Υποβρύχια Ζύμωση

Υποβρύχια Ζύμωση

Oktober 1, 2022 0 Von admin
  • Η ζύμωση είναι η τεχνική της βιολογικής μετατροπής πολύπλοκων υποστρωμάτων σε απλές ενώσεις από διάφορους μικροοργανισμούς όπως βακτήρια και μύκητες.
  • Κατά τη διάρκεια αυτής της μεταβολικής διάσπασης, απελευθερώνουν επίσης αρκετές πρόσθετες ενώσεις εκτός από τα συνήθη προϊόντα της ζύμωσης, όπως το διοξείδιο του άνθρακα και το αλκοόλ. Αυτές οι πρόσθετες ενώσεις ονομάζονται δευτερογενείς μεταβολίτες.
  • Οι δευτερογενείς μεταβολίτες κυμαίνονται από διάφορα αντιβιοτικά έως πεπτίδια, ένζυμα και αυξητικούς παράγοντες.
  • Η ανάπτυξη τεχνικών όπως η Ζύμωση Στερεάς Κατάστασης (SSF) και η Βυθισμένη Ζύμωση (SmF) έχει οδηγήσει σε παραγωγή βιοδραστικών ενώσεων σε βιομηχανικό επίπεδο.

Υποβρύχια Ζύμωση

Βυθισμένη ζύμωση

  • Βυθισμένη ζύμωση είναι μια μέθοδος παραγωγής βιομορίων στην οποία ένζυμα και άλλες δραστικές ενώσεις βυθίζονται σε ένα υγρό όπως αλκοόλη, λάδι ή ζωμό θρεπτικών συστατικών.
  • Υποβρύχια Ζύμωση (SmF)/Υγρή Ζύμωση (LF) Το SmF χρησιμοποιεί υγρά υποστρώματα ελεύθερης ροής, όπως μελάσα και ζωμούς.
  • Η διαδικασία χρησιμοποιείται για διάφορους σκοπούς, κυρίως στη βιομηχανική κατασκευή.

Αρχή Βυθισμένης Ζύμωσης

Η βυθισμένη ζύμωση περιλαμβάνει την ανάπτυξη του μικροοργανισμού ως εναιώρημα σε ένα υγρό μέσο στο οποίο διάφορα θρεπτικά συστατικά είτε διαλύονται είτε αιωρούνται ως σωματιδιακά στερεά σε πολλά εμπορικά μέσα.

  • Η βυθισμένη ζύμωση είναι μια διαδικασία που περιλαμβάνει την ανάπτυξη μικροοργανισμών σε υγρό ζωμό.
  • Αυτός ο υγρός ζωμός περιέχει θρεπτικά συστατικά και έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή βιομηχανικών ενζύμων, αντιβιοτικών ή άλλων προϊόντων.
  • Η διαδικασία περιλαμβάνει τη λήψη ενός συγκεκριμένου μικροοργανισμού όπως οι μύκητες και την τοποθέτησή του σε μια μικρή κλειστή φιάλη που περιέχει τον πλούσιο ζωμό θρεπτικών συστατικών.
  • Για τη διαδικασία απαιτείται επίσης υψηλός όγκος οξυγόνου. Στη συνέχεια, η παραγωγή ενζύμων συμβαίνει όταν οι μικροοργανισμοί αλληλεπιδρούν με τα θρεπτικά συστατικά του ζωμού με αποτέλεσμα να διασπώνται.
  • Οι βιοδραστικές ενώσεις εκκρίνονται στον ζωμό ζύμωσης.

Μέθοδοι Διεξαγωγής Βυθισμένης Ζύμωσης

Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι με τις οποίες λαμβάνει χώρα η βυθισμένη ζύμωση. είναι ζύμωση παρτίδας και συνεχής ζύμωση.

  • Σε ζύμωση με τροφοδοσία παρτίδας στην καλλιέργεια προστίθενται αποστειρωμένα θρεπτικά συστατικά ανάπτυξης. Είναι πιο συνηθισμένο στις βιοβιομηχανίες καθώς εμφανίζεται κατά την ανάπτυξη της βιομάζας στον ζυμωτήρα. Βοηθά στην αύξηση της κυτταρικής πυκνότητας στον βιοαντιδραστήρα και είναι συνήθως εξαιρετικά συμπυκνωμένο για να σταματήσει την αραίωση. Ο ρυθμός ανάπτυξης στην καλλιέργεια διατηρείται με την προσθήκη θρεπτικών συστατικών, αυτό μειώνει επίσης τον κίνδυνο υπερχείλισης του μεταβολισμού.
  • Κατασκευάζεται ένα ανοιχτό σύστημα για συνεχής ζύμωση. Στη συνέχεια, τα αποστειρωμένα υγρά θρεπτικά συστατικά προστίθενται αργά και συνεχώς στον βιοαντιδραστήρα με τον ίδιο ρυθμό με τον οποίο ανακτάται το μετατρεπόμενο θρεπτικό διάλυμα από το σύστημα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή του ζωμού ζύμωσης με σταθερό ρυθμό.

Προκειμένου να διατηρηθεί μια επιτυχής ζύμωση, ορισμένες μεταβλητές πρέπει να παρακολουθούνται, για παράδειγμα, η θερμοκρασία, το pH, καθώς και τα επίπεδα οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα.

Υπόστρωμα Βυθισμένης Ζύμωσης

Μερικά κοινά υποστρώματα που χρησιμοποιούνται στη βυθισμένη ζύμωση είναι διαλυτά σάκχαρα, μελάσα, υγρά μέσα, χυμοί φρούτων και λαχανικών και λύματα/λύματα.

Εφαρμογές Βυθισμένης Ζύμωσης

  • SmF χρησιμοποιείται κυρίως στην εκχύλιση δευτερογενών μεταβολιτών που πρέπει να χρησιμοποιηθούν σε υγρή μορφή.
  • Οι βυθισμένες υγρές ζυμώσεις χρησιμοποιούνται παραδοσιακά για την παραγωγή ενζύμων που προέρχονται από μικροβία.

Πλεονεκτήματα της βυθισμένης ζύμωσης

  • Η τεχνολογία βυθισμένης ζύμωσης έχει τα πλεονεκτήματα της μικρής περιόδου, του χαμηλού κόστους και της υψηλής απόδοσης.
  • Ο καθαρισμός των προϊόντων είναι ευκολότερος.
  • Σε υγρό Πολιτισμός ο έλεγχος της ζύμωσης είναι απλούστερος και κατά συνέπεια μπορούν να επιτευχθούν σημαντικές μειώσεις στους χρόνους ζύμωσης.
  • Με τον ίδιο τρόπο, η χρήση βυθισμένης καλλιέργειας μπορεί να ωφελήσει την παραγωγή πολλών δευτερογενών μεταβολιτών και να μειώσει το κόστος παραγωγής μειώνοντας την εργασία εμπλέκονται σε μεθόδους στερεάς κατάστασης.

Περιορισμοί της βυθισμένης ζύμωσης

  • Τα τελευταία χρόνια, πολλοί ερευνητές έχουν αποδείξει ότι τα SSF έχουν μεγάλο αντίκτυπο στην παραγωγικότητα, οδηγώντας σε υψηλότερες αποδόσεις και βελτιωμένα χαρακτηριστικά προϊόντος σε σύγκριση με SmF
  • Χαμηλή ογκομετρική παραγωγικότητα
  • Σχετικά χαμηλότερη συγκέντρωση των προϊόντων
  • Περισσότερο λύματα γενιά
  • Σύνθετη ζύμωση εξοπλισμούς

βιβλιογραφικές αναφορές

  1. https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/submerged-fermentation
  2. https://www.ukessays.com/essays/biology/submerged-and-solid-state-fermentation-biology-essay.php
  3. https://www.researchgate.net/
  4. http://www.davidmoore.org.uk/21st_Century_Guidebook_to_Fungi_PLATINUM/Ch17_12.htm
  5. https://www.slideshare.net/DeepakBajantri/fermentation-technology-59569219
  6. https://www.omicsonline.org/scholarly/submerged-fermentation–journals-articles-ppts-list.php
  7. http://agris.fao.org/agris-search/search.do?recordID=CN2006001496
  8. https://link.springer.com/article/10.1023/A:1023609427750
  9. http://europepmc.org/abstract/cba/602507
  10. https://www.sciencedirect.com/topics/nursing-and-health-professions/submerged-fermentation
  11. http://www.answers.com/Q/What_are_the_disadvantages_of_submerged_fermentation
  12. https://www.science.gov/topicpages/l/liquid+state+fermentation
  13. http://ecoursesonline.iasri.res.in/mod/page/view.php?id=5150
  14. https://www.revolvy.com/page/Industrial-microbiology