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• 发布时间：2023-04-17 10:02
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【概要描述】 固体发酵简介  固体发酵是指在没有或几乎没有自由水存在的条件下，在有一定湿度的水不溶性固态基质中，一种或多种微生物的一个生物反应过程。     一、固体发酵的分类 1.按照菌种来源划分，固体发酵可以分为自然富集固体发酵、强化微生物混合固体发酵、限定微生物混合固体发酵、单菌纯种固体发酵。 自然富集固体发酵：利用自然界中存在的微生物进行的富集混合发酵过程。不需要人工接种微生物，主要依赖于当地空气和物料中的自然微生物区系，多种微生物演替成最适于生长代谢或共生协作的小生态环境。其微生物富集区系不仅与当地空气和物料中的自然微生物区系有关，而且与小生态环境自然变化密切相关。如腌菜、青贮、茶叶发酵、堆肥等。 强化微生物混合固体发酵：在自然富集固体发酵的基础上，根据人们掌握的微生物代谢机制，人为强化接种微生物区系不明确的富集培养物或特定微生物培养物所进行的混合发酵过程，如沼气发酵、白酒发酵及废弃物发酵降解等。   限定微生物混合固体发酵：是接种两种或两种以上经过分离纯化的微生物纯种，同时或先后接种于同一灭过菌的培养基中，在无污染的条件下进行的固态发酵过程。 限定微生物混合固体发酵对混合菌种间的相互关系和作用机制研究尚不够深入，对于具有协调关系的菌株筛选和组合还是一个随机的过程，缺乏有效的理论指导，对于已经应用的混合培养体系也不能有效地协调菌种间的关系。 单菌纯种固体发酵：接种经过分离纯化的单一微生物纯种于灭过菌的培养基中，在无污染的条件下进行的固态发酵过程。 单菌纯种固体发酵对于选育良种、保持生理活性和代谢过程中的稳定性起到了很大作用。 2.按照对发酵条件的控制以及对菌种的要求，可分为现代固体发酵和传统固体发酵。 现代固体发酵 传统固体发酵 在密闭的环境中发酵，要求严格的无菌培养条件 在简单的发酵容器进行，对无菌要求不严 限定微生物混合固体发酵，单菌纯种固体发酵 自然富集固体发酵，强化微生物混合固体发酵 操作要求高，能耗加大，投资增加 操作简单、能耗低、投资小 需要无菌处理发酵原料 原料不需要严格的无菌处理 扩大了固体发酵的应用范围 限于传统的行业 现代固体发酵是为了充分发挥固体发酵的优势，针对传统固体发酵存在的问题，使之适应现代生物技术的发展而进行的，可以实现限定微生物的纯种大规模培养。   3.按照培养基质的运动状态，可分为静态固体发酵和动态固体发酵。 静态固体发酵培养基质处于静止状态，动态固体发酵培养基处于间断或连续的运动状态（通过搅拌或翻拌等实现）。 4.按照菌种对氧气的需求可分为有氧发酵和厌氧发酵。 根据固体发酵接种的微生物种类及生长、代谢需要，通过通入无菌空气、搅拌与空气接触、翻拌等方式，使固体基质（培养基）与微生物均匀接触并使其中的微生物获得生长、代谢所需氧气进行有氧发酵；也可通过增加基质数量减少容器空间，发酵过程中使容器密闭等条件下进行兼性厌氧发酵。 二、固体发酵反应器 目前主要的固体发酵反应器有 1、发酵浅盘 2、通风曲池 3、固体发酵罐 4、发酵槽 5、发酵袋 6、圆盘制曲机 三、固体发酵的特点 1、微生物是在接近自然状态下的情况下生长，代谢产物丰富。如黑曲霉（Aspergillus niger）在固体发酵条件下可产生100多种酶蛋白； 2、可产生大量的在液体培养基中不能产生的代谢产物； 3、固体发酵单位体积的产物浓度较液体为高； 4、培养基简单，如谷物类、小麦麸等农产品等均可被使用，原料来源广泛； 5、对无菌要求相对较低，培养过程不易发生大面积的污染； 6、固体发酵通常是整个基质都被利用，无废弃物的产生。 四、固体发酵的应用领域 固体发酵历史悠久，因其在很多方面具有液体发酵不可替代的优势，因此在白酒、醋、酱油的酿造与制曲、腐乳、生物有机肥、饲料用酶制剂、微生物、发酵饲料，工业用酶（饲料、纺织等行业），医药品，保健品等领域中都有广泛的应用。