固态发酵技术应用及进展.docx

固态发酵技术应用及进展谷军;张小彦【期刊名称】《《中国调味品》》【年(卷)，期】2019(044)010【总页数】4页(P197-200)【关键词】固体发酵;参数;设备【作者】谷军;张小彦【作者单位】黑龙江省科学院微生物研究所哈尔滨150010【正文语种】中文【中图分类】TS201.57固态发酵(solid-statefermentation，SSF)是指在固态基质原料上进行的微生物发酵过程，在发酵基质中几乎没有可以自由流动的水［1］。培养基底物以固态形式存在，不溶于水，为微生物的生长提供了生长环境和所需的营养物质。 由固体发酵的培养方式决定其有一些区别于液态发酵的特点：首先，微生物的生长过程中，具有各部温差较大、发酵原料不可溶的特点；其次，微生物细胞的菌体生长过程中大多数叠加在一起生长，直接与载体接触的菌体同在它上面的菌体生长的环境有所区别，提供氧气方面，夕卜层要好于内层；提供营养方面，内层微生物要好于外层微生物，通过菌体之间的间隙来获取。因此，可以认为每个微生物菌体之间的生长环境是不同的。同液态发酵相比，固体发酵具有以下优势［2］:在固态发酵中微生物能保持原始的自然生长状态，利于发酵的代谢产物的积累与多样性。因而，目前在食品酿造行业还采用传统的固体方式发酵；发酵培养基中的含水量低，不需要进行像液态发酵那样的废水处理，环境友好，降低了生产成本。 1固体发酵技术应用1.1固体发酵生产常用的微生物资源SSF所使用的微生物主要是一些好氧微生物包括细菌、酵母菌、放线菌和霉菌。适于固体发酵理想的微生物要求：对营养要求简单粗放并且在基质中生长发育迅速，对真菌类要求菌丝的穿透力要强，能够深入到料层中，并且有完整酶系。 固体发酵技术在我国有非常悠久的历史，如酱油、食醋、豆豉、面包酒曲、食用菌等方面。近些年，固体发酵得到了进一步的扩大，主要有有机酸、酶制剂、农业微生物产品等。固体发酵技术不仅对微生物资源的利用存在多样性，而且最终的发酵产品也是多种多样的，见图1。 图1固态发酵技术Fig.1Solid-statefermentationtechnology1.2固体发酵技术生产的产品1.2.1在食品工业中的应用发展酱油是以大豆、麸皮等为原料，经微生物固态发酵制成的液体调味品。酱油在我国食品行业中占有重要的地位。近年来，酱油的发酵生产工艺也在不断创新，对不同生产阶段的微生物种类及对酱油风味形成的研究逐渐受到人们的关注，这些方面的研究对酱油行业的发展具有重要意义［3］。 豆豉是传统的调味食品，多采用黑豆或黄豆为原料，经发酵制成。现在人们更关注豆豉发酵中产生的物质在营养功能性方面的作用，原料发酵后消除了营养抑制因子，加入的食盐、乙醇和香辛料等提高了产品的储藏性，经发酵后，产品中的氨基酸和异黄酮等成分增加，具有控制糖尿病、抗氧化和降血压等诸多功能［4,5］。 腐乳是在我国传统食品豆腐的基础上经过微生物进一步发酵而制成的风味独特的调味品。根据使用的微生物不同分为细菌型、根霉型和毛霉型3种［6］,其中毛霉型腐乳生产量最多。由于传统腐乳制作简单粗放，影响因素较多，产品品质和风味不稳定，目前工作对现有腐乳生产工艺进行了改进，提高了产品的稳定性［7］。 乳酸目前广泛应用于食品工业中。生产乳酸的微生物有细菌、真菌、酵母菌等。细菌主要有芽孢杆菌、乳酸菌，真菌中米根霉菌是近年研究的热点。目前在，，「生产乳酸方面的研究集中于生产工艺上。 柠檬酸是产量最大的有机酸，具有多种功能。目前柠檬酸主要采用液体发酵生产。SSF法生产柠檬酸有很大潜力。现已研究了利用香蕉皮、甘蔗渣、苹果渣、麦麸、橘皮、麦秆、玉米秸秆等原料生产柠檬酸的工艺［8］。 1.2.2在农业中的应用固体发酵在微生物肥料生产中有广泛的应用。采用的微生物主要有细菌、放线菌和真菌等。由于芽孢杆菌可产芽孢，保质期较长，在农业生产中应用最多，主要包含枯草芽孢杆菌［9］、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌［10］。放线菌以链霉菌的生产和应用为主［11］，目前应用最多的是细黄链霉菌。 固态发酵在饲料生产中的应用。采用的微生物主要有乳酸菌、酵母菌［12］。经过微生物发酵后原料更容易被动物消化吸收，提高了饲料的利用率。同时产生发酵的代谢产物有活性肽、降解酶、酸类等功能性营养成分，提高了动物对疾病的抵抗能力。青贮饲料是利用乳酸菌对玉米秸秆、牧草等进行固态发酵而制成的一种粗饲料。在青贮中接种人工培育的乳酸菌可加速青贮过程［13］，提高产品的质量和稳定性。 1.2.3在能源领域的应用在能源领域中，固态发酵生产数量最多、产量最大的生物燃料无疑是乙醇。利用木质纤维素生产燃料乙醇是研究的焦点［14］。其相关产业化技术的突破，将加快生物质能源前进的步伐，推动生物质能源产业的发展［15］。 1.2.4生物转化及解毒功能利用固态发酵技术，可以实现生物转化和