Klíčový rozdíl mezi fermentací v pevné fázi a submerzní fermentací je v tom, že fermentace v pevné fázi zahrnuje kultivaci mikroorganismů na pevném substrátu s nízkým obsahem vlhkosti, zatímco submerzní fermentace zahrnuje kultivaci mikroorganismů v kapalném médiu, které má více obsah vody vyšší než 95 %.
Mikroorganismy jsou prospěšné v různých typech průmyslových odvětví. Zejména bakterie a plísně mají širokou škálu aplikací v průmyslu. Mikroorganismy by měly být pěstovány ve velkém měřítku během procesu průmyslové fermentace, aby se extrahovaly nezbytné produkty vyplývající z mikrobiálního metabolismu. Fermentace v pevné fázi a submerzní fermentace jsou dva hlavní typy fermentace, které pomáhají průmyslově vyrábět enzymy. Při fermentaci v pevném stavu probíhá fermentace mikroorganismy pěstovanými na pevném substrátu, zatímco při submerzní fermentaci probíhá fermentace mikroorganismy pěstovanými v kapalném médiu. Každá metoda má své výhody i nevýhody.
Co je to fermentace v pevné fázi?
Fermentace v pevné fázi je druh fermentace používaný při výrobě enzymů. Jak název napovídá, fermentace probíhá pomocí mikroorganismů pěstovaných na pevném povrchu nebo pevném substrátu, který má velmi nízký obsah vlhkosti. Jediný nerozpustný substrát poskytuje živiny, jako je uhlík, dusík atd., pro růst mikrobů. Mikroorganismy rostou přilnuté k pevnému substrátu. Fermentace v pevné fázi často využívá složené a heterogenní produkty zemědělství nebo vedlejší produkty agroprůmyslu, jako jsou rýžové slupky, pšeničné otruby, řízky cukrové řepy, pšeničná a kukuřičná mouka atd. Proto jsou substráty levnější a snadno dostupné.
Vláknité houby jsou navíc ideálními mikroorganismy pro fermentaci v pevné fázi. Bakterie, kvasinky a další houby mohou také růst na pevných substrátech a mohou být použity při fermentaci v pevné fázi.
Obrázek 01: Fermentace v pevné fázi
Výhody fermentace v pevné fázi
Podobně jako jiné fermentační procesy má fermentace v pevné fázi také mnoho výhod, jak je uvedeno níže.
- Médium je jednoduché, snadno dostupné a levné
- Substráty vyžadují méně předúprav než tekutá média
- Kontaminace jsou omezeny, protože obsah vlhkosti je nízký
- Nucené provzdušňování je často jednodušší
- Zjednodušený a minimalizovaný následný proces a likvidace odpadu
- Jednoduché fermentační zařízení
- Vysoká objemová produktivita
I když fermentace v pevné fázi poskytuje mnoho výhod, má také několik nevýhod, které jsou uvedeny níže.
Nevýhody fermentace v pevné fázi
- Nízká úroveň vlhkosti může omezit růst mikroorganismů
- Odstranění metabolického tepla je problém při velkokapacitních fermentacích v pevné fázi
- Potíže se sledováním parametrů procesu
Co je submerzní fermentace?
Ponorná fermentace je další metodou fermentace, kterou používáme při průmyslové výrobě enzymů. Kromě toho potřebuje velkoobjemovou aseptickou fermentační nádobu, která může poskytnout řízené prostředí, které se skládá z optimální teploty, pH, stupně míchání, koncentrace kyslíku atd.pro rostoucí mikroorganismy. Submerzní fermentace probíhá v kapalném médiu, kde jsou přítomny mikroorganismy. Obsah vody je tedy vysoký a všechny živiny jsou přítomny v kapalném médiu pro růst mikroorganismů. Nejdůležitější je, že živiny jsou rovnoměrně dostupné v celém médiu pro mikroorganismy v submerzní fermentaci. Promíchávání usnadňuje rovnoměrnou distribuci živin a mikrobiálních buněk.
Obrázek 02: Ponořené kvašení
Podobně jako fermentace v pevné fázi má submerzní fermentace také výhody a nevýhody, jak je uvedeno níže.
Výhody
- Snadnost měření parametrů procesu
- Rovnoměrné rozložení živin a mikroorganismů
- Schopnost kontrolovat podmínky růstu
- Dostupnost vysokého obsahu vody pro růst mikrobů
Nevýhody
- Používání drahých médií a drahého vybavení
- Složitý a drahý následný proces a obtížnost likvidace odpadu
- Vysoká spotřeba energie
Jaké jsou podobnosti mezi fermentací v pevné fázi a submerzní fermentací?
- fermentace v pevné fázi a submerzní fermentace jsou dva typy běžných fermentací při výrobě enzymů.
- Mikroorganismy navíc provádějí oba procesy.
Jaký je rozdíl mezi fermentací v pevné fázi a submerzní fermentací?
Mikroby rostou na pevném povrchu při fermentaci v pevné fázi, zatímco mikroby rostou v kapalném médiu při submerzní fermentaci. Toto je klíčový rozdíl mezi fermentací v pevném stavu a fermentací pod hladinou.
Níže uvedená infografika shrnuje rozdíl mezi fermentací v pevné fázi a submerzní fermentací.
Shrnutí – Fermentace v pevné fázi vs submerzní fermentace
Fermentace v pevné fázi využívá k růstu mikroorganismů pevný substrát, zatímco submerzní fermentace využívá k růstu mikroorganismů kapalné médium. Toto je klíčový rozdíl mezi fermentací v pevném stavu a submerzní fermentací. Fermentace v pevné fázi probíhá za nízké úrovně vlhkosti, zatímco fermentace pod vodou probíhá za vysokého obsahu vody.
