Perbezaan Utama - Batch vs Budaya Berterusan
Mikroorganisma seperti bakteria dan kulat sangat bermanfaat untuk pelbagai jenis industri. Untuk kegunaan industri, mikroorganisma harus ditanam secara besar-besaran selama proses fermentasi untuk mengekstrak produk yang diperlukan hasil dari metabolisme mikroba. Alat khas yang disebut fermenter industri digunakan untuk mengolah dan mengekalkan biomas mikroba. Ini adalah kapal besar yang dirancang untuk memberi ruang dan keperluan yang diperlukan untuk pertumbuhan dan metabolisme mikroba. Terdapat dua jenis budaya fermentasi industri yang biasa digunakan dalam industri bernama budaya batch dan budaya berterusan. Perbezaan utama antara kultur batch dan kultur berterusan ialah kultur batch adalah teknik yang digunakan untuk menumbuhkan mikroorganisma di bawah ketersediaan nutrien yang terhad dalam sistem tertutup sementara kultur berterusan adalah teknik yang digunakan untuk menumbuhkan mikroorganisma dengan bekalan nutrien yang optimum dan berterusan dalam sistem terbuka di industri.
KANDUNGAN
1. Gambaran Keseluruhan dan Perbezaan Utama
2. Apakah Budaya Batch
3. Apakah Budaya Berterusan
4. Perbandingan Berdampingan - Batch vs Budaya Berterusan
5. Ringkasan
Apa itu Budaya Batch?
Batch culture adalah teknik yang menumbuhkan mikroorganisma dalam sistem tertutup di mana sejumlah nutrien dibekalkan pada awalnya. Ini adalah teknik yang paling umum digunakan dalam industri untuk membuat produk berguna menggunakan mikroorganisma seperti bakteria dan kulat. Mikroba yang tumbuh di dalam fermenter memupuk nutrien. Fermentasi adalah proses pemecahan karbohidrat menjadi alkohol dan asid oleh mikroorganisma dalam keadaan anoksik. Dalam teknik kultur kumpulan, nutrien disediakan pada awalnya dan mikroorganisma tertentu diinokulasi ke dalam fermenter. Fermenter ditutup dan suhu dan pH dipertahankan untuk pertumbuhan mikroorganisma. Mikroorganisma tumbuh di dalam dan menggunakan nutrien yang disediakan dan keadaan lain. Dengan masa,nutrien menjadi terhad dan keadaan persekitaran berubah di dalam fermenter. Oleh itu, pertumbuhan mikroba menunjukkan empat peringkat yang berbeza seperti fasa lag, fasa log, fasa pegun, dan fasa kematian. Pada akhir penapaian, proses dihentikan dan produk berguna diekstrak dan disucikan. Fermenter dicuci dan disterilkan sebelum digunakan untuk kultur kumpulan lain.
Keistimewaan teknik kultur batch adalah, ini dijalankan dengan jumlah nutrien yang terhad dan untuk jangka waktu tertentu. Penyediaan fermenter mudah dibuat dan dikendalikan. Keadaan persekitaran di dalam fermenter berbeza mengikut masa. Walau bagaimanapun, suhu, keadaan pH, pengadukan, tekanan, dan lain-lain dijaga dengan baik untuk mencapai kejayaan pembentukan produk.
Teknik kultur kumpulan banyak digunakan untuk pemurnian metabolit sekunder seperti antibiotik, pigmen, dll. Teknik ini tidak sesuai untuk penghasilan metabolit primer dan produk yang berkaitan dengan pertumbuhan.
Gambar 01: Budaya Batch
Apa itu Budaya Berterusan?
Budaya berterusan adalah teknik lain yang menumbuhkan mikroorganisma berguna. Ini bertujuan untuk mengekalkan budaya mikrob yang terus berkembang pada fasa eksponensial. Ini dapat dicapai dengan membekalkan nutrien segar secara berterusan, membuang sisa dan produk terkumpul pada kadar yang sama dan menjaga keadaan lain pada nilai optimum. Ia dilakukan di dalam ruang khas yang disebut chemostat seperti yang ditunjukkan pada gambar 02. Medium segar ditambahkan secara berterusan dari satu hujung sementara produk metabolik terus diekstrak dari ujung kemostat yang lain untuk menjaga jumlah kultur pada tahap yang tetap.
Budaya berterusan digunakan dalam industri apabila diperlukan untuk mengekstrak metabolit primer yang berguna seperti asid amino, asid organik, dll dari mikroorganisma. Metabolit primer dihasilkan pada kadar tertinggi apabila mikroorganisma berada pada fasa eksponennya. Oleh itu budaya berterusan sentiasa bertujuan untuk mengekalkan biomas mikroba pada fasa log. Ia dilakukan dengan memantau proses secara berterusan dan mengawal sistem.
Gambar 02: Budaya Berterusan di Chemostat
Apakah perbezaan antara Budaya Batch dan Berterusan?
Artikel Diff Tengah sebelum Jadual
Budaya Batch vs Berterusan |
|
| Teknik kultur kumpulan digunakan untuk menumbuhkan mikroorganisma bermanfaat dalam jumlah nutrien yang terhad dalam fermenter tertutup untuk jangka waktu tertentu. Pertumbuhan mikroba di dalam kultur kumpulan menunjukkan kurva pertumbuhan mikroba khas di mana empat fasa berbeza dapat dikenal pasti. | Teknik kultur berterusan digunakan untuk menumbuhkan mikroorganisma bermanfaat di bawah tahap nutrien yang optimum dalam sistem terbuka di mana nutrien ditambahkan secara berterusan dan sisa dan produk dikeluarkan pada kadar yang sama untuk menjaga pertumbuhan pada fasa eksponensial. |
| Nutrien | |
| Nutrien dibekalkan sekali sebelum memulakan proses penapaian. | Nutrien ditambah berkali-kali (semasa memulakan dan di antara proses). |
| Jenis Sistem | |
| Budaya kumpulan adalah sistem tertutup | Budaya berterusan adalah sistem terbuka. |
| Penamatan Proses | |
| Proses kultur batch dihentikan setelah produk terbentuk. | Prosesnya tidak dihentikan walaupun produknya terbentuk. Penyingkiran produk secara berterusan dilakukan tanpa menghentikan proses dalam budaya berterusan. |
| Keadaan persekitaran | |
| Keadaan persekitaran di dalam budaya kumpulan tidak berterusan. | Keadaan persekitaran di dalam budaya berterusan dikekalkan pada tahap tetap. |
| Pertumbuhan mikroba | |
| Pertumbuhan mikroba di dalam budaya kumpulan mengikuti fasa lag, log dan pegun. | Pertumbuhan mikroba dikekalkan pada tahap optimum yang merupakan tahap pertumbuhan eksponensial. |
| Kadar pusing ganti | |
| Kadar perolehan adalah rendah kerana nutrien dan keadaan lain terhad di dalamnya. | Kadar perolehan adalah tinggi kerana tahap nutrien dan keadaan lain yang optimum dijaga. |
| Fermenter Digunakan | |
| Fermenter bersaiz besar digunakan untuk kultur batch | Fermenter bersaiz kecil digunakan untuk kultur berterusan. |
| Gunakan | |
| Fermentasi budaya kumpulan biasanya digunakan di industri | Fermentasi budaya berterusan kurang digunakan di industri. |
| Persediaan Budaya | |
| Penyediaan budaya kumpulan mudah dibuat dan dijalankan. | Penyediaan budaya berterusan tidak mudah dibuat dan dijalankan. |
| Pencemaran | |
| Pencemaran minimum dalam budaya kumpulan | Peluang pencemaran adalah tinggi dalam budaya berterusan. |
| Kaedah Mengawal | |
| Kaedah kawalan mudah dan cepat. | Kaedah kawalan adalah rumit dan memakan masa. |
| Kesesuaian | |
| Kultur kumpulan lebih sesuai untuk penghasilan metabolit sekunder seperti antibiotik. | Budaya berterusan lebih sesuai untuk penghasilan metabolit primer seperti asid amino dan asid organik. |
Ringkasan - Batch vs Budaya Berterusan
Budaya kumpulan dan budaya berterusan adalah dua jenis teknik yang digunakan untuk memupuk mikroorganisma secara besar-besaran untuk tujuan industri dan lain-lain. Dalam budaya kumpulan, mikroorganisma dibekalkan nutrien pada awal dan tumbuh. Apabila mikroba menggunakan nutrien yang ada, nutrien menjadi terhad setelah jangka waktu tertentu. Mikroorganisma tumbuh melalui fasa lag, log, pegun dan kematian. Proses fermentasi dilakukan secara teknik dalam kumpulan budaya batch. Selepas setiap kumpulan, fermenter dibersihkan dan digunakan baru untuk kumpulan berikutnya. Dalam budaya berterusan, mikroorganisma diberikan tahap nutrien segar yang mencukupi secara berterusan untuk selalu mengekalkan mikroba pada fasa log untuk mengekstrak metabolit mikroorganisma utama. Isi padu budaya berterusan dikekalkan pada nilai tetap dengan menambahkan nutrien segar dan membuang produk pada kadar yang sama tanpa menghentikan prosesnya. Kultur kumpulan diperlukan relatif fermenter tertutup besar sementara kultur berterusan diperlukan fermenter terbuka kecil. Ini adalah perbezaan antara budaya kumpulan dan berterusan.
