Ključna razlika između fermentacije u čvrstom stanju i potopljene fermentacije je u tome što fermentacija u čvrstom stanju uključuje uzgoj mikroorganizama na čvrstoj podlozi s niskim sadržajem vlage, dok potopljena fermentacija uključuje uzgoj mikroorganizama u tečnom mediju koji ima više od 95% sadržaja vode.
Mikroorganizmi su korisni u raznim vrstama industrija. Bakterije i gljive posebno imaju širok spektar primjena u industriji. Mikroorganizmi bi se trebali uzgajati u velikim razmjerima tokom procesa industrijske fermentacije kako bi se izvukli potrebni proizvodi koji su rezultat mikrobnog metabolizma. Fermentacija u čvrstom stanju i potopljena fermentacija su dvije glavne vrste fermentacije koje pomažu u industrijskoj proizvodnji enzima. U fermentaciji u čvrstom stanju, fermentaciju odvijaju mikroorganizmi uzgojeni na čvrstoj podlozi, dok se u potopljenoj fermentaciji fermentacija odvija od mikroorganizama uzgojenih u tekućem mediju. Svaka metoda ima prednosti kao i nedostatke.
Šta je fermentacija u čvrstom stanju?
Fermentacija u čvrstom stanju je vrsta fermentacije koja se koristi u proizvodnji enzima. Kao što ime sugerira, fermentaciju odvijaju mikroorganizmi uzgojeni na čvrstoj površini ili čvrstoj podlozi koja ima vrlo nizak sadržaj vlage. Jedan nerastvorljivi supstrat osigurava hranjive tvari kao što su ugljik, dušik, itd., za uzgoj mikroba. Mikroorganizmi rastu vezani za čvrsti supstrat. Fermentacija u čvrstom stanju često koristi kompozitne i heterogene proizvode poljoprivrede ili nusproizvode agroindustrije kao što su pirinčana ljuska, pšenične mekinje, pulpa šećerne repe, pšenično i kukuruzno brašno itd. Stoga su podloge jeftinije i lako dostupne.
Štaviše, filamentne gljive su idealni mikroorganizmi za fermentaciju u čvrstom stanju. Također, bakterije, kvasac i druge gljive također mogu rasti na čvrstim podlogama i mogu se koristiti u fermentaciji u čvrstom stanju.
Slika 01: Fermentacija u čvrstom stanju
Prednosti fermentacije u čvrstom stanju
Slično drugim procesima fermentacije, fermentacija u čvrstom stanju također ima mnoge prednosti kao što je navedeno u nastavku.
- Medijum je jednostavan, lako dostupan i jeftin
- Podlozima je potrebno manje prethodnog tretmana u odnosu na tečne medije
- Kontaminacije su ograničene jer je sadržaj vlage nizak
- Prisilna aeracija je često lakša
- Pojednostavljen i minimiziran nizvodni proces i odlaganje otpada
- Jednostavna oprema za fermentaciju
- Visoka zapreminska produktivnost
Iako fermentacija u čvrstom stanju pruža mnoge prednosti, ona također ima nekoliko nedostataka, kao i navedene u nastavku.
Nedostaci fermentacije u čvrstom stanju
- Nizak nivo vlage može ograničiti rast mikroorganizama
- Uklanjanje metaboličke topline je problem kod fermentacija u čvrstom stanju velikih razmjera
- Poteškoće u praćenju parametara procesa
Šta je potopljena fermentacija?
Potopljena fermentacija je još jedna metoda fermentacije koju koristimo u industrijskoj proizvodnji enzima. Štoviše, potrebna mu je velika aseptična posuda za fermentaciju koja može osigurati kontrolirano okruženje koje se sastoji od optimalne temperature, pH, stepena miješanja, koncentracije kisika itd., za rastuće mikroorganizme. Potopljena fermentacija se odvija u tečnom mediju gdje su prisutni mikroorganizmi. Dakle, sadržaj vode je visok, a svi nutrijenti su prisutni u tečnom mediju za rast mikroorganizama. Ono što je najvažnije, hranljive materije su ravnomerno dostupne u medijumu za mikroorganizme u potopljenoj fermentaciji. Agitacija olakšava ravnomjernu distribuciju hranjivih tvari i mikrobnih stanica.
Slika 02: Potopljena fermentacija
Slično fermentaciji u čvrstom stanju, potopljena fermentacija također ima prednosti i nedostatke kao što je navedeno u nastavku.
Prednosti
- Jednostavnost mjerenja parametara procesa
- Ravnomjerna raspodjela hranjivih tvari i mikroorganizama
- Mogućnost kontrole uslova rasta
- Dostupnost visokog sadržaja vode za rast mikroba
Nedostaci
- Upotreba skupih medija i skupe opreme
- Složen i skup nizvodni proces i poteškoća u odlaganju otpada
- Velika potrošnja energije
Koje su sličnosti između fermentacije u čvrstom stanju i potopljene fermentacije?
- Fermentacija u čvrstom stanju i potopljena fermentacija su dvije vrste uobičajenih fermentacija u proizvodnji enzima.
- Štaviše, mikroorganizmi provode oba procesa.
Koja je razlika između fermentacije u čvrstom stanju i potopljene fermentacije?
Mikrobi rastu na čvrstoj površini u fermentaciji u čvrstom stanju, dok mikrobi rastu u tečnom mediju u potopljenoj fermentaciji. Dakle, ovo je ključna razlika između fermentacije u čvrstom stanju i potopljene fermentacije.
Infografika ispod sažima razliku između fermentacije u čvrstom stanju i potopljene fermentacije.
Sažetak – Fermentacija u čvrstom stanju naspram potopljene fermentacije
Fermentacija u čvrstom stanju koristi čvrsti supstrat za uzgoj mikroorganizama, dok potopljena fermentacija koristi tečni medij za uzgoj mikroorganizama. Dakle, ovo je ključna razlika između fermentacije u čvrstom stanju i potopljene fermentacije. Fermentacija u čvrstom stanju odvija se pod niskim nivoom vlage, dok se potopljena fermentacija odvija pod visokim sadržajem vode.
