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 tekućem mediju koji ima više od 95% sadržaja vode.
Mikroorganizmi su korisni u raznim vrstama industrija. Bakterije i gljivice posebno imaju široku paletu primjena u industriji. Mikroorganizme treba uzgajati u velikoj mjeri tijekom industrijskog procesa fermentacije kako bi se ekstrahirali potrebni proizvodi koji nastaju kao rezultat metabolizma mikroba. Fermentacija u čvrstom stanju i potopljena fermentacija dvije su glavne vrste fermentacije koje pomažu u industrijskoj proizvodnji enzima. U fermentaciji u čvrstom stanju, fermentaciju odvijaju mikroorganizmi koji rastu na čvrstom supstratu, dok se u potopljenoj fermentaciji fermentacija odvija uz pomoć mikroorganizama koji rastu u tekućem mediju. Svaka metoda ima prednosti, ali i nedostatke.
Što je fermentacija u čvrstom stanju?
Fermentacija u čvrstom stanju je vrsta fermentacije koja se koristi u proizvodnji enzima. Kao što naziv sugerira, fermentaciju odvijaju mikroorganizmi koji rastu na čvrstoj površini ili čvrstom supstratu koji ima vrlo nizak sadržaj vlage. Jedan netopljivi supstrat osigurava hranjive tvari kao što su ugljik, dušik itd. za rast mikroba. Mikroorganizmi rastu zalijepljeni za čvrstu podlogu. Fermentacija u čvrstom stanju često koristi kompozitne i heterogene proizvode poljoprivrede ili nusproizvode agroindustrije kao što su rižine ljuske, pšenične mekinje, pulpa šećerne repe, pšenično i kukuruzno brašno, itd. Stoga su podloge jeftinije i lako dostupne.
Nadalje, nitaste gljive su idealni mikroorganizmi za fermentaciju u čvrstom stanju. Također, bakterije, kvasci i druge gljivice 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 ostalim procesima fermentacije, fermentacija u čvrstom stanju također ima mnoge prednosti kao što je navedeno u nastavku.
- Medij je jednostavan, lako dostupan i jeftin
- Supstrati trebaju manje prethodne obrade u usporedbi s tekućim medijima
- Zagađenja su ograničena jer je sadržaj vlage nizak
- Prisilna aeracija je često lakša
- Pojednostavljen i minimaliziran nizvodni proces i odlaganje otpada
- Jednostavna oprema za fermentaciju
- Visoka volumetrijska produktivnost
Iako fermentacija u čvrstom stanju pruža mnoge prednosti, ima i nekoliko nedostataka koji su navedeni u nastavku.
Nedostaci fermentacije u čvrstom stanju
- Niska razina vlage može ograničiti rast mikroorganizama
- Uklanjanje metaboličke topline je problem u velikim fermentacijama u čvrstom stanju
- Poteškoće u praćenju parametara procesa
Što je potopljena fermentacija?
Potopljena fermentacija još je 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, stupnja miješanja, koncentracije kisika itd., za mikroorganizme koji rastu. Potopljena fermentacija odvija se u tekućem mediju u kojem su prisutni mikroorganizmi. Dakle, sadržaj vode je visok, a sve hranjive tvari prisutne su u tekućem mediju za rast mikroorganizama. Što je najvažnije, hranjive tvari su ravnomjerno dostupne u cijelom mediju za mikroorganizme u uronjenoj fermentaciji. Miješanje olakšava ravnomjernu raspodjelu 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
- Lakoća mjerenja procesnih parametara
- Ravnomjerna raspodjela hranjivih tvari i mikroorganizama
- Mogućnost kontrole uvjeta rasta
- Dostupnost visokog sadržaja vode za rast mikroba
Nedostaci
- Korištenje skupih medija i skupe opreme
- Složen i skup nizvodni proces i poteškoće u odlaganju otpada
- Velika potrošnja energije
Koje su sličnosti između fermentacije u čvrstom stanju i potopljene fermentacije?
- Vrenje u čvrstom stanju i potopljena fermentacija dvije su vrste uobičajenih fermentacija u proizvodnji enzima.
- Nadalje, 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 tekućem mediju u potopljenoj fermentaciji. Dakle, ovo je ključna razlika između fermentacije u čvrstom stanju i potopljene fermentacije.
Donja infografika 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 tekući medij za rast mikroorganizama. Dakle, ovo je ključna razlika između fermentacije u čvrstom stanju i potopljene fermentacije. Kruta fermentacija odvija se pri niskoj razini vlage, dok se potopljena fermentacija odvija pri visokom sadržaju vode.
