固態發酵工程技術的應用分析

張力文

成都市實驗外國語學校

固態發酵工程技術的應用分析

張力文

成都市實驗外國語學校

固態發酵是指在含有水和不溶于水的物質的固態基質中，微生物進行發酵的一種過程。隨著當今社會的發展和科技的飛快進步，在面臨著巨大能源危機的當下，固態發酵再次成為人們關注的焦點，諸多研究機構開始了對固態發酵工程的發展和研究，并在其底物特性、酸堿度平衡、水活性調控等方面取得了喜人的進展。本文將通過對固態發酵工程研究過程中的參數控制及其應用進行探討。

固態發酵工程 參數控制 水分活度 溫度

固態發酵技術就是在沒有或者幾乎沒有水的情況下，微生物在固態基質上的生長過程，在世界能源的危機下，固態發酵技術受到了人們的重視，在工業廢棄物、農業方面都有著廣泛的應用，取得了良好的成效，是工業應用中的一項理想技術，受到了各個國家的重視。

1 固態發酵工程研究過程中的質量控制措施

1.1 溫度控制

由于微生物的生長過程會伴隨著大量的熱量產生，而固態發酵在熱傳遞的效率方面存在部分缺陷，十分容易使溫度過高，超過適宜微生物生長的溫度，甚至達到真菌的致死溫度，所以在研究過程中溫度控制顯得極為重要。二十世紀九十年代，西方科學家Fans J曾提出一個簡化物質與能量守恒的模型，為放大固態發酵生產檸檬酸填料床反應器奠定了理論基礎。在目前來看，將通風、控溫、濕度相結合的方法在固態發酵工程中的應用較為普遍，但此種方法只能解決一部分的溫度調節問題，無法兼顧其內部顆粒的散熱性。

1.2 水分活度控制

固態發酵工程中不含或僅含有極少量游離水的特點，使得微生物生長速度和代謝強度與其底物含水量的多少有緊密的聯系。水活度aw的定義式為aw=PPa（同溫情況下純水飽和蒸汽壓）P（濕物料飽和蒸汽壓），即底物的水活度與底物的含水量相關。

通常來說，真菌對于水活度的要求比細菌對于水活度的要求低，只要水活度在0.6-0.7之間即可正常存活，也正因為這樣，大多數的固態發酵都選用真菌，能夠有效減少雜菌污染。通過像基質中增加除菌后的水、提高空氣濕度等方法，提高水活度。

1.3 通風控制

由于微生物好氧性的特點，固態發酵過程中對通風率的控制十分重要。增加通風，能夠為微生物的生長提供必要的氧分，也可以將多于的熱量和呼吸作用產生的二氧化碳帶走，使傳熱效率提高。

一般來講，微生物的特殊性質、產物對氧氣的需求量、發酵產熱量、基質之間間隔多少，都是影響通風效率的重要因素。當通風強度增加，底物的水活度會降低，也因此使基質的濕潤度降低，需要更長的時間來加濕空氣。

2 固態發酵工程的應用分析

2.1 應用于食品加工業

固態發酵工程可以應用于生產可食用菌、生產酶制劑、生產紅曲、釀造醬油等方面。相關科研人員會在進行大量操作，如高溫殺菌消毒、接種純種菌等一系列的相關操作后，盡可能多的培養出優質的食用菌，使其在藥性、保健性上的功能達到最大的發揮。酶生產業也正在隨著時代進步不斷的發展完善，利用固態發酵工程生產的酶能明顯的提高酶的存活率。

2.2 應用于飼料生產業

固態發酵工程可應用于微生物領域，以酵母為主，通過多種菌種刺激和發酵，使作用于發酵過程。該種生產方式的原料廣泛，受到普遍推崇和廣泛關注。能投入應用的有糠類、糟粕、秸稈等，發酵過程能使其大大提高蛋白質水平，還能達到消化水平和吸收能力的新高。其中包含的酵母培養物和甘露寡糖，也都是組成微生物發酵飼料的重要部分，不可或缺。還可在食品生產和加工產業投資領域使用，培養出綠色安全的益生菌。對于禽畜飼料的應用，可以使生產過程實現工業化，高效化，這也是固態發酵工程的一大優勢。

2.3 應用于資源環境

固態發酵將會產生大量的乙醇，作為現代高效無污染的優質能源，可作為生物燃料進行工業化生產。相關人員通過對幾種原料分析后總結出酵母作為理想菌種，發酵效果最好的底物，不僅大范圍提高生物燃料的發酵效果，還能使生物燃料的質量有效提高，推動相關產業的發展。在資源環境的利用中，固態發酵工程在解毒方面也有一定價值。目前，部分農產品的質量堪憂，由于廢料和農藥等使用不當，生產過程中出現的殘渣也會產生對人體有害的物質，使用后影響人們健康。而固態發酵技術，可有效解決此類問題，改善種子的營養成分，還可提升其使用價值和經濟價值。

3 結語

近幾年來，固態發酵工程將傳統的經驗和現代科學技術有效高效結合起來，在食品、飼料等產業的生產上有卓越的表現，隨著科技的不斷進步，相信固態發酵工程的發展前景會越來越好。

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