Διαχωρίζετε μεταξύ επιφανειακής και βυθισμένης ζύμωσης;

Η επιφανειακή ζύμωση και η βυθισμένη ζύμωση είναι δύο διακριτές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανική βιοτεχνολογία για την παραγωγή διαφόρων ενώσεων όπως αντιβιοτικά, οργανικά οξέα, ένζυμα και ποτά. Ας κάνουμε διάκριση μεταξύ των δύο:

Επιφανειακή ζύμωση :

1. Χαρακτηριστικά :Η επιφανειακή ζύμωση λαμβάνει χώρα στην επιφάνεια ενός υγρού μέσου σε δοχεία ή δίσκους ζύμωσης. Οι μικροοργανισμοί αναπτύσσονται ως μεμβράνη ή πολτό στην επιφάνεια του υγρού, όπου έχουν άμεση πρόσβαση στο οξυγόνο από τον αέρα.

2. Απαίτηση οξυγόνου :Η επιφανειακή ζύμωση είναι η πλέον κατάλληλη για μικροοργανισμούς που απαιτούν οξυγόνο για την ανάπτυξη και τις μεταβολικές τους δραστηριότητες. Αυτοί οι μικροοργανισμοί σχηματίζουν ορατές αποικίες ή μυκηλιακά στρώματα στην επιφάνεια του υγρού.

3. Ανακίνηση και αερισμός :Η επιφανειακή ζύμωση τυπικά περιλαμβάνει ελάχιστη ανάδευση ή αερισμό του μέσου καλλιέργειας. Το οξυγόνο παρέχεται παθητικά με διάχυση από τον αέρα και η ανάμειξη περιορίζεται για να αποφευχθεί βλάβη στους μικροοργανισμούς που αναπτύσσονται στην επιφάνεια.

4. Παραδείγματα :Μερικά κοινά παραδείγματα επιφανειακής ζύμωσης περιλαμβάνουν:

- Παραγωγή αντιβιοτικών όπως η πενικιλίνη και η στρεπτομυκίνη με τη χρήση μυκήτων.

- Ζυθοποίηση παραδοσιακών μπύρας με ζύμες κορυφαίας ζύμωσης που σχηματίζουν ένα στρώμα στην επιφάνεια κατά τη ζύμωση.

- Παραγωγή τέμπης, ενός προϊόντος σόγιας που έχει υποστεί ζύμωση δημοφιλές στην Ινδονησία, με χρήση του μύκητα Rhizopus oligosporus.

Βυθισμένη ζύμωση :

1. Χαρακτηριστικά :Η βυθισμένη ζύμωση συμβαίνει όταν οι μικροοργανισμοί βυθίζονται πλήρως και διασκορπίζονται σε ένα υγρό μέσο σε δοχεία ζύμωσης ή βιοαντιδραστήρες. Το οξυγόνο παρέχεται συνήθως με αερισμό ή ψεκασμό.

2. Απαίτηση οξυγόνου :Η βυθισμένη ζύμωση είναι κατάλληλη τόσο για αερόβιους όσο και για αναερόβιους μικροοργανισμούς. Οι αερόβιοι οργανισμοί απαιτούν οξυγόνο σε όλη τη διαδικασία, ενώ οι αναερόβιοι οργανισμοί μπορούν να ευδοκιμήσουν απουσία οξυγόνου.

3. Ανακίνηση και αερισμός :Η ανάδευση και ο αερισμός είναι ζωτικής σημασίας στη βυθισμένη ζύμωση για την παροχή οξυγόνου στους μικροοργανισμούς και τη διασφάλιση της ομοιόμορφης ανάμειξης των θρεπτικών ουσιών και την απομάκρυνση των αποβλήτων. Η ανάδευση μπορεί να επιτευχθεί με μηχανικά μέσα (πτερωτές, πτερύγια) ή με έγχυση αέρα ή άλλων αερίων στο μέσο καλλιέργειας.

4. Παραδείγματα :Μερικά κοινά παραδείγματα βυθισμένης ζύμωσης περιλαμβάνουν:

- Παραγωγή κιτρικού οξέος με χρήση του μύκητα Aspergillus niger.

- Ζύμωση βυθισμένων βακτηρίων γαλακτικού οξέος (LAB) για την παραγωγή γιαουρτιού και άλλων γαλακτοκομικών προϊόντων που έχουν υποστεί ζύμωση.

- Ζύμωση βυθισμένων στελεχών ζύμης για την παραγωγή βιοκαυσίμων, όπως η αιθανόλη.

Συνοπτικά, η επιφανειακή ζύμωση λαμβάνει χώρα στην επιφάνεια ενός υγρού μέσου με περιορισμένη ανάδευση, κατάλληλου για μικροοργανισμούς που απαιτούν οξυγόνο. Η βυθισμένη ζύμωση λαμβάνει χώρα μέσα σε ένα υγρό μέσο με πιο εκτεταμένη ανάδευση και αερισμό, που εξυπηρετεί τόσο τους αερόβιους όσο και τους αναερόβιους μικροοργανισμούς. Η επιλογή της μεθόδου ζύμωσης εξαρτάται από τις ειδικές απαιτήσεις και τα χαρακτηριστικά του επιθυμητού προϊόντος και των εμπλεκόμενων μικροοργανισμών.