Rozlišovat mezi povrchovou a submerzní fermentací?

Povrchová fermentace a submerzní fermentace jsou dvě odlišné metody používané v průmyslové biotechnologii pro výrobu různých sloučenin, jako jsou antibiotika, organické kyseliny, enzymy a nápoje. Rozlišujme mezi nimi:

Povrchová fermentace :

1. Charakteristiky :Povrchová fermentace probíhá na povrchu kapalného média ve fermentačních nádobách nebo podnosech. Mikroorganismy rostou jako film nebo pelikula na povrchu kapaliny, kde mají přímý přístup ke kyslíku ze vzduchu.

2. Požadavek na kyslík :Povrchová fermentace je nejvhodnější pro mikroorganismy, které pro svůj růst a metabolické aktivity vyžadují kyslík. Tyto mikroorganismy tvoří na povrchu kapaliny viditelné kolonie nebo myceliální podložky.

3. Míření a provzdušňování :Povrchová fermentace typicky zahrnuje minimální míchání nebo provzdušňování kultivačního média. Kyslík je přiváděn pasivně difúzí ze vzduchu a míchání je omezeno, aby se zabránilo poškození povrchově rostoucích mikroorganismů.

4. Příklady :Některé běžné příklady povrchové fermentace zahrnují:

- Výroba antibiotik, jako je penicilin a streptomycin pomocí hub.

- Vaření tradičních piv s kvasinkami svrchního kvašení, které při kvašení tvoří vrstvu na povrchu.

- Výroba tempe, fermentovaného sójového produktu oblíbeného v Indonésii, pomocí houby Rhizopus oligosporus.

Ponořená fermentace :

1. Charakteristiky :K submerzní fermentaci dochází, když jsou mikroorganismy zcela ponořeny a rozptýleny v kapalném médiu ve fermentačních nádobách nebo bioreaktorech. Kyslík je typicky poskytován provzdušňováním nebo probubláváním.

2. Požadavek na kyslík :Submerzní fermentace je vhodná pro aerobní i anaerobní mikroorganismy. Aerobní organismy vyžadují kyslík během celého procesu, zatímco anaerobní organismy mohou prosperovat v nepřítomnosti kyslíku.

3. Míření a provzdušňování :Míchání a provzdušňování jsou při submerzní fermentaci klíčové, aby poskytly kyslík mikroorganismům a zajistily rovnoměrné promíchání živin a odstranění odpadu. Míchání lze dosáhnout mechanickými prostředky (oběžná kola, lopatky) nebo vstřikováním vzduchu nebo jiných plynů do kultivačního média.

4. Příklady :Některé běžné příklady submerzní fermentace zahrnují:

- Výroba kyseliny citronové pomocí houby Aspergillus niger.

- Fermentace submerzních bakterií mléčného kvašení (LAB) pro výrobu jogurtů a dalších fermentovaných mléčných výrobků.

- Fermentace submerzních kmenů kvasinek pro výrobu biopaliv, jako je etanol.

Stručně řečeno, povrchová fermentace probíhá na povrchu kapalného média s omezeným mícháním, vhodném pro mikroorganismy vyžadující kyslík. Submerzní fermentace probíhá v kapalném médiu s intenzivnějším promícháváním a provzdušňováním, které se stará o aerobní i anaerobní mikroorganismy. Volba způsobu fermentace závisí na specifických požadavcích a vlastnostech požadovaného produktu a zúčastněných mikroorganismů.