Czy rozróżniasz fermentację powierzchniową i zanurzoną?

Fermentacja powierzchniowa i fermentacja zanurzeniowa to dwie różne metody stosowane w biotechnologii przemysłowej do produkcji różnych związków, takich jak antybiotyki, kwasy organiczne, enzymy i napoje. Rozróżnijmy te dwa:

Fermentacja powierzchniowa :

1. Charakterystyka :Fermentacja powierzchniowa zachodzi na powierzchni płynnego podłoża w naczyniach lub tacach fermentacyjnych. Mikroorganizmy rosną w postaci błony lub błonki na powierzchni cieczy, gdzie mają bezpośredni dostęp do tlenu z powietrza.

2. Zapotrzebowanie na tlen :Fermentacja powierzchniowa najlepiej nadaje się dla mikroorganizmów, które wymagają tlenu do swojego wzrostu i aktywności metabolicznej. Mikroorganizmy te tworzą widoczne kolonie lub maty grzybni na powierzchni cieczy.

3. Agitacja i napowietrzanie :Fermentacja powierzchniowa zazwyczaj obejmuje minimalne mieszanie lub napowietrzanie pożywki hodowlanej. Tlen jest dostarczany pasywnie poprzez dyfuzję z powietrza, a mieszanie jest ograniczone, aby zapobiec uszkodzeniu mikroorganizmów rosnących na powierzchni.

4. Przykłady :Niektóre typowe przykłady fermentacji powierzchniowej obejmują:

- Produkcja antybiotyków, takich jak penicylina i streptomycyna, przy użyciu grzybów.

- Warzenie piwa tradycyjnego z użyciem drożdży górnej fermentacji, które podczas fermentacji tworzą warstwę na powierzchni.

- Produkcja tempe, popularnego w Indonezji sfermentowanego produktu sojowego, z wykorzystaniem grzyba Rhizopus oligosporus.

Fermentacja w zanurzeniu :

1. Charakterystyka :Fermentacja zanurzeniowa ma miejsce, gdy mikroorganizmy są całkowicie zanurzone i rozproszone w płynnym podłożu w zbiornikach fermentacyjnych lub bioreaktorach. Tlen jest zwykle dostarczany przez napowietrzanie lub barbotowanie.

2. Zapotrzebowanie na tlen :Fermentacja zanurzeniowa jest odpowiednia zarówno dla mikroorganizmów tlenowych, jak i beztlenowych. Organizmy tlenowe wymagają w całym procesie tlenu, podczas gdy organizmy beztlenowe mogą rozwijać się przy braku tlenu.

3. Agitacja i napowietrzanie :Mieszanie i napowietrzanie mają kluczowe znaczenie w fermentacji zanurzeniowej, ponieważ zapewniają tlen mikroorganizmom i zapewniają równomierne mieszanie składników odżywczych i usuwanie odpadów. Mieszanie można osiągnąć za pomocą środków mechanicznych (wirniki, łopatki) lub przez wstrzykiwanie powietrza lub innych gazów do pożywki hodowlanej.

4. Przykłady :Niektóre typowe przykłady fermentacji zanurzeniowej obejmują:

- Produkcja kwasu cytrynowego przy użyciu grzyba Aspergillus niger.

- Fermentacja zanurzonych bakterii kwasu mlekowego (LAB) do produkcji jogurtów i innych fermentowanych produktów mlecznych.

- Fermentacja zanurzonych szczepów drożdży do produkcji biopaliw, takich jak etanol.

Podsumowując, fermentacja powierzchniowa zachodzi na powierzchni ciekłego podłoża przy ograniczonym mieszaniu, odpowiedniego dla mikroorganizmów wymagających tlenu. Fermentacja zanurzeniowa odbywa się w środowisku ciekłym z intensywniejszym mieszaniem i napowietrzaniem, obsługując zarówno mikroorganizmy tlenowe, jak i beztlenowe. Wybór metody fermentacji zależy od specyficznych wymagań i właściwości pożądanego produktu oraz zaangażowanych mikroorganizmów.