Statistical optimization of medium components and physicochemical parameters to simultaneously enhance bacterial growth and esterase production by Bacillus thuringiensis.

Bacillus thuringiensis is a genus extensively studied because of its high potential for biotechnological application, principally in biocontrol techniques. However, the optimization of esterase production by this strain has been scarcely studied. The aim of this work was to select and optimize the physicochemical and nutritional parameters that significantly influence the growth and esterase production of B. thuringiensis. To this purpose, 6 nutritional factors and 2 physicochemical parameters were evaluated using a Plackett-Burman design. Significant variables were optimized using a Box-Behnken design and through the desirability function to select the levels of the variables that simultaneously maximize microbial growth and esterase production. The optimum conditions resulting from simultaneous optimization of the responses under study were found to be 1 g/L glucose, 15 g/L peptone, and 3.25 g/L NaCl. Under these optimal conditions, it was possible to achieve a 2.5 log CFU/mL increase in bacterial growth and a 113-fold increase in esterase productivity, compared with minimal medium without agitation. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Le genre Bacillus thuringiensis a fait l'objet d'études exhaustives en raison de son fort potentiel d'application en biotechnologie, principalement en matière de biocontrôle. Or, on a peu étudié l'optimisation de la production d'estérases par cette souche. L'objectif de la présente recherche fut de sélectionner et d'optimiser les paramètres physicochimiques et nutritionnels ayant un impact important sur la croissance et la production d'estérases chez B. thuringiensis. Pour y parvenir, on a évalué 6 facteurs nutritionnels et 2 paramètres physicochimiques par l'usage d'un plan de Plackett-Burman. Les variables d'importance ont été optimisées selon un plan de Box-Behnken et en vertu de la fonction de désirabilité afin de sélectionner les valeurs des variables qui maximisaient tant la croissance microbienne que la production d'estérases. Les conditions optimales découlant d'une optimisation simultanée des réponses à l'étude se sont traduites par les valeurs suivantes : 1 g/L glucose, 15 g/L peptone et 3,25 g/L NaCl. Dans ces conditions optimales, il a été possible d'obtenir une augmentation de 2,5 log UFC/mL de la croissance bactérienne et d'une multiplication d'un facteur de 113 de la production d'estérases, relativement à un milieu minimal sans agitation. [Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]