Mahalagang Pagkakaiba – Batch kumpara sa Patuloy na Kultura
Ang mga microorganism tulad ng bacteria at fungi ay lubhang kapaki-pakinabang sa iba't ibang uri ng industriya. Para sa pang-industriya na paggamit, ang mga mikroorganismo ay dapat na lumaki nang malaki sa panahon ng proseso ng pagbuburo upang makuha ang mga kinakailangang produkto na nagreresulta mula sa microbial metabolism. Ang isang espesyal na apparatus na tinatawag na industrial fermenter ay ginagamit upang linangin at mapanatili ang microbial biomass. Ito ay isang malaking sisidlan na idinisenyo upang magbigay ng espasyo at mga kinakailangang kinakailangan para sa microbial growth at metabolism. Mayroong dalawang uri ng pang-industriyang kultura ng fermentation na karaniwang ginagamit sa mga industriyang pinangalanang batch culture at tuloy-tuloy na kultura. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng kultura ng batch at tuloy-tuloy na kultura ay ang kultura ng batch ay isang pamamaraan na ginagamit upang palaguin ang mga mikroorganismo sa ilalim ng limitadong pagkakaroon ng nutrient sa isang saradong sistema habang ang tuluy-tuloy na kultura ay isang pamamaraan na ginagamit upang palaguin ang mga mikroorganismo sa ilalim ng pinakamabuting kalagayan at patuloy na supply ng mga sustansya sa isang bukas na sistema sa industriya.
Ano ang Batch Culture?
Ang Batch culture ay isang pamamaraan na nagpapalaki ng mga mikroorganismo sa isang saradong sistema kung saan limitado ang dami ng nutrients na ibinibigay sa simula. Ito ang pinakakaraniwang pamamaraan na pinagtibay sa mga industriya upang makagawa ng mga kapaki-pakinabang na produkto gamit ang mga mikroorganismo tulad ng bacteria at fungi. Ang mikrobyo na tumutubo sa fermenter ay nagbuburo ng mga sustansya. Ang fermentation ay isang proseso ng pagkasira ng carbohydrates sa mga alcohol at acid ng mga microorganism sa ilalim ng anoxic na kondisyon. Sa batch culture technique, ang mga sustansya ay ibinibigay sa simula at ang partikular na microorganism ay inoculated sa fermenter. Ang fermenter ay sarado at ang temperatura at pH ay pinananatili para sa paglaki ng mga microorganism. Ang mikroorganismo ay lumalaki sa loob at ginagamit ang mga ibinigay na sustansya at iba pang kondisyon. Sa paglipas ng panahon, ang mga sustansya ay nagiging limitado at ang mga kondisyon sa kapaligiran ay nagbabago sa loob ng fermenter. Samakatuwid, ang microbial growth ay nagpapakita ng natatanging apat na yugto tulad ng lag phase, log phase, stationary phase, at death phase. Sa pagtatapos ng pagbuburo, ang proseso ay huminto at ang mga kapaki-pakinabang na produkto ay nakuha at dinadalisay. Ang fermenter ay hinuhugasan at isterilisado bago gamitin para sa isa pang batch culture.
Ang espesyalidad ng batch culture technique ay, ito ay pinapatakbo sa ilalim ng limitadong dami ng nutrients at para sa isang partikular na yugto ng panahon. Ang setup ng fermenter ay madaling gawin at hawakan. Ang mga kondisyon ng kapaligiran sa loob ng fermenter ay nag-iiba sa oras. Gayunpaman, ang kinakailangang temperatura, mga kondisyon ng pH, pagpapakilos, presyon, atbp. ay maayos na pinapanatili upang makamit ang matagumpay na pagbuo ng produkto.
Ang batch culture technique ay malawakang ginagamit para sa paglilinis ng mga pangalawang metabolite tulad ng mga antibiotic, pigment, atbp. Ang diskarteng ito ay hindi angkop para sa paggawa ng mga pangunahing metabolite at mga produkto na nauugnay sa paglaki.
Figure 01: Batch Culture
Ano ang Tuloy-tuloy na Kultura?
Ang patuloy na kultura ay isa pang pamamaraan na nagpapalaki ng mga kapaki-pakinabang na mikroorganismo. Nilalayon nitong mapanatili ang patuloy na lumalaking microbial culture sa exponential phase. Ito ay makakamit sa pamamagitan ng patuloy na pagbibigay ng sariwang sustansya, pag-alis ng mga naipon na basura at mga produkto sa parehong bilis at pagpapanatili ng iba pang mga kondisyon sa pinakamabuting halaga. Ginagawa ito sa loob ng isang espesyal na silid na tinatawag na chemostat tulad ng ipinapakita sa figure 02. Ang sariwang medium ay patuloy na idinaragdag mula sa isang dulo habang ang mga metabolic na produkto ay patuloy na kinukuha mula sa kabilang dulo ng chemostat upang mapanatili ang volume ng kultura sa isang pare-parehong antas.
Ang tuluy-tuloy na kultura ay ginagamit sa mga industriya kapag kinakailangan na kumuha ng mga kapaki-pakinabang na pangunahing metabolite tulad ng mga amino acid, mga organic na acid, atbp.mula sa mga mikroorganismo. Ang mga pangunahing metabolite ay ginawa sa pinakamataas na rate kapag ang mga microorganism ay nasa kanilang exponential phase. Samakatuwid ang patuloy na kultura ay palaging naglalayong mapanatili ang microbial biomass sa yugto ng log. Ginagawa ito sa pamamagitan ng patuloy na pagsubaybay sa proseso at pagkontrol sa system.
Figure 02: Patuloy na Kultura sa Chemostat
Ano ang pagkakaiba ng Batch at Continuous Culture?
Batch vs Continuous Culture |
|
| Ang batch culture technique ay ginagamit upang linangin ang mga kapaki-pakinabang na microorganism sa ilalim ng limitadong dami ng nutrients sa isang closed fermenter para sa isang partikular na yugto ng panahon. Ang microbial growth sa loob ng batch culture ay nagpapakita ng tipikal na microbial growth curve kung saan maaaring makilala ang apat na natatanging phase. | Ginagamit ang tuluy-tuloy na pamamaraan ng pag-kultura upang mapalago ang mga kapaki-pakinabang na mikroorganismo sa ilalim ng pinakamabuting antas ng nutrients sa isang bukas na sistema kung saan ang mga sustansya ay patuloy na idinaragdag at ang mga basura at mga produkto ay inaalis sa parehong bilis upang mapanatili ang paglaki sa isang exponential phase. |
| Nutrients | |
| Ang mga nutrisyon ay ibinibigay nang isang beses bago simulan ang proseso ng pagbuburo. | Ang mga sustansya ay idinaragdag nang maraming beses (sa simula at sa pagitan ng proseso). |
| Uri ng System | |
| Ang kultura ng pangkat ay isang saradong sistema | Ang patuloy na kultura ay isang bukas na sistema. |
| Pagwawakas ng Proseso | |
| Ang proseso ng batch culture ay itinigil pagkatapos mabuo ang produkto. | Ang proseso ay hindi hihinto kahit na ang produkto ay nabuo. Ang patuloy na pag-alis ng produkto ay ginagawa nang hindi humihinto sa proseso sa tuloy-tuloy na kultura. |
| Mga Kundisyon sa Kapaligiran | |
| Ang mga kondisyon sa kapaligiran sa loob ng batch culture ay hindi pare-pareho. | Ang mga kondisyon sa kapaligiran sa loob ng tuluy-tuloy na kultura ay pinananatili sa pare-parehong antas. |
| Microbial Growth | |
| Ang microbial growth sa loob ng batch culture ay sumusunod sa lag, log at stationary phase. | Ang microbial growth ay pinapanatili sa pinakamabuting antas na isang exponential growth stage. |
| Rate ng Turnover | |
| Mababa ang turnover rate dahil limitado ang nutrients at iba pang kondisyon sa loob. | Mataas ang turnover rate dahil pinapanatili ang pinakamainam na antas ng nutrients at iba pang kondisyon. |
| Fermenter Used | |
| Gumagamit ng malaking sukat na fermenter para sa mga batch culture | Ginagamit ang maliit na sukat na fermenter para sa tuluy-tuloy na kultura. |
| Gamitin | |
| Ang batch culture fermentation ay karaniwang ginagamit sa mga industriya | Ang patuloy na pagbuburo ng kultura ay hindi gaanong ginagamit sa mga industriya. |
| Culture Setup | |
| Madaling gawin at patakbuhin ang batch culture setup. | Hindi madaling gawin at patakbuhin ang patuloy na pag-setup ng kultura. |
| Contamination | |
| Ang mga kontaminasyon ay minimum sa mga batch culture | Mataas ang posibilidad ng kontaminasyon sa patuloy na kultura. |
| Mga Paraan ng Pagkontrol | |
| Madali at mabilis ang mga paraan ng pagkontrol. | Ang mga paraan ng pagkontrol ay kumplikado at nakakaubos ng oras. |
| Suitability | |
| Ang batch culture ay mas angkop para sa paggawa ng mga pangalawang metabolite gaya ng mga antibiotic. | Ang tuluy-tuloy na kultura ay mas angkop para sa paggawa ng mga pangunahing metabolite gaya ng mga amino acid at organic acid. |
Buod – Batch vs Continuous Culture
Ang Batch culture at tuloy-tuloy na kultura ay dalawang uri ng mga pamamaraan na ginagamit upang linangin ang mga microorganism sa malawakang sukat para sa pang-industriya at iba pang layunin. Sa batch culture, ang mga mikroorganismo ay binibigyan ng nutrients sa simula at lumaki. Kapag ang mga mikrobyo ay gumagamit ng mga magagamit na sustansya, ang mga sustansya ay nagiging limitado pagkatapos ng ilang partikular na yugto ng panahon. Ang mga mikroorganismo ay lumalaki sa pamamagitan ng lag, log, stationary at death phase. Ang proseso ng fermentation ay isinasagawa sa batch-wise sa batch culture technique. Pagkatapos ng bawat batch, nililinis ang fermenter at bagong gamit para sa susunod na batch. Sa tuluy-tuloy na kultura, ang mga mikroorganismo ay binibigyan ng sapat na antas ng sariwang sustansya na patuloy upang laging mapanatili ang mga mikrobyo sa yugto ng log upang kunin ang mga pangunahing metabolite ng mga mikroorganismo. Ang dami ng tuluy-tuloy na kultura ay pinananatili sa isang pare-parehong halaga sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga sariwang sustansya at pag-alis ng mga produkto sa parehong bilis nang hindi humihinto sa proseso. Ang batch culture ay kailangan ng isang malaking closed fermenter habang ang tuluy-tuloy na kultura ay kailangan ng isang maliit na open fermenter. Ito ang pagkakaiba sa pagitan ng batch at tuloy-tuloy na kultura.
