Perbedaan Utama - Batch vs Continuous Culture
Mikroorganisme seperti bakteri dan jamur sangat bermanfaat untuk berbagai jenis industri. Untuk keperluan industri, mikroorganisme harus ditanam dalam skala besar selama proses fermentasi untuk mengekstrak produk yang diperlukan yang dihasilkan dari metabolisme mikroba. Alat khusus yang disebut fermentor industri digunakan untuk mengolah dan memelihara biomassa mikroba. Ini adalah kapal besar yang dirancang untuk menyediakan ruang dan kebutuhan yang diperlukan untuk pertumbuhan dan metabolisme mikroba. Ada dua jenis budaya fermentasi industri yang biasa diadopsi dalam industri yang disebut budaya batch dan budaya berkelanjutan. Perbedaan utama antara kultur batch dan kultur berkelanjutan adalah bahwa kultur batch adalah teknik yang digunakan untuk menumbuhkan mikroorganisme di bawah ketersediaan nutrisi yang terbatas dalam sistem tertutup sementara kultur berkelanjutan adalah teknik yang digunakan untuk menumbuhkan mikroorganisme di bawah pasokan nutrisi yang optimal dan berkelanjutan dalam sistem terbuka di industri.
DAFTAR ISI
1. Gambaran Umum dan Perbedaan Utama
2. Apa itu Budaya Batch
3. Apa itu Budaya Berkelanjutan
4. Perbandingan Berdampingan - Budaya Batch vs Continuous
5. Ringkasan
Apa itu Budaya Batch?
Kultur batch adalah teknik menumbuhkan mikroorganisme dalam sistem tertutup di mana sejumlah nutrisi disuplai di awal. Ini adalah teknik yang paling umum diadopsi di industri untuk membuat produk yang bermanfaat menggunakan mikroorganisme seperti bakteri dan jamur. Mikroba yang tumbuh di fermentor memfermentasi nutrisi. Fermentasi adalah proses penguraian karbohidrat menjadi alkohol dan asam oleh mikroorganisme dalam kondisi anoksik. Dalam teknik kultur batch, nutrisi disediakan di awal dan mikroorganisme tertentu diinokulasi ke dalam fermentor. Fermentor ditutup dan suhu serta pH dipertahankan untuk pertumbuhan mikroorganisme. Mikroorganisme tumbuh di dalam dan memanfaatkan nutrisi yang disediakan serta kondisi lainnya. Bersama waktu,nutrisi menjadi terbatas dan kondisi lingkungan berubah di dalam fermentor. Oleh karena itu, pertumbuhan mikroba menunjukkan empat tahap yang berbeda yaitu fase lag, fase log, fase diam, dan fase kematian. Pada akhir fermentasi, proses dihentikan dan produk yang berguna diekstraksi dan dimurnikan. Fermentor dicuci dan disterilkan sebelum digunakan untuk kultur batch lain.
Keistimewaan dari teknik kultur batch adalah, ini dijalankan dengan jumlah nutrisi yang terbatas dan untuk jangka waktu tertentu. Penyiapan fermentor mudah dibuat dan ditangani. Kondisi lingkungan di dalam fermentor berbeda-beda seiring waktu. Namun, suhu yang diperlukan, kondisi pH, pengadukan, tekanan, dll. Dijaga dengan baik untuk mencapai pembentukan produk yang sukses.
Teknik kultur batch banyak digunakan untuk pemurnian metabolit sekunder seperti antibiotik, pigmen, dll. Teknik ini tidak cocok untuk produksi metabolit primer dan produk yang berhubungan dengan pertumbuhan.
Gambar 01: Budaya Batch
Apa itu Budaya Berkelanjutan?
Kultur berkelanjutan adalah teknik lain yang menumbuhkan mikroorganisme yang berguna. Hal ini bertujuan untuk mempertahankan kultur mikroba yang terus berkembang pada fase eksponensial. Hal ini dapat dicapai dengan memasok nutrisi segar secara terus-menerus, menghilangkan timbunan limbah dan produk dengan kecepatan yang sama dan menjaga kondisi lain pada nilai optimal. Ini dilakukan di dalam ruang khusus yang disebut chemostat seperti yang ditunjukkan pada gambar 02. Media segar ditambahkan terus menerus dari satu ujung sementara produk metabolisme terus diekstraksi dari ujung lain chemostat untuk menjaga volume kultur pada tingkat yang konstan.
Kultur berkelanjutan digunakan dalam industri ketika diperlukan untuk mengekstrak metabolit primer yang berguna seperti asam amino, asam organik, dll. Dari mikroorganisme. Metabolit primer diproduksi pada tingkat tertinggi ketika mikroorganisme berada pada fase eksponensial. Karenanya kultur berkelanjutan selalu bertujuan untuk mempertahankan biomassa mikroba pada fase log. Itu dilakukan dengan memantau proses secara terus menerus dan mengendalikan sistem.
Gambar 02: Kultur Berkelanjutan di Chemostat
Apa perbedaan antara Batch dan Continuous Culture?
Artikel Diff Tengah sebelum Tabel
Batch vs Continuous Culture |
|
| Teknik kultur batch digunakan untuk membudidayakan mikroorganisme menguntungkan dengan jumlah nutrisi yang terbatas dalam fermentor tertutup untuk jangka waktu tertentu. Pertumbuhan mikroba di dalam kultur batch menunjukkan kurva pertumbuhan mikroba yang khas di mana empat fase berbeda dapat diidentifikasi. | Teknik kultur berkelanjutan digunakan untuk menumbuhkan mikroorganisme yang menguntungkan di bawah tingkat nutrisi yang optimal dalam sistem terbuka di mana nutrisi ditambahkan terus menerus dan limbah serta produk dibuang dengan kecepatan yang sama untuk menjaga pertumbuhan pada fase eksponensial. |
| Nutrisi | |
| Nutrisi diberikan satu kali sebelum memulai proses fermentasi. | Nutrisi ditambahkan berkali-kali (di awal dan di sela-sela proses). |
| Jenis Sistem | |
| Kultur batch adalah sistem tertutup | Budaya berkelanjutan adalah sistem terbuka. |
| Penghentian Proses | |
| Proses kultur batch dihentikan setelah produk terbentuk. | Prosesnya tidak berhenti meski produk sudah terbentuk. Penghapusan produk secara terus menerus dilakukan tanpa menghentikan proses dalam kultur berkelanjutan. |
| Keadaan lingkungan | |
| Kondisi lingkungan di dalam kultur batch tidak konstan. | Kondisi lingkungan di dalam budaya berkelanjutan dipertahankan pada tingkat yang konstan. |
| Pertumbuhan Mikroba | |
| Pertumbuhan mikroba di dalam kultur batch mengikuti fase lag, log dan stasioner. | Pertumbuhan mikroba dipertahankan pada tingkat optimal yang merupakan tahap pertumbuhan eksponensial. |
| Tingkat Perputaran | |
| Tingkat perputaran rendah karena nutrisi dan kondisi lain di dalam terbatas. | Tingkat perputaran tinggi karena tingkat nutrisi dan kondisi lain yang optimal dipertahankan. |
| Fermentor Digunakan | |
| Fermentor ukuran besar digunakan untuk kultur batch | Fermentor ukuran kecil digunakan untuk kultur berkelanjutan. |
| Menggunakan | |
| Fermentasi kultur batch biasanya digunakan di industri | Fermentasi kultur berkelanjutan kurang digunakan di industri. |
| Pengaturan Budaya | |
| Penyiapan budaya batch mudah dibuat dan dijalankan. | Pengaturan budaya berkelanjutan tidak mudah dibuat dan dijalankan. |
| Kontaminasi | |
| Kontaminasi minimal dalam kultur batch | Peluang kontaminasi tinggi dalam budaya berkelanjutan. |
| Metode Pengendalian | |
| Metode kontrol mudah dan cepat. | Metode kontrol rumit dan memakan waktu. |
| Kesesuaian | |
| Kultur batch lebih cocok untuk produksi metabolit sekunder seperti antibiotik. | Kultur terus menerus lebih cocok untuk produksi metabolit primer seperti asam amino dan asam organik. |
Ringkasan - Budaya Batch vs Continuous
Kultur batch dan kultur berkelanjutan adalah dua jenis teknik yang digunakan untuk membudidayakan mikroorganisme dalam skala besar untuk keperluan industri dan lainnya. Dalam kultur batch, mikroorganisme diberi nutrisi di awal dan tumbuh. Ketika mikroba memanfaatkan nutrisi yang tersedia, nutrisi menjadi terbatas setelah jangka waktu tertentu. Mikroorganisme tumbuh melalui fase lag, log, stasioner, dan kematian. Proses fermentasi dilakukan secara batch dalam teknik kultur batch. Setelah setiap batch, fermentor dibersihkan dan baru digunakan untuk batch berikutnya. Dalam kultur berkelanjutan, mikroorganisme diberikan nutrisi segar dengan kadar yang cukup secara terus menerus untuk selalu menjaga mikroba pada fase log untuk mengekstraksi metabolit primer dari mikroorganisme. Volume kultur berkelanjutan dipertahankan pada nilai konstan dengan menambahkan nutrisi segar dan menghilangkan produk dengan kecepatan yang sama tanpa menghentikan proses. Kultur batch diperlukan secara komparatif untuk fermentor tertutup besar sedangkan kultur berkelanjutan diperlukan fermentor terbuka kecil. Inilah perbedaan antara budaya batch dan continuous culture.
