Perbezaan utama antara penapaian keadaan pepejal dan penapaian tenggelam ialah penapaian keadaan pepejal melibatkan penanaman mikroorganisma pada substrat pepejal dengan kandungan lembapan yang rendah manakala penapaian terendam melibatkan penanaman mikroorganisma dalam medium cecair yang mempunyai lebih banyak daripada 95% kandungan air.
Mikroorganisma bermanfaat dalam pelbagai jenis industri. Bakteria dan kulat terutamanya mempunyai pelbagai aplikasi dalam industri. Mikroorganisma perlu ditanam secara besar-besaran semasa proses penapaian industri untuk mengekstrak produk yang diperlukan hasil daripada metabolisme mikrob. Penapaian keadaan pepejal dan penapaian tenggelam adalah dua jenis utama penapaian yang membantu menghasilkan enzim secara industri. Dalam penapaian keadaan pepejal, penapaian berlaku oleh mikroorganisma yang ditanam pada substrat pepejal manakala dalam penapaian terendam, penapaian berlaku oleh mikroorganisma yang ditanam dalam medium cecair. Setiap kaedah mempunyai kelebihan dan juga kelemahan.
Apakah itu Penapaian Keadaan Pepejal?
Penapaian keadaan pepejal ialah sejenis penapaian yang digunakan dalam penghasilan enzim. Seperti namanya, penapaian berlaku oleh mikroorganisma yang tumbuh pada permukaan pepejal atau substrat pepejal yang mempunyai kandungan lembapan yang sangat rendah. Satu substrat tidak larut menyediakan nutrien seperti karbon, nitrogen, dll., untuk mikrob yang semakin meningkat. Mikroorganisma tumbuh melekat pada substrat pepejal. Penapaian keadaan pepejal sering menggunakan produk komposit dan heterogen pertanian atau hasil sampingan industri pertanian seperti sekam padi, dedak gandum, pulpa bit gula, gandum dan tepung jagung, dsb. Oleh itu, substrat adalah lebih murah dan mudah didapati.
Tambahan pula, kulat berfilamen ialah mikroorganisma yang sesuai untuk penapaian keadaan pepejal. Selain itu, bakteria, yis dan kulat lain juga boleh tumbuh pada substrat pepejal dan boleh digunakan dalam penapaian keadaan pepejal.
Rajah 01: Penapaian Keadaan Pepejal
Kelebihan Penapaian Keadaan Pepejal
Sama seperti proses penapaian lain, penapaian keadaan pepejal juga mempunyai banyak kelebihan seperti yang disenaraikan di bawah.
- Medium ini ringkas, mudah didapati dan murah
- Substrat memerlukan kurang prarawatan berbanding media cecair
- Pencemaran adalah terhad kerana kandungan lembapan adalah rendah
- Pengudaraan paksa selalunya lebih mudah
- Proses hiliran dan pelupusan sisa yang dipermudahkan dan diminimumkan
- Peralatan penapaian mudah
- Produktiviti volumetrik tinggi
Walaupun penapaian keadaan pepejal memberikan banyak kelebihan, ia juga mempunyai beberapa kelemahan serta disenaraikan di bawah.
Keburukan Penapaian Keadaan Pepejal
- Tahap lembapan yang rendah boleh menyekat pertumbuhan mikroorganisma
- Penyingkiran haba metabolik merupakan masalah dalam penapaian keadaan pepejal berskala besar
- Kesukaran dalam memantau parameter proses
Apakah itu Penapaian Terendam?
Penapaian terendam ialah satu lagi kaedah penapaian yang kami gunakan dalam pengeluaran enzim perindustrian. Selain itu, ia memerlukan bekas penapaian aseptik berskala besar yang boleh menyediakan persekitaran terkawal yang terdiri daripada suhu optimum, pH, tahap pergolakan, kepekatan oksigen, dll., untuk mikroorganisma yang semakin meningkat. Penapaian terendam berlaku dalam medium cecair di mana terdapat mikroorganisma. Oleh itu, kandungan air adalah tinggi, dan semua nutrien hadir dalam medium cecair untuk pertumbuhan mikroorganisma. Paling penting, nutrien tersedia secara sama rata di seluruh medium untuk mikroorganisma dalam penapaian terendam. Pergolakan memudahkan pengagihan nutrien dan sel mikrob yang sekata.
Rajah 02: Penapaian Terendam
Serupa dengan penapaian keadaan pepejal, penapaian tenggelam juga mempunyai kelebihan dan kekurangan seperti yang dinyatakan di bawah.
Kelebihan
- Kemudahan mengukur parameter proses
- Pengagihan nutrien dan mikroorganisma sekata
- Keupayaan mengawal keadaan pertumbuhan
- Ketersediaan kandungan air yang tinggi untuk pertumbuhan mikrob
Kekurangan
- Penggunaan media mahal dan peralatan mahal
- Proses hiliran yang rumit dan mahal serta kesukaran dalam pelupusan sampah
- Penggunaan kuasa tinggi
Apakah Persamaan Antara Penapaian Keadaan Pepejal dan Penapaian Terendam?
- Pepenapaian keadaan pepejal dan penapaian tenggelam ialah dua jenis penapaian biasa dalam penghasilan enzim.
- Selain itu, mikroorganisma menjalankan kedua-dua proses.
Apakah Perbezaan Antara Penapaian Keadaan Pepejal dan Penapaian Terendam?
Mikrob tumbuh pada permukaan pepejal dalam penapaian keadaan pepejal manakala mikrob tumbuh dalam medium cecair dalam penapaian terendam. Jadi, inilah perbezaan utama antara penapaian keadaan pepejal dan penapaian terendam.
Infografik di bawah meringkaskan perbezaan antara penapaian keadaan pepejal dan penapaian tenggelam.
Ringkasan – Penapaian Keadaan Pepejal lwn Penapaian Terendam
Pepenapaian keadaan pepejal menggunakan substrat pepejal untuk membesarkan mikroorganisma manakala penapaian terendam menggunakan medium cecair untuk membesarkan mikroorganisma. Oleh itu, ini adalah perbezaan utama antara penapaian keadaan pepejal dan penapaian tenggelam. Penapaian keadaan pepejal berlaku di bawah paras lembapan rendah manakala penapaian terendam berlaku di bawah kandungan air yang tinggi.
