Sự khác biệt giữa lên men trạng thái rắn và lên men chìm
Share
Các sự khác biệt chính giữa lên men trạng thái rắn và lên men chìm là lên men ở trạng thái rắn liên quan đến việc nuôi cấy vi sinh vật trên chất nền rắn có độ ẩm thấp trong khi lên men chìm liên quan đến việc nuôi cấy vi sinh vật trong môi trường lỏng có hàm lượng nước hơn 95%.
Vi sinh vật có lợi trong các loại ngành công nghiệp. Vi khuẩn và nấm đặc biệt có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp. Vi sinh vật nên được phát triển trên quy mô lớn trong quá trình lên men công nghiệp để chiết xuất các sản phẩm cần thiết do quá trình chuyển hóa của vi sinh vật. Lên men trạng thái rắn và lên men chìm là hai loại lên men chính giúp sản xuất enzyme công nghiệp. Trong quá trình lên men ở trạng thái rắn, quá trình lên men xảy ra bởi các vi sinh vật phát triển trên chất nền rắn trong khi lên men chìm, quá trình lên men xảy ra bởi các vi sinh vật được nuôi cấy trong môi trường lỏng. Mỗi phương pháp đều có ưu điểm cũng như nhược điểm..
NỘI DUNG
1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Lên men chìm là gì
3. Lên men chìm là gì
4. Điểm tương đồng giữa lên men trạng thái rắn và lên men chìm
5. So sánh cạnh nhau - Lên men trạng thái rắn so với lên men chìm dưới dạng bảng
6. Tóm tắt
Lên men trạng thái rắn là gì?
Lên men trạng thái rắn là một loại lên men được sử dụng trong sản xuất enzyme. Như tên cho thấy, quá trình lên men xảy ra bởi các vi sinh vật phát triển trên bề mặt rắn hoặc chất rắn có độ ẩm rất thấp. Một chất nền không hòa tan duy nhất cung cấp các chất dinh dưỡng như carbon, nitơ, v.v., để phát triển vi khuẩn. Vi sinh vật phát triển bám dính vào chất nền rắn. Lên men ở trạng thái rắn thường sử dụng các sản phẩm hỗn hợp và không đồng nhất của nông nghiệp hoặc các sản phẩm phụ của các ngành công nghiệp nông nghiệp như trấu, cám lúa mì, bột củ cải đường, lúa mì và bột ngô, v.v..
Hơn nữa, nấm sợi là vi sinh vật lý tưởng cho quá trình lên men ở trạng thái rắn. Ngoài ra, vi khuẩn, nấm men và các loại nấm khác cũng có thể phát triển trên chất nền rắn và có thể được sử dụng trong quá trình lên men ở trạng thái rắn.
Hình 01: Lên men trạng thái rắn
Ưu điểm của quá trình lên men trạng thái rắn
Tương tự như các quá trình lên men khác, lên men ở trạng thái rắn cũng có nhiều ưu điểm như được liệt kê dưới đây.
- Phương tiện là đơn giản, dễ dàng có sẵn và không tốn kém
- Chất nền cần ít tiền xử lý hơn so với môi trường lỏng
- Ô nhiễm bị hạn chế do độ ẩm thấp
- Sục khí cưỡng bức thường dễ dàng hơn
- Đơn giản hóa và giảm thiểu quá trình hạ nguồn và xử lý chất thải
- Thiết bị lên men đơn giản
- Năng suất thể tích cao
Mặc dù lên men trạng thái rắn cung cấp nhiều lợi thế, nhưng nó cũng có một số nhược điểm cũng như được liệt kê dưới đây.
Nhược điểm của quá trình lên men trạng thái rắn
- Độ ẩm thấp có thể hạn chế sự phát triển của vi sinh vật
- Loại bỏ nhiệt trao đổi chất là một vấn đề trong lên men trạng thái rắn quy mô lớn
- Khó khăn trong việc theo dõi các tham số quá trình
Lên men chìm là gì?
Lên men chìm là một phương pháp lên men khác mà chúng tôi sử dụng trong sản xuất enzyme công nghiệp. Hơn nữa, nó cần một bình lên men vô trùng quy mô lớn có thể cung cấp một môi trường được kiểm soát bao gồm nhiệt độ tối ưu, pH, mức độ khuấy trộn, nồng độ oxy, vv, cho các vi sinh vật đang phát triển. Lên men chìm xảy ra trong môi trường lỏng, nơi có vi sinh vật. Vì vậy, hàm lượng nước cao, và tất cả các chất dinh dưỡng có trong môi trường lỏng cho sự phát triển của vi sinh vật. Quan trọng nhất, các chất dinh dưỡng có sẵn trong toàn bộ môi trường cho các vi sinh vật trong quá trình lên men ngập nước. Kích thích tạo điều kiện cho sự phân phối đồng đều các chất dinh dưỡng và các tế bào vi sinh vật.
Hình 02: Lên men chìm
Tương tự như lên men ở trạng thái rắn, lên men chìm cũng có những ưu điểm và nhược điểm như được đề cập dưới đây.
Ưu điểm
- Dễ dàng đo các tham số quá trình
- Ngay cả phân phối chất dinh dưỡng và vi sinh vật
- Khả năng kiểm soát điều kiện tăng trưởng
- Có sẵn hàm lượng nước cao cho sự phát triển của vi khuẩn
Nhược điểm
- Sử dụng phương tiện đắt tiền và thiết bị đắt tiền
- Quá trình hạ nguồn phức tạp và tốn kém và khó khăn trong việc xử lý chất thải
- Tiêu thụ điện năng cao
Điểm giống nhau giữa lên men trạng thái rắn và lên men chìm?
- Lên men trạng thái rắn và lên men chìm là hai loại lên men phổ biến trong sản xuất enzyme.
- Hơn nữa, vi sinh vật thực hiện cả hai quá trình.
Sự khác biệt giữa lên men trạng thái rắn và lên men chìm?
Vi khuẩn phát triển trên bề mặt rắn trong quá trình lên men ở trạng thái rắn trong khi vi khuẩn phát triển trong môi trường lỏng trong quá trình lên men chìm. Vì vậy, đây là sự khác biệt chính giữa lên men trạng thái rắn và lên men chìm.
Infographic dưới đây tóm tắt sự khác biệt giữa lên men trạng thái rắn và lên men chìm.
Tóm tắt - Lên men trạng thái rắn so với lên men chìm
Lên men ở trạng thái rắn sử dụng chất nền rắn để phát triển vi sinh vật trong khi lên men chìm sử dụng môi trường lỏng để phát triển vi sinh vật. Vì vậy, đây là sự khác biệt chính giữa lên men trạng thái rắn và lên men chìm. Quá trình lên men ở trạng thái rắn diễn ra dưới mức độ ẩm thấp trong khi quá trình lên men chìm diễn ra dưới hàm lượng nước cao.
Tài liệu tham khảo:
1. Filer, Keith, et al. Sản xuất các Enzyme cho ngành công nghiệp thức ăn chăn nuôi bằng cách sử dụng quá trình lên men chất nền rắn. Engormix, Engormix, 20 tháng 4 năm 2007, Có sẵn ở đây.
Hình ảnh lịch sự:
1. Schema FMS EnMS của SOUFFLET S.A. - SOUFFLET S.A (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia
2. Máy nghiền sinh học Penicillin của Matt By Matt Brown - Flickr (CC BY 2.0) qua Commons Wikimedia
