Põhiline erinevus tahkes olekus kääritamise ja sukelkäärimise vahel seisneb selles, et tahkes olekus kääritamine hõlmab mikroorganismide kultiveerimist madala niiskusesisaldusega tahkel substraadil, samas kui sukelkäärimine hõlmab mikroorganismide kultiveerimist vedelas keskkonnas, millel on rohkem kui 95% veesisaldus.
Mikroorganismid on kasulikud eri tüüpi tööstusharudes. Bakteritel ja seentel on tööstuses lai valik rakendusi. Mikroorganisme tuleks tööstusliku kääritamisprotsessi käigus suures mahus kasvatada, et eraldada mikroobide ainevahetusest tulenevaid vajalikke tooteid. Tahkis-käärimine ja sukelkäärimine on kaks peamist kääritamise tüüpi, mis aitavad ensüüme tööstuslikult toota. Tahkes olekus kääritamise korral toimub käärimine tahkel substraadil kasvatatud mikroorganismide poolt, sukelkääritamise korral aga vedelas keskkonnas kasvatatud mikroorganismide poolt. Igal meetodil on nii eelised kui ka puudused.
Mis on pooljuhtfermentatsioon?
Tahkefaasiline kääritamine on ensüümi tootmisel kasutatav kääritamise tüüp. Nagu nimigi ütleb, toimub käärimine mikroorganismide poolt, mis on kasvanud tahkel pinnal või tahkel substraadil, mille niiskusesisaldus on väga madal. Üks lahustumatu substraat annab mikroobide kasvatamiseks toitaineid, nagu süsinik, lämmastik jne. Mikroorganismid kasvavad tahkele substraadile kleepunult. Tahkiskääritamisel kasutatakse sageli põllumajanduse liit- ja heterogeenseid tooteid või agrotööstuse kõrvalsaadusi, nagu riisikest, nisukliid, suhkrupeedi viljaliha, nisu- ja maisijahu jne. Seetõttu on substraadid odavamad ja kergesti kättesaadavad.
Lisaks on niitseened ideaalsed mikroorganismid tahkes olekus kääritamiseks. Samuti võivad bakterid, pärm ja muud seened kasvada ka tahketel substraatidel ning neid saab kasutada tahkes olekus kääritamisel.
Joonis 01: Tahkisfermentatsioon
Tahkefaasilise fermentatsiooni eelised
Sarnaselt muudele kääritamisprotsessidele on ka tahkiskääritamisel palju eeliseid, mis on loetletud allpool.
- Meedium on lihtne, kergesti kättesaadav ja odav
- Substraadid vajavad vähem eeltöötlust võrreldes vedela kandjaga
- Saaste on piiratud, kuna niiskusesisaldus on madal
- Sundõhutamine on sageli lihtsam
- Lihtsustatud ja minimeeritud alljärgnev protsess ja jäätmete kõrvaldamine
- Lihtsad kääritamisseadmed
- Kõrge mahuline tootlikkus
Kuigi tahkiskääritamisel on palju eeliseid, on sellel ka mitmeid puudusi, mis on loetletud allpool.
Tahkefaasilise fermentatsiooni puudused
- Madal niiskustase võib piirata mikroorganismide kasvu
- Metaboolse soojuse eemaldamine on probleem suuremahuliste tahkefaasiliste fermentatsioonide puhul
- Raskused protsessi parameetrite jälgimisel
Mis on sukelkäärimine?
Sukelkäärimine on veel üks kääritamismeetod, mida kasutame ensüümide tööstuslikus tootmises. Lisaks vajab see suuremahulist aseptilist kääritusnõu, mis suudab tagada kontrollitud keskkonna, mis koosneb optimaalsest temperatuurist, pH-st, segamisastmest, hapniku kontsentratsioonist jne., kasvavate mikroorganismide jaoks. Sukelkäärimine toimub vedelas keskkonnas, kus esinevad mikroorganismid. Seega on veesisaldus kõrge ja kõik toitained on mikroorganismide kasvu jaoks vedelas keskkonnas olemas. Kõige tähtsam on see, et toitained on sukelkääritamisel mikroorganismide jaoks kogu söötmes ühtlaselt kättesaadavad. Segamine hõlbustab toitainete ja mikroobirakkude ühtlast jaotumist.
Joonis 02: Sukelkääritamine
Sarnaselt tahkiskääritamisele on ka sukelkääritamisel eelised ja puudused, nagu allpool mainitud.
Eelised
- Protsessi parameetrite mõõtmise lihtsus
- Toitainete ja mikroorganismide ühtlane jaotumine
- Võime kontrollida kasvutingimusi
- Kõrge veesisalduse olemasolu mikroobide kasvu jaoks
puudused
- Kallis meedia ja kallite seadmete kasutamine
- Keeruline ja kallis alljärgnev protsess ning raskused jäätmete kõrvaldamisel
- Suur energiatarve
Millised on tahkiskääritamise ja sukelkääritamise sarnasused?
- Tahkes olekus kääritamine ja sukelkäärimine on ensüümide tootmisel kaks tavalist kääritamise tüüpi.
- Lisaks viivad mikroorganismid läbi mõlemat protsessi.
Mis vahe on tahkiskääritamisel ja sukelkääritamisel?
Mikroobid kasvavad tahkes olekus kääritamise ajal tahkel pinnal, samas kui mikroobid kasvavad vedelas keskkonnas sukelkääritamise ajal. Niisiis, see on peamine erinevus tahkes olekus kääritamise ja sukelkääritamise vahel.
Allpool olev infograafik võtab kokku erinevuse tahkes olekus kääritamise ja sukelkääritamise vahel.
Kokkuvõte – tahkis-kääritamine vs sukelkäärimine
Tahkes olekus kääritamisel kasutatakse mikroorganismide kasvatamiseks tahket substraati, samas kui sukelkääritamisel kasutatakse mikroorganismide kasvatamiseks vedelat keskkonda. Seega on see peamine erinevus tahkes olekus kääritamise ja sukelkääritamise vahel. Tahkiskäärimine toimub madala niiskusesisalduse korral, sukelkäärimine aga kõrge veesisaldusega.
