Tahkise kääritamise ja veealuse kääritamise erinevus

võtme erinevus tahkes olekus kääritamise ja alajahtunud kääritamise vahel on see tahkefaasiline kääritamine hõlmab mikroorganismide kultiveerimist madala niiskusesisaldusega tahkele substraadile, samas kui sukeldatud kääritamine hõlmab mikroorganismide kultiveerimist vedelas keskkonnas, kus veesisaldus on üle 95%.

Mikroorganismid on kasulikud erinevat tüüpi tööstusharudes. Bakteritel ja seentel on tööstuses eriti lai kasutusvõimalus. Mikroorganisme tuleks mikroorganismide metabolismi tulemusel vajalike saaduste eraldamiseks tööstusliku kääritamise käigus mikroorganisme suures ulatuses kasvatada. Tahkis kääritamine ja veealune kääritamine on kaks peamist kääritamise tüüpi, mis aitavad ensüüme tööstuslikult toota. Tahkis-kääritamisel toimub kääritamine tahkel substraadil kasvatatud mikroorganismide poolt, samal ajal kui sukeldatud kääritamisel toimub kääritamine vedelas keskkonnas kasvatatud mikroorganismide poolt. Igal meetodil on nii eeliseid kui ka puudusi.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on veealune kääritamine
3. Mis on veealune kääritamine
4. Tahkis-fermentatsiooni ja veealuse kääritamise sarnasused
5. Võrdlus kõrvuti - tahkes olekus fermentatsioon vs alajahtunud fermentatsioon tabelina
6. Kokkuvõte

Mis on pooljuhtkäärimine?

Tahkis fermentatsioon on fermentatsiooni tüüp, mida kasutatakse ensüümide tootmisel. Nagu nimest järeldada võib, toimub kääritamine mikroorganismide poolt, mida kasvatatakse tahkele pinnale või tahkele substraadile, mille niiskusesisaldus on väga madal. Üks lahustumatu substraat pakub mikroobide kasvatamiseks toitaineid nagu süsinik, lämmastik jne. Mikroorganismid kleepuvad tahkele substraadile. Tahkefaasis kääritamisel kasutatakse sageli põllumajanduse liit- ja heterogeenseid tooteid või agrotööstuse kõrvalsaadusi nagu riisikoored, nisukliid, suhkrupeedimass, nisu- ja maisijahu jne. Seetõttu on substraadid odavamad ja hõlpsasti kättesaadavad.

Lisaks sellele on kiulised seened ideaalsed mikroorganismid tahkes olekus käärimiseks. Samuti võivad bakterid, pärm ja muud seened kasvada ka tahketel substraatidel ja neid saab kasutada tahkes olekus kääritamisel.

Joonis 01: tahkis kääritamine

Tahkise kääritamise eelised

Sarnaselt muude kääritamisprotsessidega on ka tahkefaasilisel fermentatsioonil palju eeliseid, mis on loetletud allpool.

• Kandja on lihtne, hõlpsasti kättesaadav ja odav
• Substraadid vajavad vedelate söötmetega vähem eeltöötlust
• Saastumine on piiratud, kuna niiskusesisaldus on madal
• Sunnitud õhutamine on sageli lihtsam
• Protsesside ja jäätmete kõrvaldamise lihtsustatud ja minimeeritud
• Lihtsad kääritusseadmed
• Suur mahuline tootlikkus

Ehkki tahkefaasis fermentatsioon pakub palju eeliseid, on sellel ka mitmeid puudusi, nagu allpool loetletud.

Tahkise kääritamise puudused

• Madal niiskustase võib piirata mikroorganismide kasvu
• Metaboolse kuumuse eemaldamine on probleem suuremahulistes tahkes olekus fermentatsioonides
• Protsessi parameetrite jälgimise raskused

Mis on veealune kääritamine?

Submerged fermentatsioon on veel üks fermentatsioonimeetod, mida kasutame ensüümide tootmisel. Veelgi enam, see vajab suuremahulist aseptilist fermentatsioonianumat, mis suudab luua kasvavate mikroorganismide jaoks kontrollitava keskkonna, mis koosneb optimaalsest temperatuurist, pH-st, segamisastmest, hapniku kontsentratsioonist jne. Uputatud kääritamine toimub vedelas keskkonnas, kus esinevad mikroorganismid. Seega on veesisaldus kõrge ja mikroorganismide paljunemiseks on vedelas keskkonnas kõik toitained. Kõige tähtsam on see, et toitained on kogu keskkonnas ühtlaselt saadaval mikroorganismide jaoks vee all kääritamisel. Agitatsioon hõlbustab toitainete ja mikroobsete rakkude ühtlast jaotumist.

Joonis 02: sukeldatud kääritamine

Sarnaselt tahkis-kääritamisega on ka veealusel kääritamisel plussid ja miinused, nagu allpool mainitud.

Eelised

• Protsessiparameetrite mõõtmise lihtsus
• Toitainete ja mikroorganismide ühtlane jaotus
• Oskus kontrollida kasvutingimusi
• Suure veesisalduse olemasolu mikroobide paljunemiseks

Puudused

• Kalli kandja ja kallite seadmete kasutamine
• Keeruline ja kallis järgnev protsess ning raskused jäätmete kõrvaldamisel
• Suur energiatarve

Millised on sarnasused tahkes olekus fermenteerimise ja veealuse kääritamise vahel?

• Tahkefaasiline kääritamine ja veealune kääritamine on ensüümide tootmisel tavalise kääritamise kaks tüüpi.
• Lisaks viivad mikroorganismid läbi mõlemad protsessid.

Mis vahe on tahkes olekus fermenteerimisel ja veealusel kääritamisel??

Mikroobid kasvavad tahkel pinnal tahkes olekus kääritamisel, samal ajal kui mikroobid kasvavad vedelas keskkonnas vee all kääritamisel. Niisiis, see on peamine erinevus tahkes olekus kääritamise ja sukeldatud kääritamise vahel.

Allpool toodud infograafik võtab kokku tahke oleku ja veealuse kääritamise erinevuse.

Kokkuvõte - tahkis fermentatsioon vs veealune kääritamine

Tahkis-kääritamisel kasutatakse mikroorganismide kasvatamiseks tahket substraati, samal ajal kui sukeldatud kääritamisel kasutatakse mikroorganismide kasvatamiseks vedelat keskkonda. Seega on see peamine erinevus tahke oleku ja alajahtunud kääritamise vahel. Tahkis kääritamine toimub madala niiskuse taseme korral, samas kui sukeldatud kääritamine toimub kõrge veesisalduse korral.

Viide:

1. Filer, Keith jt. “Söödatööstuses kasutatavate ensüümide tootmine tahke põhimiku kääritamise teel.” Engormix, Engormix, 20. aprill 2007, saadaval siit.

Pilt viisakalt:

1. SOUFFLET S.A. - SOUFFLET S.A (CC BY-SA 3.0) - Süsteemi FMS En - Commons Wikimedia
2. “Penitsilliini bioreaktor” - autorid Matt Brown - Flickr (CC BY 2.0) Commonsi Wikimedia kaudu