Nøkkelforskjellen mellom faststoffgjæring og nedsenket gjæring er at faststoffgjæring involverer dyrking av mikroorganismer på et fast substrat med lavt fuktighetsinnhold, mens neddykket gjæring innebærer dyrking av mikroorganismer i et flytende medium som har mer enn 95 % vanninnhold.
Mikroorganismer er gunstige i ulike typer industrier. Spesielt bakterier og sopp har en lang rekke bruksområder i industrier. Mikroorganismer bør dyrkes i stor skala under den industrielle fermenteringsprosessen for å trekke ut de nødvendige produktene som er et resultat av mikrobiell metabolisme. Faststoffgjæring og nedsenket gjæring er to hovedtyper av gjæring som bidrar til å produsere enzymer industrielt. I faststoffgjæring skjer gjæring av mikroorganismer dyrket på et fast substrat, mens i neddykket gjæring skjer gjæring av mikroorganismer dyrket i et flytende medium. Hver metode har fordeler og ulemper.
Hva er solid state-fermentering?
Faststoffgjæring er en type gjæring som brukes i enzymproduksjonen. Som navnet antyder, skjer fermentering av mikroorganismer som dyrkes på en fast overflate eller fast underlag som har svært lavt fuktighetsinnhold. Et enkelt uløselig substrat gir næringsstoffer som karbon, nitrogen, etc., for dyrking av mikrober. Mikroorganismer vokser festet til det faste underlaget. Faststoffgjæring bruker ofte sammensatte og heterogene produkter fra landbruket eller biprodukter fra agroindustri som risskall, hvetekli, sukkerbetemasse, hvete- og maismel, etc. Derfor er underlagene billigere og lett tilgjengelige.
Videre er trådformede sopp de ideelle mikroorganismene for faststoffgjæring. Bakterier, gjær og andre sopp kan også vokse på faste underlag og kan brukes i faststoffgjæring.
Figur 01: Solid State Fermentation
Fordeler med solid state-fermentering
I likhet med andre gjæringsprosesser har faststoffgjæring også mange fordeler som er oppført nedenfor.
- Mediet er enkelt, lett tilgjengelig og rimelig
- Substrater trenger mindre forbehandling sammenlignet med flytende medier
- Forurensninger er begrenset siden fuktighetsinnholdet er lavt
- Tvungen lufting er ofte enklere
- Forenklet og minimert nedstrømsprosess og avfallshåndtering
- Enkelt gjæringsutstyr
- Høy volumetrisk produktivitet
Selv om faststoffgjæring gir mange fordeler, har den også flere ulemper, samt oppført nedenfor.
Ulemper ved solid state-fermentering
- Lavt fuktighetsnivå kan begrense veksten av mikroorganismer
- Fjerning av metabolsk varme er et problem i storskala faststofffermenteringer
- Vanskeligheter med å overvåke prosessparametrene
Hva er nedsenket fermentering?
Nedsenket gjæring er en annen gjæringsmetode vi bruker i industriell enzymproduksjon. Dessuten trenger den en storskala aseptisk gjæringsbeholder som kan gi et kontrollert miljø som består av optimal temperatur, pH, grad av agitasjon, oksygenkonsentrasjon, etc., for de voksende mikroorganismene. Nedsenket gjæring skjer i et flytende medium der mikroorganismer er tilstede. Dermed er vanninnholdet høyt, og alle næringsstoffene er tilstede i det flytende mediet for vekst av mikroorganismer. Viktigst er at næringsstoffene er jevnt tilgjengelig i hele mediet for mikroorganismer i neddykket gjæring. Agitasjon letter jevn fordeling av næringsstoffer og mikrobielle celler.
Figur 02: Nedsenket fermentering
I likhet med faststoffgjæring har neddykket gjæring også fordeler og ulemper som nevnt nedenfor.
Fordeler
- Enkelhet med å måle prosessparametere
- Jevn fordeling av næringsstoffer og mikroorganismer
- Mulighet til å kontrollere vekstforhold
- Tilgjengelighet av høyt vanninnhold for vekst av mikrober
Ulemper
- Bruk av dyre medier og dyrt utstyr
- Kompleks og kostbar nedstrømsprosess og vanskeligheter med avfallshåndtering
- Høyt strømforbruk
Hva er likhetene mellom faststoffgjæring og nedsenket gjæring?
- Faststoffgjæring og neddykket gjæring er to typer vanlige gjæringer i enzymproduksjon.
- I tillegg utfører mikroorganismer begge prosessene.
Hva er forskjellen mellom gjæring i fast tilstand og gjæring under vann?
Mikrober vokser på en fast overflate i faststoffgjæring mens mikrober vokser i et flytende medium i neddykket gjæring. Så dette er nøkkelforskjellen mellom faststoffgjæring og nedsenket gjæring.
Infografien nedenfor oppsummerer forskjellen mellom faststoffgjæring og nedsenket gjæring.
Summary – Solid State Fermentation vs Submerged Fermentation
Faststoffgjæring bruker et fast substrat for å dyrke mikroorganismer mens neddykket gjæring bruker et flytende medium for å dyrke mikroorganismer. Dermed er dette nøkkelforskjellen mellom faststoffgjæring og nedsenket gjæring. Faststoffgjæring foregår under lavt fuktighetsnivå mens neddykket gjæring finner sted under høyt vanninnhold.
