A principal diferença entre a fermentação em estado sólido e a fermentação submersa é que a fermentação em estado sólido envolve o cultivo de microrganismos em um substrato sólido com baixo teor de umidade, enquanto a fermentação submersa envolve o cultivo de microrganismos em um meio líquido que tem mais de 95% de teor de água.
Os microrganismos são benéficos em vários tipos de indústrias. Bactérias e fungos especialmente têm uma grande variedade de aplicações nas indústrias. Os microrganismos devem ser cultivados em larga escala durante o processo de fermentação industrial para extrair os produtos necessários resultantes do metabolismo microbiano. A fermentação em estado sólido e a fermentação submersa são dois tipos principais de fermentação que ajudam a produzir enzimas industrialmente. Na fermentação em estado sólido, a fermentação ocorre por microrganismos cultivados em um substrato sólido, enquanto na fermentação submersa, a fermentação ocorre por microrganismos cultivados em meio líquido. Cada método tem vantagens e desvantagens.
O que é fermentação em estado sólido?
A fermentação em estado sólido é um tipo de fermentação usado na produção de enzimas. Como o nome sugere, a fermentação ocorre por microorganismos cultivados em uma superfície sólida ou substrato sólido com teor de umidade muito baixo. Um único substrato insolúvel fornece nutrientes como carbono, nitrogênio, etc., para o crescimento de micróbios. Os microrganismos crescem aderidos ao substrato sólido. A fermentação em estado sólido geralmente utiliza produtos compostos e heterogêneos da agricultura ou subprodutos de agroindústrias, como casca de arroz, farelo de trigo, polpa de beterraba, farinha de trigo e milho, etc. Assim, os substratos são mais baratos e prontamente disponíveis.
Além disso, os fungos filamentosos são os microrganismos ideais para a fermentação em estado sólido. Além disso, bactérias, leveduras e outros fungos também podem crescer em substratos sólidos e podem ser usados na fermentação em estado sólido.
Figura 01: Fermentação em estado sólido
Vantagens da Fermentação em Estado Sólido
Semelhante a outros processos de fermentação, a fermentação em estado sólido também tem muitas vantagens, conforme listado abaixo.
- O meio é simples, facilmente disponível e barato
- Substratos precisam de menos pré-tratamento em comparação com meios líquidos
- As contaminações são restritas, pois o teor de umidade é baixo
- Aeração forçada geralmente é mais fácil
- Processo a jusante simplificado e minimizado e descarte de resíduos
- Equipamento de fermentação simples
- Alta produtividade volumétrica
Embora a fermentação em estado sólido ofereça muitas vantagens, ela também tem várias desvantagens, conforme listado abaixo.
Desvantagens da Fermentação em Estado Sólido
- Baixo nível de umidade pode restringir o crescimento de microrganismos
- A remoção do calor metabólico é um problema em fermentações em estado sólido em larga escala
- Dificuldades no monitoramento dos parâmetros do processo
O que é Fermentação Submersa?
A fermentação submersa é outro método de fermentação que usamos na produção industrial de enzimas. Além disso, precisa de um recipiente de fermentação asséptico em grande escala que possa fornecer um ambiente controlado que consiste em temperatura ideal, pH, grau de agitação, concentração de oxigênio, etc., para os microrganismos em crescimento. A fermentação submersa ocorre em meio líquido onde os microrganismos estão presentes. Assim, o teor de água é alto, e todos os nutrientes estão presentes no meio líquido para o crescimento de microrganismos. Mais importante ainda, os nutrientes estão uniformemente disponíveis em todo o meio para microorganismos na fermentação submersa. A agitação facilita a distribuição uniforme dos nutrientes e das células microbianas.
Figura 02: Fermentação Submersa
Semelhante à fermentação em estado sólido, a fermentação submersa também apresenta vantagens e desvantagens, conforme mencionado abaixo.
Vantagens
- Facilidade de medição dos parâmetros do processo
- Distribuição uniforme de nutrientes e microorganismos
- Capacidade de controlar as condições de crescimento
- Disponibilidade de alto teor de água para o crescimento de micróbios
Desvantagens
- Uso de mídia cara e equipamentos caros
- Processo downstream complexo e caro e dificuldade no descarte de resíduos
- Alto consumo de energia
Quais são as semelhanças entre a fermentação em estado sólido e a fermentação submersa?
- A fermentação em estado sólido e a fermentação submersa são dois tipos de fermentações comuns na produção de enzimas.
- Além disso, os microrganismos realizam ambos os processos.
Qual é a diferença entre fermentação em estado sólido e fermentação submersa?
Os micróbios crescem em uma superfície sólida na fermentação em estado sólido, enquanto os micróbios crescem em um meio líquido na fermentação submersa. Então, esta é a principal diferença entre fermentação em estado sólido e fermentação submersa.
O infográfico abaixo resume a diferença entre fermentação em estado sólido e fermentação submersa.
Resumo – Fermentação no Estado Sólido vs Fermentação Submersa
A fermentação em estado sólido usa um substrato sólido para cultivar microrganismos, enquanto a fermentação submersa usa um meio líquido para cultivar microrganismos. Assim, esta é a principal diferença entre a fermentação em estado sólido e a fermentação submersa. A fermentação em estado sólido ocorre sob baixo nível de umidade, enquanto a fermentação submersa ocorre sob alto teor de água.
