固體發(fā)酵罐的工作原理、應(yīng)用及其特性

    固體發(fā)酵罐：固態(tài)發(fā)酵是指沒有或幾乎沒有自由水存在下，在有一定濕度的水下溶性固態(tài)基質(zhì)中，用一種或多種微生物的一個生物反應(yīng)過程。從生物反應(yīng)過程中的本質(zhì)考慮，固態(tài)發(fā)酵是以氣相為連續(xù)相的生物反應(yīng)過程。固體發(fā)酵具有操作簡便、能耗低、發(fā)酵過程容易控制、對無菌要求相對較低、不易發(fā)生大面積的污染等優(yōu)點。真菌是固體發(fā)酵最普遍被使用的微生物，因其菌絲如同植物 的根能在固態(tài)表面生長，并滲透到基質(zhì)內(nèi)，產(chǎn)生多樣的胞外酵素能力，比起其他單細胞的細菌及酵母菌，更適合固體發(fā)酵的環(huán)境。固體發(fā)酵罐 的工作原理：微生物生長在潮濕不溶于水的基質(zhì)進行發(fā)酵，在固體發(fā)酵過程中不含任何自由水，隨著微生物產(chǎn)出的自由水的增加，固體發(fā)酵范圍延伸至黏稠發(fā)酵以及固體顆粒懸浮發(fā)酵?？梢哉J為每個細胞之間的生長環(huán)境未必相同。為提高培養(yǎng)效率，采用增大表面積的辦法。實驗室內(nèi)一般采用試管斜面、培養(yǎng)皿、三角瓶、克氏瓶等培養(yǎng)，工廠大多采用曲盤、簾子以及通風制曲池等，特別是在霉菌的培養(yǎng)中，目前仍采用固體培養(yǎng)法制曲。由于選取農(nóng)副產(chǎn)品如麩皮等作原料，價格低廉，其顆粒表面積大，疏松通氣，原料易大量獲得，因此，釀酒行業(yè)用得很普遍。但是，由于大規(guī)模表面培養(yǎng)技術(shù)仍有很多困難，在發(fā)酵生產(chǎn)上，能用液體表面培養(yǎng)的，大多采用液體深層培養(yǎng)法來代替。
固體發(fā)酵罐的應(yīng)用：將微生物 接種在固體培養(yǎng)基表面生長繁殖的方法，稱固體培養(yǎng)法。它是表面培養(yǎng)的一種。廣泛用于培養(yǎng)好氣性微生物。例如，用于微生物形態(tài)觀察或保藏的瓊脂斜面培養(yǎng)，用于平板分離或活細胞計數(shù)的平板培養(yǎng)，都屬于固體表面培養(yǎng)法。用該方法配氧微生物時。固體發(fā)酵法目前主要用在傳統(tǒng)的發(fā)酵工業(yè)中。例如：醬油的生產(chǎn)，從菌種培養(yǎng)到制曲，再到發(fā)酵都采用固體法。發(fā)酵條件相對比較開放，工藝簡單，設(shè)備要求簡單，成本相對比較低。雖然最近有的廠家也采用深層液體發(fā)酵，但在口味上明顯與固體發(fā)酵無法比擬。又如在食醋的生產(chǎn)上有的廠家采用前液后固，目的在于提高食醋的風味。
固體發(fā)酵罐的特性：培養(yǎng)基單純，例如谷物類、小麥麩、小麥草、大宗谷物或農(nóng)產(chǎn)品等均可被使用，發(fā)酵原料成本較經(jīng)濟。基質(zhì)前處理較液體發(fā)酵少，例如簡單加水使基質(zhì)潮濕，或簡單磨破基質(zhì)增加接觸面積即可，不需特殊機具，一般家庭即可進行步驟。因獲得水分可減少雜菌污染，此種低滅菌步驟即可施行的發(fā)酵，適合低技術(shù)地區(qū)使用。能產(chǎn)生特殊產(chǎn)物，如紅麴產(chǎn)生的紅色色素是液體發(fā)酵的十倍，又Aspergillus在固體發(fā)酵所產(chǎn)生的glucosidase較液體發(fā)酵產(chǎn)生的酵素更具耐熱性。固體發(fā)酵相當于使用相當高的培養(yǎng)基，且能用較小的反應(yīng)器進行發(fā)酵，單位體積的產(chǎn)量較液體為高。下游的回收純化過程及廢棄物處理通常較簡化或單純，常是整個基質(zhì)都被使用，如做為飼料添加物則不需要回收及純化，無廢棄物的問題。固體發(fā)酵可食品產(chǎn)生特殊風味，并提高營養(yǎng)價值，如天培可作為肉類的代用品，其胺基酸及脂肪酸易被人體消化吸收。