Nyckelskillnaden mellan jäsning i fast tillstånd och jäsning under vatten är att jäsning i fast tillstånd involverar odling av mikroorganismer på ett fast substrat med låg fukth alt medan jäsning under vatten involverar odling av mikroorganismer i ett flytande medium som har mer än 95 % vattenh alt.
Mikroorganismer är nyttiga i olika typer av industrier. Speciellt bakterier och svampar har en mängd olika tillämpningar inom industrier. Mikroorganismer bör odlas i stor skala under den industriella jäsningsprocessen för att extrahera de nödvändiga produkterna från mikrobiell metabolism. Fermentering i fast tillstånd och jäsning under vatten är två huvudtyper av jäsning som hjälper till att producera enzymer industriellt. Vid jäsning i fast tillstånd sker jäsning av mikroorganismer som odlats på ett fast substrat medan i nedsänkt jäsning sker jäsning av mikroorganismer odlade i ett flytande medium. Varje metod har såväl fördelar som nackdelar.
Vad är Solid State Fermentation?
Fast tillståndsjäsning är en typ av jäsning som används i enzymproduktionen. Som namnet antyder sker jäsning av mikroorganismer som odlas på en fast yta eller fast substrat som har mycket låg fukth alt. Ett enda olösligt substrat tillhandahåller näringsämnen såsom kol, kväve, etc., för odling av mikrober. Mikroorganismer växer fast vid det fasta substratet. Fermentering i fast tillstånd använder ofta sammansatta och heterogena produkter från jordbruket eller biprodukter från agroindustrier som risskal, vetekli, sockerbetsmassa, vete och majsmjöl, etc. Därför är substraten billigare och lättillgängliga.
Dessutom är trådsvampar de idealiska mikroorganismerna för jäsning i fast tillstånd. Bakterier, jäst och andra svampar kan också växa på fasta substrat och kan användas vid jäsning i fast tillstånd.
Figur 01: Solid State Fermentation
Fördelar med jäsning i fast tillstånd
I likhet med andra jäsningsprocesser har fast-tillståndsjäsning också många fördelar enligt listan nedan.
- Mediet är enkelt, lättillgängligt och billigt
- Substrat behöver mindre förbehandling jämfört med flytande media
- Föroreningar är begränsade eftersom fukth alten är låg
- Tvingad luftning är ofta lättare
- Förenklad och minimerad nedströmsprocess och avfallshantering
- Enkel jäsningsutrustning
- Hög volymetrisk produktivitet
Även om jäsning i fast tillstånd ger många fördelar, har den också flera nackdelar och som anges nedan.
Nackdelar med Solid State Fermentation
- Låg fuktnivå kan begränsa tillväxten av mikroorganismer
- Avlägsnande av metabolisk värme är ett problem vid storskaliga solid-state fermentationer
- Svårigheter att övervaka processparametrarna
Vad är Submerged Fermentation?
Sänkt jäsning är en annan jäsningsmetod som vi använder i industriell enzymproduktion. Dessutom behöver den ett storskaligt aseptisk jäsningskärl som kan ge en kontrollerad miljö som består av optimal temperatur, pH, omrörningsgrad, syrekoncentration, etc., för de växande mikroorganismerna. Nedsänkt jäsning sker i ett flytande medium där mikroorganismer finns. Således är vattenh alten hög, och alla näringsämnen finns i det flytande mediet för tillväxt av mikroorganismer. Viktigast av allt är att näringsämnena är jämnt tillgängliga i hela mediet för mikroorganismer i nedsänkt jäsning. Agitation underlättar en jämn fördelning av näringsämnen och mikrobiella celler.
Figur 02: Nedsänkt jäsning
I likhet med jäsning i fast tillstånd har nedsänkt jäsning också fördelar och nackdelar som nämns nedan.
Fördelar
- Enkelt att mäta processparametrar
- Jämn fördelning av näringsämnen och mikroorganismer
- Förmåga att kontrollera tillväxtförhållanden
- Tillgänglighet av hög vattenh alt för tillväxt av mikrober
Nackdelar
- Användning av dyr media och dyr utrustning
- Komplex och dyr nedströmsprocess och svårigheter med avfallshantering
- Hög strömförbrukning
Vilka är likheterna mellan jäsning i fast tillstånd och jäsning under vatten?
- Fast-tillståndsjäsning och nedsänkt jäsning är två typer av vanliga jäsningar vid enzymproduktion.
- Dessutom utför mikroorganismer båda processerna.
Vad är skillnaden mellan jäsning i fast tillstånd och jäsning under vatten?
Mikrober växer på en fast yta i fast tillståndsjäsning medan mikrober växer i ett flytande medium i nedsänkt jäsning. Så detta är den viktigaste skillnaden mellan jäsning i fast tillstånd och jäsning under vatten.
Infografiken nedan sammanfattar skillnaden mellan jäsning i fast tillstånd och jäsning under vatten.
Sammanfattning – Solid State Fermentation vs Submerged Fermentation
Fast-tillståndsjäsning använder ett fast substrat för att odla mikroorganismer medan undervattensjäsning använder ett flytande medium för att odla mikroorganismer. Detta är alltså den viktigaste skillnaden mellan jäsning i fast tillstånd och jäsning under vatten. Jäsning i fast tillstånd sker under låg fuktnivå medan jäsning under vatten sker under hög vattenh alt.
