تفاوت کلیدی – دسته ای در مقابل فرهنگ مستمر
میکروارگانیسم هایی مانند باکتری ها و قارچ ها برای انواع مختلف صنایع بسیار مفید هستند. برای مصارف صنعتی، میکروارگانیسم ها باید در مقیاس بزرگ در طول فرآیند تخمیر رشد کنند تا محصولات لازم حاصل از متابولیسم میکروبی استخراج شود. برای کشت و نگهداری زیست توده میکروبی از دستگاه خاصی به نام تخمیر صنعتی استفاده می شود. این یک رگ بزرگ است که برای تأمین فضا و نیازهای لازم برای رشد میکروبی و متابولیسم طراحی شده است. دو نوع فرهنگ تخمیر صنعتی وجود دارد که معمولاً در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند به نام های کشت دسته ای و کشت مداوم.تفاوت اصلی بین کشت دسته ای و کشت پیوسته در این است که کشت دسته ای تکنیکی است که برای رشد میکروارگانیسم ها تحت دسترسی محدود مواد مغذی در یک سیستم بسته استفاده می شود در حالی که کشت مداوم تکنیکی است که برای رشد میکروارگانیسم ها تحت عرضه بهینه و مداوم مواد مغذی در یک سیستم باز استفاده می شود. صنایع.
فرهنگ دسته ای چیست؟
کشت دسته ای تکنیکی است که میکروارگانیسم ها را در یک سیستم بسته رشد می دهد که در آن مقدار محدودی از مواد مغذی در ابتدا تامین می شود. این رایج ترین تکنیکی است که در صنایع برای تولید محصولات مفید با استفاده از میکروارگانیسم هایی مانند باکتری ها و قارچ ها استفاده می شود. میکروبی که در تخمیر رشد می کند، مواد مغذی را تخمیر می کند. تخمیر فرآیند تجزیه کربوهیدرات ها به الکل و اسید توسط میکروارگانیسم ها در شرایط بدون اکسیژن است. در روش کشت دسته ای، مواد مغذی در ابتدا تامین می شود و میکروارگانیسم خاص به تخمیر تلقیح می شود. تخمیر بسته می شود و دما و pH برای رشد میکروارگانیسم ها حفظ می شود.میکروارگانیسم در داخل رشد می کند و از مواد مغذی ارائه شده و سایر شرایط استفاده می کند. با گذشت زمان، مواد مغذی محدود می شوند و شرایط محیطی در تخمیر تغییر می کند. از این رو، رشد میکروبی چهار مرحله متمایز مانند فاز تاخیر، فاز لگ، فاز ساکن و فاز مرگ را نشان می دهد. در پایان تخمیر، فرآیند متوقف می شود و محصولات مفید استخراج و خالص می شوند. تخمیر قبل از استفاده برای کشت دسته ای دیگر شسته و استریل می شود.
تخصص تکنیک کشت دسته ای این است که این روش تحت مقادیر محدودی از مواد مغذی و برای یک دوره زمانی مشخص اجرا می شود. راه اندازی تخمیر آسان برای ساخت و رسیدگی است. شرایط محیطی داخل تخمیر با زمان متفاوت است. با این حال، دمای مورد نیاز، شرایط pH، هم زدن، فشار و غیره به درستی برای دستیابی به تشکیل محصول موفق حفظ می شوند.
تکنیک کشت دسته ای به طور گسترده برای خالص سازی متابولیت های ثانویه مانند آنتی بیوتیک ها، رنگدانه ها و غیره استفاده می شود. این روش برای تولید متابولیت های اولیه و محصولات مرتبط با رشد مناسب نیست.
شکل 01: فرهنگ دسته ای
فرهنگ مستمر چیست؟
کشت مداوم روش دیگری است که میکروارگانیسم های مفید را رشد می دهد. هدف آن حفظ یک کشت میکروبی به طور مداوم در حال رشد در فاز نمایی است. این امر می تواند با تامین مداوم مواد مغذی تازه، حذف ضایعات و محصولات انباشته شده با همان سرعت و حفظ سایر شرایط در مقادیر بهینه حاصل شود. همانطور که در شکل 02 نشان داده شده است، در داخل یک محفظه مخصوص به نام کیموستات انجام می شود. محیط تازه به طور مداوم از یک طرف اضافه می شود در حالی که محصولات متابولیکی به طور مداوم از انتهای دیگر شیموستات استخراج می شوند تا حجم کشت را در یک سطح ثابت نگه دارند.
در صنایع زمانی که نیاز به استخراج متابولیت های اولیه مفید مانند اسیدهای آمینه، اسیدهای آلی و غیره باشد، از کشت مداوم استفاده می شود.از میکروارگانیسم ها زمانی که میکروارگانیسم ها در فاز نمایی خود هستند، متابولیت های اولیه با بالاترین سرعت تولید می شوند. از این رو هدف کشت مداوم همیشه حفظ زیست توده میکروبی در فاز لگاریتم است. این کار با نظارت مستمر فرآیند و کنترل سیستم انجام می شود.
شکل 02: کشت مداوم در Chemostat
تفاوت بین Batch و Continuous Culture چیست؟
دسته در مقابل فرهنگ مستمر |
|
| تکنیک کشت دسته ای برای کشت میکروارگانیسم های مفید تحت مقادیر محدودی از مواد مغذی در یک تخمیر بسته برای یک دوره زمانی معین استفاده می شود. رشد میکروبی در داخل کشت دسته ای منحنی رشد میکروبی معمولی را نشان می دهد که در آن چهار فاز مجزا قابل شناسایی است. | تکنیک کشت مداوم برای رشد میکروارگانیسم‌های مفید تحت سطح بهینه مواد مغذی در یک سیستم باز استفاده می‌شود که در آن مواد مغذی به طور مداوم اضافه می‌شوند و ضایعات و محصولات با همان سرعت حذف می‌شوند تا رشد در فاز نمایی حفظ شود. |
| مواد مغذی | |
| مواد مغذی یک بار قبل از شروع فرآیند تخمیر تامین می شود. | مواد مغذی بارها (در شروع و در بین فرآیند) اضافه می شوند. |
| نوع سیستم | |
| فرهنگ دسته ای یک سیستم بسته است | فرهنگ مستمر یک سیستم باز است. |
| خاتمه فرآیند | |
| فرایند کشت دسته ای پس از تشکیل محصول متوقف می شود. | با وجود اینکه محصول شکل می گیرد، روند متوقف نمی شود. حذف مداوم محصول بدون توقف فرآیند در کشت مداوم انجام می شود. |
| شرایط محیطی | |
| شرایط محیطی داخل کشت دسته ای ثابت نیست. | شرایط محیطی در داخل کشت پیوسته در سطح ثابتی حفظ می شود. |
| رشد میکروبی | |
| رشد میکروبی در داخل کشت دسته ای به دنبال مراحل تاخیر، لگ و ساکن است. | رشد میکروبی در سطح بهینه که یک مرحله رشد نمایی است حفظ می شود. |
| نرخ گردش مالی | |
| نرخ گردش مالی پایین است زیرا مواد مغذی و سایر شرایط در داخل محدود است. | نرخ گردش مالی بالا است زیرا سطوح بهینه مواد مغذی و سایر شرایط حفظ می شود. |
| فرمانتر استفاده شده | |
| یک تخمیر سایز بزرگ برای کشت های دسته ای استفاده می شود | یک تخمیر کوچک برای کشت مداوم استفاده می شود. |
| استفاده | |
| تخمیر کشت دسته ای معمولاً در صنایع استفاده می شود | تخمیر کشت مداوم کمتر در صنایع استفاده می شود. |
| راه اندازی فرهنگ | |
| راه‌اندازی فرهنگ دسته‌ای به راحتی ایجاد و اجرا می‌شود. | راه‌اندازی فرهنگ مستمر ساخت و اجرا آسان نیست. |
| آلودگی | |
| آلودگی در کشت های دسته ای حداقل است | در کشت مداوم شانس آلودگی زیاد است. |
| روش های کنترل | |
| روش های کنترل آسان و سریع هستند. | روش های کنترل پیچیده و زمان بر هستند. |
| مناسب | |
| کشت دسته ای برای تولید متابولیت های ثانویه مانند آنتی بیوتیک ها مناسب تر است. | کشت مداوم برای تولید متابولیت های اولیه مانند اسیدهای آمینه و اسیدهای آلی مناسب تر است. |
خلاصه - دسته ای در مقابل فرهنگ مستمر
کشت دسته ای و کشت پیوسته دو نوع تکنیکی هستند که برای کشت میکروارگانیسم ها در مقیاس بزرگ برای اهداف صنعتی و سایر اهداف به کار می روند. در کشت دسته ای، میکروارگانیسم ها در ابتدا با مواد مغذی تامین می شوند و رشد می کنند.هنگامی که میکروب ها از مواد مغذی موجود استفاده می کنند، پس از یک دوره زمانی معین، مواد مغذی محدود می شوند. میکروارگانیسم ها از طریق مراحل تاخیر، لگ، ساکن و مرگ رشد می کنند. فرآیند تخمیر به صورت دسته ای در روش کشت دسته ای انجام می شود. بعد از هر دسته، تخمیر تمیز می شود و به تازگی برای دسته بعدی استفاده می شود. در کشت مداوم، میکروارگانیسم‌ها با سطوح کافی از مواد مغذی تازه به طور مداوم برای حفظ میکروب‌ها در فاز لگ برای استخراج متابولیت‌های اولیه میکروارگانیسم‌ها فراهم می‌شوند. حجم کشت مداوم با افزودن مواد مغذی تازه و حذف محصولات با همان سرعت بدون توقف فرآیند در مقدار ثابتی حفظ می شود. کشت دسته ای نسبتاً به یک تخمیر بزرگ بسته نیاز است در حالی که کشت مداوم به یک تخمیر کوچک باز نیاز است. این تفاوت بین کشت دسته ای و پیوسته است.
