proyectos productivos

REVISTA COLOMBIANA DE BIOTECNOLOGÍA VOL. VI No. 2 Diciembre 2004 43-53

Análisis exploratorio para la optimización de un medio
de cultivo para la fermentación de Bacillus
thuringiensis
Exploratory analysis for the optimization of culture
media for Bacillus thuringiensis fermentation
Jenny M. Escobar*, E. Milena Pardo*, Gustavo Buitrago*, Luis A. López**
RESUMEN
Los insecticidas químicosusados indiscriminadamente traen riesgos para la salud de quienes los aplican y de
quienes consumen alimentos contaminados con éstos; además atacan insectos benéficos, aves, peces y mamíferos. Como alternativa al uso de insecticidas químicos están los bioinsecticidas, como es el caso de Bacillus
thuringiensis, que es específico para el insecto plaga que se desea controlar. Un factor clave en laproducción
por fermentación de biopesticidas basados en Bacillus thuringiensis es el diseño del medio de cultivo, el cual
debe ser económico y contener todos los nutrientes necesarios para el crecimiento del microorganismo. Del
cultivo se espera que rinda una alta producción de ingrediente activo conformado por los cristales que contienen las toxinas y por la espora del microorganismo, y queeste ingrediente posea el valor de toxicidad requerido para la formulación del producto comercial. En este trabajo se estudiaron diferentes medios de cultivo, se
seleccionó un medio promisorio y se optimizó para la fermentación con una cepa nativa de B. thuringiensis teniendo en cuenta no sólo el ingrediente activo sino también los costos que éste genera en materias primas. Se
lograronconcentraciones finales de ingrediente activo entre 15 y 16 g/L con un costo aproximado por materias primas de $650/kg producto (aproximadamente US$0,30/kg producto). Para esto se utilizó la metodología
de superficies de respuesta en un diseño compuesto central (DCC) para la fase de experimentación, y para la
fase de optimización se utilizó el método desarrollado por Derringer y Suich (1980) para múltiplesrespuestas.
Palabras clave: biopesticidas, medios de cultivo, superficie de respuesta, respuesta dual, gráficas de contorno,
diseño compuesto central.
ABSTRACT
Agrichemical involve health risks for producers and consumers; they can also affect beneficial insects,
birds, fish and mammals. Bacillus thuringiensis-based biopesticides specific for insect plagues are available,
which, representan alternative to traditional chemically-based products. Culture media design is an important factor in the production of biopesticides based on Bacillus thuringiensis. The media have to be economical and they must contain all the nutrition factors required by the bacteria. The yield of active ingredient,
comprising the toxin-containing crystal protein and bacterial spores, must be high and withadequate toxicity to formulate the biopesticide. In this work we studied different culture media and optimised a promising culture medium for B. thuringiensis fermentation to obtain an active ingredient for use as raw material
in manufacturing a biopesticide. The final concentration of active ingredient was 15 to 16 g/L and the raw
material cost around US $0,30/kg product. Calculations for theexperimental phase were done using the res-

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**

Ingenieros químicos. Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá. Grupo de
Biopesticidas. Correo electrónico: gbuitragoh@unal.edu.co
Estadístico, Ph. D. Estadística. Profesor asociado, Departamento de Estadística, Universidad Nacional de Colombia.

Recibido: septiembre 3 de 2003. Aceptado: julio 30 de 2004.43

REVISTA COLOMBIANA DE BIOTECNOLOGÍA VOL. VI No. 2 Diciembre 2004 43-53

ponse surface technique in a central composite design (CCD), the optimisation phase used Derringer and
Suich (1980) method for dual response.
Key words: Biopesticides, culture media, surface response, dual response, contour plots, central composite design.

INTRODUCCIÓN
El 15% de las pérdidas mundiales en...