Language
Country/Area
No result found
Удивительный мир твердофазной ферментации: почему он позволяет микроорганизмам размножаться на твердых субстратах?
С развитием биотехнологий твердофазная ферментация (SSF) постепенно продемонстрировала свой потенциал в различных отраслях промышленности: от производства продуктов питания до фармацевтического производства, и даже играет важную роль в косметической и топливной промышленности. Эта технология использует процесс роста микроорганизмов на твердых субстратах для производства различных биомолекул, которые могут быть использованы для удовлетворения растущего спроса современного общества на функциональные продукты питания и экологически чистые продукты.
Твердотельная ферментация — это процесс, в котором для выращивания микроорганизмов используются твердые культуральные субстраты, в результате чего производятся различные биомолекулы, которые в основном поступают из селективных твердых носителей.
По сравнению с жидкостной ферментацией, самая большая особенность твердофазной ферментации заключается в среде ее роста. Традиционная жидкая ферментация обычно проводится в больших емкостях и требует постоянного перемешивания для улучшения снабжения кислородом. Напротив, при твердофазной ферментации используется среда с низкой водной активностью, которая идеально подходит для грибков, предпочитающих низкую влажность. В этой среде гифы грибов могут свободно растягиваться на поверхности твердого вещества и получать необходимый им кислород из потока воздуха.
Этот подход лучше всего подходит для воссоздания естественной среды обитания грибов, позволяя крошечным биологическим системам процветать в условиях, приближенных к естественным.
В процессе твердофазной ферментации выбор правильного субстрата имеет решающее значение для качества конечного продукта. Например, рис, пшеничная шелуха или другие побочные продукты растительного происхождения могут использоваться в качестве твердых субстратов для стимулирования роста микроорганизмов. Микроорганизмы используют эти сложные органические вещества в качестве источников питательных веществ и преобразуют их в ценные метаболиты посредством биохимических реакций. Это не только улучшает использование ресурсов, но и дополнительно способствует устойчивости промышленности.
Твердофазная ферментация широко используется в пищевой промышленности, особенно в странах Азии, для производства традиционных продуктов, таких как саке и соевый соус. В западных странах процесс производства многих продуктов питания также тесно связан с твердофазной ферментацией, включая процесс созревания хлеба и сыра. Вкус и текстура этих продуктов часто возникают в результате ферментации микроорганизмов на твердом субстрате.
Твердофазная ферментация не только демонстрирует отличную прикладную ценность в производстве продуктов питания, но и позволяет эффективно производить различные ферменты. Эти ферменты способны расщеплять сложные биомолекулы и используются в различных отраслях промышленности, включая переработку фруктов и овощей, улучшение кормов для животных и даже создание биотоплива.
С развитием индустриализации твердофазная ферментация постепенно продемонстрировала свои преимущества в плане экономичности и защиты окружающей среды. К его преимуществам относятся меньший расход воды, снижение затрат на очистку сточных вод и снижение потребления энергии. Кроме того, реализация твердофазной ферментации не обязательно требует полностью стерильной среды. Требуется лишь предварительная дезинфекция матрицы для ограничения роста вредных бактерий при быстром микробном размножении и обеспечения безопасности продукта.
Перспективы на будущее
Благодаря экономическим изменениям и повышению уровня экологической осведомленности перспективы твердофазной ферментации становятся все более радужными. Многие инжиниринговые компании из Азии разработали новое поколение оборудования, что сделало технологию SSF более широко применимой. Оборудование компании Fujiwara способно обрабатывать субстрат площадью до 400 квадратных метров, способствуя производству традиционного соевого соуса или саке. С 1980 года компания Lyven сосредоточилась на производстве пектиназы и гемицеллюлазы из свекловичного жома и пшеничных отрубей и приняла участие в глобальных программах исследований технологии SSF.
Поскольку мир продолжает стремиться к устойчивому развитию и регенеративной экономике, твердофазная ферментация придала новую жизнь традиционному производству. Сможет ли эта технология в будущем раскрыть свой потенциал в большем количестве областей и решить различные проблемы, вызванные глобализацией?
