Чем отличается поверхностное и глубинное брожение?

Поверхностная ферментация и глубинная ферментация — это два разных метода, используемых в промышленной биотехнологии для производства различных соединений, таких как антибиотики, органические кислоты, ферменты и напитки. Давайте различать эти два понятия:

Поверхностная ферментация :

1. Характеристики :Поверхностная ферментация происходит на поверхности жидкой среды в бродильных емкостях или лотках. Микроорганизмы растут в виде пленки или пленок на поверхности жидкости, где они имеют прямой доступ к кислороду из воздуха.

2. Потребность в кислороде :Поверхностная ферментация лучше всего подходит для микроорганизмов, которым для роста и метаболической деятельности необходим кислород. Эти микроорганизмы образуют видимые колонии или мицелиальные маты на поверхности жидкости.

3. Перемешивание и аэрация :Поверхностная ферментация обычно включает минимальное перемешивание или аэрацию культуральной среды. Кислород подается пассивно за счет диффузии из воздуха, а смешивание ограничивается, чтобы предотвратить повреждение микроорганизмов, растущих на поверхности.

4. Примеры :Некоторые распространенные примеры поверхностного брожения включают:

- Производство антибиотиков, таких как пенициллин и стрептомицин, с использованием грибов.

- Варение традиционного пива с использованием дрожжей верхового брожения, которые во время брожения образуют слой на поверхности.

- Производство темпе, ферментированного соевого продукта, популярного в Индонезии, с использованием гриба Rhizopus oligosporus.

Погружная ферментация :

1. Характеристики :Глубинная ферментация происходит, когда микроорганизмы полностью погружаются и распределяются по жидкой среде в ферментационных сосудах или биореакторах. Кислород обычно подается путем аэрации или барботажа.

2. Потребность в кислороде :Глубинная ферментация подходит как для аэробных, так и для анаэробных микроорганизмов. Аэробным организмам требуется кислород на протяжении всего процесса, тогда как анаэробные организмы могут процветать при отсутствии кислорода.

3. Перемешивание и аэрация :Перемешивание и аэрация имеют решающее значение при глубинной ферментации, поскольку они обеспечивают кислородом микроорганизмы и обеспечивают равномерное смешивание питательных веществ и удаление отходов. Перемешивание можно осуществлять с помощью механических средств (крыльчатки, лопасти) или путем нагнетания воздуха или других газов в культуральную среду.

4. Примеры :Некоторые распространенные примеры глубинной ферментации включают:

- Производство лимонной кислоты с использованием гриба Aspergillus niger.

- Ферментация погруженными молочнокислыми бактериями (МКБ) для производства йогуртов и других кисломолочных продуктов.

- Ферментация погруженных штаммов дрожжей для производства биотоплива, например этанола.

Таким образом, поверхностная ферментация происходит на поверхности жидкой среды с ограниченным перемешиванием, подходящей для микроорганизмов, нуждающихся в кислороде. Глубинная ферментация происходит в жидкой среде с более интенсивным перемешиванием и аэрацией, обслуживая как аэробные, так и анаэробные микроорганизмы. Выбор метода ферментации зависит от конкретных требований и характеристик желаемого продукта и задействованных микроорганизмов.