Diferencia entre la fermentación en estado sólido y la fermentación sumergida

La principal clave entre la fermentación en estado sólido y la fermentación sumergida es que la fermentación en estado sólido implica el cultivo de microorganismos en un sustrato sólido con un bajo contenido de humedad, mientras que la fermentación sumergida implica el cultivo de microorganismos en un medio líquido que tiene más del 95% de contenido de agua.

Los microorganismos son beneficiosos en varios tipos de industrias. Las bacterias y los hongos en especial tienen una amplia variedad de aplicaciones en las industrias. Los microorganismos deben cultivarse a gran escala durante el proceso de fermentación industrial para extraer los productos necesarios resultantes del metabolismo microbiano. La fermentación en estado sólido y la fermentación sumergida son dos tipos principales de fermentación que ayudan a producir enzimas industrialmente. En la fermentación en estado sólido, la fermentación se produce por microorganismos que crecen en un sustrato sólido, mientras que en la fermentación sumergida, la fermentación se produce por microorganismos que crecen en un medio líquido. Cada método tiene ventajas y desventajas.

¿Qué es la Fermentación en Estado Sólido?

La fermentación en estado sólido es un tipo de fermentación utilizada en la producción de enzimas. Como sugiere el nombre, la fermentación se produce por microorganismos que crecen sobre una superficie sólida o sustrato sólido que tiene un contenido de humedad muy bajo. Un solo sustrato insoluble proporciona nutrientes como carbono, nitrógeno, etc., para el crecimiento de microbios. Los microorganismos crecen adheridos al sustrato sólido. La fermentación en estado sólido a menudo utiliza productos compuestos y heterogéneos de la agricultura o subproductos de las agroindustrias, como la cáscara de arroz, el salvado de trigo, la pulpa de remolacha azucarera, la harina de trigo y maíz, etc. Por lo tanto, los sustratos son más baratos y fácilmente disponibles.

Además, los hongos filamentosos son los microorganismos ideales para la fermentación en estado sólido. Además, las bacterias, la levadura y otros hongos también pueden crecer en sustratos sólidos y pueden usarse en la fermentación en estado sólido.

Figura 01: Fermentación en estado sólido

Ventajas de la Fermentación en Estado Sólido

Al igual que otros procesos de fermentación, la fermentación en estado sólido también tiene muchas ventajas, como se indica a continuación.

• El medio es simple, fácilmente disponible y económico.
• Los sustratos necesitan menos pretratamiento en comparación con los medios líquidos
• Las contaminaciones están restringidas ya que el contenido de humedad es bajo.
• La aireación forzada suele ser más fácil
• Eliminación de residuos y procesos posteriores simplificados y minimizados
• Equipo de fermentación simple
• Alta productividad volumétrica

Aunque la fermentación en estado sólido proporciona muchas ventajas, también tiene varias desventajas, como se enumeran a continuación.

Desventajas de la fermentación en estado sólido

• El bajo nivel de humedad puede restringir el crecimiento de microorganismos
• La eliminación del calor metabólico es un problema en las fermentaciones en estado sólido a gran escala.
• Dificultades en el seguimiento de los parámetros del proceso

¿Qué es la Fermentación Sumergida?

La fermentación sumergida es otro método de fermentación que usamos en la producción industrial de enzimas. Además, necesita un recipiente de fermentación aséptica a gran escala que pueda proporcionar un ambiente controlado que consiste en temperatura, pH, grado de agitación, concentración de oxígeno, etc., óptimos para los microorganismos en crecimiento. La fermentación sumergida ocurre en un medio líquido donde están presentes los microorganismos. Por lo tanto, el contenido de agua es alto y todos los nutrientes están presentes en el medio líquido para el crecimiento de microorganismos. Lo que es más importante, los nutrientes están disponibles uniformemente en todo el medio para los microorganismos en fermentación sumergida. La agitación facilita la distribución uniforme de los nutrientes y las células microbianas.

Figura 02: Fermentación sumergida

Similar a la fermentación en estado sólido, la fermentación sumergida también tiene ventajas y desventajas, como se menciona a continuación.

Ventajas

• Facilidad de medir los parámetros del proceso
• Distribución uniforme de nutrientes y microorganismos.
• Capacidad para controlar las condiciones de crecimiento.
• Disponibilidad de alto contenido de agua para el crecimiento de microbios.

Desventajas

• Uso de medios costosos y equipos costosos
• Proceso posterior complejo y costoso y dificultad en la eliminación de residuos
• Alto consumo de energía

¿Cuáles son las similitudes entre la fermentación en estado sólido y la fermentación sumergida?

• La fermentación en estado sólido y la fermentación sumergida son dos tipos de fermentaciones comunes en la producción de enzimas.
• Además, los microorganismos llevan a cabo ambos procesos.

¿Cuál es la diferencia entre la fermentación en estado sólido y la fermentación sumergida?

Los microbios crecen sobre una superficie sólida en la fermentación en estado sólido, mientras que los microbios crecen en un medio líquido en la fermentación sumergida. Entonces, esta es la diferencia clave entre la fermentación en estado sólido y la fermentación sumergida.

La siguiente infografía resume la diferencia entre la fermentación en estado sólido y la fermentación sumergida.

Resumen: fermentación en estado sólido frente a fermentación sumergida

La fermentación en estado sólido utiliza un sustrato sólido para cultivar microorganismos, mientras que la fermentación sumergida utiliza un medio líquido para cultivar microorganismos. Por lo tanto, esta es la diferencia clave entre la fermentación en estado sólido y la fermentación sumergida. La fermentación en estado sólido se lleva a cabo con un bajo nivel de humedad, mientras que la fermentación sumergida se lleva a cabo con un alto contenido de agua.

Referencia:

1. Filer, Keith, et al. "Producción de enzimas para la industria de piensos mediante fermentación de sustratos sólidos". Engormix, Engormix, 20 de abril de 2007, Disponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. “Schema FMS En” Por SOUFFLET SA – SOUFFLET SA (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
2. “Biorreactor de penicilina” por Matt Brown – Flickr (CC POR 2.0) a través de Commons Wikimedia