Galvenā atšķirība - sērijveida un nepārtraukta kultūra
Mikroorganismi, piemēram, baktērijas un sēnītes, ir ļoti labvēlīgi dažādu veidu nozarēm. Rūpnieciskai izmantošanai fermentācijas procesā plašā mērogā jāaudzē mikroorganismi, lai iegūtu nepieciešamos produktus, kas rodas mikrobu metabolisma rezultātā. Mikrobu biomasas kultivēšanai un uzturēšanai tiek izmantots īpašs aparāts, ko sauc par rūpniecisko fermentatoru. Tas ir liels trauks, kas paredzēts, lai nodrošinātu vietu un nepieciešamās prasības mikrobu augšanai un metabolismam. Ir divu veidu rūpnieciskās fermentācijas kultūras, ko parasti izmanto nozarēs, ko sauc par partiju kultūru un nepārtrauktu kultūru. Galvenā atšķirība starp sērijveida kultūru un nepārtrauktu kultūru ir tā, ka sērijveida kultūra ir paņēmiens, ko izmanto mikroorganismu audzēšanai ar ierobežotu barības vielu pieejamību slēgtā sistēmā, savukārt nepārtrauktā kultūra ir paņēmiens, ko izmanto mikroorganismu audzēšanai ar optimālu un nepārtrauktu barības vielu piegādi atklātā sistēmā. nozares.
Kas ir pakešu kultūra?
Pakešu kultūra ir paņēmiens, kas audzē mikroorganismus slēgtā sistēmā, kur sākumā tiek piegādāts ierobežots barības vielu daudzums. Šī ir visizplatītākā tehnika, ko izmanto nozarēs, lai ražotu noderīgus produktus, izmantojot mikroorganismus, piemēram, baktērijas un sēnītes. Mikrobs, kas aug fermentatorā, fermentē barības vielas. Fermentācija ir ogļhidrātu sadalīšanās process spirtos un skābēs, ko veic mikroorganismi bezskābekļa apstākļos. Partijas kultivēšanas tehnikā sākumā tiek nodrošinātas barības vielas un konkrētais mikroorganisms tiek inokulēts fermentatorā. Fermentators tiek aizvērts, un temperatūra un pH tiek uzturēti mikroorganismu augšanai. Mikroorganisms aug iekšā un izmanto nodrošinātās barības vielas un citus apstākļus. Laika gaitā barības vielas kļūst ierobežotas, un vides apstākļi fermentatorā mainās. Tādējādi mikrobu augšanai ir atšķirīgi četri posmi, piemēram, kavēšanās fāze, log fāze, stacionārā fāze un nāves fāze. Fermentācijas beigās process tiek apturēts un noderīgos produktus ekstrahē un attīra. Raudzētājs tiek mazgāts un sterilizēts pirms izmantošanas citai partijas kultūrai.
Pakešu kultivēšanas tehnikas īpatnība ir tāda, ka to veic ar ierobežotu uzturvielu daudzumu un noteiktu laika periodu. Fermentatora uzstādīšanu ir viegli izgatavot un apstrādāt. Vides apstākļi fermentatorā laika gaitā mainās. Tomēr nepieciešamā temperatūra, pH apstākļi, maisīšana, spiediens utt. tiek pareizi uzturēti, lai panāktu veiksmīgu produkta veidošanos.
Sērijveida kultivēšanas metodi plaši izmanto sekundāro metabolītu, piemēram, antibiotiku, pigmentu utt., attīrīšanai. Šī metode nav piemērota primāro metabolītu un ar augšanu saistītu produktu ražošanai.
Attēls 01: Pakešu kultūra
Kas ir nepārtraukta kultūra?
Nepārtraukta kultūra ir vēl viens paņēmiens, kas audzē noderīgus mikroorganismus. Tā mērķis ir uzturēt nepārtraukti augošu mikrobu kultūru eksponenciālā fāzē. To var panākt, nepārtraukti piegādājot svaigas barības vielas, izvadot uzkrātos atkritumus un produktus tādā pašā ātrumā un uzturot citus apstākļus optimālās vērtībās. To veic īpašā kamerā, ko sauc par chemostatu, kā parādīts 02. attēlā. Svaigu barotni nepārtraukti pievieno no viena gala, bet vielmaiņas produktus nepārtraukti ekstrahē no otra ķīmijstata gala, lai saglabātu kultūras tilpumu nemainīgā līmenī.
Nepārtraukta kultūra tiek izmantota nozarēs, kad nepieciešams iegūt noderīgus primāros metabolītus, piemēram, aminoskābes, organiskās skābes utt.no mikroorganismiem. Primārie metabolīti tiek ražoti visaugstākajā ātrumā, kad mikroorganismi atrodas eksponenciālajā fāzē. Tādējādi nepārtrauktas kultūras mērķis vienmēr ir uzturēt mikrobu biomasu logaritma fāzē. Tas tiek darīts, nepārtraukti uzraugot procesu un kontrolējot sistēmu.
Attēls 02: Nepārtraukta kultūra chemostatā
Kāda ir atšķirība starp pakešu un nepārtraukto kultūru?
Pakete pret nepārtrauktu kultūru |
|
| Sērijveida kultivēšanas paņēmienu izmanto, lai noteiktu laika periodu slēgtā fermentatorā kultivētu labvēlīgos mikroorganismus ierobežotā barības vielu daudzumā. Mikrobu augšana partijas kultūrā parāda tipisku mikrobu augšanas līkni, kurā var identificēt četras atšķirīgas fāzes. | Nepārtrauktas kultivēšanas tehnika tiek izmantota, lai audzētu labvēlīgos mikroorganismus optimālā barības vielu līmenī atvērtā sistēmā, kurā barības vielas tiek nepārtraukti pievienotas un atkritumi un produkti tiek izņemti tādā pašā ātrumā, lai saglabātu augšanu eksponenciālā fāzē. |
| Uzturvielas | |
| Uzturvielas tiek piegādātas vienu reizi pirms fermentācijas procesa sākšanas. | Uzturvielas tiek pievienotas daudzas reizes (procesa sākumā un starplaikos). |
| Sistēmas veids | |
| Pakešu kultūra ir slēgta sistēma | Nepārtraukta kultūra ir atvērta sistēma. |
| Procesa izbeigšana | |
| Sērijveida kultūras process tiek apturēts pēc produkta veidošanās. | Process netiek apturēts, lai gan produkts tiek veidots. Nepārtraukta produkta noņemšana tiek veikta, nepārtraucot procesu nepārtrauktā kultūrā. |
| Vides apstākļi | |
| Vides apstākļi partiju kultūrā nav nemainīgi. | Vides apstākļi nepārtrauktās kultūras iekšienē tiek uzturēti nemainīgā līmenī. |
| Mikrobu augšana | |
| Mikrobu augšana partijas kultūrā notiek pēc nobīdes, logaritma un stacionārās fāzes. | Mikrobu augšana tiek uzturēta optimālā līmenī, kas ir eksponenciālas augšanas stadija. |
| Apgrozījuma rādītājs | |
| Apgrozījuma ātrums ir zems, jo uzturvielu daudzums un citi apstākļi iekšpusē ir ierobežoti. | Aprites ātrums ir augsts, jo tiek uzturēts optimālais uzturvielu līmenis un citi apstākļi. |
| Izmantots fermentētājs | |
| Pakešu kultūrām tiek izmantots liela izmēra fermentators | Nepārtrauktai kultivēšanai tiek izmantots maza izmēra fermentators. |
| Izmantot | |
| Pakešu kultūras fermentāciju parasti izmanto nozarēs | Nepārtraukta kultūras fermentācija nozarēs tiek izmantota mazāk. |
| Kultūras iestatīšana | |
| Pakešu kultūras iestatījumu ir viegli izveidot un palaist. | Nepārtrauktas kultūras iestatīšanu nav viegli izveidot un palaist. |
| Piesārņojums | |
| Sērijveida kultūrās piesārņojums ir minimāls | Piesārņojuma iespējamība pastāvīgā kultūrā ir augsta. |
| Kontroles metodes | |
| Kontroles metodes ir vienkāršas un ātras. | Kontroles metodes ir sarežģītas un laikietilpīgas. |
| Piemērotība | |
| Sērijveida kultūra ir vairāk piemērota sekundāro metabolītu, piemēram, antibiotiku, ražošanai. | Nepārtraukta kultūra ir vairāk piemērota primāro metabolītu, piemēram, aminoskābju un organisko skābju, ražošanai. |
Kopsavilkums - partija pret nepārtrauktu kultūru
Pakešu kultivēšana un nepārtrauktā kultivēšana ir divu veidu paņēmieni, ko izmanto mikroorganismu kultivēšanai plašā mērogā rūpnieciskiem un citiem mērķiem. Partijas kultūrā mikroorganismus sākumā nodrošina ar barības vielām un audzē. Kad mikrobi izmanto pieejamās barības vielas, pēc noteikta laika tās kļūst ierobežotas. Mikroorganismi aug aizkavēšanās, log, stacionārā un nāves fāzēs. Fermentācijas process tiek veikts pa partijām partiju kultivēšanas tehnikā. Pēc katras partijas fermentators tiek iztīrīts un svaigi izmantots nākamajai partijai. Nepārtrauktā kultūrā mikroorganismiem pastāvīgi tiek nodrošināts atbilstošs svaigu barības vielu līmenis, lai vienmēr uzturētu mikrobus logaritmiskā, lai iegūtu mikroorganismu primāros metabolītus. Nepārtrauktās kultūras apjoms tiek uzturēts nemainīgā vērtībā, pievienojot svaigas barības vielas un noņemot produktus tādā pašā ātrumā, neapturot procesu. Periodiskajai kultūrai ir nepieciešams salīdzinoši liels slēgts fermentators, savukārt nepārtrauktai kultūrai ir nepieciešams mazs atvērts fermentators. Šī ir atšķirība starp sērijveida un nepārtrauktu kultūru.
