第十六章固态发酵.ppt

固态发酵是一种重要的生物技术，尤其在食品、药品和生物制品的生产中有着广泛应用。它与液态发酵相比，具有独特的特性和优势。固态发酵的内涵是指在一定湿度但几乎无自由水存在的固态基质中，通过微生物的生物反应过程。这种发酵方式不依赖液相作为连续相，而是利用气体作为氧气、二氧化碳、热量、营养和产物的传递介质。固态发酵的特点包括微生物从固态基质中摄取营养，存在明显的营养梯度，且无大量有机废水产生，这与液态发酵形成鲜明对比。 固态发酵与液态发酵在多个方面有所不同。固态发酵的培养基水分较低，营养物浓度存在梯度，接种量较大，产物浓度高，产率也较高，但散热和过程控制相对困难，而液态发酵则相反，拥有更好的营养扩散和热量控制，但可能产生大量废水，且产物浓度较低。 固态发酵的分类主要分为传统固态发酵和现代固态发酵。传统固态发酵通常在简单的容器或敞口容器中进行，采用自然富集的微生物群落，而现代固态发酵则在密闭的反应器中进行，常使用单一菌株或限定菌株，扩大了应用范围，但增加了操作能耗和设备投资。固态发酵的形式还包括自然富集、强化微生物混合和限定微生物混合发酵，以及单菌固态纯种发酵。这些不同的发酵形式可以根据微生物的特性和产品的生产需求来选择。 按固态发酵固相的性质分类，可以分为同体底物基质发酵，如使用农作物副产品作为基质，以及固态载体发酵，其中载体可能是天然或人造的惰性物质，仅作为微生物生长的支撑，而不直接提供营养。 固态发酵在食品工业中的应用广泛，如白酒的酿造就是一个典型的固态发酵实例。此外，它还在药品生产（如抗生素）、生物燃料、有机酸、酶制剂和生物降解等领域有重要应用。随着科技的进步，固态发酵的发展趋势展现出更高效、环保和经济的特性，未来将在生物技术领域扮演更加关键的角色。