Optimization of culture media for the production of Bacillus subtilis strain QST 713 in a handcrafted bioreactor

Abstract

El objetivo de esta investigación fue optimizar un medio nutritivo basado en fertilizantes para el cultivo de Bacillus subtilis en un biorreactor tipo Airlift. Para este fin se analizaron veintisiete medios preparados mediante la combinación de cinco factores con tres niveles que incluyen sacarosa, sulfato de amonio, superfosfato triple de calcio, fórmula UltraK® e inóculo (Serenade® Max).  Este biorreactor es un Airlift de 50 L de capacidad, de diseño artesanal elaborado por los autores.  Las variables monitoreadas en los medios fueron absorbencia, oxígeno disuelto, pH y temperatura. La primera fue la que se tomó más en cuenta para la optimización pues es el indicador indirecto del crecimiento bacteriano.  Se eligió para Señal/Ruido la opción “Más grande es mejor”, obteniendo los análisis de varianza y gráficos de los efectos principales de acuerdo al método Taguchi.  Los resultados indicaron que el nivel alto de sacarosa, conjuntamente con el nivel bajo de superfosfato de calcio son importantes para el máximo crecimiento en el tiempo estudiado. En cambio, los componentes como sulfato de amonio, fórmula UltraK® o la cantidad de inóculo no resultaron significativos, lo cual significa que se pueden adicionar en el nivel bajo.  Esta nueva información se puede incorporar aplicada a biorreactores de >2500 L que previamente hemos desarrollado.  Como conclusión final es que el máximo crecimiento bacteriano depende de un buen suministro de sacarosa, limitando el superfosfato triple de calcio.  Adicionalmente, es prudente disminuir las adiciones de sulfato de amonio debido a que reduce el oxígeno disuelto en el medio nutritivo.