RU2810743C2 - Высушенные биологические композиции и способы их получения - Google Patents
Высушенные биологические композиции и способы их получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2810743C2 RU2810743C2 RU2021116434A RU2021116434A RU2810743C2 RU 2810743 C2 RU2810743 C2 RU 2810743C2 RU 2021116434 A RU2021116434 A RU 2021116434A RU 2021116434 A RU2021116434 A RU 2021116434A RU 2810743 C2 RU2810743 C2 RU 2810743C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- composition
- paragraphs
- microorganisms
- silica
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 333
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 226
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 347
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 169
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 153
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 125
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 46
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 40
- 230000001332 colony forming effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 241000589540 Pseudomonas fluorescens Species 0.000 claims abstract description 12
- 241001149472 Clonostachys rosea Species 0.000 claims abstract description 11
- 238000002459 porosimetry Methods 0.000 claims abstract description 11
- 241000233866 Fungi Species 0.000 claims abstract description 8
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 claims abstract description 8
- 241000244206 Nematoda Species 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 79
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 56
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 40
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 36
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 31
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 25
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims description 22
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims description 22
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims description 22
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 19
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 19
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 claims description 19
- 229920000084 Gum arabic Polymers 0.000 claims description 18
- 235000010489 acacia gum Nutrition 0.000 claims description 18
- 229920000223 polyglycerol Polymers 0.000 claims description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 18
- HDTRYLNUVZCQOY-UHFFFAOYSA-N α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(O)C(O)C(O)C(CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- HDTRYLNUVZCQOY-WSWWMNSNSA-N Trehalose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-WSWWMNSNSA-N 0.000 claims description 17
- HDTRYLNUVZCQOY-LIZSDCNHSA-N alpha,alpha-trehalose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-LIZSDCNHSA-N 0.000 claims description 17
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 17
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 16
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 14
- 150000002840 non-reducing disaccharides Chemical class 0.000 claims description 14
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 14
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 claims description 13
- 239000005913 Maltodextrin Substances 0.000 claims description 13
- 229920002774 Maltodextrin Polymers 0.000 claims description 13
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 13
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 13
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 claims description 13
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 claims description 13
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 claims description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 13
- 229940035034 maltodextrin Drugs 0.000 claims description 13
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 13
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 claims description 13
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 claims description 13
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 claims description 13
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000000205 acacia gum Substances 0.000 claims description 10
- 235000020183 skimmed milk Nutrition 0.000 claims description 10
- 229910002016 Aerosil® 200 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 9
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 9
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 claims description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 9
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 6
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 claims description 6
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 claims description 6
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 claims description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 6
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 6
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 5
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 5
- 239000004533 oil dispersion Substances 0.000 claims description 5
- 239000003223 protective agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 5
- 235000020971 citrus fruits Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 4
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 claims description 4
- 239000006194 liquid suspension Substances 0.000 claims description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 4
- 241000207199 Citrus Species 0.000 claims description 2
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 claims description 2
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011684 Sorghum saccharatum Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 claims description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 claims 2
- 240000006394 Sorghum bicolor Species 0.000 claims 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- -1 precipitated silica Chemical compound 0.000 description 26
- 210000004215 spore Anatomy 0.000 description 24
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 16
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 12
- 229920013818 hydroxypropyl guar gum Polymers 0.000 description 12
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 11
- 244000215068 Acacia senegal Species 0.000 description 9
- 235000006491 Acacia senegal Nutrition 0.000 description 8
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 7
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 7
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 7
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 7
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 7
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 7
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 7
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 6
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 6
- JYIMWRSJCRRYNK-UHFFFAOYSA-N dialuminum;disodium;oxygen(2-);silicon(4+);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Si+4] JYIMWRSJCRRYNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 6
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 6
- 241000193388 Bacillus thuringiensis Species 0.000 description 5
- 241000589173 Bradyrhizobium Species 0.000 description 5
- 229940097012 bacillus thuringiensis Drugs 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 5
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 4
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 4
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 4
- 239000004562 water dispersible granule Substances 0.000 description 4
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 3
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 3
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- 241000751139 Beauveria bassiana Species 0.000 description 3
- 241000593874 Chondrostereum purpureum Species 0.000 description 3
- 241000248757 Cordyceps brongniartii Species 0.000 description 3
- 241001635274 Cydia pomonella Species 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000143456 Hirsutella thompsonii Species 0.000 description 3
- 241000188153 Isaria fumosorosea Species 0.000 description 3
- 241000616663 Isaria sp. Species 0.000 description 3
- 241000186660 Lactobacillus Species 0.000 description 3
- 241000235429 Lagenidium giganteum Species 0.000 description 3
- 241000906090 Lecanicillium longisporum Species 0.000 description 3
- 241001121966 Lecanicillium muscarium Species 0.000 description 3
- 241001373661 Lecanicillium sp. Species 0.000 description 3
- 241000318910 Metarhizium acridum Species 0.000 description 3
- 241000223250 Metarhizium anisopliae Species 0.000 description 3
- 241001303988 Metarhizium rileyi Species 0.000 description 3
- 241001661277 Moelleriella libera Species 0.000 description 3
- 241000887182 Paraphaeosphaeria minitans Species 0.000 description 3
- 241000233637 Phytophthora palmivora Species 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241001465752 Purpureocillium lilacinum Species 0.000 description 3
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 description 3
- 241001626366 Sporothrix insectorum Species 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 3
- 229940039696 lactobacillus Drugs 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 3
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 3
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 239000004563 wettable powder Substances 0.000 description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- 241000572575 Candidatus Pasteuria usgae Species 0.000 description 2
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QUKGYYKBILRGFE-UHFFFAOYSA-N benzyl acetate Chemical compound CC(=O)OCC1=CC=CC=C1 QUKGYYKBILRGFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 2
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N caprylic alcohol Natural products CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N decanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCC(O)=O GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007884 disintegrant Substances 0.000 description 2
- HOWGUJZVBDQJKV-UHFFFAOYSA-N docosane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC HOWGUJZVBDQJKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N dodecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCO LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 125000004494 ethyl ester group Chemical group 0.000 description 2
- SHZIWNPUGXLXDT-UHFFFAOYSA-N ethyl hexanoate Chemical compound CCCCCC(=O)OCC SHZIWNPUGXLXDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BYEVBITUADOIGY-UHFFFAOYSA-N ethyl nonanoate Chemical compound CCCCCCCCC(=O)OCC BYEVBITUADOIGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- FNAZRRHPUDJQCJ-UHFFFAOYSA-N henicosane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC FNAZRRHPUDJQCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBFCDTFDPHXCNY-UHFFFAOYSA-N icosane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCC CBFCDTFDPHXCNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000012669 liquid formulation Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- HQKMJHAJHXVSDF-UHFFFAOYSA-L magnesium stearate Chemical compound [Mg+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O HQKMJHAJHXVSDF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- LQERIDTXQFOHKA-UHFFFAOYSA-N nonadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCC LQERIDTXQFOHKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N nonane Chemical compound CCCCCCCCC BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FBUKVWPVBMHYJY-UHFFFAOYSA-N nonanoic acid Chemical compound CCCCCCCCC(O)=O FBUKVWPVBMHYJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N octanoic acid Chemical compound CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- YKNWIILGEFFOPE-UHFFFAOYSA-N pentacosane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC YKNWIILGEFFOPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCOZIPAWZNQLMR-UHFFFAOYSA-N pentadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCC YCOZIPAWZNQLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 238000013207 serial dilution Methods 0.000 description 2
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N streptomycin Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 description 2
- POOSGDOYLQNASK-UHFFFAOYSA-N tetracosane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC POOSGDOYLQNASK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BGHCVCJVXZWKCC-UHFFFAOYSA-N tetradecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC BGHCVCJVXZWKCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FIGVVZUWCLSUEI-UHFFFAOYSA-N tricosane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC FIGVVZUWCLSUEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IIYFAKIEWZDVMP-UHFFFAOYSA-N tridecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCC IIYFAKIEWZDVMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N triton Chemical compound [3H+] GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N 0.000 description 2
- RSJKGSCJYJTIGS-UHFFFAOYSA-N undecane Chemical compound CCCCCCCCCCC RSJKGSCJYJTIGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 2
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 2
- 239000004554 water soluble tablet Substances 0.000 description 2
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 2
- DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 1-butoxybutane Chemical compound CCCCOCCCC DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylpiperidin-4-one Chemical compound CS(=O)(=O)N1CCC(=O)CC1 RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WLJVXDMOQOGPHL-PPJXEINESA-N 2-phenylacetic acid Chemical compound O[14C](=O)CC1=CC=CC=C1 WLJVXDMOQOGPHL-PPJXEINESA-N 0.000 description 1
- BWDBEAQIHAEVLV-UHFFFAOYSA-N 6-methylheptan-1-ol Chemical compound CC(C)CCCCCO BWDBEAQIHAEVLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 description 1
- 229920000856 Amylose Polymers 0.000 description 1
- 235000019737 Animal fat Nutrition 0.000 description 1
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 1
- 239000005632 Capric acid (CAS 334-48-5) Substances 0.000 description 1
- 239000005635 Caprylic acid (CAS 124-07-2) Substances 0.000 description 1
- 240000006432 Carica papaya Species 0.000 description 1
- 235000009467 Carica papaya Nutrition 0.000 description 1
- 235000003301 Ceiba pentandra Nutrition 0.000 description 1
- 244000146553 Ceiba pentandra Species 0.000 description 1
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 1
- 229920002785 Croscarmellose sodium Polymers 0.000 description 1
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 1
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 1
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-M Glycolate Chemical compound OCC([O-])=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 102000003886 Glycoproteins Human genes 0.000 description 1
- 108090000288 Glycoproteins Proteins 0.000 description 1
- 240000007472 Leucaena leucocephala Species 0.000 description 1
- 235000010643 Leucaena leucocephala Nutrition 0.000 description 1
- 229920000168 Microcrystalline cellulose Polymers 0.000 description 1
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000772415 Neovison vison Species 0.000 description 1
- 241000233654 Oomycetes Species 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001236817 Paecilomyces <Clavicipitaceae> Species 0.000 description 1
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000005662 Paraffin oil Substances 0.000 description 1
- 241001668579 Pasteuria Species 0.000 description 1
- 235000019483 Peanut oil Nutrition 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019774 Rice Bran oil Nutrition 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 235000019485 Safflower oil Nutrition 0.000 description 1
- 240000003829 Sorghum propinquum Species 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019486 Sunflower oil Nutrition 0.000 description 1
- 102000004243 Tubulin Human genes 0.000 description 1
- 108090000704 Tubulin Proteins 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N anhydrous glutaric acid Natural products OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000013011 aqueous formulation Substances 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 210000004666 bacterial spore Anatomy 0.000 description 1
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960004365 benzoic acid Drugs 0.000 description 1
- 229940007550 benzyl acetate Drugs 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 229940088623 biologically active substance Drugs 0.000 description 1
- 230000000853 biopesticidal effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 235000010338 boric acid Nutrition 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 description 1
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 description 1
- 239000010495 camellia oil Substances 0.000 description 1
- 229920001525 carrageenan Polymers 0.000 description 1
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 1
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 235000012716 cod liver oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003026 cod liver oil Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 235000005687 corn oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000002285 corn oil Substances 0.000 description 1
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 1
- 235000012343 cottonseed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000002385 cottonseed oil Substances 0.000 description 1
- 229960001681 croscarmellose sodium Drugs 0.000 description 1
- 229960000913 crospovidone Drugs 0.000 description 1
- 235000010947 crosslinked sodium carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N cyclohexanol Chemical compound OC1CCCCC1 HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FHADSMKORVFYOS-UHFFFAOYSA-N cyclooctanol Chemical compound OC1CCCCCCC1 FHADSMKORVFYOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XCIXKGXIYUWCLL-UHFFFAOYSA-N cyclopentanol Chemical compound OC1CCCC1 XCIXKGXIYUWCLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 1
- 235000021186 dishes Nutrition 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 description 1
- MVPICKVDHDWCJQ-UHFFFAOYSA-N ethyl 3-pyrrolidin-1-ylpropanoate Chemical compound CCOC(=O)CCN1CCCC1 MVPICKVDHDWCJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 235000001727 glucose Nutrition 0.000 description 1
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 1
- 239000007952 growth promoter Substances 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 239000003906 humectant Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002356 laser light scattering Methods 0.000 description 1
- 239000000944 linseed oil Substances 0.000 description 1
- 235000021388 linseed oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 235000019359 magnesium stearate Nutrition 0.000 description 1
- QPJVMBTYPHYUOC-UHFFFAOYSA-N methyl benzoate Chemical group COC(=O)C1=CC=CC=C1 QPJVMBTYPHYUOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 1
- OSWPMRLSEDHDFF-UHFFFAOYSA-N methyl salicylate Chemical group COC(=O)C1=CC=CC=C1O OSWPMRLSEDHDFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000008108 microcrystalline cellulose Substances 0.000 description 1
- 229940016286 microcrystalline cellulose Drugs 0.000 description 1
- 235000019813 microcrystalline cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 239000006151 minimal media Substances 0.000 description 1
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- JXTPJDDICSTXJX-UHFFFAOYSA-N n-Triacontane Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC JXTPJDDICSTXJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002663 nebulization Methods 0.000 description 1
- 238000000696 nitrogen adsorption--desorption isotherm Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 235000014571 nuts Nutrition 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002446 octanoic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000004006 olive oil Substances 0.000 description 1
- 235000008390 olive oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 description 1
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010690 paraffinic oil Substances 0.000 description 1
- 238000003921 particle size analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000312 peanut oil Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N phenyl(114C)methanol Chemical compound O[14CH2]C1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 235000013809 polyvinylpolypyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 229920000523 polyvinylpolypyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 239000001965 potato dextrose agar Substances 0.000 description 1
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 description 1
- 244000062645 predators Species 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000008165 rice bran oil Substances 0.000 description 1
- 235000005713 safflower oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003813 safflower oil Substances 0.000 description 1
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000012898 sample dilution Substances 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N sec-butyl acetate Chemical compound CCC(C)OC(C)=O DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011803 sesame oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008159 sesame oil Substances 0.000 description 1
- 229940080313 sodium starch Drugs 0.000 description 1
- 229940045902 sodium stearyl fumarate Drugs 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000028070 sporulation Effects 0.000 description 1
- 238000012430 stability testing Methods 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002600 sunflower oil Substances 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 239000007916 tablet composition Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012222 talc Nutrition 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 1
- ZSDSQXJSNMTJDA-UHFFFAOYSA-N trifluralin Chemical compound CCCN(CCC)C1=C([N+]([O-])=O)C=C(C(F)(F)F)C=C1[N+]([O-])=O ZSDSQXJSNMTJDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002383 tung oil Substances 0.000 description 1
- 239000010698 whale oil Substances 0.000 description 1
Abstract
Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложены высушенная биологическая композиция для доставки микроорганизмов, которые можно использовать в сельском хозяйстве (варианты); способ получения высушенной композиции и способ борьбы с насекомыми, грибами или нематодами на обрабатываемой поверхности, включающий нанесение эффективного количества необязательно разбавленной композиции на обрабатываемую область. Композиция включает субстрат кремнезем и микроорганизмы Clonostachys rosea или Pseudomonas fluorescens, нанесенные на поверхность субстрата, с содержанием общей влаги от приблизительно 0,01 мас.% до приблизительно 15 мас.%; объем пор субстрата составляет приблизительно 0,01-1,20 см3/г на основании модели Баррета-Джойнера-Халенда, или площадь поверхности BET субстрата составляет приблизительно 400-600 м2/г и объем пор составляет более 1 см3/г на основании модели Баррета-Джойнера-Халенда, или более 2 см3/г по данным ртутной порометрии. Изобретения обеспечивают получение микроорганизмов в высушенной стабильной форме с повышенным содержанием колониеобразующих единиц. 4 н. и 37 з.п. ф-лы, 4 ил., 8 табл., 25 пр.
Description
Область техники
Настоящее изобретение относится к высушенным и стабильным биологическим композициям с высоким содержанием колониеобразующих единиц и к способам их получения и применения.
Предпосылки создания настоящего изобретения
Микробные инсектициды, гербициды, фунгициды и активаторы роста, полезные вирусы, бактерии, дрожжи и грибы, направленные на определенные виды насекомых или растений, вызывают возрастающий интерес в сельскохозяйственной отрасли благодаря низкому воздействию на нецелевые виды и окружающую среду. Однако поддержание жизнеспособности таких продуктов, в основном, является сложной задачей в процессе хранения и обработки составов. В настоящее время микробные пестицидные продукты можно получать в виде жидких или высушенных составов. Жидкие составы обычно включают суспензии таких микроорганизмов в воде, маслах или эмульсиях для поддержания жизнеспособности и эффективности. Такие жидкие составы, однако, необходимо хранить и транспортировать при низкой температуре, что часто является затруднительным и нерентабельным. Сухие составы, с другой стороны, обычно включают переработку микроорганизмов в смачиваемые порошки, гранулы, крупнозернистые формы или формы с покрытием или кристаллизующиеся формы для упрощения хранения и транспортировки. Однако при получении составов таких микроорганизмов в высушенной форме для облегчения обращения с ними возникают проблемы в связи с нагреванием при высушивании при переработке состава.
В патенте US 8409822 (Trevino et al) описаны и заявлены композиции, предназначенные для переработки микроорганизмов в сухом режиме, включающем гранулы осажденного кремнезема с пористой структурой и микроорганизмы, включенные в поры гранул осажденного кремнезема, где композиция является пригодной для проникновения микроорганизмов в поры гранул осажденного кремнезема. Также в патенте US 9296989 (Trevino et al) описаны и заявлены композиции для доставки живых клеток в сухом режиме, включающем инертный носитель-подложку с порами, живые клетки, включенные в поры инертного носителя-подложки, и поверхностный слой, нанесенный на внешнюю поверхность инертного носителя-подложки, содержащего живые клетки, где поверхностный слой является проницаемым для молекул, которые способствуют росту живых клеток таким образом, что композиция является пригодной для обеспечения проникновения живых клеток в инертный носитель-подложку по сравнению с другой композицией, не содержащей поверхностного слоя. Несмотря на то, что композиции, раскрытые в патентах Trevino et al, заявлены как полученные в "сухом режиме", фактически они не являются высушенными, поскольку указано, что жидкости включающие живые микроорганизмы в значительной степени включены в поры осажденного кремнезема. Кремнезем, как описано в патентах Trevino et al, действует в качестве абсорбента и содержит от 25 до 75% живых микроорганизмов. При таком уровне загрузки загруженный кремнезем является сыпучим, но определен как сухой на ощупь. Такие композиции относительно ограничены в применении, поскольку концентрация организмов и содержание воды в кремнеземе не оптимизированы и возможна быстрая потеря активности, т.к. организмы все еще могут дышать.
Различные защитные вещества, такие как сульфоксиды, спирты, моносахариды, полисахариды, аминокислоты, пептиды, гликопротеины и другие добавки можно использовать для защиты микроорганизмов от повреждения при обезвоживании. В патенте US 5360607 (Eyal et al) описаны и заявлены улучшенные, стабильные, высушенные, крупнозернистые формы биопестицидных композиций на инертном носителе, способные поддерживать рост грибов, стимулировать споруляцию конидий и энтомогенную биомассу грибов, полученную методом глубинной ферментации изолята грибов Paecilomyces fumosoroeus. В данном способе, однако, используется альгинат для инкапсулирования природных крупнозернистых форм, которые подвержены изменениям, предпочтительно по содержанию влаги (например, по уровню активности воды (Aw)), благодаря которому микроорганизмы сохраняют способность выживать и дышать.
Все еще существует необходимость в данной области техники получения микроорганизмов в высушенной стабильной форме в высокой концентрации.
Краткое описание настоящего изобретения
Авторами настоящего изобретения неожиданно было установлено, что микроорганизмы, такие как споры плесени и бактерий, могут быть получены и высушены при определенной температуре на поверхности различных субстратов, с получением высушенных биологических композиций с улучшенной выживаемостью и концентрацией или количеством колониеобразующих единиц ("КОЕ"), превышающих известные в данной области техники уровни. Для обеспечения требуемого уровня КОЕ таких высушенных биологических композиций (концентрированные высушенные биологические композиции) в настоящем изобретении определены несколько взаимосвязанных параметров для создания оптимальной окружающей среды для микроорганизмов, которая предназначена для нанесения на них, без снижения выживаемости. Во-первых, субстрат выбран из группы пористых частиц с удельной поверхностью по методу Брюнера-Эммета-Теллера (BET) от 10 до 400 м2/г. Во-вторых, микроорганизмы высушивают на таком субстрате до требуемой общей концентрации воды от приблизительно 0,01 мас. % до приблизительно 15 мас. %. При достижении требуемой общей концентрации воды в комбинации с особым параметром субстрата, создается определенная активность воды (Aw), поскольку активность воды зависит как от общего количества воды, так и от относительной доступности воды, контролируемой особым субстратом. Способность адаптировать идеальную поверхностную активность воды позволяет стабилизировать биологический материал в требуемом состоянии покоя, которое описывается небольшим изменением дополнительного времени колониеобразующей единицы ("КОЕ").
Следовательно, в первом объекте настоящего изобретения предлагается высушенная биологическая композиция (композиция I), в основном включающая, а в предпочтительном варианте, состоящая из (i) субстрата и (ii) микроорганизмов, нанесенных на поверхность указанного субстрата, где общее содержание влаги в композиции составляет от приблизительно 0,01 мас. % до приблизительно 15 мас. %. Неожиданно было установлено, что микроорганизмы можно перерабатывать в форму, в которой они могут выживать на определенном субстрате в состоянии покоя с высокой концентрацией и при хорошей выживаемости, что обеспечивается полученным уровнем поверхностной активности воды. Предпочтительно в первом объекте настоящего изобретения предлагается следующая композиция I:
1.1 Композиция I, в которой общее содержание влаги в композиции составляет от приблизительно 0,01 мас. % до приблизительно 8 мас. %;
1.2 Композиция I или 1.1, в которой общее содержание влаги в композиции составляет от приблизительно 3 мас. % до приблизительно 8 мас. %; предпочтительно от 5 мас. % до 8 мас. %, еще более предпочтительно выбрано из значений 3 мас. %, 5 мас. % и 7 мас. %;
1.3 Композиция I, или 1.1 или 1.2, в которой величина активности воды (Aw) в композиции составляет от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,6, предпочтительно от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,6, еще более предпочтительно от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,5;
1.4 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.3, где композиция характеризуется значением более приблизительно 107 КОЕ/г, предпочтительно приблизительно 108 КОЕ/г или более, более предпочтительно приблизительно 109 КОЕ/г или более, еще более предпочтительно приблизительно 1010 КОЕ/г или более, более предпочтительно приблизительно 1011 КОЕ/г или более, наиболее предпочтительно приблизительно 1012 КОЕ/г или более;
1.5 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.4, где субстрат выбран из группы, состоящей из кремнезема (например, осажденного кремнезема, предпочтительно гидрофильного кремнезема, например, кремнезема SIPERNAT® 22), диатомовой земли, силикагеля, силикатов (например, алюминосиликатов, таких как ZEOLEX® 301, или глин) и водонерастворимого природного волокнистого материала, такого как целлюлоза;
1.6. Композиция I или любая из композиций 1.1-1.5, в которой субстратом является кремнезем;
1.7 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.6, в которой субстратом является осажденный кремнезем;
1.8 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.7, в которой субстратом является гидрофильный кремнезем, например кремнезем SIPERNAT® 22;
1.9 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.5, в которой субстратом является водонерастворимый природный волокнистый материал, такой как целлюлоза;
1.10 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.5, в которой субстратом является диатомовая земля;
1.11 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.5, в которой субстратом является силикагель;
1.12 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.5, в которой субстратом являются силикаты (например, алюминосиликаты, такие как ZEOLEX® 301), или глины;
1.13 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.13, в которой размер частиц (d50) субстрата составляет приблизительно 5-200 мкм, предпочтительно приблизительно 8-160 мкм, более предпочтительно приблизительно 9-150 мкм, еще более предпочтительно приблизительно 50-150 мкм, более предпочтительно приблизительно 50-130 мкм, наиболее предпочтительно выбран из группы, состоящей из значений приблизительно 50 мкм, приблизительно 85 мкм и приблизительно 120 мкм;
1.14 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.14, в которой площадь поверхности BET субстрата составляет приблизительно 2-400 м2/г, предпочтительно приблизительно 5-400 м2/г, более предпочтительно приблизительно 10-400 м2/г, еще более предпочтительно приблизительно 30-400 м2/г, более предпочтительно приблизительно 30-300 м2/г, еще более предпочтительно приблизительно 40-200 м2/г, наиболее предпочтительно приблизительно 180 м2/г;
1.15 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.14, в которой площадь поверхности BET субстрата составляет приблизительно 2 м2/г, предпочтительно приблизительно 5 м2/г;
1.16 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.14, в которой площадь поверхности BET субстрата составляет приблизительно 180 м2/г;
1.17 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.16, в которой объем пор субстрата составляет приблизительно 0,01-1,20 см3/г, предпочтительно приблизительно 0,05-1,20 см3/г, более предпочтительно приблизительно 0,10-1,00 см3/г, еще более предпочтительно приблизительно 0,20-0,95 см3/г;
1.18 Композиция I или одна из композиций 1.1-1.17, в которой указанная композиция включает осажденный кремнезем, площадь поверхности BET которого составляет приблизительно 50-200 м2/г, предпочтительно приблизительно 180 м2/г, а содержание общей влаги в указанной композиции составляет от приблизительно 5 мас. % до приблизительно 8 мас. %;
1.19 Композиция I или одна из композиций 1.1-1.18, в которой указанная композиция включает осажденный кремнезем, площадь поверхности BET которого составляет приблизительно 50-200 м2/г, предпочтительно приблизительно 180 м2/г, размер частиц составляет приблизительно 5-200 мкм, более предпочтительно приблизительно 120 мкм, а содержание общей влаги в указанной композиции составляет от приблизительно 5 мас. % до приблизительно 8 мас. %;
1.20 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.19, в которой конечная концентрация микроорганизмов составляет от приблизительно 4 до приблизительно 40 мас. %, предпочтительно от приблизительно 4 до приблизительно 20 мас. % в расчете на общую массу композиции;
1.21 Композиция I или одна из композиций 1.1-1.20, в которой микроорганизмы выбраны из группы, состоящей из Bacillus subtilis QST713, Pasteuria usgae; Beauveria bassiana, Coniothyrium minitans, Chondrostereum purpureum, Paecilomyces lilacinus, Aschersonia aleyrodis, Beauveria brongniartii, Hirsutella thompsonii, Isaria fumosorosea, Isaria sp., Lecanicillium longisporum, Lecanicillium muscarium, Lecanicillium sp., Metarhizium anisopliae, Metarhizium anisopliae var. acridum, Nomuraea rileyi Sporothrix insectorum; Cydia pomonella GV; Phytophthora palmivora, Lagenidium giganteum, Bacillus thuringiensis, Pseudomonas fluorescens, Bradyrhizobium, Mycorrhiza, Clonostachys rosea, Bacillus spp. и Lactobacillus spp., или любых их комбинаций, предпочтительно выбраны из группы, состоящей из Bacillus thuringiensis, Pseudomonas fluorescens, Bradyrhizobium, Mycorrhiza, Clonostachys rosea или любых их комбинаций;
1.22 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.21, в которой микроорганизмами являются Clonostachys rosea, в другом варианте Pseudomonas fluorescens;
1.23 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.22, которая дополнительно включает один или более эксципиентов, предпочтительно один или более агрохимически приемлемых эксципиентов;
1.24 Композиция 1.22 в форме таблетки, сыпучей концентрированной формы, например, для обработки семян, или в форме масляной дисперсии;
1.25 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.24, где для композиции не требуется экзогенный защитный агент, такой как инкапсулирование в альгинате;
1.26 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.25, где композиция дополнительно включает полимер, который выбран из группы, состоящей из поливинилового спирта, ксантановой камеди, аравийской камеди, других полисахаридов, таких как мальтодекстрин, гуаровая камедь (например, гидроксипропилгуаровая камедь) и полиэтиленгликоль;
1.27 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.26, где композиция дополнительно включает второй субстрат в качестве внешнего слоя;
1.28 Композиция 1.27, в которой второй субстрат выбран из осажденного кремнезема, такого как например кремнезем SIPERNAT® 50 S, или тонкодисперсного кремнезема, такого как кремнезем AEROSIL® 200, AEROSIL® R 972 или AEROSIL® R 812S;
1.29 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.28, в которой число колониеобразующих единиц на грамм композиции (КОЕ/г) остается на уровне приблизительно более 107 КОЕ/г после хранения при комнатной температуре в течение 120 дней;
1.30 Композиция I или любая из композиций 1.11.29, в которой число колониеобразующих единиц на грамм композиции (КОЕ/г) остается на уровне приблизительно более 107 КОЕ/г после хранения при 40°С в течение 40 дней;
1.31 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.30, в которой число колониеобразующих единиц на грамм композиции (КОЕ/г) остается на уровне приблизительно более 107 КОЕ/г после хранения при относительной влажности 65% или менее в течение 40 дней;
1.32 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.31, где насыпная плотность композиции составляет более 150% в расчете на насыпную плотность очищенного материала субстрата;
1.33 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.32, где размер микроорганизмов больше диаметра пор субстрата или микроорганизмы наносят на поверхность субстратов;
1.34 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.24 или 1.27-1.33, где композиция дополнительно включает (i) полимер, выбранный из группы, состоящей из поливинилового спирта, ксантановой камеди, аравийской камеди или других полисахаридов, таких как мальтодекстрин, гуаровая камедь (например, гидроксипропилгуаровая камедь), полиэтиленгликоль и полиглицерин, или (ii) невосстанавливающиеся дисахариды, такие как трегалоза или сахароза, или (iii) обезжиренное молоко или диметилсульфоксид;
1.35 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.24 или 1.27-1.33, где композиция дополнительно включает невосстанавливающиеся дисахариды, такие как трегалоза или сахароза;
1.36 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.24 или 1.27-1.33, где композиция дополнительно включает полимер, такой как полиглицерин, в частности сверхразветвленный полимер полиглицерина;
1.37 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.36, в которой указанный вторичный субстрат представляет собой тонкодисперсные гидрофобные или гидрофильные частицы, где поверхность таких частиц обработана, например, силанами или силиконовым маслом для модификации смачиваемости или тенденции образцов к абсорбции воды;
1.38 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.37, в которой указанный вторичный субстрат представляет собой кремнезем или глину, поверхность таких кремнезема или глины обработана, например, силанами или силиконовым маслом для модификации смачиваемости или тенденции образцов к абсорбции воды;
1.39 Композиция I или любая из композиции 1.1-1.38, в которой второй субстрат характеризуется высокой площадью поверхности BET, например от 50 до 750 м2/г, предпочтительно 50-380 м2/г;
1.40 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.39, в которой второй субстрат представляет собой гидрофобный кремнезем;
1.41 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.40, в которой второй субстрат представляет собой осажденный кремнезем;
1.42 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.41, в которой второй субстрат представляет собой осажденный кремнезем с высокой площадью поверхности BET, например от 50 до 750 м2/г, предпочтительно 50-380 м2/г;
1.43 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.42, в которой второй субстрат представляет собой кремнезем SIPERNAT® 50 или ZEOFREE®, предпочтительно кремнезем SIPERNAT® 50,
1.44 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.40, в которой второй субстрат представляет собой тонкодисперсный кремнезем;
1.45 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.44, в которой второй субстрат представляет собой тонкодисперсный кремнезем;
1.46 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.44, в которой второй субстрат представляет собой гидрофобный тонкодисперсный кремнезем;
1.47 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.44, в которой второй субстрат представляет собой гидрофобный тонкодисперсный кремнезем, площадь поверхности BET которого составляет от 180 до 220 м2/г с содержанием углерода от 3,5 до 5%, такой как кремнезем AROSIL® R202;
1.48 Композиция I или любая из композиций 1.1-1.6, 1.13, 1.17 или 1.20-1.47, в которой первый субстрат представляет собой кремнезем, площадь поверхности BET которого составляет 400-600 м2/г, предпочтительно 500 м2/г;
1.49 Композиция 1.48, в которой объем пор указанного кремнезема составляет более 1 см3/г, предпочтительно 1,4 см3/г или более на основании модели Баррета-Джойнера-Халенды, или более 2 см3/г, предпочтительно 2,2 по данным ртутной порометрии;
1.50 Композиция 1.49, в которой кремнезем представляет собой кремнезем SIPERNAT® 50.
Во втором объекте настоящего изобретения предлагается способ получения высушенной биологической композиции, включающей, в предпочтительном варианте по существу состоящей из субстрата и микроорганизмов, нанесенных на субстрат, где содержание влаги композиции составляет от приблизительно 0,01 мас. % до приблизительно 15 мас. %, где в предпочтительном варианте способ по существу включает, а в другом предпочтительном варианте состоит из следующих стадий: (1) объединение смеси, раствора или суспензии, содержащих микроорганизмы, с субстратом, и (2) высушивание смеси субстрат-микроорганизм для достижения общего содержания влаги от приблизительно 0,01 до приблизительно 15 мас. % (способ I). Предпочтительно, в настоящем изобретении предлагается способ I, как описано ниже:
2.1 Способ I, где микроорганизмы собирают с поверхности семени путем механического растирания или полирования поверхности семени (стадия (а)), с получением тонкоизмельченной фракции, содержащей микроорганизмы, предпочтительно содержащей споры грибов, и некоторые части семени. Предпочтительно, выход микроорганизмов в тонкодисперсной фракции составляет более 109 КОЕ/г исходно растертого или полированного семени. Более предпочтительно способ включает просеивание (стадия (б)), с получением тонкодисперсной фракции для получения порошка с требуемым распределением частиц по размеру для последующих стадий процесса. Предпочтительно порошок используют для получения смеси, раствора или суспензии микроорганизмов (стадия в);
2.2 Способ 2.1, где стадия (а) включает растирание с использованием шлифовального камня для отделения семени от тонкодисперсной фракции;
2.3 Способ 2.1, где стадия (а) включает растирание с использованием вращающегося вала внутри защитной трубы щелевидного сита в условиях под давлением с последующим просеиванием и фильтрованием для отделения семени от тонкодисперсной фракции;
2.4 Способ I или любой из способов 2.1-2.3, где просеивание тонкодисперсной фракции со стадии (б) включает просеивание через сито с отверстиями размером от 20 до 800 мкм, предпочтительно от 100 мкм до 300 мкм;
2.5 Способ I, где микроорганизмы собирают с поверхности семени путем смывания их водой и отделения семени и жидкого раствора или суспензии микроорганизмов. Предпочтительно, семена перемешивают в воде в течение от 1 до 20 мин. Более предпочтительно отделение твердых частиц от жидкости проводят в нутч-фильтре под давлением, еще более предпочтительно размер отверстий нутч-фильтра под давлением составляет от 1 до 3 мм. Еще более предпочтительно время обезвоживания в нутч-фильтре под давлением составляет 20-200 с. Еще более предпочтительно фильтрационное давление в нутч-фильтре составляет от 1 до 3 бар. Еще более предпочтительно раствор или суспензию микроорганизмов концентрируют путем отделения микроорганизмов от жидкости в поле центробежных сил. Еще более предпочтительно стадия концентрирования включает разделение в тарельчатом сепараторе. Еще более предпочтительно стадию концентрирования повторяют с разбавлением концентрата водой и последующем втором концентрировании в поле центробежных сил для отделения растворимых частей от микроорганизмов;
2.6 Способ I или любой из способов 2.1-2.5, где на стадии (2) смесь субстрат-микроорганизм высушивают до общего содержания влаги от приблизительно 0,01 мас. % до приблизительно 15 мас. %, предпочтительно от приблизительно 0,01 мас. % до приблизительно 8 мас. %, более предпочтительно от приблизительно 3 мас. % до приблизительно 8 мас. %, еще более предпочтительно от приблизительно 5 мас. % до приблизительно 8 мас. %, наиболее предпочтительно выбран из значений 3 мас. %, 5 мас. % и 7 мас. %;
2.7 Способ I или любой из способов 2.1-2.6, где стадия высушивания (2) включает высушивание смесей субстрата и микроорганизмов в псевдоожижженном слое;
2.8 Способ I или любой из способов 2.1-2.6, где стадия высушивания (2) включает высушивание с распылением смесей субстрата и микроорганизмов;
2.9 Способ I или любой из способов 2.1-2.6, где стадия высушивания (2) включает контактное высушивание смесей субстрата и микроорганизмов;
2.10 Способ I или любой из способов 2.1-2.6, где стадия высушивания (2) включает высушивание замораживанием смесей субстрата и микроорганизмов;
2.11 Способ I или любой из способов 2.1-2.10, где температура воздуха для высушивания составляет приблизительно 130°С или менее, предпочтительно приблизительно 90°С или менее, более предпочтительно приблизительно 80°С или менее, еще более предпочтительно приблизительно 30°-50°С, более предпочтительно приблизительно 40°-50°С, еще более предпочтительно приблизительно 40°-45°С, наиболее предпочтительно приблизительно 43°С;
2.12 Способ I или любой из способов 2.1-2.11, где порошкообразный слой поддерживают при температуре приблизительно 35°С или менее, предпочтительно приблизительно 30°С или менее, более предпочтительно от приблизительно 25°С до 35°С;
2.13 Способ I или любой из способов 2.1-2.7, где скорость распыления составляет приблизительно 2 мл/г субстрата;
2.14 Способ I или любой из способов 2.1-2.13, где величина активности воды (Aw) полученной композиции составляет от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,6, предпочтительно от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,6, более предпочтительно от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,5;
2.15 Способ I или любой из способов 2.1-2.14, где число колониеобразующих единиц микроорганизмов на грамм композиции (КОЕ/г), составляет, например, более 107 КОЕ/г, предпочтительно приблизительно 108 колониеобразующих единиц на грамм (КОЕ/г) или более, более предпочтительно приблизительно 109 КОЕ/г или более, еще более предпочтительно приблизительно 1010 КОЕ/г или более, более предпочтительно приблизительно 1011 КОЕ/г или более, наиболее предпочтительно приблизительно 1012 КОЕ/г или более;
2.16 Способ I или любой из способов 2.1-2.15, где субстрат выбран из группы, состоящей из кремнезема (например, осажденного кремнезема, предпочтительно гидрофильного кремнезема, например, кремнезема SIPERNAT® 22), диатомовой земли, силикагеля, силикатов (например, алюминосиликатов, таких как ZEOLEX® 301, или глины) и водонерастворимого природного волокнистого материала, такого как целлюлоза;
2.17 Способ I или любой из способов 2.1-2.16, где субстрат представляет собой кремнезем;
2.18 Способ I или любой из способов 2.1-2.17, где субстрат представляет собой осажденный кремнезем;
2.19 Способ I или любой из способов 2.1-2.18, где субстрат представляет собой гидрофильный кремнезем, например, кремнезем SIPERNAT® 22;
2.20 Способ I или любой из способов 2.1-2.16, где субстрат представляет собой водонерастворимый природный волокнистый материал, такой как целлюлоза;
2.21 Способ I или любой из способов 2.1-2.16, где субстрат представляет собой диатомовую землю;
2.22 Способ I или любой из способов 2.1-2.16, где субстрат представляет собой силикагель;
2.23 Способ I или любой из способов 2.1-2.16, где субстрат представляет собой силикаты (например, алюминосиликаты, такие как ZEOLEX® 301, или глины);
2.24 Способ I или любой из способов 2.1-2.23, где размер частиц (d50) субстрата составляет приблизительно 5-200 мкм, предпочтительно приблизительно 8-160 мкм, более предпочтительно приблизительно 9-150 мкм, еще более предпочтительно приблизительно 50-150 мкм, более предпочтительно приблизительно 50-130 мкм, наиболее предпочтительно выбран из группы, состоящей из значений приблизительно 50 мкм, приблизительно 85 мкм и приблизительно 120 мкм;
2.25 Способ I или любой из способов 2.1-2.24, где площадь поверхности BET субстрата составляет приблизительно 2-400 м2/г, предпочтительно приблизительно 5-400 м2/г, более предпочтительно приблизительно 10-400 м2/г, еще более предпочтительно приблизительно 30-400 м2/г, более предпочтительно приблизительно 30-300 м2/г, еще более предпочтительно приблизительно 40-200 м2/г, наиболее предпочтительно приблизительно 180 м2/г;
2.26 Способ I или любой из способов 2.1-2.25, где площадь поверхности субстрата BET составляет приблизительно 2 м2/г, предпочтительно приблизительно 5 м2/г;
2.27 Способ I или любой из способов 2.1-2.25, где площадь поверхности субстрата BET составляет приблизительно 180 м2/г;
2.28 Способ I или любой из способов 2.1-2.25, где объем пор субстрата составляет приблизительно 0,01-1,20 см3/г, предпочтительно приблизительно 0,5-1,20 см3/г, более предпочтительно приблизительно 0,10-1,0 см3/г, еще более предпочтительно 0,20-0,95 см3/г;
2.29 Способ I или любой из способов 2.1-2.28, где указанная композиция включает осажденный кремнезем, площадь поверхности BET которого составляет приблизительно 50-200 м2/г, предпочтительно приблизительно 180 м2/г, а общее содержание влаги указанной композиции составляет от приблизительно 5 мас. % до приблизительно 8 мас. %;
2.30 Способ I или любой из способов 2.1-2.29, где указанная композиция включает осажденный кремнезем, площадь поверхности BET которого составляет приблизительно 50-200 м2/г, предпочтительно приблизительно 180 м2/г, размер частиц составляет приблизительно 5-200 мкм, предпочтительно приблизительно 120 мкм, а общее содержание влаги указанной композиции составляет от приблизительно 5 мас. % до приблизительно 8 мас. %;
2.31 Способ I или любой из способов 2.1-2.30, где стадия (1) включает нанесение от приблизительно 4 до приблизительно 40 мас. %, предпочтительно от приблизительно 4 до приблизительно 20 мас. % в расчете на общую массу композиции;
2.32 Способ I или любой из способов 2.1-2.31, где стадия (1) дополнительно включает добавление полимера, выбранного из группы, состоящей из поливинилового спирта, ксантановой камеди, аравийской камеди и других полисахаридов, таких как мальтодекстрин, гуаровая камедь (например, гидроксипропилгуаровая камедь) и полиэтиленгликоля;
2.33 Способ I или любой из способов 2.1-2.32, где стадия (1) дополнительно включает второй субстрат в качестве внешнего слоя;
2.34 Способ 2.33, где второй субстрат выбран из осажденного кремнезема, такого как, например, кремнезем SIPERNAT® 50 S, или прокаленного кремнезема, такого как кремнезем AEROSIL® 200, AEROSIL® R 972 или AEROSIL® R 812S;
2.35 Способ I или любой из способов 2.1-2.34, где микроорганизмы выбран из группы, состоящей из Bacillus subtilis QST713, Pasteuria usgae; Beauveria bassiana, Coniothyrium minitans, Chondrostereum purpureum, Paecilomyces lilacinus, Aschersonia aleyrodis, Beauveria brongniartii, Hirsutella thompsonii, Isaria fumosorosea, Isaria sp., Lecanicillium longisporum, Lecanicillium muscarium, Lecanicillium sp., Metarhizium anisopliae, Metarhizium anisopliae var. acridum, Nomuraea rileyi Sporothrix insectorum; Cydia pomonella GV; Phytophthora palmivora, Lagenidium giganteum, Bacillus thuringiensis, Pseudomonas fluorescens, Bradyrhizobium, Mycorrhiza, Clonostachys rosea, Bacillus spp.и Lactobacillus spp., или любых их комбинаций;
2.36 Способ I или любой из способов 2.1-2.34, где микроорганизмы выбраны из группы, состоящей из Bacillus thuringiensis, Pseudomonas fluorescens, Bradyrhizobium, Mycorrhiza, Clonostachys rosea;
2.37 Способ I или любой из способов 2.1-2.34, где микроорганизмы представляют собой Clonostachys rosea;
2.38 Способ I или любой из способов 2.1-2.34, где для полученной композиции не требуется внешний защитный агент, такой как инкапсулирование альгинатом;
2.39 Способ I или любой из способов 2.1-2.38, где число колониеобразующих единиц на грамм композиции (КОЕ/г) остается на уровне приблизительно более 107 КОЕ/г после хранения при комнатной температуре в течение 120 дней;
2.40 Способ I или любой из способов 2.1-2.39, где число колониеобразующих единиц на грамм композиции (КОЕ/г) остается на уровне приблизительно более 107 КОЕ/г после хранения при 40°С в течение 40 дней;
2.41 Способ I или любой из способов 2.1-2.40, где число колониеобразующих единиц на грамм композиции (КОЕ/г) остается на уровне приблизительно более 107 CFU/г после хранения при относительной влажности 65% или в течение менее 40 дней;
2.42 Способ I или любой из способов 2.1-2.41, где насыпная плотность композиции составляет более 150% в расчете на насыпную плотность материала чистого субстрата;
2.43 Способ I или любой из способов 2.1-2.31 или 2.33-2.37 или 2.39-2.42, где композиция дополнительно включает (i) полимер, выбранный из группы, состоящей из поливинилового спирта, ксантановой камеди, аравийской камеди, или других полисахаридов, таких как мальтодекстрин, гуаровой камеди (например, гидроксипропилгуаровой камеди), полиэтиленгликоля и полиглицерина, или (ii) невосстанавливающиеся дисахариды, такие как трегалоза или сахароза или (iii) обезжиренное молоко или диметилсульфоксид;
2.44 Способ I или любой из способов 2.1-2.31 или 2.33-2.37 или 2.39-2.42, где композиция дополнительно включает невосстанавливающиеся дисахариды, такие как трегалоза или сахароза;
2.45 Способ I или любой из способов 2.1-2.31 или 2.33-2.37 или 2.39-2.42, где композиция дополнительно включает полимер, такой как полиглицерин, предпочтительно сверхразветвленный полимер полиглицерина;
2.46 Способ I или любой из способов 2.1-2.33 или 2.35-2.45, где указанный второй субстрат представляет собой тонкодисперсные гидрофобные или гидрофильные частицы, где поверхность указанных частиц обрабатывают, например, силанами или силиконовым маслом для модификации смачиваемости или тенденции образцов к абсорбции воды;
2.47 Способ I или любой из способов 2.1-2.33 или 2.35-2.45, где указанный второй субстрат представляет собой кремнезем или глину, где поверхность такого кремнезема или глины обработана, например, силанами или силиконовым маслом для модификации смачиваемости или тенденции образцов к абсорбции воды;
2.48 Способ I или любой из способов 2.1-2.33 или 2.35-2.45, где указанный второй субстрат характеризуется высокой площадью поверхности BET, например, от 50 до 750 м2/г, предпочтительно 50-380 м2/г;
2.49 Способ I или любой из способов 2.1-2.33 или 2.35-2.48, где второй субстрат представляет собой гидрофобный кремнезем;
2.50 Способ I или любой из способов 2.1-2.33 или 2.35-2.49, где второй субстрат представляет собой осажденный кремнезем;
2.51 Способ I или любой из способов 2.1-2.33 или 2.35-2.50, где второй субстрат представляет собой осажденный кремнезем с высокой площадью поверхности BET, например, от 50 до 750 м2/г, предпочтительно 50-380 м2/г;
2.52 Способ I или любой из способов 2.1-2.33 или 2.35-2.50, где второй субстрат представляет собой кремнезем SIPERNAT® 50 или ZEOFREE®, предпочтительно кремнезем SIPERNAT® 50;
2.53 Способ I или любой из способов 2.1-2.33 или 2.35-2.45-2.45, где второй субстрат представляет собой гидрофобный тонкодисперсный кремнезем, площадь поверхности BET которого составляет от 180 до 220 м2/г и с содержанием углерода от 3,5 до 5%, такой как кремнезем AROSIL® R202;
2.54 Способ I или любой из способов 2.1-2.33 или 2.35-2.45, где второй субстрат представляет собой кремнезем Aerosil® R202;
2.55 Способ I или любой из способов 2.1-2.18, 2.24, 2.28, 2.31-2.54, где площадь поверхности BET первого субстрата составляет 400-600 м2/г, предпочтительно 500 м2/г;
2.56 Способ 2.55, где объем пор указанного субстрата составляет более 1 см3/г, предпочтительно 1,4 см3/г на основании модели Баррета-Джойнера-Халенда, или более 2 см3/г, предпочтительно 2,2 по данным ртутной порометрии;
2.57 Способ I или любой из способов 2.33-2.56, где второй субстрат добавляют в суспензию микроорганизмов перед указанной стадией высушивания (2);
2.58 Способ I или любой из способов 2.33-2.56, где второй субстрат добавляют в суспензию микроорганизмов во время указанной стадии высушивания (2);
2.59 Способ I или любой из способов 2.33-2.56, где второй субстрат добавляют в суспензию микроорганизмов после указанной стадии высушивания (2);
2.60 Способ I или любой из способов 2.32-2.59, где полимер или полисахарид или невосстанавливающийся полисахарид добавляют в суспензию микроорганизмов перед указанной стадией высушивания (2);
2.61 Способ I или любой из способов 2.32-2.59, где полимер или полисахарид или невосстанавливающийся полисахарид добавляют в суспензию микроорганизмов во время указанной стадии высушивания (2);
2.62 Способ I или любой из способов 2.32-2.59, где полимер или полисахарид или невосстанавливающийся полисахарид добавляют в суспензию микроорганизмов после указанной стадии высушивания (2);
2.63 Способ I или любой из предыдущих способов, где микроорганизмы собирают с поверхности семени путем механического растирания или полирования поверхности семени (стадия (а)) с получением тонкодисперсной фракции, включающей микроорганизмы, предпочтительно содержащей споры грибов, и некоторые части семени. Предпочтительно, выход микроорганизмов в тонкодисперсной фракции составляет более 109 КОЕ/г исходно растертого или полированного семени. Более предпочтительно способ включает просеивание (стадия (б)) полученной тонкодисперсной фракции с получением порошка с требуемым распределением частиц по размеру для последующих стадий процесса. Предпочтительно порошок используют для получения смеси, раствора или суспензии микроорганизмов (стадия в);
2.64 Способ 2.63, где стадия (а) включает растирание с использованием шлифовального камня для отделения семени от тонкодисперсной фракции;
2.65 Способ 2.63, где стадия (а) включает растирание с использованием вращающегося вала внутри защитной трубы щелевидного сита в условиях под давлением с последующими просеиванием и фильтрованием для отделения семени от тонкодисперсной фракции;
2.66 Способ 2.63, где просеивание тонкодисперсной фракции на стадии (б) включает просеивание через сито с отверстиями размером от 20 до 800 мкм, предпочтительно от 100 мкм до 300 мкм;
2.67 Способ I или любой из способов 2.1-2.63, где микроорганизмы собирают с поверхности семени путем промывки их водой и отделения семени и жидкого раствора или суспензии микроорганизмов. Предпочтительно, семена перемешивают в воде в течение от 1 до 20 мин. Более предпочтительно отделение твердого вещества от жидкости проводят в нутч-фильтре под давлением, более предпочтительно размер отверстий нутч-фильтра под давлением составляет от 1 до 3 мм. Еще более предпочтительно время обезвоживания в нутч-фильтре под давлением составляет 20-200 с. Предпочтительно фильтрационное давление в нутч-фильтре составляет от 1 до 3 бар. Еще более предпочтительно раствор или суспензию микроорганизмов концентрируют путем отделения микроорганизмов от жидкости в поле центробежных сил. Предпочтительно стадия концентрирования включает разделение в тарельчатом сепараторе. Еще более предпочтительно стадию концентрирования повторяют с разбавлением концентрата водой и последующем втором концентрировании в поле центробежных сил для отделения растворимых частей от микроорганизмов;
2.68 Способ I или любой из предыдущих способов, где стадия высушивания (2) включает высушивание смесей субстрат-микроорганизм в псевдоожижженном слое;
2.69 Способ I или любой из предыдущих способов, где стадия высушивания (2) включает высушивание с распылением смесей субстрат-микроорганизм;
2.70 Способ I или любой из предыдущих способов, где стадия высушивания (2) включает контактное высушивание смесей субстрат-микроорганизм;
2.71 Способ I или любой из предыдущих способов, где стадия высушивания (2) включает высушивание замораживанием смесей субстрат-микроорганизм;
2.72 Способ I или любой из предыдущих способов, где температура воздуха для высушивания составляет приблизительно 130°С или менее, предпочтительно приблизительно 90°С или менее, более предпочтительно приблизительно 80°С или менее, еще более предпочтительно 50°С или менее, еще более предпочтительно приблизительно 30°-50°С, более предпочтительно приблизительно 40°-50°С, еще более предпочтительно приблизительно 40°-45°С, наиболее предпочтительно приблизительно 43°С;
2.73 Способ I или любой из предыдущих способов, где псевдоожижженный слой поддерживают при температуре приблизительно 35°С или менее, предпочтительно от приблизительно 25°С до приблизительно 35°С;
2.74 Способ I или любой из предыдущих способов, где величина активности воды (Aw) полученной композиции составляет от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,6, предпочтительно от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,6, более предпочтительно от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,5;
2.75 Способ I или любой из предыдущих способов, где число колониеобразующих единиц микроорганизмов на грамм полученной композиции (КОЕ/г), составляет, например, более 107 КОЕ/г, предпочтительно приблизительно 108 колониеобразующих единиц на грамм (КОЕ/г) или более, более предпочтительно приблизительно 109 КОЕ/г или более, еще более предпочтительно приблизительно 1010 КОЕ/г или более, более предпочтительно приблизительно 1011 КОЕ/г или более, наиболее предпочтительно приблизительно 1012 КОЕ/г или более;
2.76 Способ I или любой из предыдущих способов, где температура воздуха для высушивания составляет приблизительно 130°С или менее, предпочтительно приблизительно 90°С или менее, более предпочтительно приблизительно 80°С или менее, еще более предпочтительно приблизительно 30°-50°С или менее, более предпочтительно приблизительно 40°-50°С, еще более предпочтительно приблизительно 40°-45°С, наиболее предпочтительно приблизительно 43°С;
2.77 Способ I или любой из предыдущих способов, где псевдоожижженный слой поддерживают при температуре приблизительно 35°С или менее, предпочтительно от приблизительно 25°С до приблизительно 35°С;
2.78 Способ I или любой из предыдущих способов, где величина активности воды (Aw) полученной композиции составляет от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,6, предпочтительно от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,6, более предпочтительно от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,5;
2.79 Способ I или любой из предыдущих способов, где число колониеобразующих единиц микроорганизмов на грамм полученной композиции (КОЕ/г), составляет, например, более приблизительно 107 КОЕ/г, предпочтительно приблизительно 108 колониеобразующих единиц на грамм (КОЕ/г) или более, более предпочтительно приблизительно 109 КОЕ/г или более, еще более предпочтительно приблизительно 1010 КОЕ/г или более, более предпочтительно приблизительно 1011 КОЕ/г или более, наиболее предпочтительно приблизительно 1012 КОЕ/г или более.
В третьем объекте настоящего изобретения предлагается высушенная биологическая композиция (композиция II'), полученная способом I или любым из способов 2.1-2.79 по настоящему изобретению. В другом варианте третьего объекта в настоящем изобретении предлагается высушенная биологическая композиция (композиция II-А), полученная способом I или любым из способов 2.1-2.42 настоящего изобретения. В еще одном варианте третьего объекта в настоящем изобретении предлагается высушенная биологическая композиция (композиция II-В), полученная способом I или любым из способов 2.43-2.79 настоящего изобретения.
Композиции по настоящему изобретению являются также пригодными для защиты семян от вредных насекомых или для обеспечения микроорганизмов биостимулирующей функцией, такой как высвобождение фосфора или доставка азота. Следовательно, в четвертом объекте настоящего изобретения предлагается композиция I или любая из композиций 1.1-1.50 или композиция II' или полученная согласно 2.1-2.79, дополнительно включающая, а в предпочтительном варианте, по существу состоящая из семени, предназначенном для обработки (композиция III'). В другом варианте четвертого объекта настоящего изобретения предлагается композиция I или любая из композиций 1.1-1.33 или композиция II-А, дополнительно включающая, а в предпочтительном варианте, по существу состоящая из семени, предназначенного для обработки (композиция III-А). В еще одном варианте четвертого объекта настоящего изобретения предлагается композиция I или любая из композиций 1.34-1.50 или композиция II-В, дополнительно включающая, а в предпочтительном варианте, по существу состоящая из семени, предназначенном для обработки (композиция III-В). Такие композиции необязательно могут включать краситель.
В пятом объекте настоящего изобретения предлагается способ борьбы с насекомыми, грибами или нематодами на поверхности, предназначенной для обработки, включающий необязательное разбавление концентрированной высушенной биологической композиции по настоящему изобретению (т.е. любой композиции I или любой из композиций 1.1-1.50, или композиции II' или полученной согласно 2.1-2.79 или композиции III') и нанесение эффективного количества (необязательно разбавленной) концентрированной высушенной биологической композиции по настоящему изобретению на обрабатываемую область. В другом варианте пятого объекта настоящего изобретения предлагается способ борьбы с насекомыми, грибами или нематодами на обрабатываемой поверхности, включающий необязательное разбавление концентрированной высушенной биологической композиции по настоящему изобретению (т.е. любой композиции I или любой из композиций 1.1-1.33, или композиции II-А или композиции III-А) и нанесение эффективного количества (необязательно разбавленной) концентрированной высушенной биологической композиции по настоящему изобретению на обрабатываемую область. В еще одном варианте пятого объекта настоящего изобретения предлагается способ борьбы с насекомыми, грибами или нематодами на обрабатываемой поверхности, включающий необязательное разбавление концентрированной высушенной биологической композиции по настоящему изобретению (т.е. любой композиции I или любой из композиций 1.34-1.50, или композиции II-В или полученной согласно 2.43-2.79 или композиции III-В) и нанесение эффективного количества (необязательно разбавленной) концентрированной высушенной биологической композиции по настоящему изобретению на обрабатываемую область. В одном варианте обрабатываемая область представляет собой часть растения, включая без ограничения перечисленным, черенки, корни, луковицы, клубни, стволы, плоды, цветы и/или листья растений, например, кукурузы, пшеницы, сорго, сои, цитрусовых и нецитрусовых плодов, ореховых деревьев и им подобным. В другом варианте обрабатываемая область представляет собой почву или семена или их смеси.
Краткое описание фигур
На Фиг. 1 представлен график зависимости логарифма КОЕ от времени для примеров 12-23 при хранении при 40°С. Образцы промаркированы добавками.
На Фиг. 2 представлено время десятикратного уменьшения в неделях для примеров 12-23 при хранении при 40°С. Планки ошибки представляют собой стандартную ошибку коэффициента регрессии.
На Фиг. 3 представлено уменьшение логарифма (КОЕ) со временем для примеров 12-23 при хранении при повышенной влажности.
На Фиг. 4 представлено время десятикратного уменьшения для каждого образца при хранении при повышенной влажности. Планки ошибки представляют собой стандартную ошибку коэффициента регрессии.
Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения
В настоящем изобретении предлагается система для доставки микроорганизмов (например, микробиологических пестицидов, таких как споры плесени и другие бактерии) в высушенной и стабильной форме и с высоким содержанием КОЕ по сравнению с известными в данной области техники. Было установлено, что микроорганизмы можно высушить на определенных субстратах, например, с использованием методов, описанных здесь, до требуемой общей концентрации воды от приблизительно 0,01 мас. % до приблизительно 15 мас. %, для создания поверхности, пригодной для поддержания биологического материала в состоянии покоя. Типичный субстрат, пригодный для настоящего изобретения, включает, но не ограничивается только им, кремнезем, в предпочтительном варианте осажденный кремнезем, в более предпочтительном варианте гидрофильный кремнезем, и в особом варианте кремнезем SIPERNAT® 22. Другие типичные субстраты включают также диатомовую землю, силикагель, силикаты (например, алюминосиликаты, такие как ZEOLEX® 301, или глину) и водонерастворимый природный волокнистый материал, такой как целлюлоза. В еще одном варианте субстрат представляет собой кремнезем, площадь поверхности BET которого составляет 400-600 м2/г, предпочтительно 500 м2/г. В другом варианте объем пор указанного кремнезема составляет более 1 см3/г, предпочтительно 1,4 см3/г на основании модели Баррета-Джойнера-Халенда, или более 2 см3/г, предпочтительно 2,2 по данным ртутной порометрии, предпочтительно кремнезем SIPERNAT® 50.
Типичный размер частиц субстрата композиций по настоящему изобретению d50 составляет приблизительно 5-200 мкм, предпочтительно приблизительно 8-160 мкм, предпочтительно приблизительно 9-150 мкм, более предпочтительно приблизительно 50-150 мкм, еще более предпочтительно приблизительно 50-130 мкм, наиболее предпочтительно выбран из группы, состоящей из значений приблизительно 50 мкм, приблизительно 85 мкм и приблизительно 120 мкм. Размер частиц кремнезема можно измерить любым известным методом, например, таким как анализ размера сухих частиц с использованием лазерного светорассеяния или сканирующей электронной микроскопии (SEM).
Типичная площадь поверхности BET субстратов композиции по настоящему изобретению составляет приблизительно 2-400 м2/г, предпочтительно приблизительно 5-400 м2/г, предпочтительно приблизительно 10-400 м2/г, более предпочтительно приблизительно 30-400 м2/г, более предпочтительно приблизительно 30-300 м2/г, еще более предпочтительно приблизительно 40-200 м2/г, наиболее предпочтительно приблизительно 180 м2/г. Площадь поверхности BET субстрата на основе кремнезема составляет приблизительно 10-400 м2/г, предпочтительно приблизительно 30-400 м2/г, предпочтительно приблизительно 30-300 м2/г, более предпочтительно приблизительно 40-200 м2/г, еще более предпочтительно приблизительно 180 м2/г. Природный волокнистый субстрат может характеризоваться меньшей площадью поверхности BET, такой как приблизительно 2 м2/г, предпочтительно приблизительно 5 м2/г. В другом варианте площадь поверхности BET субстратов композиций и способов по настоящему изобретению составляет более 350 м2/г, предпочтительно приблизительно 500 м2/г. Предпочтительно кремнезем с площадью поверхности BET от средней (от 150 до 350 м2/г) до высокой (350 м2/г или более) является пригодным для композиций и способов по настоящему изобретению. Предполагается, что такой кремнезем характеризуется лучшим контролем активности воды и лучшим сохранением КОЕ. Следовательно, в еще одном варианте субстрат представляет собой кремнезем, площадь поверхности BET которого составляет 400-600 м2/г, предпочтительно 500 м2/г. Если композиции или способы по настоящему изобретению включают субстрат с высокой площадью поверхности по BET, такой как кремнезем SIPERNAT® 50 S, то указанные композиции и способы дополнительно включают (i) полимер, выбранный из группы, состоящей из поливинилового спирта, ксантановой камеди, аравийской камеди и других полисахаридов, таких как мальтодекстрин, гуаровой камеди (например, гидроксипропилгуаровой камеди), полиэтиленгликоля и полиглицерина, или (ii) невосстанавливающиеся дисахариды, такие как трегалоза или сахароза, или (iii) обезжиренное молоко или диметилсульфоксид. Кремнеземы с низкой площадью поверхности BET (например, от 50 до 150 м2/г) также являются пригодными для композиций по настоящему изобретению.
Типичный объем пор субстратов композиций по настоящему изобретению составляет приблизительно 0,01-1,20 см3/г, предпочтительно приблизительно 0,05-1,20 см3/г, более предпочтительно приблизительно 0,10-1,0 см3/г, еще более предпочтительно приблизительно 0,20-0,95 см3/г. Субстраты, такие как кремнезем, с объемом пор приблизительно 0,05-1,20 см3/г, предпочтительно приблизительно 0,10-1,0 см3/г, более предпочтительно приблизительно 0,20-0,95 см3/г, являются пригодными для применения по настоящему изобретению. Субстраты, такие как целлюлоза, с меньшим объемом пор, таким как 0,01-1,2 см3/г, являются пригодными для применения по настоящему изобретению. Величину таких объемов пор измеряют на основе модели Баррета-Джойнера-Халенды. В другом варианте субстратом по настоящему изобретению является кремнезем с объемом пор более 1 см3/г, предпочтительно 1,4 см3/г на основании модели Баррета-Джойнера-Халенды, или более 2 см3/г, предпочтительно 2,2 по данным ртутной порометрии.
Субстраты, описанные здесь, обеспечивают пригодную поверхность для наносимых микроорганизмов и их можно эффективно высушивать в сушильном шкафу с достижением требуемого общего содержания воды, как описано здесь, исключая длительное воздействия тепла, снижающее выживаемость организмов и жизнеспособность организмов после хранения. Предпочтительно микроорганизмы высушивают на поверхности указанного субстрата, например, с использованием способов, описанных здесь, до достижения требуемого общего содержания воды от приблизительно 0,01 мас. % до приблизительно 15 мас. %, предпочтительно от приблизительно 0,01 мас. % до приблизительно 8 мас. %, более предпочтительно от приблизительно 5 мас. % до приблизительно 8 мас. %, наиболее предпочтительно выбранного из значений приблизительно 3 мас. %, приблизительно 5 мас. % и приблизительно 7 мас. %. Уровень содержания влаги определяет количество жидкости, присутствующей в определенном продукте, и может быть измерен способами, известными в данной области техники, например, с помощью измерения потерь количества воды (мас. %) на грамм продукта, при приблизительно 100°С в течение периода времени до постоянной массы (т.е. потери при высушивании).
Выбор субстрата по настоящему изобретению вместе с требуемым уровнем содержания влаги, описанным здесь, создает оптимальные условия: требуемый уровень активности воды (Aw) от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,6, предпочтительно от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,6, более предпочтительно от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,5, от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,5, при этом предполагается, что микроорганизмы находятся в состоянии покоя, но являются все еще живыми, таким образом, обеспечивая сухую и стабильную систему для доставки таких микроорганизмов, не снижая их жизнеспособность. Активность воды означает отношение парциального давления паров воды в продукте к парциальному давлению паров чистой воды в стандартном состоянии. Активность воды (Aw) определяет равновесное количество воды, доступное для гидратации частиц материала (т.е. доступность воды). Некоторые вещества с одинаковым содержанием влаги могут характеризоваться различным уровнем активности воды. Уровень активности воды (Aw) можно измерять с использованием способов, известных в данной области техники, таких как с использованием резистивных электролитических гигрометров (REH), емкостных гигрометров и гигрометров температуры конденсации.
В настоящем изобретении предлагается концентрирование микроорганизмов на субстрате при высоком уровне числа колониеобразующих единиц (КОЕ), в предпочтительном варианте микроорганизмы концентрируются на субстрате (предпочтительно кремнеземе) в форме корки. Следовательно, композиции по настоящему изобретению содержат более приблизительно 107 КОЕ/г, предпочтительно приблизительно 108 колониеобразующих единиц на грамм (КОЕ/г) или более, более предпочтительно приблизительно 109 КОЕ/г или более, еще более предпочтительно приблизительно 1010 КОЕ/г или более, более предпочтительно приблизительно 1011 КОЕ/г или более, наиболее предпочтительно приблизительно 1012 КОЕ/г или более. Композиции по настоящему изобретению являются предпочтительно стабильными, и в одном варианте число колониеобразующих единиц на грамм композиции (КОЕ/г) остается на уровне приблизительно более 107 КОЕ/г после хранения при комнатной температуре в течение 120 дней, а в другом варианте остается приблизительно более 107 КОЕ/г после хранения при 40°С в течение 40 дней, в еще одном варианте остается на уровне приблизительно более 107 КОЕ/г после хранения при относительной влажности 65% или менее в течение 40 дней. В предпочтительном варианте композиции по настоящему изобретению характеризуются снижением КОЕ менее 5 log, предпочтительно менее 3 log, более предпочтительно менее 2 log, наиболее предпочтительно менее 1 log в течение 10 недель при температуре окружающей среды, например, при 25°С. В другом предпочтительном варианте композиции по настоящему изобретению характеризуются снижением КОЕ менее 5 log, предпочтительно менее 3 log, более предпочтительно менее 2 log, наиболее предпочтительно менее 1 log в течение 10 недель при температуре окружающей среды (например, при 25°С) и повышенной влажности, например, при относительной влажности 70%.
Микроорганизмы, пригодные для настоящего изобретения, включают природные или рекомбинантные микроорганизмы, которые действуют как хищники и вмешиваются в жизненный цикл других нежелательных микроорганизмов, или обеспечивают положительный эффект на обрабатываемую область, или могут продуцировать биологически активное вещество, которое действует как пестицид. Примеры микроорганизмов, пригодных для настоящего изобретения, включают микроорганизмы, которые можно использовать в сельском хозяйстве, включающие, но не ограничиваются только ими, Bacillus thuringiensis, Pseudomonas fluorescens, Bradyrhizobium, Mycorrhiza, Clonostachys rosea и т.п., или любые их комбинации. Другие микроорганизмы, пригодные для настоящего изобретения, включают, но не ограничиваются только ими, бактерии, такие как Bacillus subtilis QST713 и Pasteuria usage, грибы, такие как Beauveria bassiana, Coniothyrium minitans, Chondrostereum purpureum, Paecilomyces lilacinus, Aschersonia aleyrodis, Beauveria brongniartii, Hirsutella thompsonii, Isaria fumosorosea, Isaria sp., Lecanicillium longisporum, Lecanicillium muscarium, Lecanicillium sp., Metarhizium anisopliae, Metarhizium anisopliae var. acridum, Nomuraea rileyi и Sporothrix insectorum, вирусы, такие как Cydia pomonella GV, и оомицеты, такие как Phytophthora palmivora, Lagenidium giganteum, Bacillus spp. и Lactobacillus spp., или любые их комбинации. Другие примеры грибов и подсемейств, пригодных для настоящего изобретения, описаны в статье Faria et al, Biological Control, 43, 237-256 (2007), содержание которой в полном объеме включено в настоящее описание в качестве ссылки. Данный список не является избыточным и может включать другие микроорганизмы, которые можно использовать в сельском хозяйстве и в других областях, таких как пищевая промышленность, медицина и фармацевтика, чистящие средства и энергетика.
Для смеси субстрат-микроорганизм по настоящему изобретению не требуется никаких экзогенных защитных агентов, таких как инкапсулирование альгинатом, но ее можно необязательно обрабатывать полимерами или другими материалами, такими как высокодисперсный кремнезем (например, Aerosil®) или комбинацией полимеров с тонкодисперсным кремнеземом для обеспечения дополнительной защиты от влаги и изоляции от высокой температуры при хранении. Следовательно, в одном варианте композиция дополнительно включает (i) полимер, выбранный из группы, состоящей из поливинилового спирта, ксантановой камеди, аравийской камеди, или других полисахаридов, таких как мальтодекстрин, гуаровой камеди (например, гидроксипропилгуаровой камеди), полиэтиленгликоля или полиглицерина, или (ii)
невосстанавливающиеся дисахариды, такие как трегалоза или сахароза, или (iii) обезжиренное молоко или диметилсульфоксид. В другом варианте композиции по настоящему изобретению дополнительно включают полимер, выбранный из группы, состоящей из поливинилового спирта, ксантановой камеди, аравийской камеди, или других полисахаридов, таких как мальтодекстрин, гуаровой камеди (например, гидроксипропилгуаровой камеди) и полиэтиленгликоля. В еще одном варианте полимер представляет собой полиглицерин, например, сверхразветвленный полимер полиглицерина. В еще одном варианте композиции по настоящему изобретению дополнительно включают невосстанавливающиеся дисахариды, такие как трегалоза или сахароза. В еще одном варианте композиция дополнительно включает комбинацию полимеров и второго субстрата, как описано ниже. Количество указанных полимеров может составлять приблизительно 0,1-3 мас. %, в предпочтительном варианте приблизительно 0,1-1 мас. %, в более предпочтительном варианте приблизительно 1-1,5 мас. % в расчете на суспензию микроорганизмов. Следует отметить, что полимер или полисахарид или невосстанавливающийся дисахарид, как описано здесь, можно добавлять до, во время или после стадии высушивания (2).
Смесь субстрат-микроорганизм по настоящему изобретению можно также обрабатывать вторым субстратом, таким как неорганический материал для обеспечения дополнительной защиты от влажности при хранении. В одном варианте второй субстрат выбран из осажденного кремнезема, такого как кремнезем SIPERNAT® 50 S, например, в количестве менее 3% в качестве внешнего слоя. В другом варианте композиции по настоящему изобретению дополнительно включают добавление второго субстрата, такого как тонкодисперсный кремнезем AEROSIL® 200, AEROSIL® R 972 или AEROSIL® R 812S, например, в количестве менее 2% в качестве внешнего слоя. В еще одном варианте второй субстрат представляет собой гидрофобный тонкодисперсный кремнезем с площадью поверхности BET от 180 до 220 м2/г и содержанием углерода от 3,5 до 5%, такой как кремнезем AROSIL® R202. Количество указанного второго субстрата может составлять приблизительно 0,1-3 мас. %, в предпочтительном варианте приблизительно 0,1-1 мас. %, в предпочтительном варианте приблизительно 0,1 мас. % в расчете на массу всей композиции. В предпочтительном варианте композиции по настоящему изобретению включают микроорганизм и субстрат, такой как кремнезем с площадью поверхности BET 350 или более, например, площадью поверхности BET равной 400-600 м2/г, предпочтительно 500 м2/г, где на такой субстрат нанесено покрытие из одного или более следующих компонентов (i) полимер, выбранный из группы, состоящей из поливинилового спирта, ксантановой камеди, аравийской камеди или других полисахаридов, таких как мальтодекстрин, гуаровой камеди (например, гидроксипропилгуаровой камеди), полиэтиленгликоля и полиглицерина, или (ii) невосстанавливающиеся дисахариды, такие как трегалоза или сахароза, или (iii) обезжиренное молоко или диметилсульфоксид. В еще одном варианте композиции по настоящему изобретению включают один или более микроорганизмов и субстрат, где такой микроорганизм-субстрат дополнительно включает второй субстрат (как описано ниже, такой как гидрофобный тонкодисперсный кремнезем с площадью поверхности BET от 180 до 220 м2/г и содержанием углерода от 3,5 до 5%, такой как кремнезем AEROSIL® R202) и необязательно один или более следующих компонентов: (i) полимеры, выбранные из группы, состоящей из поливинилового спирта, ксантановой камеди, аравийской камеди или других полисахаридов, таких как мальтодекстрин, гуаровой камеди (например, гидроксипропилгуаровой камеди), полиэтиленгликоля и полиглицерина, или (ii) невосстанавливающиеся дисахариды, такие как трегалоза или сахароза, или (iii) обезжиренное молоко или диметилсульфоксид. В еще одном другом варианте композиции по настоящему изобретению включают микроорганизм, первый субстрат кремнезем, второй субстрат кремнезем и один или более полимеров из группы, состоящей из следующих компонентов: (i) полимеры, выбранные из группы, состоящей из поливинилового спирта, ксантановой камеди, аравийской камеди, или других полисахаридов, таких как мальтодекстрин, гуаровой камеди (например, гидроксипропилгуаровой камеди), полиэтиленгликоля и полиглицерина, или (ii) невосстанавливающиеся дисахариды, такие как трегалоза или сахароза, или (iii) обезжиренное молоко или диметилсульфоксид. В другом варианте композиции по настоящему изобретению включают микроорганизмы, субстрат гидрофильный кремнезем (например, гидрофильный осажденный кремнезем, такой как кремнезем SIPERNAT® 22), второй субстрат кремнезем (например, гидрофильный или гидрофобный тонкодисперсный кремнезем, такой как кремнезем AEROSIL® R202 или 200) и необязательно один или более следующих компонентов: (i) полимер, выбранный из группы, состоящей из поливинилового спирта, ксантановой камеди, аравийской камеди, или других полисахаридов, таких как мальтодекстрин, гуаровой камеди (например, гидроксипропилгуаровой камеди), полиэтиленгликоля и полиглицерина, или (ii) невосстанавливающиеся дисахариды, такие как трегалоза или сахароза, или (iii) обезжиренное молоко или диметилсульфоксид. В предпочтительном варианте второй субстрат добавляют после стадии высушивания (2).
Композиции по настоящему изобретению можно наносить напрямую на обрабатываемую область, такую как растения, семена или насекомые, или их можно перерабатывать в биологический состав, например, для нанесения на такие обрабатываемые области. Традиционно, представляет проблему стабильность водных составов, содержащих микробы или другие биологические активные материалы в течение срока хранения в виде суспендированных концентрированных составов. Композиции, описанные в настоящем изобретении, предназначены для снижения общих требований для создания составов. В настоящем изобретении описаны подходы к созданию биологической композиции, которая характеризуется как высоким уровнем активности (КОЕ), так и стабильностью (КОЕ практически не изменяется с течением времени). Более стабильные композиции снижают требования для получения используемого продукта, пригодного для применения в сельском хозяйстве. Преимущества композиций по настоящему изобретению позволяют получать их как в виде жидкого, так и сухого агрохимических составов. Примеры таких составов включают, но не ограничиваясь только ими, WP (смачиваемый порошок), WG (диспергируемые в воде гранулы), SC (концентрированная суспензия), OD (масляная дисперсия), FS (состав для обработки семян). Таким образом, в другом объекте настоящего изобретения предлагается биологический состав, включающий композицию по настоящему изобретению, например, композицию I или любую из композиций 1.1-1.33 или 1.34-1.50, и один или более эксципиентов. Поскольку микроорганизм по настоящему изобретению можно использовать в сельском хозяйстве, то предполагается использование агрохимически приемлемых эксципиентов или адьювантов, таких как смачивающие агенты. Кроме того, можно использовать комбинации с другими агрохимически активными ингредиентами.
Составы на основе воды для получения SC могут включать один или более диспергирующих агентов, полимеры, клейкие вещества, ПАВ, красители, и/или добавки, предохраняющие от замораживания. Выбор конкретных средств для составов хорошо известен специалистам в данной области техники.
Сухие составы включают порошки (DP), порошки для протравливания семян (DS), гранулы (GR), микрогранулы (MG), диспергируемые в воде гранулы (WG), смачиваемые порошки (WP) и могут включать один или более связующих агентов, диспергирующих и смачивающих агентов. Выбор конкретных средств для составов хорошо известен специалистам в данной области техники.
Композиции по настоящему изобретению можно использовать, в частности, в форме таблеток в составах типа ST (водорастворимые таблетки) и ТВ (таблетки). Следовательно, в предпочтительном варианте настоящего изобретения предлагается биологическая таблетка, включающая композицию по настоящему изобретению, например, композицию I или любую из композиций 1.1-1.33 или любую из композиций 1.34-1.50 и один или более эксципиентов. Эксципиент, пригодный для состава таблетки по настоящему изобретению может включать один или более смазывающих веществ, связующих агентов, дезинтегрирующих агентов и наполнителей. Пригодные смазывающие вещества включают, но не ограничиваются только ими, тальк, стеарат магния, стеарат кальция, стеариновую кислоту, борную кислоту, полиэтиленгликоль и стеарилфумарат натрия. Пригодные связующие агенты включают, но не ограничиваются только ими, микрокристаллическую целлюлозу, ацетат целлюлозы, карагинан, декстрин, глюкозу, этилцеллюлозу и поливинилпирролидон. Пригодный наполнитель включает, но не ограничивается только ими, кукурузный крахмал, картофельный крахмал, натриевую соль крахмала, гликолят, амилозу, примогель, кросповидон и натриевую соль кроскармелозы. Пригодные дезинтегрирующие агенты включают, но не ограничиваются только ими, силикаты кальция. Типичные таблетки можно получить с использованием порошка микроорганизмов, содержащего от 2 до 30% и 109 КОЕ на г организмов. Таблетки массой 2 г прессуют при 20 КН. Таблетки можно быстро дезинтегрировать с использованием 7,5% FM1000.
Состав масляной дисперсии по настоящему изобретению включает композицию по настоящему изобретению, например, композицию I или любую из композиций 1.1-1.33 или 1.34-1.50, диспергированную в неводной или нерастворимой в воде жидкостью, такой как минеральное, парафиновое или растительное масло, и может содержать один или более диспергирующих агентов, эмульгаторов, полимеров, клейких веществ, ПАВ. Выбор конкретных средств для составов хорошо известен специалистам в данной области техники.
Сельскохозяйственные масла, пригодные для состава по настоящему изобретению, включают парафиновые масла, такие как октан, нонан, декан, ундекан, додекан, тридекан, тетрадекан, пентадекан, гексадекан и их смеси или такое масло, смешанное с высококипящими гомологами, такими как гепта-, окта-, нонадекан, эйкозан, генэйкозан, докозан, трикозан, тетракозан, пентакозан, и их изомеры с разветвленными цепями, растительные масла, такие как оливковое масло, масло капока, касторовое масло, масло папай, масло камелии, пальмовое масло, кунжутное масло, кукурузное масло, масло из рисовых отрубей, арахисовое масло, хлопковое масло, соевое масло, рапсовое масло, льняное масло, тунговое масло, подсолнечное масло, сафлоровое масло или продукты их переэтерификации, такие как метиловый эфир рапсового масла или этиловый эфир рапсового масла, животный жир, такой как китовый жир, жир печени трески или норковый жир, другие масла такие как бутанол, н-октанол, изо-октанол, додеканол, циклопентанол, циклогексанол, циклооктанол, этиленгликоль, пропиленгликоль или бензиловый спирт, капроевая кислота, каприновая кислота, каприловая кислота, нонановая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, бензойная кислота, фенилуксусная кислота, салициловая кислота и фталевая кислота, бензилацетат, этиловый эфир капроевой кислоты, этиловый эфир нонановой кислоты, метиловый или этиловый эфир бензойной кислоты, метиловый, пропиловый или бутиловый эфир салициловой кислоты, диэфиры фталевой кислоты насыщенного ряда, диметиловый эфир, дибутиловый эфир, диизооктиловый эфир фталевой кислоты и любые их комбинации.
В настоящем изобретении также предлагается композиция по настоящему изобретению для обработки или протравливания семян. Следовательно, в одном варианте предлагаются композиции по настоящему изобретению в форме сыпучего концентрата, например, для обработки семян (форма FS), которую можно получить смешением композиции I или любой из композиций 1.1-1.33 или любой из композиций 1.34-1.50 с одним или более диспергирующими агентами, пленкообразующими полимерами, клейкими веществами, ПАВ и красителями, и добавлением смеси к семени. Можно включать также ингредиенты для ускорения склеивания состава с семенем, укрепления покрытия и снижения пыльности. Выбор конкретных средств для составов хорошо известен специалистам в данной области техники.
В другом объекте настоящего изобретения предлагаются способы получения высушенных биологических композиций, включающий, а в предпочтительном варианте, по существу состоящий из следующих стадий: (1) объединение смеси, раствора или суспензии, содержащих микроорганизмы, с субстратом, и (2) высушивание смеси субстрат-микроорганизм с достижением содержания общей влаги от приблизительно 0,01 до приблизительно 15 мас. %, предпочтительно от приблизительно 3 мас. % до приблизительно 8 мас. %, более предпочтительно от приблизительно 5 мас. % до приблизительно 8 мас. %, наиболее предпочтительно выбранного из значений 3 мас. %, 5 мас. % и 7 мас. %. В еще одном варианте на стадии (2) способа по настоящему изобретению композицию высушивают до конечной величины активности воды (Aw) от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,6, предпочтительно от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,6, более предпочтительно от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,5.
Микроорганизмы, предназначенные для применения в композициях по настоящему изобретению, можно получать различными способами. В одном варианте микроорганизмы можно собирать с поверхности семени при промывке семени водой, например, в соотношении вода/семя 1:1. В другом варианте микроорганизмы можно собирать с поверхности семени при механическом растирании или полировании поверхности семени (стадия (а)), приводящем к получению тонкодисперсной фракции, содержащей микроорганизмы), в предпочтительном варианте содержащей споры грибов, и некоторые части семени. В предпочтительном варианте выход микроорганизмов в тонкодисперсной фракции составляет более 109 КОЕ/грамм исходного измельченного или полированного семени. В предпочтительном варианте способ включает просеивание (стадия (б)) конечной тонкодисперсной фракции для получения порошка с требуемым распределением частиц по размеру для последующих стадий способа. В предпочтительном варианте порошок используют для получения смеси микроорганизма, раствора или суспензии (стадия в). В предпочтительном варианте стадия (а) включает измельчение с использованием шлифовального камня для отделения семени от мелкодисперсной фракции. В другом предпочтительном варианте стадия (а) включает полирование с использованием вращающегося вала внутри защитной трубы щелевидного сита под давлением с последующим просеиванием и фильтрованием для отделения семян от тонкодисперсной фракции. Просеивание тонкодисперсной фракции на стадии (б) может включать просеивание через сито с размером отверстий от 20 до 800 мкм, предпочтительно от 100 мкм до 300 мкм.
В другом варианте микроорганизмы можно собирать с поверхности семени путем промывки их водой и отделении семени и жидкого раствора или суспензии микроорганизмов. В предпочтительном варианте семена перемешивают в воде в течение от 1 до 20 мин. Более предпочтительно разделение смеси твердое вещество-жидкость проводят в нутч-фильтре под давлением, еще более предпочтительно размер отверстий нутч-фильтра под давлением составляет от 1 до 3 мм. Еще более предпочтительно время обезвоживания в нутч-фильтре под давлением составляет 20-200 с. Еще более предпочтительно фильтрационное давление в нутч-фильтре составляет от 1 до 3 бар. Еще более предпочтительно раствор или суспензию микроорганизмов концентрируют при отделении микроорганизмов от жидкости в поле центробежных сил. Еще более предпочтительно стадия концентрирования включает разделение в тарельчатом сепараторе. Еще более предпочтительно стадию концентрирования повторяют с разбавлением концентрата водой и последующем втором концентрировании в поле центробежных сил для отделения растворимых частей от микроорганизмов.
Субстрат, используемый на стадии (1) способа по настоящему изобретению, можно выбрать из группы, состоящей из кремнезема (например, осажденного кремнезема, в предпочтительном варианте гидрофильного кремнезема, например, кремнезема SIPERNAT® 22), диатомовой земли, силикагеля, силикатов (например, алюминосиликатов, таких как ZEOLEX® 301, или клеев) и водонерастворимого природного волокнистого материала, такого как целлюлоза. В одном варианте субстрат на стадии (1) способа по настоящему изобретению представляет собой кремнезем, в другом варианте осажденный кремнезем, где например размер частиц (d50) субстрата составляет приблизительно 5-200 мкм, предпочтительно приблизительно 8-160 мкм, более предпочтительно приблизительно 9-150 мкм, еще более предпочтительно приблизительно 50-150 мкм, более предпочтительно приблизительно 50-130 мкм, наиболее предпочтительно выбран из группы, состоящей из значений приблизительно 50 мкм, приблизительно 85 мкм и приблизительно 120 мкм. В одном варианте субстрат на стадии (1) способа по настоящему изобретению представляет собой осажденный гидрофильный кремнезем. В другом варианте (i) площадь поверхности BET указанного кремнезема на стадии (1) способа по настоящему изобретению составляет приблизительно 2-600 м2/г, в другом варианте 500 м2/г, в еще одном варианте 2-400 м2/г, предпочтительно приблизительно 5-400 м2/г, более предпочтительно приблизительно 10-400 м2/г, еще более предпочтительно приблизительно 30-400 м2/г, более предпочтительно приблизительно 30-300 м2/г, еще более предпочтительно приблизительно 40-200 м2/г, наиболее предпочтительно приблизительно 180 м2/г, и/или (ii) объем пор составляет приблизительно 0,01-1,20 см3/г, предпочтительно приблизительно 0,05-1,20 см3/г, более предпочтительно приблизительно 0,10-1,00 см3/г, еще более предпочтительно приблизительно 0,20-0,95 см3/г на основании модели Баррета-Джойнера-Халенды, и/или (iii) объем пор составляет более 1 см3/г, предпочтительно более 1,4 см3/г на основании модели Баррета-Джойнера-Халенды, или более 2 см3/г, предпочтительно 2,2 по данным ртутной порометрии. В другом варианте субстрат на стадии (1) выбран из кремнезема SIPERNAT® 22 или SIPERNAT® 50 S.
Способ по настоящему изобретению, описанный здесь, может дополнительно включать добавление после стадии (1), но в одном варианте перед стадией (2), в другом варианте, во время стадии (2) и в еще одном варианте после стадии (2), (i) полимера, выбранного из группы, состоящей из поливинилового спирта, ксантановой камеди, аравийской камеди, или других полисахаридов, таких как мальтодекстрин, гуаровой камеди (например, гидроксипропилгуаровой камеди), полиэтиленгликоля и полиглицерина, или (ii) невосстанавливающихся дисахаридов, таких как трегалоза или сахароза, или (iii) обезжиренного молока или диметилсульфоксида, в предпочтительном варианте поливинилового спирта или полиглицерина (например, сверхразветвленного полимера полиглицерина), и/или (ii) второго субстрата в качестве внешнего слоя. В предпочтительном варианте второй субстрат выбран из осажденного кремнезема, такого как кремнезем SIPERNAT® 50 S, или тонкодисперсного кремнезема, такого как кремнезем AEROSIL® 200, AEROSIL® R 972, AEROSIL® R 812S или AEROSIL® 202, предпочтительно AEROSIL® 200 или R202, более предпочтительно кремнезем AEROSIL® R202. Полимер, описанный здесь, можно добавлять без второго субстрата. В другом варианте полимер, описанный здесь, можно добавлять в смеси со вторым субстратом и можно добавлять до или после второго субстрата. Полимер и/или второй субстрат можно добавлять перед стадией высушивания (2) или во время стадии высушивания (2) или после стадии высушивания (2).
Стадию высушивания (2) по способу по настоящему изобретению можно проводить путем высушивания в псевдоожижженном слое, высушивания при распылении или высушивания замораживанием. Высушивание в псевдоожижженном слое можно проводить при температуре воздуха во входном отверстии приблизительно 90°С или менее, предпочтительно приблизительно 80°С или менее, боле предпочтительно приблизительно 50°С или менее, еще более предпочтительно приблизительно 30°-50°С, более предпочтительно приблизительно 40°-50°С, еще более предпочтительно приблизительно 40°-45°С, наиболее предпочтительно приблизительно 43°С. В предпочтительном варианте стадию высушивания (2) способа по настоящему изобретению можно осуществить при предварительном нагревании распылительной сушки при очень низкой скорости вращения вентилятора при температуре воздуха во входном отверстии приблизительно 50°С, предпочтительно приблизительно 30°-50°С, более предпочтительно приблизительно 40°-50°С, еще более предпочтительно приблизительно 40°-45°С и распылении смеси микроорганизма в камере на субстрат. Предпочтительно скорость подачи субстрата в лабораторном масштабе составляет 1 мл/мин, предпочтительно 2 мл/мин. Необязательно стадия высушивания (2) также включает высушивание при пониженном давлении (например, при 0,1 бар).
Высушивание путем распыления можно осуществлять при обеспечении температуры воздуха во входном отверстии приблизительно 130°С или менее, предпочтительно приблизительно 110°С или менее, более предпочтительно приблизительно 100°С или менее, еще более предпочтительно приблизительно 90°С или менее, более предпочтительно приблизительно 80°С или менее, еще более предпочтительно приблизительно 50°С или менее, наиболее предпочтительно приблизительно 30°-50°С. Высушивание путем распыления можно проводить в потоке газа.
Предпочтительно стадия высушивания (2) способа по настоящему изобретению включает поддержание температуры псевдоожижженного слоя приблизительно 35°С или менее, предпочтительно приблизительно 30°С или менее, более предпочтительно приблизительно 25°С и 35°С.
Предполагается, что время высушивания пропорционально площади поверхности кремнезема, и контроль активности воды обратно пропорционален площади поверхности кремнезема. Следовательно, в одном варианте кремнезем с площадью поверхности BET от средней величины (такой как от 150 до 350 м2/г) до высокой (более 350 м2/г, такой как 400-600 м2/г, например, 500 м2/г BET, приводит к улучшенному контролю активности воды и улучшенному сохранению КОЕ. В другом варианте применение кремнезема с высокой площадью поверхности BET (более 350 м2/г, такая как 400-600 м2/г, например, 500 м2/г) в смеси с увлажнителями или полимерами или полисахаридами также приводит к хорошему контролю активности воды и сохранению КОЕ в течении долгого периода времени. Предпочтительно кремнеземы с высокой площадью поверхности BET высушивают в течение более короткого периода времени и при более высокой температуре, например, с использованием сушки с распылением при 100°С в течение более короткого периода времени (например, в течение 2-80 c).
Смесь или раствор или суспензию микроорганизмов на стадии (1) способа по настоящему изобретению можно инкубировать в ферментере периодического действия с мешалкой при добавлении Сахаров и других питательных веществ в реактор периодического действия, который либо вентилируется, либо поддерживается в анаэробных условиях для размножения организмов и достижения оптимального состояния для их сбора в зависимости от природы организма. В другом объекте организмы можно растить в твердой среде, такой как целлюлозный материал, семена и другие твердые материалы, суспендированные в реакторе с перемешиванием. В еще одном варианте микроорганизмы можно растить на твердой среде в сухой, но увлажненной среде, и при необходимости отмывать от семян.
Для целей настоящего изобретения кремнезем AEROSIL® 200 относится к гидрофильному кремнезему с площадью поверхности BET равной 200 м2/г. AEROSIL® R 202, R 972, R 812 относятся к гидрофильным тонкодисперсным кремнеземам.
Если не указано иное, все технические и научные термины, использованные здесь, имеют то же самое значение, известное специалистам в данной области техники. В случае конфликта настоящий документ, включая определения, будет иметь преимущественную силу. Предпочтительные способы и материалы описаны ниже, хотя на практике или при тестировании настоящего изобретения можно использовать способы или материалы, аналогичные или эквивалентные описанным здесь. Все публикации, патентные заявки, патенты и другие ссылки, упомянутые здесь, в полном объеме включены в данное описание в качестве ссылок. Материалы, способы и примеры, описанные здесь, представлены только для иллюстрации и не ограничивают объем настоящего изобретения.
Термины "включает(ют)", "содержит(ат)", "имеет(ют)", "может(гут)", "состоит(ят)" и их варианты, использованные здесь, являются универсальными переходными фразами, терминами или словами, которые не исключают возможность дополнительных действий или структур. Слова или термины в единственном числе включают слова или термины во множественном числе, если не указано иное. Настоящее изобретение включает также другие варианты терминов "включающий", "состоящий из" и "по существу состоящий из", вариантов и элементов, описанных здесь, независимо от того, изложены ли они в явном виде или нет.
Союз "или" включает любые или все комбинации одного или более перечисленных элементов, связанных союзом. Например, словосочетание "аппарат, включающий А или В", может означать аппарат включающий А, где В отсутствует, аппарат включающий В, где А отсутствует, или аппарат где присутствуют оба А и В. Словосочетание "по меньшей мере один из А, В, … и N" или "по меньшей мере один из А, В, … N, или их комбинаций" означает в самом широком смысле один или более элементов, выбранных из группы, включающей А, В, … и N, другими словами, любую комбинацию одного или более элементов А, В, … или N, включая только один элемент или в комбинации с одним или более других элементов, которые также могут включать элемент в комбинации с дополнительными не перечисленными элементами.
Наречие "приблизительно", использованное в сочетании с количеством, включает указанную величину и имеет значение, диктуемое контекстом (например, включает по меньшей мере степень ошибки, связанной с измерением определенного количества). Наречие "приблизительно" следует также рассматривать как включающее интервал, определенный абсолютными величинами двух предельных значений. Например, словосочетание "от приблизительно 2 до приблизительно 4" также включает интервал "от 2 до 4". Термин "приблизительно" может означать плюс или минус 10% от указанного числа. Например, словосочетание "приблизительно 10%" может означать интервал от 9 до 11% и словосочетание "приблизительно 1" может означать интервал от 0,9 до 1,1. Другие значения термина "приблизительно" могут быть очевидными из контекста, такого как округление, и тогда, например, термин "приблизительно 1" может также означать интервал от 0,5 до 1,4.
Примеры
Предыдущее описание представляется более очевидным при ссылке на следующие примеры, которые представлены с иллюстративными целями и не предназначены для ограничения объема изобретения.
Примеры 1-10
Высушенная в псевдоожижженном слое композиция по настоящему изобретению
Приблизительно 50 г суспензии, полученной после промывки семян водой (1:1), содержащей Chlonostachys Rosea, наносили при распылении на приблизительно 25 г субстрата в сушилке с псевдоожижженным слоем. Скорость насоса, давление распыляемого воздуха и скорость вентилятора устанавливали соответствующим образом (например, при скорости насоса 1 мл/мин и давлении распыляемого воздуха 0,1 бар), чтобы обеспечить высушивание смеси субстрат-споры при температуре во входном отверстии приблизительно 45°С и температуре порошкообразного слоя менее 28°С. Образцы нагревали до достижения требуемой влажности. Образцы анализировали с использованием приведенных ниже методов.
Измерение размеров сухих частиц
Измерение размера частиц субстрата проводили в анализаторе со светорассением HORIBA Laser Scarttering Dry Particle Size Distribution Analyzer LA-950 по углу отраженного излучения лазера.
Измерение содержания общей влаги
Измерение влажности высушенных порошков субстрат/микроорганизм проводили на приборе Sartorius Moisture Balance. Порошкообразный образец массой 0,1 г взвешивали и помещали на алюминиевую пластину. При нагревании образца до температуры 105°С до постоянной массы, обычно в течение 2 мин, выполняли три повтора.
Активность воды
Активность воды (Aw) исследуемых образцов измеряли при помещении образца в устройство для измерения активности воды, которое состоит из зеркала, расположенного над исследуемым образцом в закрытой камере для образца. При достижении относительной влажности равновесия зеркало охлаждалось до образования на нем конденсата вследствие точки росы. Эту температуру можно рассчитать как уровень активности воды.
Изображения, полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM)
Для получения изображений смесей субстрат/микроорганизм по настоящему изобретению для определения морфологии и состава частиц продукта использовали электронный микроскоп Hitachi ТМ 3000. Изображения свидетельствовали о том, что клетки спор присоединены к частицам кремнезема.
Измерение объема и диаметра пор методом ртутной порометрии
Объем пор, заполненных ртутью (Hg), измеряли ртутной порометрией с использованием прибора Micromeritics AutoPore IV 9520. Диаметр пор можно рассчитать по уравнению Вашберна с использованием контактного угла, тета (Θ), равного 130°, и поверхностного натяжения, гамма, равного 485 дин/см. Ртуть под давлением проникала в пустоты частиц и для каждого заданного давления рассчитывали объем ртути, проникшей в поры 1 грамма образца. Объем пор, приведенный здесь, представляет собой кумулятивный объем ртути, проникшей в поры под давлением от 171 до 18000 фунтов на кв. дюйм.
Проникшая ртуть при таких давлениях соответствует диаметру пор от 1000 до 10 нм. Приращение объема (см3/г) при каждом значении давления наносили на график в зависимости от диаметра пор, соответствующего возрастанию давления. Максимум на кривой зависимости объема проникшей ртути от радиуса пор или диаметра соответствует режиму распределения пор по размеру и определяет наиболее распространенный объем пор в образце. Более конкретно, размер образца доводили до достижения объема ствола 25-75% в порошковом пенетрометре с луковицей объемом 5 мл и объемом ствола приблизительно 1,1 мл. Образцы вакуумировали до давления 50 мкм. рт.ст. и выдерживали в течение 5 мин. Ртуть заполняла поры при давлении от 1,5 до 60000 фунт/кв.дюйм, а время второго уравновешивания составляло 10 с при каждой точке сбора данных (всего 103 точки).
Площадь поверхности BET и объем пор
Площадь поверхности BET субстратов (например, частиц кремнезема или силикатов) определяли на приборе Micromeritics TriStar 3020 методом адсорбции азота BET, как описано в статье Brunaur et al, J. Am. Chem. Soc, 60, 309 (1938), известного в области исследования зернистых материалов, таких как материалы на основе кремнезема и силикатов. Изотермы адсорбции-десорбции азота получали при 77К. Перед измерением порошкообразные образцы массой 50-100 мг дегазировали при 105°С в течение 2 ч. Для расчета объема пор и площади поверхности BET использовали модели Баррета-Джойнера-Халенды (BJH).
Расчеты общего объема пор проводили с использованием общего объема азота, адсорбированного при парциальном давлении (Р/Po), равном 0,99.
Определение числа КОЕ
Концентрацию микроорганизмов определяли методом посева на чашках Петри с использованием методики серийных разбавлений. Порошок микроорганизм/субстрат перемешивали в стерильной воде, содержащей ПАВ-тритон, присутствующий для мобилизации микроорганизмов. Полученную суспензию микроорганизмов последовательно разбавляли несколько раз и получали серию 10-кратных разбавлений. Каждое разбавление образца высеивали на стерильные чашки с агаром и инкубировали. Через несколько дней присутствие организмов проявляется в виде точек на агаре. При последнем разбавлении, которого еще достаточно для снижения числа точек на чашке до количества, которое можно подсчитать, число колоний подсчитывали и умножали на фактор разбавления для определения количества в исходной популяции.
С использованием методов анализа, описанных выше или аналогичных им, измеряли физические свойства различных субстратов и суммировали их в приведенной ниже Таблице 1.
С использованием способов, описанных выше или аналогичных им, измеряли содержание общей влаги и уровень активности воды (Aw) в исследуемых образцах после высушивания в псевдоожижженном слое и суммировали их в Таблице 2, площадь поверхности BET, время высушивания, конечное содержание влаги, активность воды (Aw) и исходное значение КОЕ исследуемых образцов приведено в Таблице 3, влияние зависимости активности воды (Aw) от содержания влаги на КОЕ/г через 5 месяцев при 25°С представлено в Таблице 4.
Данные, приведенные выше в Таблицах, неожиданно указывают на то, что субстрат с высокой площадью поверхности BET и большим объемом пор, такой как SIPERNAT® 50, быстро не высыхает в сушилке с псевдоожижженным слоем, что приводит к чрезмерному длительному воздействию на организм в сушилке. Субстраты с меньшей площадью BET и объемом пор высыхают быстрее в сушилке с псевдоожижженном слоем, что позволяет снизить нагрузку на организмы и повысить КОЕ/г после высушивания, что может привести к потенциальной экономии затрат на КОЕ/г вследствие меньших затрат на высушивание. Данные Таблицы 4 также свидетельствуют о том, что чем выше общее содержание влаги, тем сильнее уменьшение КОЕ/г при хранении. Кремнезем должен поддерживать низкую влажность при хранении для поддержания высокого КОЕ/г.Таким образом, в настоящем изобретении было установлено, что выбор субстратов с оптимальной площадью поверхности BET и объемом пор приводит к низкому содержанию общей влаги с более быстрым высыханием, что обеспечивает меньшую нагрузку на микроорганизмы, и следовательно, высокое исходное значение КОЕ/г, а также к более высоким значениям КОЕ/г через 5 месяцев.
Пример 11
Композиции по настоящему изобретению, высушенные при распылении
Бактериальную биомассу Pseudomonas fluorescens собирали из ночной культуры во встряхиваемой колбе центрифугированием при 8000g в течение 10 мин. Клеточный осадок ресуспендировали в растворе хлорида натрия (0,9% мас./мас.) и добавляли в суспензию субстрата кремнезема Sibernat® 50 и аравийской камеди. Полученная суспензия содержала приблизительно 8% кремнезема, 7% аравийской камеди, 3% сухой биомассы и 81% воды. Затем суспензию высушивали при распылении в лабораторной сушке с распылением Büchi В-290 при температуре газа во входном отверстии 78°С. Распыление осуществляли с использованием двухлоточной форсунки при давлении распыления приблизительно 1,35 бар. Скорость потока осушающего воздуха составляла 38 м3/ч. Скорость распыления составляла приблизительно 5 мл/мин. Заданные параметры обеспечивают температуру во входном отверстии 53°С и остаточную влажность продукта 6.3%. Значение КОЕ конечного порошка составляет 3,4×107 КОЕ/г.
Водный сбор спор грибов
Промывку исходных семян со спорами грибов на поверхности массой 15 г осуществляли водой, при этом масса воды в 3-10 раз превышала массу семян. Полученные суспензии фильтровали через фильтры с размером отверстий 3 мм после перемешивания с использованием мешалки (дисковая мешалка) в течение 20 мин. Суспензию фильтровали с использованием нагнетательного лабораторного нутч-фильтра объемом 380 мл. Рабочие условия включали комнатную температуру и давление 1 бар (абс). Время обезвоживания составляло 120 с. Фильтрат анализировали методом анализа с использованием подсчета спор. Последующее концентрирование фильтрата проводили при разделении на лабораторной центрифуге при 2100g в течение 5 мин для снижения уровня воды перед использованием при распылении в псевдоожижженном слое.
Сухой сбор спор грибов
Семена со спорами грибов на поверхности массой 100 г измельчали на мельнице с вращающимся шлифовальным камнем в течение 20 с. Мелкоизмельченную фракцию получали при полировании поверхности семян и собирали отдельно от остатков семян, взвешивали и определяли число КОЕ в образце. Величина КОЕ мелкоизмельченной фракции составляла 5×109 КОЕ на грамм семян. Полученную мелкоизмельченную фракцию просеивали через сито с диаметром отверстий 300 мкм. Полученный порошок смешивали с водой, при этом получали суспензию для последующего распыления и высушивания в псевдоожижженном слое.
Примеры 12-23
Примеры, приведенные ниже, предназначены для оценки действия добавок на улучшение термостабильности и влагоустойчивости микроорганизмов.
Процедура промывки
Семена фильтровали при смешении семян с равной массой воды до появления светло-коричневого окрашивания воды. Суспензию спор отфильтровывали от семян до получения половины от исходного объема, и при необходимости собрать конечный объем, который включает добавленный объем из концентрированных растворов, добавляли дополнительное количество воды. Добавку смешивали непосредственно с суспензией (кремнезем AEROSIL® 200 и HPG) или с исходным концентрированным раствором (PVA) в количестве (г) 2% от конечного объема (мл).
Высушивание в псевдоожижженном слое
Собранную суспензию спор распыляли со скоростью от приблизительно 4 г/мин на кремнезем SIPERNAT® 22 при равной массе распыляемой суспензии. Частота вращения вентилятора составляла 8 Гц, температура воздуха во входном отверстии составляла 45°С для образцов без добавок в суспензии, и 55°С для образцов с добавкой(ами). Исходная температура порошка составляла 28°С. Порошок считался сухим при быстром повышении температуры от исходной (28°С) через несколько минут, что указывало на его сухое состояние.
Определение числа КОЕ
Число КОЕ, или колониеобразующих единиц, представляет собой число живых спор на 1 грамм продукта. Порошок спор смешивали с раствором тритона и с использованием метода серийного разбавления и нанесения картофельного агара с декстрозой, содержащей 0,1% стрептомицин, инкубировали при комнатной температуре в течение 5 дней. Число КОЕ определяли при подсчете чашек с 30-300 спорами, умноженными на фактор разбавления.
Последующее добавление кремнезема AEROSIL® R 202
Кремнезем AEROSIL® R 202 добавляли в конечный порошок в количестве 1% (г/г) для выбранных образцов. Полученный продукт перемешивали в турбулентном смесителе низкой энергии в течение 5 мин для равномерного покрытия порошка спор.
Термостабильность
Порошок спор с достаточно низкой активностью воды хранили в сушильном шкафу при 40°С, число КОЕ определяли в различные периоды времени для измерения уменьшения плотности живых клеток на порошке.
Влагоустойчивость
Порошок спор хранили во влажной камере (Associated Environmental Systems) при относительной влажности 70% при 25°С в малопористых пакетах Tubulin, которые проницаемы для паров воды и непроницаемы для спор. Число КОЕ измеряли в различные периоды времени для оценки изменений количества микроорганизмов.
Активность воды
Активность воды определяли как давление пара воды в закрытом образце. Давление пара измеряли по точке росы на холодном зеркале в закрытой камере по температуре капель на зеркале. Активность воды измеряли на приборе AquaLab model 3.
Время десятикратного уменьшения
Время десятикратного уменьшения означает время уменьшения живой популяции микробов на 90%. Его рассчитывали по обратному наклону кривой выживания, которая представляет собой график зависимости log КОЕ от времени.
Результаты
Сначала отбирали образцы, использованные в экспериментах по стабильности, которые характеризовались высоким КОЕ и низкой активностью воды. Образцы, не удовлетворявшие данным требованиям, отбрасывали и перерабатывали. Активность воды в каждом образце представлена в Таблице 6. Образцы, которые удовлетворяли двум требованиям, разделяли на две части, одну часть смешивали с кремнеземом AEROSIL® R 202. Полученные порошки затем хранили в сушильном шкафу при 40°С или во влажной камере при 25°С/70% относительной влажности.
Образцы, предназначенные для исследования на термоустойчивость, хранили в сушильном шкафу в течение 10 недель. КОЕ измеряли в различные периоды времени, как показано на Фиг. 1. Время десятикратного уменьшения (величина D) рассчитывали, как показано на Фиг. 2. Как указано на Фигурах, в течение первых 6 недель значения отличаются незначительно. Однако, через 10 недель образцы, смешанные с кремнеземом AEROSIL® R 202, оказались более стабильными по сравнению с образцами, не содержащими указанный кремнезем. Образцы, не обработанные кремнеземом AEROSIL® R 202, характеризовались низкой величиной КОЕ в данный момент времени, слишком низкой для точного подсчета. Это свидетельствует о том, что добавление кремнезема AEROSIL® R 202 способствует улучшению стабильности порошка спор и увеличивает срок хранения порошка. Комбинация PVA и кремнезема AEROSIL® R 202 приводит к наибольшей стабильности в течение долгого периода времени. PVA, однако, характеризуется более низким исходным значением КОЕ. В то время как некоторые из этих данных можно объяснить различными условиями обработки, суспензия спор также является более разбавленной, потому что PVA характеризуется плохой растворимостью, и поэтому его добавляют в суспензию спор в виде исходного концентрированного раствора.
В то время как большинство образцов характеризуются сопоставимыми свойствами, контрольный образец характеризуется ухудшенной термостабильностью. Образец без каких-либо добавок также характеризуется низким исходным КОЕ. Образец, содержащий только кремнезем AEROSIL® R 202, также характеризуется низким исходным КОЕ, однако его стабильность значительно улучшается. Такие изменения КОЕ в зависимости от времени представлены на Фиг. 3.
Как показано на Фиг. 4, лучшие результаты получены для образцов, содержащих HPG. Образец, содержащий только кремнезем AEROSIL® R 202, также характеризуется аналогичным временем десятикратного уменьшения. Для образцов с добавками, смешанными с раствором спор (кремнезем AEROSIL® 200, HPG, PVA) не наблюдалось дополнительного улучшения при смешении с кремнеземом AEROSIL® R 202. Хотя кремнезем AEROSIL® R 202 действительно улучшает влагоустойчивость по сравнению с контролем, она не улучшается при его добавлении к другим добавкам. Можно предположить, что добавки в составе образцов в большей степени не позволяют влаге проникать в споры во влажных условиях.
Добавление кремнезема AEROSIL® R 202 приводит к отчетливому улучшению термостабильности по сравнению с образцами без него. Аналогичным образом, кремнезем AEROSIL® R 202 также улучшает влагоустойчивость, но не улучшает дополнительно влагоустойчивость при использовании в сочетании с другими добавками. Следовательно, добавление диоксида кремния AEROSIL® R 202 является наиболее эффективным способом улучшения долгосрочной термостабильности и влагоустойчивости.
Получение образцов представлено ниже в примерах 24-25.
Пример 24
Пример 24
Биомассу Pseudomonas fluorescens получали в ферментере в минимальной среде и собирали с использованием дисковой центрифуги, при этом получали концентрированную клеточную суспензию. Получали физиологический солевой раствор и смешивали с трегалозой, аравийской камедью и кремнезем Sipernat® 50. Полученную клеточную суспензию смешивали с суспензией трегалоза/аравийская камедь/кремнезем Sipernat®. Компоненты суспензии (см. пример 24) после смешения составляли: 8% кремнезема, 7% аравийской камеди, 3% сухой биомассы, 77% раствора хлорида натрия и 5% трегалозы. Компоненты смешения (см. Пример 25) после смешения составляли: 4% кремнезема, 4% аравийской камеди, 8% сухой биомассы, 75% раствора хлорида натрия и 9% трегалозы. Суспензии (см. Примеры 24 и 25) сушили в отдельности при распылении в сушке с распылением Niro Minor с использованием двухлоточной форсунки при давлении распыления 2,3 бар. Температура газа во входном отверстии составляла 100°С и расход массы суспензии составлял 0,9 кг/ч (пример 24) и температура газа во входном отверстии составляла 110°С и расход массы суспензии составлял 1,6 кг/ч (пример 25). В результате температура в выходном отверстии составляла 50°С (Примеры 24 и 25). Расход осушающего газа составил 45 м3/ч (Примеры 24 и 25). Содержание влаги в продуктах, полученных в Примерах 24 и 25, составило 7 мас. %, а активность воды 0,3. Число КОЕ конечного продукта, полученного в Примере 24, составило 2×1010 КОЕ/г, в Примере 25 - 3,6×1010 КОЕ/г.
Claims (45)
1. Высушенная биологическая композиция для доставки микроорганизмов, которые можно использовать в сельском хозяйстве, включающая (1) субстрат и (2) микроорганизмы, нанесенные на поверхность указанного субстрата, где содержание общей влаги в композиции составляет от приблизительно 0,01 мас.% до приблизительно 15 мас.%, и объем пор субстрата составляет приблизительно 0,01-1,20 см3/г на основании модели Баррета-Джойнера-Халенда, или площадь поверхности BET субстрата составляет приблизительно 400-600 м2/г и объем пор составляет более 1 см3/г на основании модели Баррета-Джойнера-Халенда, или более 2 см3/г по данным ртутной порометрии, где субстратом является кремнезем и микроорганизмами являются Clonostachys rosea или Pseudomonas fluorescens.
2. Композиция по п. 1, в которой значение активности воды (Aw) в композиции составляет от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,6, предпочтительно от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,6, более предпочтительно от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,5.
3. Композиция по п. 1 или 2, где композиция характеризуется значением более приблизительно 107 КОЕ/г, предпочтительно приблизительно 108 КОЕ/г или более, более предпочтительно приблизительно 109 КОЕ/г или более, предпочтительно приблизительно 1010 КОЕ/г или более, еще более предпочтительно приблизительно 1011 КОЕ/г или более, наиболее предпочтительно приблизительно 1012 КОЕ/г или более.
4. Композиция по любому из пп. 1-3, в которой субстратом является осажденный кремнезем.
5. Композиция по любому из пп. 1-4, в которой субстратом является гидрофильный кремнезем.
6. Композиция по любому из пп. 1-5, в которой размер частиц (d50) субстрата составляет приблизительно 5-200 мкм, предпочтительно приблизительно 8-160 мкм, более предпочтительно приблизительно 9-150 мкм, еще более предпочтительно приблизительно 50-150 мкм, также предпочтительно приблизительно 50-130 мкм, предпочтительно выбран из группы, состоящей из значений приблизительно 50 мкм, приблизительно 85 мкм и приблизительно 120 мкм.
7. Композиция по любому из пп. 1-6, в которой площадь поверхности BET субстрата составляет приблизительно 2-600 м2/г, предпочтительно приблизительно 2-400 м2/г, более предпочтительно приблизительно 5-400 м2/г, еще более предпочтительно приблизительно 10-400 м2/г, наиболее предпочтительно приблизительно 30-400 м2/г, также предпочтительно приблизительно 30-300 м2/г, более предпочтительно приблизительно 40-200 м2/г, еще более предпочтительно приблизительно 180 м2/г.
8. Композиция по любому из пп. 1-7, в которой площадь поверхности BET субстрата составляет приблизительно 2 м2/г, предпочтительно приблизительно 5 м2/г.
9. Композиция по любому из пп. 1-7, в которой площадь поверхности BET субстрата составляет приблизительно 180 м2/г.
10. Композиция по любому из пп. 1-9, в которой объем пор субстрата составляет предпочтительно приблизительно 0,05-1,20 см3/г, более предпочтительно приблизительно 0,10-1,0 см3/г, еще более предпочтительно приблизительно 0,20-0,95 см3/г на основании модели Баррета-Джойнера-Халенда, или площадь поверхности BET субстрата составляет предпочтительно 500 м2/г, и объем пор составляет предпочтительно 1,4 см3/г на основании модели Баррета-Джойнера-Халенда, или предпочтительно 2,2 см3/г по данным ртутной порометрии.
11. Композиция по любому из пп. 1-10, в которой конечная концентрация микроорганизмов составляет от приблизительно 4 мас.% до приблизительно 40 мас.%, предпочтительно от приблизительно 4 мас.% до приблизительно 20 мас.% в расчете на общую массу композиции.
12. Композиция по любому из пп. 1-11 в форме таблетки, сыпучей концентрированной формы, например для обработки семян, или в форме масляной дисперсии, дополнительно включающая один или более эксципиентов, предпочтительно один или более агрохимически приемлемых эксципиентов.
13. Композиция по любому из пп. 1-12, где для композиции не требуется экзогенный защитный агент, такой как инкапсулирование в альгинате.
14. Композиция по любому из пп. 1-13, где композиция дополнительно включает (i) полимер, выбранный из группы, состоящей из поливинилового спирта, ксантановой камеди, аравийской камеди или других полисахаридов, таких как мальтодекстрин, гуаровая камедь, полиэтиленгликоля и полиглицерина, или (ii) невосстанавливающиеся дисахариды, такие как трегалоза или сахароза, или (iii) обезжиренное молоко или диметилсульфоксид.
15. Композиция по любому из пп. 1-14, где композиция дополнительно включает второй субстрат в качестве внешнего слоя, предпочтительно второй субстрат выбран из (i) осажденного кремнезема, предпочтительно осажденного гидрофобного кремнезема, предпочтительно имеющий высокую площадь поверхности BET, предпочтительно 50-750 м2/г, предпочтительно 50-380 м2/г, предпочтительно кремнезема SIPERNAT® 50 S или ZEOFREE®, или (ii) пирогенного кремнезема, предпочтительно пирогенного кремнезема, предпочтительно выбранного из группы, состоящей из кремнезема AEROSIL® 200, AEROSIL® R202, AEROSIL® R 972 и AEROSIL® R 812S.
16. Композиция по любому из пп. 1-15, в которой число колониеобразующих единиц на грамм композиции (КОЕ/г) остается на уровне приблизительно более 107 КОЕ/г после хранения (а) при комнатной температуре в течение 120 дней, (б) при 40°С в течение 40 дней, (в) при относительной влажности 65% или менее в течение 40 дней.
17. Композиция по любому из пп. 1-16, в которой насыпная плотность композиции составляет более 150% в расчете на насыпную плотность очищенного материала субстрата.
18. Способ получения высушенной биологической композиции, включающий (1) объединение смеси, раствора или суспензии, содержащих микроорганизмы, с субстратом, и (2) высушивание смеси субстрат-микроорганизм для достижения содержания общей влаги от приблизительно 0,01 мас.% до приблизительно 15 мас.%, предпочтительно от приблизительно 0,01 мас.% до приблизительно 8 мас.%, более предпочтительно от приблизительно 3 мас.% до приблизительно 8 мас.%, еще более предпочтительно от приблизительно 5 мас.% до приблизительно 8 мас.%, наиболее предпочтительно выбрано из значений 3 мас.%, 5 мас.% и 7 мас.%.
19. Способ по п. 18, где микроорганизмы собирают с поверхности семени путем (а) механического растирания или полирования поверхности субстрата с получением тонкодисперсной фракции, содержащей микроорганизмы и некоторые части семени, и необязательно (б) просеивания полученной тонкодисперсной фракции с получением порошка с определенным распределением частиц по размеру для последующих стадий процесса.
20. Способ по п. 19, где стадия (а) включает растирание семени с использованием шлифовального камня для отделения семени от тонкодисперсной фракции.
21. Способ по п. 19, где стадия (а) включает растирание с использованием вращающегося вала внутри защитной трубы щелевидного сита в условиях под давлением с последующим просеиванием и фильтрованием для отделения семени от тонкодисперсной фракции.
22. Способ по п. 19, где стадия просеивания (б) тонкодисперсной фракции включает просеивание через сито с отверстиями размером от 20 мкм до 800 мкм, предпочтительно от 100 мкм до 300 мкм.
23. Способ по п. 18, где микроорганизмы собирают с поверхности семени путем смывания их водой и разделения семени и жидкого раствора или суспензии микроорганизмов, предпочтительно семена перемешивают в воде в течение от 1 до 20 мин, более предпочтительно отделение твердых частиц от жидкости проводят в нутч-фильтре под давлением, еще более предпочтительно размер отверстий нутч-фильтра под давлением составляет от 1 до 3 мм, более предпочтительно время обезвоживания в нутч-фильтре под давлением составляет 20-200 с, еще более предпочтительно фильтрационное давление в нутч-фильтре составляет от 1 до 3 бар, более предпочтительно раствор или суспензию микроорганизмов концентрируют путем отделения микроорганизмов от жидкости в поле центробежных сил, еще более предпочтительно стадия концентрирования включает разделение в тарельчатом сепараторе, еще более предпочтительно стадию концентрирования повторяют с разбавлением концентрата водой и последующим вторым концентрированием в поле центробежных сил для отделения растворимых частей от микроорганизмов.
24. Способ по любому из пп. 18-23, где стадия высушивания (2) включает высушивание смесей субстрат-микроорганизм в псевдоожижженном слое.
25. Способ по любому из пп. 18-23, где стадия высушивания (2) включает высушивание с распылением смесей субстрат-микроорганизм.
26. Способ по любому из пп. 18-23, где стадия высушивания (2) включает контактное высушивание смесей субстрат-микроорганизм.
27. Способ по любому из пп. 18-23, где стадия высушивания (2) включает высушивание замораживанием смесей субстрат-микроорганизм.
28. Способ по любому из пп. 18-27, где температура воздуха для высушивания составляет приблизительно 130°С или менее, предпочтительно приблизительно 90°С или менее, более предпочтительно приблизительно 80°С или менее, еще более предпочтительно приблизительно 50°С или менее, более предпочтительно приблизительно 30°-50°С, еще более предпочтительно приблизительно 40°-50°С, более предпочтительно приблизительно 40°-45°С, наиболее предпочтительно приблизительно 43°С.
29. Способ по любому из пп. 18-28, где порошкообразный слой поддерживают при температуре приблизительно 35°С или менее, предпочтительно от приблизительно 25°С до приблизительно 35°С.
30. Способ по любому из пп. 18-29, где значение активности воды (Aw) полученной композиции составляет от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,6, предпочтительно от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,6, более предпочтительно от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,5.
31. Способ по любому из пп. 18-30, где число колониеобразующих единиц микроорганизмов на грамм полученной композиции (КОЕ/г), составляет, например, более 107 КОЕ/г, предпочтительно приблизительно 108 колониеобразующих единиц на грамм (КОЕ/г) или более, предпочтительно приблизительно 109 КОЕ/г или более, более предпочтительно приблизительно 1010 КОЕ/г или более, еще более предпочтительно приблизительно 1011 КОЕ/г или более, наиболее предпочтительно приблизительно 1012 КОЕ/г или более.
32. Способ по любому из пп. 18-31, где субстратом является кремнезем, предпочтительно осажденный кремнезем, предпочтительно гидрофильный кремнезем.
33. Способ по любому из пп. 18-32, где субстрат выбран из материалов, площадь поверхности BET которых составляет приблизительно 400-600 м2/г, предпочтительно 500 м2/г, а объем пор составляет более 1 см3/г, предпочтительно 1,4 см3/г на основании модели Баррета-Джойнера-Халенда, или более 2 см3/г, предпочтительно 2,2 см3/г по данным ртутной порометрии.
34. Способ по любому из пп. 18-32, где субстрат выбран из материалов, которые характеризуются следующими свойствами:
(i) размер частиц d50 составляет приблизительно 5-200 мкм, предпочтительно приблизительно 8-160 мкм, более предпочтительно приблизительно 9-150 мкм, еще более предпочтительно приблизительно 50-150 мкм, более предпочтительно приблизительно 50-130 мкм, наиболее предпочтительно выбран из группы, состоящей из значений приблизительно 50 мкм, приблизительно 85 мкм и приблизительно 120 мкм;
(ii) площадь поверхности по BET составляет приблизительно 2-400 м2/г, предпочтительно приблизительно 5-400 м2/г, еще более предпочтительно приблизительно 10-400 м2/г, более предпочтительно приблизительно 30-400 м2/г, еще более предпочтительно приблизительно 30-300 м2/г, более предпочтительно приблизительно 40-200 м2/г, наиболее предпочтительно приблизительно 180 м2/г;
(iii) объем пор субстрата составляет приблизительно 0,01-1,20 см3/г, предпочтительно приблизительно 0,05-1,20 см3/г, более предпочтительно приблизительно 0,10-1,0 см3/г, наиболее предпочтительно приблизительно 0,20-0,95 см3/г;
(iv) или любой их комбинацией.
35. Способ по любому из пп. 18-34, где стадия (1) включает нанесение от приблизительно 4 мас.% до приблизительно 40 мас.%, предпочтительно от приблизительно 4 мас.% до приблизительно 20 мас.% в расчете на общую массу композиции.
36. Способ по любому из пп. 18-35, где микроорганизмами являются Clonostachys rosea или Pseudomonas fluorescens.
37. Способ по любому из пп. 18-36, где для полученной композиции не требуется экзогенный защитный агент, такой как инкапсулирование в альгинате.
38. Высушенная биологическая композиция для доставки микроорганизмов, которые можно использовать в сельском хозяйстве, включающая (1) субстрат и (2) микроорганизмы, нанесенные на поверхность указанного субстрата, где содержание общей влаги в композиции составляет от приблизительно 0,01 мас.% до приблизительно 15 мас.%, и объем пор субстрата составляет приблизительно 0,01-1,20 см3/г на основании модели Баррета-Джойнера-Халенда, или площадь поверхности BET субстрата составляет приблизительно 400-600 м2/г и объем пор составляет более 1 см3/г на основании модели Баррета-Джойнера-Халенда, или более 2 см3/г по данным ртутной порометрии, где субстратом является кремнезем и микроорганизмами являются Clonostachys rosea или Pseudomonas fluorescens, полученная способом по любому из пп. 18-37.
39. Высушенная биологическая композиция по любому из пп. 1-17 или 38, которая предназначена для обработки семян.
40. Способ борьбы с насекомыми, грибами или нематодами на обрабатываемой поверхности, включающий необязательное разбавление сухой биологической композиции по любому из пп. 1-17 или 38, и нанесение эффективного количества необязательно разбавленной композиции на обрабатываемую область.
41. Способ по п. 40, где область, предназначенная для обработки, представляет собой часть растения, включая без ограничения, черенки, корни, луковицы, клубни, стволы, плоды, цветы и/или листья растений, например кукурузы, пшеницы, сорго, сои, цитрусовых и не цитрусовых плодов, ореховых деревьев и им подобным.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US62/770,557 | 2018-11-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021116434A RU2021116434A (ru) | 2022-12-21 |
| RU2810743C2 true RU2810743C2 (ru) | 2023-12-28 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2370525C2 (ru) * | 2004-03-31 | 2009-10-20 | Даниско А/С | Способ получения композиции, содержащей высушенные бактерии, и ее применение |
| WO2017143130A1 (en) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | Advanced Bionutrition Corp. | Stabilizing methods for coating seeds with biological materials |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2370525C2 (ru) * | 2004-03-31 | 2009-10-20 | Даниско А/С | Способ получения композиции, содержащей высушенные бактерии, и ее применение |
| WO2017143130A1 (en) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | Advanced Bionutrition Corp. | Stabilizing methods for coating seeds with biological materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220015373A1 (en) | Dried biological compositions and methods thereof | |
| US8569028B2 (en) | Method for encapsulation of microparticles | |
| Quimby Jr et al. | A simple method for stabilizing and granulating fungi | |
| Martinez et al. | Biotechnological development of Trichoderma-based formulations for biological control | |
| EP3780955A1 (de) | Biokompatible siloxane zur formulierung von mikroorganismen | |
| US20220211036A1 (en) | Use of polyglycerol esters as carriers for microbiological active ingredients | |
| CN105794856B (zh) | 木霉菌厚垣孢子微胶囊剂及其制备和应用 | |
| CA2408392C (en) | Sprayable mycelium-based formulation for biological control agents | |
| RU2810743C2 (ru) | Высушенные биологические композиции и способы их получения | |
| Paau | Formulation of beneficial organisms applied to soil | |
| Sawatphanit et al. | Bioformulation development of Bacillus velezensis strain N1 to control rice bacterial leaf blight | |
| WO1998028977A1 (fr) | Antiparasitaires microbiens aquatiques | |
| CN113260256A (zh) | 稳定的微生物组合物和干燥工艺 | |
| CN1319442C (zh) | 农业用可湿性组合物、其制造方法及保存方法 | |
| EP4391812A1 (en) | Dried biological compositions and methods thereof | |
| Zohar‐Perez et al. | Mutual relationships between soils and biological carrier systems | |
| JPH0737365B2 (ja) | 害虫防除方法 | |
| NL2015964B1 (en) | Dried protozoa compositions. | |
| EP4255183A1 (en) | Formulation of water-dispersible granules containing microbiological actives e preparation method | |
| JP4671382B2 (ja) | 糸状菌の高純度分生子及びその製造方法 | |
| Hwa-Jin et al. | Development of W/O/W multiple emulsion formulation containing Burkholderia gladioli | |
| EP0647709A1 (en) | Process for preparing dry compositions of heat-sensitive materials | |
| Borgio et al. | Mass production of entomopathogenic fungi | |
| TH2101002936A (th) | องค์ประกอบชีววิทยาแห้งและวิธีการขององค์ประกอบชีววิทยาแห้ง | |
| JP2003250522A (ja) | フザリウム属菌生菌製剤及びその製造方法 |