que comprende un microorganismo de la especie Brevibacillus thermoruber, para la producción de sulfato, donde preferiblemente el sulfato forma un precipitado, o a un método concreto para la producción de sulfato. Asimismo, la presente invención se refiere al uso de dichos microorganismos para consolidar y/o remediar un material inerte mediante el sulfato precipitado y a un método concreto para la consolidación y/o remediación de dicho material inerte.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

Frente al deterioro de materiales rocosos, por ejemplo edificios y monumentos, se ha propuesto que podrían ser útil diversos mecanismos de compactación de materiales disgregados (como por ejemplo, arenas o areniscas) o la impermeabilización de superficies construidas es de importancia para consolidar estructuras y materiales o evitar un progresivo deterioro de superficies y edificios. En este sentido, son conocidos diversos procedimientos para la consolidación de piedras de construcción o superficies de materiales usando bacterias calcinogénicas productoras de CaCO3 como es el caso de los géneros Micrococcus y Bacillus para el refuerzo de piedra por precipitación y formación de cristales de CaCO3 (Tiano et al., 1999. Journal of Microbiological Methods, 36 [1-2]: 139-145) , por biomineralización bacteriana usando bacterias productoras de carbonatos, como Myxococcus xanthus, que producen la precipitación de carbonato cálcico en la piedra (Jiménez-López et al., 2007. Chemosphere, 68 [10]: 1929-1936) o un procedimiento de protección y/o tratamiento de superficies artificiales por revestimiento de la superficie, preferiblemente roca calcárea, mediante la incrustación de carbonatos de calcio llevada a cabo por microorganismos, preferiblemente de los géneros Bacillus o Pseudomonas (ES2064673 T3) .

Uno de los inconvenientes del uso de carbonatos es que la precipitación y disolución de los mismos depende del pH, por tanto, agua de lluvia (generalmente con un pH ácido, por debajo de 7) puede dar lugar a la disolución de esos precipitados. Esto es lo que ocurre en muchos monumentos y edificios debido al lavado o disolución de minerales. Además, las bacterias propuestas para la remediación de dichos materiales son capaces de crecer a temperaturas ambientales lo que podría originar consecuencias secundarias como resultado de su crecimiento posterior.

También es conocido el uso de especies del género Pseudomonas en procesos de restauración como frescos o monumentos (Ranalli et al., 2005. Journal of Applied Microbiology, 98: 73-83) o utilizando la enzima Proteasa purificada de dicha bacteria. En dicha publicación, Ranalli et al., propusieron eliminar compuestos orgánicos (pegamentos, por ejemplo, utilizando Pseudomonas) .

Por tanto, existe la necesidad de compactar materiales excesivamente porosos, remediar materiales que tras erosión o disolución hayan perdido parte de sus componentes minerales, así como impermeabilizar los substratos, superficies, o edificios, entre otras estructuras, por medio de un procedimiento biológico que solucione el problema planteado sin generar efectos derivados, es decir, evitando el crecimiento posterior de los microorganismos así como la disolución de los complejos precipitados.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un microorganismo de la especie bacteriana Brevibacillus thermoruber con número de acceso CECT7629. La presente invención también se refiere al uso de un microorganismo que pertenece a la especie bacteriana Brevibacillus thermoruber o de una población bacteriana que comprende un microorganismo de la especie Brevibacillus thermoruber, para la producción de sulfato, donde preferiblemente el sulfato forma un precipitado o a un método concreto para la producción de sulfato. Asimismo, la presente invención se refiere al uso de dichos microorganismos para consolidar y/o remediar un material inerte mediante el sulfato precipitado y a un método concreto para la consolidación y/o remediación de dicho material inerte.

La presente invención se refiere al uso de una cepa de la especie Brevibacillus thermoruber (bacteria heterótrofa termófila) capaz de producir sulfatos durante su crecimiento. Aunque los inventores han observado la existencia de especies bacterianas que presentan esas propiedades, han seleccionado la cepa Brevibacillus thermoruber CECT7629 porque produce cantidades de sulfatos en una concentración más alta que el resto de cepas ensayadas o conocidas en el estado de la técnica. Esta bacteria crece óptimamente entre 50 y 60º C, con temperaturas máximas de crecimiento de unos 75º C. El medio empleado para su crecimiento es caldo nutritivo (definido en el apartado de ejemplos) . Para obtener sulfatos precipitados se puede complementar el medio con cloruro de calcio para obtener sulfato de calcio o yeso como producto final. Las bacterias propuestas producen sulfatos a partir del azufre presente en los nutrientes orgánicos del medio y este proceso no depende de compuestos inorgánicos de azufre en el medio.

La cepa bacteriana propuesta produce concentraciones de sulfatos superiores a 1 mM en solución y esta cantidad se aumenta considerablemente al complementar el medio, por ejemplo, pero sin limitarse, con cloruro de calcio y precipitar los sulfatos en solución. El crecimiento de esta bacteria se produce en un máximo de unos cinco días, dependiendo de las condiciones de temperatura y nutrientes a que se lleva a cabo dicho crecimiento. En condiciones óptimas, la bacteria termófila propuesta puede alcanzar su máximo crecimiento en uno o dos días. Tras el crecimiento, se puede llevar a cabo un lavado con agua de la suspensión de células y nutrientes proporcionados para eliminar en lo posible los restos del tratamiento.

La cepa seleccionada en la presente invención puede usarse, por ejemplo, en la conservación de materiales rocosos, por ejemplo edificios y monumentos, o en la compactación de materiales disgregados (como por ejemplo, arenas o areniscas) o en la impermeabilización de superficies construidas.

Un aspecto de la presente invención se refiere a un microorganismo de la especie bacteriana Brevibacillus thermoruber con número de acceso CECT7629. Tal como se muestra en los ejemplos de la presente invención, la secuenciación de 903 nucleótidos del gen 16S rRNA dió como resultado un 99% de identidad con otras cepas de esta especie al comparar dicha secuencia con las secuencias disponibles de las bases de datos públicas.

La clasificación científica de la cepa CECT7629 de la presente invención es: Reino: Bacteria / División: Firmicutes / Clase: Bacilli / Orden: Bacillales / Familia: Paenibacillaceae / Género: Brevibacillus / Especie: thermoruber.

Dicho microorganismo ha sido depositado en la Colección Española de Cultivos Tipo (CECT) el 27 de noviembre de 2009 y le correspondió el nº de depósito CECT7629. La dirección de dicha Autoridad Internacional de depósito es: Universidad de Valencia / Edificio de investigación / Campus de Burjassot / 46100 Burjassot (Valencia) .

La cepa CECT7629 es capaz de crecer en caldo nutritivo (por litro: Extracto de Carne, 3, 0 g; Peptona, 5, 0 g; pH 6, 8-7, 0. Para medio sólido se añaden 20 g de agar) , a una temperatura óptima de crecimiento de 55º C. Las temperaturas mínima y máxima de crecimiento son 40º C y 75º C, respectivamente.

Otro aspecto de la presente invención se refiere a una población bacteriana que comprende el microorganismo con número de acceso CECT7629. La población bacteriana puede estar formada por otras cepas de microorganismos pertenecientes a la misma especie o a una especie distinta. La población bacteriana es un conjunto de al menos dos células en cualquier fase del estado de desarrollo, entre las cuales al menos una es del microorganismo mencionado. El microorganismo de la presente invención puede formar esporas, por tanto, dicho microorganismo puede referirse tanto a una célula esporulada como no esporulada.

Otro aspecto de la presente invención se refiere al uso de un microorganismo que pertenece a la especie bacteriana Brevibacillus thermoruber, o al uso de una población bacteriana... [Seguir leyendo]

1. Microorganismo de la especie bacteriana Brevibacillus thermoruber con número de acceso CECT7629.

2. Población bacteriana que comprende el microorganismo según la reivindicación 1.

3. Uso de un microorganismo que pertenece a la especie bacteriana Brevibacillus thermoruber o de una población bacteriana que comprende un microorganismo de la especie Brevibacillus thermoruber, para la producción de sulfato.

4. Uso según la reivindicación 3, donde el microorganismo es la bacteria según la reivindicación 1, o la población bacteriana es la población según la reivindicación 2.

5. Uso del microorganismo o de la población según cualquiera de las reivindicaciones 3 ó 4, donde el sulfato forma un precipitado.

6. Uso del microorganismo o de la población según la reivindicación 5 para consolidar y/o remediar un material inerte.

7. Uso del microorganismo o de la población según la reivindicación 6, donde el material inerte es un material de construcción.

8. Método para la producción de sulfato que comprende:

a) inocular un microorganismo que pertenece a la especie bacteriana Brevibacillus thermoruber, o de una población bacteriana que comprende un microorganismo de la especie Brevibacillus thermoruber en un medio de cultivo que comprende nutrientes orgánicos con azufre, e b) incubar el cultivo del paso (a) a una temperatura de entre 40º C y 75º C, 9. Método para la producción de sulfato según la reivindicación 8, donde el microorganismo es la bacteria según la reivindicación 1, o la población bacteriana es la población según la reivindicación 2.

10.Método para la producción de sulfato según cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9, donde la incubación del paso (b) se lleva a cabo a una temperatura de entre 50º C y 60º C.

11.Método para la producción de un sulfato precipitado que comprende los pasos del método según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, donde además el medio de cultivo comprende una sal cuyo catión se une al anión sulfato, formando un sulfato precipitado.

12.Método para la producción de un sulfato precipitado según la reivindicación 11, donde el catión de la sal es calcio.

13.Método para consolidar y/o remediar un material inerte, que comprende los pasos del método según cualquiera de las reivindicaciones 11 ó 12, donde el microorganismo se pone en contacto con dicho material.

14.Método según la reivindicación 13, que además comprende eliminar el microorganismo y/o nutrientes del medio de cultivo, presentes en dicho material inerte.