Ключовата разлика между ферментацията в твърдо състояние и потопената ферментация е, че ферментацията в твърдо състояние включва култивирането на микроорганизми върху твърд субстрат с ниско съдържание на влага, докато потопената ферментация включва култивирането на микроорганизми в течна среда, която има повече над 95% водно съдържание.
Микроорганизмите са полезни в различни видове индустрии. Бактериите и гъбичките имат особено голямо разнообразие от приложения в промишлеността. Микроорганизмите трябва да се отглеждат в голям мащаб по време на промишления процес на ферментация, за да се извлекат необходимите продукти, произтичащи от микробния метаболизъм. Ферментацията в твърдо състояние и потопената ферментация са два основни вида ферментация, които помагат за промишленото производство на ензими. При ферментация в твърдо състояние, ферментацията се осъществява от микроорганизми, отглеждани върху твърд субстрат, докато при потопена ферментация, ферментацията се извършва от микроорганизми, отглеждани в течна среда. Всеки метод има както предимства, така и недостатъци.
Какво е твърдотелна ферментация?
Ферментацията в твърдо състояние е вид ферментация, използвана при производството на ензими. Както подсказва името, ферментацията се осъществява от микроорганизми, отглеждани върху твърда повърхност или твърд субстрат, който има много ниско съдържание на влага. Един единствен неразтворим субстрат осигурява хранителни вещества като въглерод, азот и др. за отглеждане на микроби. Микроорганизмите растат прилепнали към твърдия субстрат. Ферментацията в твърдо състояние често използва съставни и хетерогенни продукти от селското стопанство или странични продукти от агроиндустриите като оризови люспи, пшенични трици, пулп от захарно цвекло, пшенично и царевично брашно и др. Следователно субстратите са по-евтини и лесно достъпни.
Освен това нишковидните гъби са идеалните микроорганизми за твърда ферментация. Също така, бактерии, дрожди и други гъбички също могат да растат върху твърди субстрати и могат да се използват при ферментация в твърдо състояние.
Фигура 01: Ферментация в твърдо състояние
Предимства на твърдата ферментация
Подобно на други процеси на ферментация, ферментацията в твърдо състояние също има много предимства, изброени по-долу.
- Медиумът е прост, лесно достъпен и евтин
- Субстратите се нуждаят от по-малко предварителна обработка в сравнение с течните среди
- Замърсяванията са ограничени, тъй като съдържанието на влага е ниско
- Принудителната аерация често е по-лесна
- Опростен и сведен до минимум процес надолу по веригата и изхвърляне на отпадъци
- Просто оборудване за ферментация
- Висока обемна производителност
Въпреки че ферментацията в твърдо състояние осигурява много предимства, тя има и няколко недостатъка, както и изброените по-долу.
Недостатъци на твърдата ферментация
- Ниското ниво на влага може да ограничи растежа на микроорганизми
- Отстраняването на метаболитната топлина е проблем при широкомащабни твърдотелни ферментации
- Затруднения при наблюдение на параметрите на процеса
Какво е потопена ферментация?
Потопената ферментация е друг метод на ферментация, който използваме в индустриалното производство на ензими. Освен това се нуждае от широкомащабен асептичен съд за ферментация, който може да осигури контролирана среда, която се състои от оптимална температура, pH, степен на разбъркване, концентрация на кислород и т.н., за растящите микроорганизми. Потопената ферментация протича в течна среда, в която присъстват микроорганизми. По този начин съдържанието на вода е високо и всички хранителни вещества присъстват в течната среда за растеж на микроорганизми. Най-важното е, че хранителните вещества са равномерно достъпни в средата за микроорганизми при потопена ферментация. Разбъркването улеснява равномерното разпределение на хранителните вещества и микробните клетки.
Фигура 02: Потопена ферментация
Подобно на твърдата ферментация, потопената ферментация също има предимства и недостатъци, както е споменато по-долу.
Предимства
- Леснота на измерване на параметрите на процеса
- Равномерно разпределение на хранителни вещества и микроорганизми
- Възможност за контролиране на условията на растеж
- Наличие на високо водно съдържание за растеж на микроби
Недостатъци
- Използване на скъпи медии и скъпо оборудване
- Сложен и скъп процес надолу по веригата и трудности при обезвреждането на отпадъците
- Висока консумация на енергия
Какви са приликите между ферментацията в твърдо състояние и потопената ферментация?
- Ферментацията в твърдо състояние и потопената ферментация са два вида често срещани ферментации при производството на ензими.
- Освен това микроорганизмите извършват и двата процеса.
Каква е разликата между ферментация в твърдо състояние и потопена ферментация?
Микробите растат върху твърда повърхност при ферментация в твърдо състояние, докато микробите растат в течна среда при потопена ферментация. И така, това е ключовата разлика между ферментацията в твърдо състояние и потопената ферментация.
Инфографиката по-долу обобщава разликата между ферментация в твърдо състояние и потопена ферментация.
Обобщение – Ферментация в твърдо състояние срещу потопена ферментация
Ферментацията в твърдо състояние използва твърд субстрат за отглеждане на микроорганизми, докато потопената ферментация използва течна среда за отглеждане на микроорганизми. По този начин това е ключовата разлика между ферментацията в твърдо състояние и потопената ферментация. Ферментацията в твърдо състояние протича при ниско ниво на влага, докато потопената ферментация протича при високо водно съдържание.
