Dallimi kryesor – Batch vs Kultura e vazhdueshme
Mikroorganizmat si bakteret dhe kërpudhat janë shumë të dobishme për lloje të ndryshme industrish. Për përdorim industrial, mikroorganizmat duhet të rriten në shkallë të gjerë gjatë procesit të fermentimit në mënyrë që të nxjerrin produktet e nevojshme që rezultojnë nga metabolizmi mikrobik. Një aparat special i quajtur ferment industrial përdoret për të kultivuar dhe mirëmbajtur biomasë mikrobike. Është një enë e madhe e krijuar për të siguruar hapësirën dhe kërkesat e nevojshme për rritjen dhe metabolizmin e mikrobeve. Ekzistojnë dy lloje të kulturave të fermentimit industrial të miratuara zakonisht në industri të quajtura kultura e grumbullit dhe kultura e vazhdueshme. Dallimi kryesor midis kulturës së grupit dhe kulturës së vazhdueshme është se kultura e grumbullit është një teknikë e përdorur për të rritur mikroorganizmat nën disponueshmëri të kufizuar të lëndëve ushqyese në një sistem të mbyllur ndërsa kultura e vazhdueshme është një teknikë e përdorur për të rritur mikroorganizmat nën furnizimin optimal dhe të vazhdueshëm të lëndëve ushqyese në një sistem të hapur në industri.
Çfarë është një kulturë grupi?
Kultivimi në grup është një teknikë e cila rrit mikroorganizmat në një sistem të mbyllur ku në fillim sigurohet një sasi e kufizuar e lëndëve ushqyese. Kjo është teknika më e zakonshme e adoptuar në industri për të bërë produkte të dobishme duke përdorur mikroorganizma si bakteret dhe kërpudhat. Mikrobi që rritet në ferment fermenton lëndët ushqyese. Fermentimi është një proces zbërthimi i karbohidrateve në alkoole dhe acide nga mikroorganizmat në kushte anoksike. Në teknikën e kulturës së grupit, lëndët ushqyese sigurohen në fillim dhe mikroorganizmi i veçantë inokulohet në fermentues. Fermentuesi është i mbyllur dhe temperatura dhe pH ruhen për rritjen e mikroorganizmave. Mikroorganizmi rritet brenda dhe përdor lëndët ushqyese të ofruara dhe kushte të tjera. Me kalimin e kohës, lëndët ushqyese kufizohen dhe kushtet mjedisore ndryshojnë brenda fermentuesit. Prandaj, rritja mikrobike tregon katër faza të dallueshme si faza e vonesës, faza log, faza e palëvizshme dhe faza e vdekjes. Në fund të fermentimit, procesi ndalet dhe produktet e dobishme nxirren dhe pastrohen. Fermentuesi lahet dhe sterilizohet përpara se të përdoret për një kulturë tjetër grupi.
Specialiteti i teknikës së kulturës së grumbullit është se kjo përdoret nën sasi të kufizuara të lëndëve ushqyese dhe për një periudhë të caktuar kohore. Vendosja e fermentuesit është e lehtë për t'u bërë dhe trajtuar. Kushtet mjedisore brenda fermentuesit ndryshojnë me kalimin e kohës. Megjithatë, temperatura e kërkuar, kushtet e pH, përzierja, presioni, etj. mbahen siç duhet për të arritur formimin e suksesshëm të produktit.
Teknika e kulturës në grup përdoret gjerësisht për pastrimin e metabolitëve dytësorë si antibiotikët, pigmentet, etj. Kjo teknikë nuk është e përshtatshme për prodhimin e metabolitëve primar dhe produkteve që lidhen me rritjen.
Figura 01: Kultura e grupit
Çfarë është një kulturë e vazhdueshme?
Kultivimi i vazhdueshëm është një teknikë tjetër që rrit mikroorganizma të dobishëm. Ai synon të mbajë një kulturë mikrobike në rritje të vazhdueshme në fazën eksponenciale. Mund të arrihet duke furnizuar vazhdimisht lëndë ushqyese të freskëta, duke hequr mbetjet dhe produktet e akumuluara me të njëjtin ritëm dhe duke mbajtur kushtet e tjera në vlerat optimale. Bëhet brenda një dhome të veçantë të quajtur kemostat siç tregohet në figurën 02. Medium i freskët shtohet vazhdimisht nga njëri skaj ndërsa produktet metabolike nxirren vazhdimisht nga skaji tjetër i kemostatit për të mbajtur vëllimin e kulturës në një nivel konstant.
Kultivimi i vazhdueshëm përdoret në industri kur kërkohet nxjerrja e metabolitëve parësorë të dobishëm si aminoacidet, acidet organike, etj.nga mikroorganizmat. Metabolitët parësorë prodhohen me shpejtësinë më të lartë kur mikroorganizmat janë në fazën e tyre eksponenciale. Prandaj, kultura e vazhdueshme synon gjithmonë të ruajë biomasën mikrobike në fazën log. Kjo bëhet duke monitoruar vazhdimisht procesin dhe duke kontrolluar sistemin.
Figura 02: Kultura e vazhdueshme në kemostat
Cili është ndryshimi midis Batch dhe Continuous Culture?
Batch vs Kultura e vazhdueshme |
|
| Teknika e kulturës në grup përdoret për të kultivuar mikroorganizma të dobishëm nën sasi të kufizuara të lëndëve ushqyese në një fermentues të mbyllur për një periudhë të caktuar kohore. Rritja mikrobike brenda kulturës së grupit tregon një kurbë tipike të rritjes mikrobike në të cilën mund të identifikohen katër faza të dallueshme. | Teknika e kultivimit të vazhdueshëm përdoret për të rritur mikroorganizmat e dobishëm nën nivelin optimal të lëndëve ushqyese në një sistem të hapur në të cilin lëndët ushqyese shtohen vazhdimisht dhe mbetjet dhe produktet hiqen me të njëjtin ritëm për të mbajtur rritjen në një fazë eksponenciale. |
| Nutrientë | |
| Lëndët ushqyese furnizohen një herë përpara fillimit të procesit të fermentimit. | Lëndët ushqyese shtohen shumë herë (në fillim dhe në mes të procesit). |
| Lloji i sistemit | |
| Kultura e grupit është një sistem i mbyllur | Kultura e vazhdueshme është një sistem i hapur. |
| Përfundimi i procesit | |
| Procesi i kulturës së grupit ndërpritet pasi të jetë formuar produkti. | Procesi nuk ndalet edhe pse produkti është formuar. Heqja e vazhdueshme e produktit bëhet pa e ndërprerë procesin në kulturë të vazhdueshme. |
| Kushtet mjedisore | |
| Kushtet mjedisore brenda kulturës së grupit nuk janë konstante. | Kushtet mjedisore brenda kulturës së vazhdueshme ruhen në nivel konstant. |
| Rritja mikrobiale | |
| Rritja mikrobike brenda kulturës së grupit ndjek fazat e vonesës, log dhe stacionare. | Rritja mikrobike mbahet në nivelin optimal që është një fazë rritjeje eksponenciale. |
| Norma e qarkullimit | |
| Shkalla e qarkullimit është e ulët pasi lëndët ushqyese dhe kushtet e tjera janë të kufizuara brenda. | Shkalla e qarkullimit është e lartë pasi ruhen nivelet optimale të lëndëve ushqyese dhe kushteve të tjera. |
| Fermentues i përdorur | |
| Një fermentues me përmasa të mëdha përdoret për kulturat grupore | Një fermentues me madhësi të vogël përdoret për kulturë të vazhdueshme. |
| Përdor | |
| Fermentimi i kulturës në grup përdoret zakonisht në industri | Fermentimi i vazhdueshëm i kulturës përdoret më pak në industri. |
| Konfigurimi i kulturës | |
| Konfigurimi i kulturës së grupeve është i lehtë për t'u bërë dhe ekzekutuar. | Konfigurimi i vazhdueshëm i kulturës nuk është i lehtë për t'u bërë dhe ekzekutuar. |
| Kontaminim | |
| Kontaminimet janë minimale në kulturat grupore | Mundësia e kontaminimit është e lartë në kulturën e vazhdueshme. |
| Metodat e kontrollit | |
| Metodat e kontrollit janë të lehta dhe të shpejta. | Metodat e kontrollit janë të komplikuara dhe kërkojnë kohë. |
| Përshtatshmëri | |
| Kultivimi në grup është më i përshtatshëm për prodhimin e metabolitëve dytësorë si antibiotikët. | Kultivimi i vazhdueshëm është më i përshtatshëm për prodhimin e metabolitëve parësorë si aminoacidet dhe acidet organike. |
Përmbledhje – Batch vs Kultura e vazhdueshme
Kultivimi në grup dhe kultura e vazhdueshme janë dy lloje teknikash të përdorura për kultivimin e mikroorganizmave në shkallë të gjerë për qëllime industriale dhe të tjera. Në kulturën e grupit, mikroorganizmat pajisen me lëndë ushqyese në fillim dhe rriten. Kur mikrobet përdorin lëndët ushqyese të disponueshme, lëndët ushqyese kufizohen pas një periudhe të caktuar kohore. Mikroorganizmat rriten përmes fazave të vonesës, log, stacionare dhe vdekjes. Procesi i fermentimit kryhet në mënyrë grupore në teknikën e kulturës së grupit. Pas çdo grumbulli, fermentuesi pastrohet dhe përdoret i freskët për serinë tjetër. Në kulturën e vazhdueshme, mikroorganizmave pajisen vazhdimisht me nivele adekuate të lëndëve ushqyese të freskëta për të mbajtur gjithmonë mikrobet në fazën log për të nxjerrë metabolitët parësorë të mikroorganizmave. Vëllimi i kulturës së vazhdueshme ruhet në një vlerë konstante duke shtuar lëndë ushqyese të freskëta dhe duke hequr produktet me të njëjtin ritëm pa ndërprerë procesin. Kultura në grup nevojitet relativisht një fermentues i madh i mbyllur, ndërsa kultura e vazhdueshme nevojitet një fermentues i vogël i hapur. Ky është ndryshimi midis kulturës serike dhe asaj të vazhdueshme.
