Optimización del medio de cultivo y las condiciones de fermentación para la producción de un biofertilizante a base de Azotobacter chroococcum

Resumen

En Cuba se ha desarrollado un biofertilizante a base de una cepa de Azotobacter chroococcum, fijadora de nitrógeno. Ante la necesidad de estandarizar su escalado industrial este trabajo tuvo por objetivo optimizar el medio de cultivo y las condiciones de fermentación. Se realizaron ensayos a escala de zaranda y luego en fermentador. En cada caso se realizó validación experimental. Para la optimización del medio de cultivo, se aplicó un diseño factorial 2³ con puntos estrellas equidistantes y seis repeticiones en el centro del plan, para ajustar superficies respuesta. Se realizaron un total de 19 corridas experimentales, con tres repeticiones cada una y se determinó la ecuación de regresión. Como variable respuesta se determinó el crecimiento celular por densidad óptica λ=540 nm (DO₅₄₀). Para optimizar el crecimiento microbiano en función de la velocidad de agitación y el flujo de aire se empleó un fermentador de 7.5 litros con un diseño factorial 2², tomando como variable respuesta la DO_540. Con el medio de cultivo optimizado se obtuvo un crecimiento de 2 – 4 x 10⁹ UFC ml^-1, que unido al empleo de una velocidad de agitación y flujo de aire óptimo permiten incrementar el contenido de biomasa bacteriana. Se redujo el tiempo de fermentación a 10 horas con respecto a las 20 a 22 horas que se empleaban en el esquema de producción. Se redujo el 40%, 50% y 20% respectivamente de las fuentes de carbono, nitrógeno y fósforo.