Rozlišovať medzi povrchovou a ponornou fermentáciou?

Povrchová fermentácia a ponorená fermentácia sú dve odlišné metódy používané v priemyselnej biotechnológii na výrobu rôznych zlúčenín, ako sú antibiotiká, organické kyseliny, enzýmy a nápoje. Rozlišujme medzi nimi:

Povrchová fermentácia :

1. Charakteristiky :Povrchová fermentácia prebieha na povrchu tekutého média vo fermentačných nádobách alebo podnosoch. Mikroorganizmy rastú ako film alebo pelikula na povrchu kvapaliny, kde majú priamy prístup ku kyslíku zo vzduchu.

2. Požiadavka na kyslík :Povrchová fermentácia je najvhodnejšia pre mikroorganizmy, ktoré pre svoj rast a metabolické aktivity vyžadujú kyslík. Tieto mikroorganizmy tvoria viditeľné kolónie alebo mycéliové rohože na povrchu kvapaliny.

3. Miešanie a prevzdušňovanie :Povrchová fermentácia typicky zahŕňa minimálne miešanie alebo prevzdušňovanie kultivačného média. Kyslík je pasívne dodávaný difúziou zo vzduchu a miešanie je obmedzené, aby sa zabránilo poškodeniu povrchovo rastúcich mikroorganizmov.

4. Príklady :Niektoré bežné príklady povrchovej fermentácie zahŕňajú:

- Výroba antibiotík, ako je penicilín a streptomycín pomocou húb.

- Varenie tradičných pív s kvasinkami vrchného kvasenia, ktoré pri kvasení tvoria vrstvu na povrchu.

- Výroba tempe, fermentovaného sójového produktu obľúbeného v Indonézii, pomocou huby Rhizopus oligosporus.

Ponorná fermentácia :

1. Charakteristiky :K submerznej fermentácii dochádza, keď sú mikroorganizmy úplne ponorené a rozptýlené v kvapalnom médiu vo fermentačných nádobách alebo bioreaktoroch. Kyslík sa typicky dodáva prevzdušňovaním alebo prebublávaním.

2. Požiadavka na kyslík :Ponorná fermentácia je vhodná pre aeróbne aj anaeróbne mikroorganizmy. Aeróbne organizmy vyžadujú kyslík počas celého procesu, zatiaľ čo anaeróbne organizmy môžu prosperovať v neprítomnosti kyslíka.

3. Miešanie a prevzdušňovanie :Miešanie a prevzdušňovanie sú kľúčové pri fermentácii pod vodou, aby sa mikroorganizmom poskytol kyslík a zabezpečilo sa rovnomerné premiešanie živín a odstránenie odpadu. Miešanie je možné dosiahnuť mechanickými prostriedkami (obežné kolesá, lopatky) alebo vstrekovaním vzduchu alebo iných plynov do kultivačného média.

4. Príklady :Niektoré bežné príklady submerznej fermentácie zahŕňajú:

- Výroba kyseliny citrónovej pomocou huby Aspergillus niger.

- Fermentácia submerzných baktérií mliečneho kvasenia (LAB) na výrobu jogurtov a iných fermentovaných mliečnych výrobkov.

- Fermentácia ponorených kmeňov kvasiniek na výrobu biopalív, ako je etanol.

Stručne povedané, povrchová fermentácia prebieha na povrchu kvapalného média s obmedzeným miešaním, ktoré je vhodné pre mikroorganizmy vyžadujúce kyslík. Submerzná fermentácia prebieha v kvapalnom médiu s intenzívnejším miešaním a prevzdušňovaním, ktoré sa stará o aeróbne aj anaeróbne mikroorganizmy. Výber spôsobu fermentácie závisí od špecifických požiadaviek a vlastností požadovaného produktu a príslušných mikroorganizmov.