Разница между твердофазной ферментацией и погруженной ферментацией

ключевое отличие между твердофазной ферментацией и погруженной ферментацией заключается в том, что твердофазная ферментация включает культивирование микроорганизмов на твердой подложке с низким содержанием влаги, в то время как погруженная ферментация включает культивирование микроорганизмов в жидкой среде с содержанием воды более 95%..

Микроорганизмы полезны в различных отраслях промышленности. Бактерии и грибы особенно широко применяются в промышленности. Микроорганизмы должны выращиваться в больших масштабах в процессе промышленной ферментации для извлечения необходимых продуктов, возникающих в результате микробного метаболизма. Твердофазная ферментация и погруженная ферментация являются двумя основными типами ферментации, которые помогают производить ферменты в промышленных масштабах. При твердофазной ферментации ферментация происходит микроорганизмами, выращенными на твердой подложке, тогда как при погруженной ферментации ферментация происходит микроорганизмами, выращенными в жидкой среде. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое подводное брожение
3. Что такое подводное брожение
4. Сходство между твердофазной ферментацией и погруженной ферментацией
5. Сравнение бок о бок - твердофазная ферментация против погруженной ферментации в табличной форме
6. Резюме

Что такое твердофазная ферментация?

Твердофазная ферментация - это тип ферментации, используемый при производстве ферментов. Как следует из названия, ферментация происходит микроорганизмами, выращенными на твердой поверхности или твердой подложке с очень низким содержанием влаги. Один нерастворимый субстрат обеспечивает питательные вещества, такие как углерод, азот и т. Д., Для выращивания микробов. Микроорганизмы растут прилипшими к твердому субстрату. В твердофазной ферментации часто используются композитные и гетерогенные продукты сельского хозяйства или побочные продукты агропромышленного комплекса, такие как рисовая шелуха, пшеничные отруби, мякоть сахарной свеклы, пшеничная и кукурузная мука и т. Д. Следовательно, субстраты являются более дешевыми и легко доступными.

Кроме того, нитчатые грибы являются идеальными микроорганизмами для твердофазной ферментации. Кроме того, бактерии, дрожжи и другие грибы также могут расти на твердых субстратах и ​​могут использоваться в твердофазной ферментации..

Рисунок 01: Твердотельное брожение

Преимущества твердофазной ферментации

Подобно другим процессам ферментации, твердофазная ферментация также имеет много преимуществ, перечисленных ниже..

• Средство просто, легко доступно и недорого
• Субстраты нуждаются в меньшей предварительной обработке по сравнению с жидкими средами
• Загрязнения ограничены, так как содержание влаги низкое
• Принудительная аэрация часто легче
• Упрощенный и минимизированный последующий процесс и удаление отходов
• Простое оборудование для брожения
• Высокая объемная производительность

Хотя твердофазная ферментация дает много преимуществ, она также имеет ряд недостатков, а также перечисленных ниже.

Недостатки твердофазной ферментации

• Низкий уровень влажности может ограничивать рост микроорганизмов
• Удаление метаболического тепла является проблемой при крупномасштабном твердофазном брожении
• Трудности контроля параметров процесса

Что такое подводное брожение?

Подводная ферментация - это еще один метод ферментации, который мы используем в промышленном производстве ферментов. Кроме того, ему необходим крупномасштабный сосуд для асептической ферментации, который может обеспечить контролируемую среду, которая состоит из оптимальной температуры, pH, степени перемешивания, концентрации кислорода и т. Д. Для растущих микроорганизмов. Подводная ферментация происходит в жидкой среде, где присутствуют микроорганизмы. Таким образом, содержание воды высокое, и все питательные вещества присутствуют в жидкой среде для роста микроорганизмов. Самое главное, что питательные вещества равномерно доступны по всей среде для микроорганизмов при погруженной ферментации. Агитация способствует равномерному распределению питательных веществ и микробных клеток.

Рисунок 02: Ферментация под водой

Подобно твердофазной ферментации, погруженная ферментация также имеет свои преимущества и недостатки, как указано ниже.

преимущества

• Простота измерения параметров процесса
• Равномерное распределение питательных веществ и микроорганизмов
• Способность контролировать условия роста
• Наличие высокого содержания воды для роста микробов

Недостатки

• Использование дорогих носителей и дорогостоящего оборудования
• Сложный и дорогой последующий процесс и трудности в удалении отходов
• Высокая потребляемая мощность

Каковы сходства между твердофазной ферментацией и погруженной ферментацией?

• Твердотельное брожение и погруженное брожение - два типа общих брожений в производстве фермента.
• Кроме того, микроорганизмы осуществляют оба процесса.

В чем разница между твердотельной ферментацией и погруженной ферментацией?

Микробы растут на твердой поверхности при твердофазной ферментации, тогда как микробы растут в жидкой среде при погруженной ферментации. Таким образом, это ключевое различие между твердофазной ферментацией и погруженной ферментацией.

Приведенная ниже инфографика суммирует разницу между твердофазной ферментацией и погруженной ферментацией.

Резюме - Твердотельное брожение против погруженного брожения

Твердофазная ферментация использует твердый субстрат для выращивания микроорганизмов, в то время как погруженная ферментация использует жидкую среду для роста микроорганизмов. Таким образом, это ключевое различие между твердофазной ферментацией и погруженной ферментацией. Твердофазное брожение происходит при низком уровне влажности, а погруженное брожение - при высоком содержании воды..

Ссылка:

1. Filer, Keith, et al. «Производство ферментов для кормовой промышленности с использованием ферментации твердых субстратов». Engormix, Engormix, 20 апреля 2007 г., доступно здесь.

Изображение предоставлено:

1. «Схема FMS En» от SOUFFLET S.A. - SOUFFLET S.A (CC BY-SA 3.0) с помощью Commons Wikimedia
2. «Пенициллиновый биореактор» Мэтта Брауна - Flickr (CC BY 2.0) через Commons Wikimedia