Bakteri ve mantar gibi mikroorganizmalar, çeşitli endüstri türleri için çok faydalıdır. Endüstriyel kullanım için, mikrobiyal metabolizmadan kaynaklanan gerekli ürünleri çıkarmak için fermantasyon işlemi sırasında mikroorganizmalar büyük ölçekte büyütülmelidir. Mikrobiyal biyokütlenin yetiştirilmesi ve muhafaza edilmesi için endüstriyel fermenter adı verilen özel bir aparat kullanılır. Mikrobiyal büyüme ve metabolizma için alan ve gerekli gereksinimleri sağlamak için tasarlanmış büyük bir kaptır. Parti kültürü ve sürekli kültür adı verilen endüstrilerde yaygın olarak benimsenen iki tip endüstriyel fermantasyon kültürü vardır. Kesikli kültür ile sürekli kültür arasındaki temel fark, kesikli kültür, kapalı bir sistemde sınırlı besin mevcudiyeti altında mikroorganizmaları büyütmek için kullanılan bir tekniktir süre sürekli kültür, endüstrilerde açık bir sistemde optimum ve sürekli besin temini altında mikroorganizmaları büyütmek için kullanılan bir tekniktir.
İÇİNDEKİLER
1. Genel Bakış ve Temel Fark
2. Küme Kültürü Nedir
3. Sürekli Kültür Nedir
4. Yan Yana Karşılaştırma - Kesikli ve Sürekli Kültür Karşılaştırması
5. Özet
Yığın kültürü, başlangıçta sınırlı miktarda besinin sağlandığı kapalı bir sistemde mikroorganizmaları yetiştiren bir tekniktir. Bu, bakteriler ve mantarlar gibi mikroorganizmalar kullanarak faydalı ürünler yapmak için endüstrilerde benimsenen en yaygın tekniktir. Fermentörde yetişen mikrop besinleri fermente eder. Fermantasyon, karbonhidratların anoksik koşullar altında mikroorganizmalar tarafından alkollere ve asitlere parçalanması işlemidir. Yığın kültürü tekniğinde, besinler başlangıçta sağlanır ve belirli mikroorganizma fermentere aşılanır. Fermantör kapatılır ve mikroorganizmaların büyümesi için sıcaklık ve pH korunur. Mikroorganizma içeride büyür ve sağlanan besin maddelerini ve diğer koşulları kullanır. Zamanla, besinler sınırlanır ve fermantör içindeki çevre koşulları değişir. Bu nedenle mikrobiyal büyüme, gecikme fazı, log fazı, durağan faz ve ölüm fazı gibi belirgin dört aşama gösterir. Fermantasyonun sonunda, işlem durdurulur ve faydalı ürünler çıkarılır ve saflaştırılır. Fermantör, başka bir parti kültürü için kullanılmadan önce yıkanır ve sterilize edilir..
Yığın kültürü tekniğinin özelliği, bu sınırlı miktarda besin maddesi altında ve belirli bir süre boyunca gerçekleştirilir. Mayalandırma kurulumunun yapılması ve kullanımı kolaydır. Fermentör içindeki ortam koşulları zamana göre değişir. Bununla birlikte, başarılı ürün oluşumu için gerekli sıcaklık, pH koşulları, karıştırma, basınç vb..
Kesikli kültür tekniği, antibiyotikler, pigmentler, vb. Gibi ikincil metabolitlerin saflaştırılmasında yaygın olarak kullanılır. Bu teknik, birincil metabolitlerin ve büyüme ile ilişkili ürünlerin üretimi için uygun değildir..
Şekil 01: Kesikli Kültür
Sürekli kültür, yararlı mikroorganizmalar yetiştiren başka bir tekniktir. Üstel fazda sürekli büyüyen bir mikrobiyal kültürü korumayı amaçlamaktadır. Taze besin maddelerini sürekli olarak sağlayarak, biriken atıkları ve ürünleri aynı oranda çıkararak ve diğer koşulları optimum değerlerde tutarak elde edilebilir. Şekil 02'de gösterildiği gibi kemostat adı verilen özel bir bölme içinde yapılır. Kültür ortamını sabit bir seviyede tutmak için metabolik ürünler sürekli olarak kemostatın diğer ucundan çıkarılırken taze ortam bir uçtan eklenir..
Sürekli kültürler, amino asitler, organik asitler, vb. Gibi yararlı birincil metabolitlerin mikroorganizmalardan çıkarılması gerektiğinde endüstrilerde kullanılır. Birincil metabolitler, mikroorganizmalar üstel fazlarında olduğunda en yüksek oranda üretilir. Dolayısıyla sürekli kültür her zaman mikrobiyal biyokütleyi log aşamasında tutmayı amaçlar. Süreci sürekli olarak izleyerek ve sistemi kontrol ederek yapılır.
Resim 02: Kemostatta Sürekli Kültür
Kesikli ve Sürekli Kültür | |
Kesikli kültür tekniği, kapalı bir fermantörde belirli bir süre boyunca sınırlı miktarda besin maddesi altında faydalı mikroorganizmaları yetiştirmek için kullanılır. Kesikli kültür içindeki mikrobiyal büyüme, dört farklı fazın tanımlanabildiği tipik bir mikrobiyal büyüme eğrisi gösterir.. | Sürekli kültür tekniği, besleyicilerin sürekli olarak eklendiği ve büyümenin üstel bir aşamada kalmasını sağlamak için atıkların ve ürünlerin aynı oranda çıkarıldığı açık bir sistemde optimum besin maddeleri altında faydalı mikroorganizmaları büyütmek için kullanılır.. |
Besinler | |
Fermantasyon işlemine başlamadan önce besinler bir kez verilir. | Besinler birçok kez eklenir (işlemin başında ve arasında). |
Sistem Türü | |
Parti kültürü kapalı bir sistemdir | Sürekli kültür açık bir sistemdir. |
Sürecin Sonlandırılması | |
Kesikli kültür süreci, ürün oluşturulduktan sonra durdurulur. | Ürün oluşmasına rağmen işlem durdurulmaz. Ürünün sürekli olarak uzaklaştırılması, sürekli kültürde işlemi durdurmadan yapılır.. |
Çevre koşulları | |
Kesikli kültür içindeki çevresel koşullar sabit değildir. | Sürekli kültür içindeki çevresel koşullar sabit seviyede tutulur. |
Mikrobik büyüme | |
Kesikli kültür içindeki mikrobiyal büyüme gecikme, log ve durağan fazları takip eder. | Mikrobiyal büyüme, üstel bir büyüme aşaması olan optimum seviyede tutulur. |
Devir hızı | |
İçindeki besin maddeleri ve diğer koşullar sınırlı olduğundan ciro oranı düşüktür. | Optimum besin seviyeleri ve diğer koşullar korunduğu için devir hızı yüksektir. |
Fermentör Kullanılmış | |
Toplu kültürler için büyük boyutlu bir fermantör kullanılır | Sürekli kültür için küçük boyutlu bir fermantör kullanılır. |
kullanım | |
Kesikli kültür fermantasyonu endüstrilerde yaygın olarak kullanılır | Sürekli kültür fermantasyonu endüstrilerde daha az kullanılır. |
Kültür Düzeni | |
Toplu kültür kurulumunu yapmak ve çalıştırmak kolaydır. | Sürekli kültür kurulumunu yapmak ve çalıştırmak kolay değildir. |
Bulaşma | |
Kontaminasyonlar kesikli kültürlerde minimumdur | Sürekli kültürde kirlenme şansı yüksektir. |
Kontrol Yöntemleri | |
Kontrol yöntemleri kolay ve hızlıdır. | Kontrol yöntemleri karmaşık ve zaman alıcıdır. |
uygunluk | |
Kesikli kültür, antibiyotikler gibi ikincil metabolitlerin üretimi için daha uygundur. | Sürekli kültür, amino asitler ve organik asitler gibi birincil metabolitlerin üretimi için daha uygundur. |
Kesikli kültür ve sürekli kültür, endüstriyel ve diğer amaçlar için mikroorganizmaları büyük ölçekte yetiştirmek için kullanılan iki tür tekniktir. Yığın kültüründe, mikroorganizmalar başlangıçta besinlerle sağlanır ve yetiştirilir. Mikroplar mevcut besin maddelerini kullandığında, belirli bir süre sonra besin maddeleri sınırlı hale gelir. Mikroorganizmalar gecikme, log, durağan ve ölüm aşamaları ile büyür. Fermantasyon işlemi kesikli kültür tekniğinde kesikli olarak gerçekleştirilir. Her partiden sonra, fermantör temizlenir ve bir sonraki parti için taze olarak kullanılır. Sürekli kültürde mikroorganizmalara, mikroorganizmaların birincil metabolitlerini çıkarmak için her zaman mikropları günlük fazda tutmak için sürekli olarak yeterli miktarda taze besin maddesi sağlanır. Sürekli kültürün hacmi, taze besinler eklenerek ve işlem durdurulmadan aynı oranda ürünler çıkarılarak sabit bir değerde tutulur. Kesikli kültür, nispeten büyük bir kapalı mayalayıcıya ihtiyaç duyarken, sürekli kültüre küçük bir açık mayalayıcı ihtiyaç duyulur. Bu, kesikli ve sürekli kültür arasındaki farktır.
Referanslar
1. Dionysis I.Foustoukos. “Piezosferdeki Mikrobiyal Aktiviteleri Değerlendirmek için Sürekli Kültür Sistemi.” Uygulamalı ve Çevresel Mikrobiyoloji. N.p., 01 Ekim 2015. Web. 13 Mayıs 2017
2. Edward Robertson -. “Bakteriyel Büyüme: Kesikli ve Sürekli.” Biogest. N.p., n.d. Ağ. 13 Mayıs 2017. .
Görünüm inceliği:
1. “Chemostat Damar Diyagramı” CGraham2332 - Commons Wikimedia üzerinden kendi çalışması (CC BY-SA 4.0)
2. Glyn Baker'ın (CC BY-SA 2.0) Coğrafya Aracılığıyla “Küçük Fermantasyon Tankları”.