Perbezaan Antara Fermentasi Negeri Pepejal dan Penembusan Tenggelam

The perbezaan utama antara penapaian keadaan pepejal dan penapaian terendam penapaian keadaan pepejal melibatkan penanaman mikroorganisma pada substrat pepejal dengan kandungan lembapan yang rendah sementara penapaian terendam melibatkan penanaman mikroorganisma dalam medium cecair yang mempunyai lebih daripada 95% kandungan air.

Mikroorganisma bermanfaat dalam pelbagai jenis industri. Bakteria dan kulat terutamanya mempunyai pelbagai aplikasi dalam industri. Mikroorganisma perlu ditanam secara besar-besaran semasa proses penapaian industri untuk mengekstrak produk yang diperlukan akibat metabolisme mikrob. Penapaian keadaan pepejal dan penapaian terendam adalah dua jenis penapaian utama yang membantu menghasilkan enzim secara industri. Dalam penapaian keadaan pepejal, penapaian berlaku oleh mikroorganisma yang ditanam di atas substrat pepejal manakala dalam penapaian terendam, penapaian berlaku oleh mikroorganisma yang ditanam dalam medium cecair. Setiap kaedah mempunyai kelebihan serta kekurangan.

KANDUNGAN

1. Gambaran Keseluruhan dan Perbezaan Utama
2. Apakah Penapaian yang Diturunkan
3. Apakah Penapaian yang Diturunkan
4. Kesamaan Antara Fermentasi Negeri Pepejal dan Fermentasi Tenggelam
5. Side by Side Perbandingan - Fermentasi Penembusan Negeri Pepejal vs Penambahan Tepung dalam Borang Tabular
6. Ringkasan

Apakah Penapaian Negeri Pepejal??

Penapaian keadaan pepejal adalah sejenis penapaian yang digunakan dalam pengeluaran enzim. Seperti namanya, penapaian berlaku oleh mikroorganisma yang ditanam di permukaan pepejal atau substrat pepejal yang mempunyai kandungan lembapan yang sangat rendah. Satu substrat yang tidak larut memberikan nutrien seperti karbon, nitrogen, dan lain-lain, untuk mikrob yang semakin meningkat. Mikroorganisma tumbuh dipengaruhi oleh substrat pepejal. Penapaian keadaan pepejal sering menggunakan produk komposit dan heterogen pertanian atau produk sampingan daripada agroindustri seperti sekam padi, dedak gandum, pulpa bit gula, tepung gandum dan tepung jagung, dan lain-lain. Oleh itu, substrat adalah lebih murah dan mudah didapati.

Tambahan pula, kulat filamen adalah mikroorganisma yang ideal untuk penapaian keadaan pepejal. Juga, bakteria, yis dan kulat lain juga boleh tumbuh pada substrat pepejal dan boleh digunakan dalam penapaian keadaan pepejal.

Rajah 01: Penembusan Negeri Pepejal

Kelebihan Penapaian Negeri Pepejal

Serupa dengan proses penapaian yang lain, penapaian keadaan pepejal juga mempunyai banyak kelebihan seperti yang disenaraikan di bawah.

• Medium ini mudah, mudah didapati, dan murah
• Substrat memerlukan kurang prapreatment berbanding dengan media cecair
• Pencemaran adalah terhad kerana kandungan kelembapan adalah rendah
• Pengudaraan paksa sering lebih mudah
• Proses hiliran dan pembuangan sisa yang mudah dan diminimumkan
• Peralatan penapaian mudah
• Produktiviti volumetrik yang tinggi

Walaupun penapaian keadaan pepejal memberi banyak kelebihan, ia juga mempunyai beberapa kelemahan serta disenaraikan di bawah.

Kelemahan Penyerapan Negeri Pepejal

• Tahap kelembapan yang rendah boleh menyekat pertumbuhan mikroorganisma
• Mengeluarkan haba metabolik adalah masalah dalam penapaian besar-besaran pepejal
• Kesukaran dalam memantau parameter proses

Apa yang dimaksudkan dengan Fermentasi Tenggelam?

Penapaian yang disiram adalah kaedah penapaian yang lain yang digunakan dalam pengeluaran enzim industri. Selain itu, ia memerlukan vesel penapaian aseptik berskala besar yang dapat menyediakan persekitaran terkawal yang terdiri daripada suhu optimum, pH, darjah agitasi, kepekatan oksigen, dan sebagainya, bagi mikroorganisma yang semakin meningkat. Penapaian di dalam medium cecair di mana mikroorganisma hadir. Oleh itu, kandungan air adalah tinggi, dan semua nutrien hadir dalam medium cecair untuk pertumbuhan mikroorganisma. Paling penting, nutrien adalah sama rata di seluruh medium untuk mikroorganisma dalam penapaian terendam. Agitasi memudahkan pengagihan nutrien dan sel-sel mikroba.

Rajah 02: Penapaian yang ditenggelami

Sama seperti penapaian keadaan pepejal, penapaian terendam juga mempunyai kelebihan dan kekurangan seperti yang dinyatakan di bawah.

Kelebihan

• Ketepatan parameter pengukuran proses
• Malah pengedaran nutrien dan mikroorganisma
• Keupayaan untuk mengawal keadaan pertumbuhan
• Ketersediaan kandungan air yang tinggi untuk pertumbuhan mikrob

Kelemahan

• Penggunaan media mahal dan peralatan mahal
• Proses hiliran kompleks dan mahal dan kesukaran dalam pembuangan sisa
• Penggunaan kuasa tinggi

Apakah Kesamaan Antara Fermentasi Negeri Pepejal dan Fermentasi Tenggelam?

• Penapaian keadaan pepejal dan penapaian terendam adalah dua jenis penapaian biasa dalam pengeluaran enzim.
• Tambahan pula, mikroorganisma menjalankan kedua-dua proses.

Apakah Perbezaan Antara Fermentasi Negeri Pepejal dan Fermentasi Tenggelam?

Mikrob tumbuh di permukaan pepejal dalam penapaian keadaan pepejal manakala mikroba tumbuh dalam medium cecair dalam penapaian terendam. Oleh itu, ini adalah perbezaan utama antara penapaian keadaan pepejal dan penapaian terendam.

Di bawah infographic meringkaskan perbezaan antara penapaian keadaan pepejal dan penapaian terendam.

Ringkasan - Fermentasi Negeri Pepejal vs Penapaian Tepung Submerger

Penapaian keadaan pepejal menggunakan substrat pepejal untuk tumbuh mikroorganisma sementara penapaian terendam menggunakan medium cecair untuk tumbuh mikroorganisma. Oleh itu, ini adalah perbezaan utama antara penapaian keadaan pepejal dan penapaian terendam. Penapaian keadaan pepejal berlaku di bawah tahap kelembapan yang rendah manakala penapaian terendam berlaku di bawah kandungan air yang tinggi.

Rujukan:

1. Filer, Keith, et al. "Pengeluaran Enzim untuk Industri Feed Menggunakan Fermentasi Substrat Pepejal." Engormix, Engormix, Apr. 20, 2007, boleh didapati di sini.

Image Courtesy:

1. "Schema FMS En" Oleh SOUFFLET S.A. - SOUFFLET S.A (CC BY-SA 3.0) melalui Wikimedia Commons
2. "Bioreaktor Penicillin" oleh Matt Brown - Flickr (CC BY 2.0) melalui Wikimedia Commons