固態發酵技術在中國有著悠久的曆史
，早在2500年(nian)以(yi)前(qian)，在(zai)中(zhong)國(guo)就(jiu)有(you)中(zhong)藥(yao)神(shen)曲(qu)的(de)固(gu)態(tai)發(fa)酵(jiao)生(sheng)產(chan)。當(dang)時(shi)還(hai)沒(mei)有(you)把(ba)這(zhe)些(xie)固(gu)態(tai)發(fa)酵(jiao)技(ji)術(shu)提(ti)升(sheng)到(dao)理(li)論(lun)高(gao)度(du)。傳(chuan)統(tong)的(de)固(gu)態(tai)發(fa)酵(jiao)技(ji)術(shu)因(yin)其(qi)發(fa)酵(jiao)過(guo)程(cheng)難(nan)以(yi)控(kong)製(zhi)，容(rong)易(yi)感(gan)染(ran)雜(za)菌(jun)，在(zai)應(ying)用(yong)於(yu)生(sheng)產(chan)實(shi)踐(jian)過(guo)程(cheng)中(zhong)，不(bu)僅(jin)勞(lao)動(dong)強(qiang)度(du)大(da)，而(er)且(qie)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)很(hen)難(nan)保(bao)證(zheng)。

    19世紀微生物的發現、weishengwufajiaodemeizuoyongjiweishengwuxuedewenshi，jiangfajiaojishudairulegaosufazhandekuaichedao。ercishijiedazhanqijian，weiledaguimoshengchanqingmeisu，jingguoyingmeiliangguokexuejiadegongtongnuli，yizhongdaguimoweishengwushencengfajiaojishukaifahuodechenggong
，dangshiyouyuzhezhongxindefajiaojishuhechuantonggutaifajiaojishuxiangbinenggoushixianweishengwuchunzhongpeiyang，tongshikeyicaiyongjixiejiaobantongqifajiaofashengchan，shishengchanxiaolvdadatigao，bingyoucikaifashengchanlexuduoweishengwuxinchanpin
，rukangshengsu、氨基酸

、用於農牧業的生物活性物質、多糖、有機酸、酶製劑等，成為發酵工程技術研究和開發的熱點。

    但是，現代發酵工業大多采用大規模液體深層發酵方式

，小分子產品在水性發酵液中含量大都在10%上下，許多高價值或大分子濃度更低，有的甚至大大低於1%，因(yin)而(er)發(fa)酵(jiao)液(ye)產(chan)品(pin)提(ti)取(qu)後(hou)產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)的(de)廢(fei)液(ye)，生(sheng)產(chan)規(gui)模(mo)越(yue)大(da)
，廢(fei)液(ye)越(yue)多(duo)
，汙(wu)染(ran)越(yue)重(zhong)。這(zhe)時(shi)人(ren)們(men)又(you)不(bu)約(yue)而(er)同(tong)地(di)把(ba)眼(yan)光(guang)投(tou)向(xiang)了(le)古(gu)老(lao)的(de)固(gu)態(tai)發(fa)酵(jiao)技(ji)術(shu)，該(gai)技(ji)術(shu)具(ju)有(you)節(jie)水(shui)
、節jie能neng的de獨du特te優you勢shi，且qie沒mei有you廢fei液ye產chan生sheng
，屬shu於yu清qing潔jie生sheng產chan技ji術shu。采cai用yong現xian代dai固gu態tai發fa酵jiao技ji術shu則ze不bu僅jin可ke提ti高gao產chan品pin本ben身shen的de質zhi量liang
，還hai可ke提ti高gao其qi生sheng產chan的de可ke操cao作zuo性xing，並bing達da到dao提ti高gao產chan品pin產chan量liang和he質zhi量liang的de目mu的de。現xian代dai固gu態tai發fa酵jiao技ji術shu還hai可ke引yin入ru到dao其qi它ta傳chuan統tong發fa酵jiao食shi品pin的de生sheng產chan中zhong
，提ti高gao其qi生sheng產chan的de技ji術shu含han量liang
，達da到dao穩wen產chan高gao產chan的de目mu的de。

    一
、固態發酵技術簡介

    廣義上講固態發酵是指一類使用不溶性固體基質來培養微生物的工藝過程
，既包括將固態懸浮在液體中的深層發酵，也包括在沒有(或幾乎沒有)youlishuideshiguticailiaoshangpeiyangweishengwudegongyiguocheng。duoshuqingkuangxiashizhizaimeiyouhuojihumeiyouziyoushuicunzaixia，zaiyouyidingshidudeshuiburongxinggutaijizhizhong，yongyizhonghuoduozhongweishengwufajiaodeyigeshengwufanyingguocheng。

    狹義上講固態發酵(solidstate fermentation)是指利用自然底物做碳源及能源
，或利用惰性底物做固體支持物，其體係無水或接近於無水的任何發酵過程。

    與其他培養方式相比，固態發酵具有如下優點：

    (1)培養基簡單且來源廣泛，多為便宜的天然基質或工業生產的下腳料；

    (2)投資少
，能耗低，技術較簡單
；

    (3)產物的產率較高；

    (4)基質含水量低，可大大減少生物反應器的體積，不需要廢水處理，環境汙染較少，後處理加工方便
；

    (5)發酵過程一般不需要嚴格的無菌操作；

    (6)通氣一般可由氣體擴散或間歇通風完成，不需要連續通風
，空氣一般也不需嚴格的無菌空氣。

    同時，隨著微生物基因遺傳技術的應用、優良菌株的發現和篩選，以及生產工藝等方麵的改進，固態發酵技術也得到了進一步發展。

    二、固態發酵技術的應用

    1、在食品加工業中的應用

    隨sui著zhe固gu態tai發fa酵jiao技ji術shu的de改gai進jin和he完wan善shan，固gu態tai發fa酵jiao不bu僅jin可ke以yi應ying用yong於yu液ye態tai發fa酵jiao不bu能neng實shi現xian的de發fa酵jiao過guo程cheng，也ye可ke應ying用yong於yu一yi些xie目mu前qian已yi有you的de液ye態tai發fa酵jiao過guo程cheng並bing與yu之zhi一yi爭zheng高gao低di。應ying用yong現xian代dai固gu體ti發fa酵jiao技ji術shu能neng實shi現xian大da規gui模mo生sheng產chan，而er且qie其qi投tou資zi規gui模mo和he生sheng產chan成cheng本ben往wang往wang要yao比bi液ye態tai發fa酵jiao法fa低di，特te別bie適shi合he於yu一yi些xie精jing細xi發fa酵jiao製zhi品pin的de製zhi備bei和he生sheng產chan，更geng重zhong要yao的de是shi現xian代dai固gu態tai發fa酵jiao往wang往wang沒mei有you影ying響xiang環huan境jing的de汙wu染ran廢fei物wu產chan生sheng
，在zai食shi品pin加jia工gong業ye中zhong將jiang發fa揮hui越yue來lai越yue重zhong要yao的de作zuo用yong。

    1）在醬油釀造製曲中的應用

    製zhi曲qu是shi醬jiang油you生sheng產chan中zhong較jiao為wei重zhong要yao的de一yi環huan，它ta直zhi接jie影ying響xiang到dao醬jiang油you的de品pin質zhi和he產chan量liang。傳chuan統tong醬jiang油you生sheng產chan中zhong種zhong曲qu和he成cheng曲qu的de製zhi備bei都dou是shi在zai敞chang開kai的de環huan境jing中zhong進jin行xing
，很hen容rong易yi感gan染ran雜za菌jun，影ying響xiang種zhong曲qu和he成cheng曲qu的de質zhi量liang，從cong而er直zhi接jie影ying響xiang醬jiang油you的de品pin質zhi和he產chan出chu量liang。采cai用yong現xian代dai固gu體ti發fa酵jiao技ji術shu能neng很hen容rong易yi克ke服fu上shang述shu問wen題ti。

    2）在酶製劑生產中的應用

    α一澱粉酶是目前國內用途最廣泛
、產量最大的酶製劑品種之一，在食品加工中主要用於澱粉加工業和酒精釀造業。生產α一澱粉酶的菌種主要有細菌和黴菌，黴菌α一澱粉酶大多采用固態法生產
，而細菌α一澱粉酶則多采用液態深層發酵法生產。

    近年來，有研究者嚐試用枯草杆菌BF765S變異菌種進行固態發酵

，其產酶酶活比液態發酵要高4~5倍bei，而er且qie生sheng產chan成cheng本ben比bi較jiao低di
，具ju有you可ke觀guan的de經jing濟ji效xiao益yi。固gu態tai發fa酵jiao可ke以yi產chan生sheng高gao活huo力li澱dian粉fen酶mei的de原yuan因yin是shi固gu態tai發fa酵jiao中zhong培pei養yang基ji麩fu皮pi的de碳tan源yuan濃nong度du比bi液ye態tai深shen層ceng發fa酵jiao中zhong的de碳tan源yuan濃nong度du高gao得de多duo，並bing且qie固gu態tai發fa酵jiao中zhong營ying養yang基ji質zhi從cong固gu體ti顆ke粒li到dao細xi胞bao的de傳chuan遞di阻zu力li較jiao大da

，不bu如ru在zai液ye體ti深shen層ceng發fa酵jiao中zhong從cong液ye體ti基ji質zhi到dao細xi胞bao內nei部bu那na樣yang相xiang對dui容rong易yi，從cong而er消xiao除chu了le液ye體ti深shen層ceng發fa酵jiao中zhong酶mei合he成cheng的de分fen解jie代dai謝xie阻zu遏e，大da量liang合he成chengα一澱粉酶。

    纖(xian)維(wei)素(su)酶(mei)有(you)可(ke)能(neng)使(shi)植(zhi)物(wu)纖(xian)維(wei)素(su)糖(tang)化(hua)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)食(shi)品(pin)原(yuan)料(liao)，因(yin)此(ci)從(cong)長(chang)遠(yuan)來(lai)看(kan)纖(xian)維(wei)素(su)酶(mei)的(de)生(sheng)產(chan)是(shi)一(yi)項(xiang)很(hen)有(you)意(yi)義(yi)的(de)工(gong)作(zuo)。目(mu)前(qian)國(guo)內(nei)外(wai)纖(xian)維(wei)素(su)酶(mei)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)有(you)兩(liang)種(zhong)：固(gu)態(tai)發(fa)酵(jiao)和(he)深(shen)層(ceng)液(ye)體(ti)發(fa)酵(jiao)。在(zai)生(sheng)產(chan)纖(xian)維(wei)素(su)酶(mei)上(shang)

，固(gu)態(tai)發(fa)酵(jiao)占(zhan)有(you)很(hen)多(duo)優(you)勢(shi)，發(fa)酵(jiao)條(tiao)件(jian)環(huan)境(jing)更(geng)接(jie)近(jin)於(yu)自(zi)然(ran)狀(zhuang)態(tai)下(xia)木(mu)黴(mei)生(sheng)長(chang)習(xi)性(xing)，使(shi)其(qi)產(chan)生(sheng)的(de)酶(mei)係(xi)更(geng)全(quan)，有(you)利(li)於(yu)降(jiang)解(jie)纖(xian)維(wei)素(su)
，同(tong)時(shi)能(neng)源(yuan)消(xiao)耗(hao)少(shao)，設(she)備(bei)投(tou)資(zi)相(xiang)對(dui)減(jian)少(shao)，酶(mei)產(chan)品(pin)收(shou)率(lv)高(gao)
，後(hou)續(xu)提(ti)取(qu)過(guo)程(cheng)較(jiao)液(ye)態(tai)發(fa)酵(jiao)易(yi)處(chu)理(li)。除(chu)此(ci)之(zhi)外(wai)，還(hai)有(you)一(yi)些(xie)其(qi)它(ta)的(de)酶(mei)也(ye)可(ke)用(yong)現(xian)代(dai)固(gu)態(tai)發(fa)酵(jiao)技(ji)術(shu)來(lai)製(zhi)備(bei)。

    3）在食用菌生產中的應用

    食用菌不僅營養豐富
，而且還具有一定的保健功能，因此其栽培生產是一項很有意義的工作。采用培養基滅菌技術
、純種接種技術、純種培養技術、自動控製溫度和濕度的栽培管理技術等現代固態發酵技術栽培食用菌，不但可以實現穩產高產、增加經濟效益
，而且還可以提高產品品質、減少雜菌汙染
，提高其市場競爭力。

    4）在檸檬酸生產中的應用

    檸(ning)檬(meng)酸(suan)一(yi)般(ban)是(shi)用(yong)黑(hei)曲(qu)黴(mei)或(huo)假(jia)絲(si)酵(jiao)母(mu)通(tong)過(guo)液(ye)態(tai)發(fa)酵(jiao)生(sheng)產(chan)的(de)。利(li)用(yong)現(xian)代(dai)固(gu)體(ti)發(fa)酵(jiao)技(ji)術(shu)，既(ji)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)農(nong)業(ye)殘(can)渣(zha)作(zuo)碳(tan)源(yuan)生(sheng)產(chan)檸(ning)檬(meng)酸(suan)，又(you)可(ke)以(yi)控(kong)製(zhi)發(fa)酵(jiao)的(de)工(gong)藝(yi)條(tiao)件(jian)，實(shi)現(xian)檸(ning)檬(meng)酸(suan)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)的(de)純(chun)種(zhong)固(gu)態(tai)發(fa)酵(jiao)。

    5）在紅曲生產中的應用

    紅曲是我國黃酒特有的糖化發酵劑
，生產中以大米為原料
，經浸米
、蒸(zheng)料(liao)後(hou)拌(ban)入(ru)紅(hong)曲(qu)菌(jun)種(zhong)培(pei)養(yang)製(zhi)成(cheng)。紅(hong)曲(qu)培(pei)養(yang)通(tong)常(chang)要(yao)求(qiu)控(kong)製(zhi)一(yi)定(ding)的(de)溫(wen)度(du)和(he)濕(shi)度(du)，采(cai)用(yong)現(xian)代(dai)固(gu)態(tai)發(fa)酵(jiao)技(ji)術(shu)和(he)設(she)備(bei)，可(ke)以(yi)使(shi)發(fa)酵(jiao)過(guo)程(cheng)易(yi)控(kong)製(zhi)，發(fa)酵(jiao)過(guo)程(cheng)中(zhong)化(hua)學(xue)營(ying)養(yang)物(wu)質(zhi)添(tian)加(jia)方(fang)便(bian)，並(bing)可(ke)防(fang)止(zhi)雜(za)菌(jun)的(de)汙(wu)染(ran)，獲(huo)得(de)高(gao)產(chan)量(liang)和(he)高(gao)質(zhi)量(liang)的(de)產(chan)品(pin)。

    2、固態發酵技術在資源環境中的應用

    隨著人類物質文明和精神文明的提高
，許多發達國家已提出綠色生產這一概念(即工業的生產不對環境造成危害或減小到最低的工業過程)。danshizairenmenduiziyuanhuanjingzhiliangdeyaoqiuyuelaiyuegaodetongshi
，ziyuanhuanjingshoudaodeweixiejipohuaiyeyuelaiyueyanzhong。weishengwuzaiziyuanhuanjingzhongbanyanzheshifenzhongyaodejiaose，zaihuanjingbaohuzhongzuochulejudadegongxian。weishengwuzaiziyuanhuanjingbaohuzhongdeyingyongyicongziranshengtaixitongfazhandaohuoxingwunifangfachulifeishui，bingjinyibukuodadaogongnongyecanzhazhuanhua
、固體廢棄物處理及生物修複等領域，因此固態發酵技術越來越引起人們的重視。

    固態發酵是解決能源危機、治理環境汙染的重要手段之一
，是綠色生產的主要工具。農業
、linyeheshipindenggongyebumendexuduofeiqiwu，duihuanjingzaochenglejudadewuran。dangongnongyecanzhachanghanyoufengfudeyoujisuan，tamenkeyizuoweiweishengwushengchanglixiangdejishengti


，suoyirenmenqingxiangyushaixuangongnongyecanzhazuodiwu，duiqijiayizongheliyong，budankeyishifeiqiwubianweiyoujingjijiazhideziyuan，erqiekeyijianqinghuanjingwuran

，huahaiweili。

    90年代以來，隨著能源危機與環境問題的日益嚴重，固態發酵技術以其特有的優點(如無“三廢”排放)引起人們極大的興趣。固態發酵領域的研究及其在資源環境中的應用取得了進展，主要表現在生物燃料、生物農藥、生物轉化、生物解毒及生物修複等方麵的應用。

    1）生物燃料(biofuel)

    用(yong)工(gong)農(nong)業(ye)殘(can)渣(zha)進(jin)行(xing)固(gu)態(tai)發(fa)酵(jiao)，生(sheng)產(chan)生(sheng)物(wu)燃(ran)料(liao)主(zhu)要(yao)為(wei)乙(yi)醇(chun)，乙(yi)醇(chun)是(shi)產(chan)量(liang)最(zui)大(da)的(de)發(fa)酵(jiao)工(gong)業(ye)產(chan)品(pin)，是(shi)清(qing)潔(jie)燃(ran)料(liao)工(gong)業(ye)的(de)代(dai)表(biao)
，主(zhu)要(yao)原(yuan)料(liao)為(wei)各(ge)種(zhong)可(ke)再(zai)生(sheng)性(xing)糖(tang)類(lei)物(wu)質(zhi)(如天然纖維素)。利用固態發酵技術生產乙醇有許多優點
，如：可消除糖的萃取過程，節省成本

；由於發酵過程減少用水量，而降低發酵罐體積，無廢水
；降低能耗等。

    2）生物農藥(biopesticide)

    利用固態發酵生產真菌殺蟲劑的方法
，與液態發酵相比，不僅生產成本大大降低，而且藥物對害蟲的毒力也提高了。

    3）生物轉化(biotransformation)

    固態發酵其中一個重要應用領域就是利用微生物轉化農作物及其廢渣，以提高它們的營養價值，減小對環境的汙染。

    生物轉化利用的菌株一般為白腐菌。木薯是非洲、亞洲及南美洲地區人民最重要的食物之一。但它的蛋白質、維生素、礦物質含量低，也缺乏含硫氨基酸。已有幾種固態發酵方法可以改善其營養價值。

    蘑(mo)菇(gu)是(shi)可(ke)食(shi)用(yong)絲(si)狀(zhuang)真(zhen)菌(jun)十(shi)分(fen)典(dian)型(xing)的(de)代(dai)表(biao)，擁(yong)有(you)可(ke)把(ba)許(xu)多(duo)不(bu)能(neng)食(shi)用(yong)的(de)植(zhi)物(wu)或(huo)其(qi)剩(sheng)餘(yu)物(wu)降(jiang)解(jie)轉(zhuan)化(hua)為(wei)有(you)食(shi)用(yong)價(jia)值(zhi)的(de)食(shi)物(wu)的(de)能(neng)力(li)。可(ke)食(shi)用(yong)蘑(mo)菇(gu)種(zhong)類(lei)繁(fan)多(duo)

，目(mu)前(qian)已(yi)知(zhi)的(de)大(da)約(yue)有(you)2000多種，其中約80種已實現實驗室培育
，約20種已利用固態發酵技術進行商業化生產。

    木質纖維素作物的剩餘物是動物飼料具有潛力的源泉，主要由纖維素、半纖維素及部分木質素組成
，其蛋白含量低、難消化、味道差等特點限製它們作為理想飼料的應用。提高它們的利用價值就必須改變其營養含量，可用物理、化學或生物方法等。但物理
、化學方法能耗高、比bi較jiao昂ang貴gui，所suo以yi人ren們men更geng傾qing向xiang於yu生sheng物wu方fang法fa，在zai這zhe一yi方fang麵mian固gu態tai發fa酵jiao特te別bie有you潛qian力li，現xian在zai已yi成cheng功gong地di利li用yong白bai腐fu菌jun把ba木mu質zhi纖xian維wei素su轉zhuan化hua為wei蛋dan白bai含han量liang較jiao高gao的de飼si料liao。

    4）生物解毒(biological detoxification)

    某些工農業殘渣含有對人體有害的化合物，如咖啡因、氰化氫、聚苯化合物、rousuandeng
，duizhexiecanzhayouxiaoliyongshifenkunnan。youyutamenkedaozhiyanzhonghuanjingwenti
，suoyiduitamendechuliduijiagongyelaishuoshishifenbiyaodeshi。zuijin
，gutaifajiaoyichengweimushupi、油菜籽粉、咖啡皮、咖啡漿等殘渣有效的解毒方法。

    5）生物修複(Bioremediation)

    生物修複是利用微生物及其代謝過程(其產物消除或在體內富集有毒物質)來(lai)修(xiu)複(fu)被(bei)人(ren)類(lei)長(chang)期(qi)生(sheng)活(huo)和(he)生(sheng)產(chan)所(suo)汙(wu)染(ran)和(he)破(po)壞(huai)的(de)局(ju)部(bu)環(huan)境(jing)，使(shi)之(zhi)重(zhong)現(xian)生(sheng)機(ji)的(de)過(guo)程(cheng)。由(you)於(yu)目(mu)前(qian)環(huan)境(jing)汙(wu)染(ran)日(ri)益(yi)嚴(yan)重(zhong)

，國(guo)外(wai)學(xue)者(zhe)對(dui)生(sheng)物(wu)修(xiu)複(fu)研(yan)究(jiu)相(xiang)當(dang)投(tou)入(ru)。固(gu)態(tai)發(fa)酵(jiao)生(sheng)物(wu)技(ji)術(shu)是(shi)有(you)毒(du)化(hua)合(he)物(wu)生(sheng)物(wu)降(jiang)解(jie)與(yu)環(huan)境(jing)生(sheng)物(wu)修(xiu)複(fu)的(de)有(you)益(yi)工(gong)具(ju)。

    三、結論與展望

    通過對近幾年文獻分析，我們可看到固態發酵技術在各領域上都得到了很大發展。當前，許多工農業殘渣、城cheng市shi生sheng活huo垃la圾ji已yi成cheng為wei社she會hui公gong害hai，對dui人ren類lei的de生sheng存cun環huan境jing均jun產chan生sheng不bu利li的de影ying響xiang。隨sui著zhe人ren們men對dui固gu態tai發fa酵jiao機ji理li認ren識shi不bu斷duan加jia深shen，現xian代dai固gu態tai發fa酵jiao的de成cheng功gong也ye將jiang成cheng為wei現xian代dai發fa酵jiao技ji術shu的de一yi次ci革ge命ming

，可ke以yi對dui這zhe些xie材cai料liao進jin行xing降jiang解jie、修複，轉化成對人們有益或無害的物質
，既無損於自然生態係統，又可以解決環境汙染問題，減輕資源危機。

    現代固態發酵的應用具有巨大的潛能
，但與液體發酵相比，目前固態發酵在傳質

、chuanredengfangmianhaiquefaquanmiandexiangxiyanjiu
，yinerduigongyehuadaguimodezuiyouhuashengchanrengyouyidingdeyingxiang。yinci，ruhejiejuezhexiejishushangdenandian
，genghaodiwanshanxiandaigutaifajiaojishuhaiyouxuduogongzuojidaiguangdakeyangongzuozhequbuduannuli。