Atšķirība starp cietvielu fermentāciju un zemūdens fermentāciju

galvenā atšķirība starp cietvielu fermentāciju un zemūdens fermentāciju ir tā fermentācija cietvielā nozīmē mikroorganismu kultivēšanu uz cieta substrāta ar zemu mitruma saturu, savukārt zemūdens fermentācija ir saistīta ar mikroorganismu kultivēšanu šķidrā vidē, kurā ūdens saturs pārsniedz 95%.

Mikroorganismi ir labvēlīgi dažāda veida nozarēs. Baktērijām un sēnītēm ir plašs pielietojums rūpniecībā. Lai iegūtu nepieciešamos produktus, kas rodas mikrobu metabolisma rezultātā, rūpnieciskās fermentācijas procesā mikroorganismi ir jāaudzē plašā mērogā. Cietvielu fermentācija un zemūdens fermentācija ir divi galvenie fermentācijas veidi, kas palīdz rūpnieciski ražot fermentus. Cietvielu fermentācijā fermentāciju veic mikroorganismi, kas izaudzēti uz cieta substrāta, savukārt iegremdējot, fermentācija notiek mikroorganismos, kas audzēti šķidrā vidē. Katrai metodei ir priekšrocības, kā arī trūkumi.

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir zemūdens fermentācija
3. Kas ir zemūdens fermentācija
4. Cietvielu fermentācijas un zemūdens fermentācijas līdzības
5. Salīdzinājums blakus - cietvielu fermentācija vs zemūdens fermentācija tabulas formā
6. Kopsavilkums

Kas ir cietvielu fermentācija?

Fermentācija cietā stāvoklī ir fermentācijas veids, ko izmanto fermentu ražošanā. Kā norāda nosaukums, fermentāciju veic mikroorganismi, kas audzēti uz cietas virsmas vai cietas pamatnes, kurai ir ļoti zems mitruma saturs. Viens nešķīstošs substrāts nodrošina barības vielas, piemēram, oglekli, slāpekli utt., Mikrobu audzēšanai. Mikroorganismi pielīp pie cietā substrāta. Cietvielu fermentācijā bieži izmanto kombinētus un neviendabīgus lauksaimniecības produktus vai agrorūpniecības blakusproduktus, piemēram, rīsu miziņu, kviešu klijas, cukurbiešu mīkstumu, kviešu un kukurūzas miltus utt. Tādējādi substrāti ir lētāki un viegli pieejami..

Turklāt šķiedru sēnes ir ideāli mikroorganismi cietvielu fermentācijai. Arī baktērijas, raugs un citas sēnes var augt uz cietiem substrātiem, un tās var izmantot cietvielu fermentācijā.

01. attēls. Cietvielu fermentācija

Cietvielu fermentācijas priekšrocības

Līdzīgi kā citi fermentācijas procesi, arī cietvielu fermentācijai ir daudz priekšrocību, kas uzskaitītas zemāk.

• Vide ir vienkārša, viegli pieejama un lēta
• Pamatnēm ir nepieciešama mazāka iepriekšēja apstrāde, salīdzinot ar šķidro vidi
• Piesārņojums ir ierobežots, jo zems mitruma saturs
• Piespiedu aerācija bieži ir vieglāka
• Vienkāršots un samazināts pakārtotais process un atkritumu iznīcināšana
• Vienkāršs fermentācijas aprīkojums
• Augsta tilpuma produktivitāte

Kaut arī cietvielu fermentācijai ir daudz priekšrocību, tai ir arī vairāki trūkumi, kā arī uzskaitīti zemāk.

Cietvielu fermentācijas trūkumi

• Zems mitruma līmenis var ierobežot mikroorganismu augšanu
• Metabolisma karstuma noņemšana ir problēma liela apjoma cietvielu fermentācijā
• Problēmas parametru uzraudzības grūtības

Kas ir zemūdens fermentācija?

Iegremdētā fermentācija ir vēl viena fermentācijas metode, kuru mēs izmantojam rūpniecisko fermentu ražošanā. Turklāt tam ir nepieciešams liela mēroga aseptiskas fermentācijas trauks, kas augošiem mikroorganismiem var nodrošināt kontrolētu vidi, kas sastāv no optimālas temperatūras, pH, uzbudinājuma pakāpes, skābekļa koncentrācijas utt. Iegremdēta fermentācija notiek šķidrā vidē, kurā atrodas mikroorganismi. Tādējādi ūdens saturs ir augsts, un visas barības vielas atrodas šķidrā vidē mikroorganismu augšanai. Vissvarīgākais ir tas, ka barības vielas vienmērīgi ir pieejamas visā barotnē mikroorganismiem, kas iegremdēti fermentācijā. Uzbudinājums veicina vienmērīgu barības vielu un mikrobu šūnu sadalījumu.

02 attēls: Iegremdētā fermentācija

Līdzīgi kā cietvielu fermentācijai, zemūdens fermentācijai ir arī priekšrocības un trūkumi, kā minēts turpmāk.

Priekšrocības

• Procesa parametru mērīšanas vienkāršība
• Vienmērīga barības vielu un mikroorganismu sadale
• Spēja kontrolēt augšanas apstākļus
• Augsta ūdens satura pieejamība mikrobu augšanai

Trūkumi

• Dārgu datu nesēju un dārga aprīkojuma izmantošana
• Sarežģīts un dārgs pakārtotais process un grūtības atkritumu izvešanā
• Liels enerģijas patēriņš

Kādas ir līdzības starp cietvielu fermentāciju un zemūdens fermentāciju?

• Fermentācija cietvielā un zemūdens fermentācija ir divu veidu parastās fermentācijas fermentu ražošanā.
• Turklāt mikroorganismi veic abus procesus.

Kāda ir atšķirība starp cietvielu fermentāciju un zemūdens fermentāciju?

Mikrobi aug uz cietas virsmas cietvielu fermentācijas laikā, savukārt mikrobi aug šķidrā vidē iegremdētas fermentācijas laikā. Tātad, šī ir galvenā atšķirība starp fermentāciju cietā stāvoklī un zemūdens fermentāciju.

Zemāk esošajā infografikā ir apkopota atšķirība starp fermentāciju cietā stāvoklī un zemūdens fermentāciju.

Kopsavilkums - Fermentācija cietā stāvoklī salīdzinājumā ar zemūdens fermentāciju

Cietvielu fermentācijā mikroorganismu audzēšanai izmanto cietu substrātu, savukārt zemūdens fermentācijā mikroorganismu audzēšanai izmanto šķidru barotni. Tādējādi šī ir galvenā atšķirība starp fermentāciju cietā stāvoklī un zemūdens fermentāciju. Cietvielu fermentācija notiek zemā mitruma līmenī, savukārt zemūdens fermentācija notiek zem augsta ūdens satura.

Atsauce:

1. Filers, Keita un citi. “Fermentu ražošana barības rūpniecībai, izmantojot cietas substrāta fermentāciju.” Engormix, Engormix, 2007. gada 20. aprīlis, pieejams šeit.

Attēla pieklājība:

1. “Schema FMS En”, ko izstrādājusi SOUFFLET S.A. - SOUFFLET S.A (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia
2. “Penicilīna bioreaktors”, autors Metjū Brauns - Flikrs (CC BY 2.0), izmantojot Commons Wikimedia