固態發酵工程技術的研究應用分析

摘? 要：固態發酵是指利用微生物在沒有或者幾乎沒有游離水的多孔性固態基質中進行發酵的方式，具有較多的優點，較適用于現在發展較快的時期，可節約能源。該技術不僅具有節約資源的優勢，也沒有廢液生產，不污染環境，十分適應于現代科學技術社會的發展。隨著當前社會發展速度如此之快，又面臨著能源危機，固態發酵的方式成為了人們關注的焦點，也有較多的企業研究機構對固態發酵工程技術開始了深入研究，并且在底物特性等方面取得了較大的進展。該研究將探究分析固態發酵的工程技術研究的過程中參數控制以及應用生物制藥。

關鍵詞：固態發酵? 工程技術? 生物制藥? 研究應用分析

中圖分類號：TS201? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）04（b）-0219-02

固態發酵技術實際上是指利用不溶性固體基質來培養微生物的過程，大多數情況是指在沒有或者幾乎沒有游離水的多孔性固態基質中進行發酵的過程。在垃圾堆積如山、污水排放問題如此嚴重的時代，微生物已經有著巨大的作用來處理這些問題。通過對固態發酵技術的不斷認識和深入了解，固態發酵技術已經成為現代社會不可缺少的一部分，隨著當前社會發展速度如此之快，又面臨著能源危機，固態發酵的方式成為了人們關注的焦點。該技術不僅具有節約資源的優勢，也沒有廢液生產，不污染環境，十分適應于現代科學技術社會的發展。采用固態發酵技術進行生物制藥提高了產品自身的質量，提高了生產質量。因此，此項工程技術在工業應用中具有良好的發展前景，受到了各國家的關注和應用。

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

微生物在進行生長過程中，會伴隨有大量的熱量生成，而固態發酵的過程中熱傳遞功能存在很大的缺陷，不能使熱量及時排除，因此容易使溫度升高，極易破壞微生物生長的最適應的生長溫度，甚至會導致微生物的死亡，所以在發酵過程中控制溫度是十分有必要的[1]。

1.2 水分活度控制

因為固態發酵技術實際上是指利用不溶性固體基質來培養微生物的過程，大多數情況是指在沒有或者幾乎沒有游離水的多孔性固態基質中進行發酵的過程。所以微生物的生長速度和代謝強度與底物含水量有著密不可分的關系。一般來說，真菌的水活度要求相對于細菌的要求要低[2]，即在0.6～0.7的水活度即可存活，因此在進行固態發酵時大多都選用真菌，可有效減少其他細菌的污染。提高水活度可通過增加空氣中的濕度、增加細菌基質中的水分等方法。

1.3 通風控制

微生物發酵過程中不僅需要控制合適的溫度以及水分活度，也需要對通風率進行控制，因為微生物具有好氧性的特點，在發酵過程中需要進行通風，為微生物的生長提供一定量的氧氣，同時也可以帶走一部分熱量，增強傳熱的效率。依據微生物的特性、發酵產熱量以及基質間隔的特點，都可以影響通風率。增強通風可在一定程度上降低底物水活度，進而可加強空氣中的濕度。

2? 固態發酵工程的應用分析

2.1 應用于生物制藥

隨著現在固態發酵技術的不斷改進和完善，固態發酵逐漸被應用于生物制藥的過程中，并且生產規模也逐漸增大，投入的成本也日益增多[3]，其中只需要控制好工藝技術，再利用固態發酵的特點，以及利用高溫殺菌等殺菌操作可防止雜菌的污染，使其在各方面達到最優，即可獲得高質量和高產量的藥品。

2.2 應用于飼料生產業

固態發酵工程技術也可應用于微生物領域，利用微生物的各項生理特性，來刺激和發酵一些飼料，主要應用的是酵母。因為利用此種方法的原料眾多，因此受到普遍的應用和關注，原料大多為糠類、秸稈、糟粕等[4]，通過發酵可大大提高其的蛋白質水平，提高了營養價值，使消化和吸收的能力達到最高。此方面的應用，不僅有益于各類禽獸的食物問題，也對生物肥料得到有效利用，也降低了生產資金，實現了生產化，成為固態發酵過程的一大優勢。

2.3 應用于資源環境

隨著人類文明和經濟的發展，如今也越來越提倡綠色生產的觀念，盡量降低資源的消耗，不對環境產生危害或將危害降低到最小。但是在人類物質生活越來越高時，資源環境遭受的破壞也越來越嚴重。因此，微生物的存在給人們帶來了巨大的好處，也為環境的保護做出了巨大的貢獻。微生物可以將人類產生的污水得到凈化，以及農業殘渣的轉化、廢棄物處理等方面。固態發酵也是解決能源短缺以及環境污染的重要方式之一，微生物的存在可以使廢棄物變成有價值的資源[5]，減少環境污染的幾率，在資源環境取得了巨大的進展，特別是生物燃料、生物農藥、生物轉化、生物解讀以及生物修復方面尤為突出。利用固態發酵工程技術，不僅推動了相關產業的發展，也提高了某些無用物質的利用價值。

3? 討論

通過對所收集的文獻進行探究分析，可以發現固態發酵技術如今已經取得了巨大的進展，在各領域都能發現它的足跡。該技術不僅具有節約資源的優勢，也沒有廢液生產，不污染環境，十分適應于現代科學技術社會的發展。隨著當前社會發展速度如此之快，又面臨著能源危機，固態發酵的方式成為了人們關注的焦點。在垃圾堆積如山、污水排放問題如此嚴重的時代，微生物已經有著巨大的作用來處理這些問題。通過對固態發酵技術的不斷認識和深入了解，固態發酵技術已經成為現代社會不可缺少的一部分，其可以應用于生物制藥、食品加工業，例如可生產可食用菌、釀造醬油、酶抑制劑以及紅曲和檸檬酸;應用于飼料生產業，利用微生物的各項生理特性，來刺激和發酵一些飼料，主要應用的是酵母，因為利用此種方法的原料眾多，因此受到普遍的應用和關注，原料大多為糠類、秸稈、糟粕等，通過發酵可大大提高其的蛋白質水平，提高了營養價值，使消化和吸收的能力達到最高;應用于資源環境中微生物的存在可以使廢棄物變成有價值的資源，減少環境污染的幾率，在資源環境取得了巨大的進展，特別是生物燃料、生物農藥、生物轉化、生物解讀以及生物修復方面尤為突出。

現代固態發酵技術的應用在市場上依然有很大的發展潛力，但是與液體發酵相比，固態發酵依然在一些方面缺乏全面的了解與研究，對隔夜的生產仍然存著一些問題，所以，如何解決這些就是目前最大的難題，也需要廣大的科研人員與技術人員不斷探索，不斷努力，將固態發酵技術應用到更廣泛的生活中，造福人類社會。

參考文獻

[1] 段穎異，陳洪章.固態發酵基質的三相結構變化對其傳遞性質的影響[J].化工學報，2017（4）：1204-1210.

[2] 李東，孫永明，袁振宏，等.食物垃圾和廢紙聯合厭氧消化產甲烷[J].環境科學學報，2016（3）：577-583.

[3] 朱瑤迪，鄒小波，徐藝偉，等.鎮江香醋固態發酵過程中溫度的監控與分析[J].中國食品學報，2016，16（2）：124-129.

[4] 劉嶧，沈高峰，劉慧芹，等.盾殼霉固態發酵基質篩選和發酵條件優化[J].中國農學通報，2017，28（30）：101-105.

[5] 劉秀娟，李暉，薛金紅，等.稻草秸稈厭氧發酵產沼氣研究[J].農業科學與技術：英文版，2016，12（12）：1761-1764.

①作者簡介：李雪琪（1998，2—），女，漢族，吉林長春人，本科在讀，研究方向：生物制藥。