固態(tài)發(fā)酵工程技術(shù)的應用分析

張力文

成都市實驗外國語學校

固態(tài)發(fā)酵工程技術(shù)的應用分析

張力文

成都市實驗外國語學校

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

固態(tài)發(fā)酵工程 參數(shù)控制 水分活度 溫度

固態(tài)發(fā)酵技術(shù)就是在沒有或者幾乎沒有水的情況下，微生物在固態(tài)基質(zhì)上的生長過程，在世界能源的危機下，固態(tài)發(fā)酵技術(shù)受到了人們的重視，在工業(yè)廢棄物、農(nóng)業(yè)方面都有著廣泛的應用，取得了良好的成效，是工業(yè)應用中的一項理想技術(shù)，受到了各個國家的重視。

1 固態(tài)發(fā)酵工程研究過程中的質(zhì)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(chǎn)生，而固態(tài)發(fā)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(zhì)與能量守恒的模型，為放大固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)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(jié)合的方法在固態(tài)發(fā)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(diào)節(jié)問題，無法兼顧其內(nèi)部顆粒的散熱性。

1.2 水分活度控制

固態(tài)發(fā)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(lián)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(guān)。

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(shù)的固態(tài)發(fā)酵都選用真菌，能夠有效減少雜菌污染。通過像基質(zhì)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(tài)發(fā)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(chǎn)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(zhì)、產(chǎn)物對氧氣的需求量、發(fā)酵產(chǎn)熱量、基質(zhì)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(zhì)的濕潤度降低，需要更長的時間來加濕空氣。

2 固態(tài)發(fā)酵工程的應用分析

2.1 應用于食品加工業(yè)

固態(tài)發(fā)酵工程可以應用于生產(chǎn)可食用菌、生產(chǎn)酶制劑、生產(chǎn)紅曲、釀造醬油等方面。相關(guān)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(guān)操作后，盡可能多的培養(yǎng)出優(yōu)質(zhì)的食用菌，使其在藥性、保健性上的功能達到最大的發(fā)揮。酶生產(chǎn)業(yè)也正在隨著時代進步不斷的發(fā)展完善，利用固態(tài)發(fā)酵工程生產(chǎn)的酶能明顯的提高酶的存活率。

2.2 應用于飼料生產(chǎn)業(yè)

固態(tài)發(fā)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(fā)酵，使作用于發(fā)酵過程。該種生產(chǎn)方式的原料廣泛，受到普遍推崇和廣泛關(guān)注。能投入應用的有糠類、糟粕、秸稈等，發(fā)酵過程能使其大大提高蛋白質(zhì)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(yǎng)物和甘露寡糖，也都是組成微生物發(fā)酵飼料的重要部分，不可或缺。還可在食品生產(chǎn)和加工產(chǎn)業(yè)投資領域使用，培養(yǎng)出綠色安全的益生菌。對于禽畜飼料的應用，可以使生產(chǎn)過程實現(xiàn)工業(yè)化，高效化，這也是固態(tài)發(fā)酵工程的一大優(yōu)勢。

2.3 應用于資源環(huán)境

固態(tài)發(fā)酵將會產(chǎn)生大量的乙醇，作為現(xiàn)代高效無污染的優(yōu)質(zhì)能源，可作為生物燃料進行工業(yè)化生產(chǎn)。相關(guān)人員通過對幾種原料分析后總結(jié)出酵母作為理想菌種，發(fā)酵效果最好的底物，不僅大范圍提高生物燃料的發(fā)酵效果，還能使生物燃料的質(zhì)量有效提高，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在資源環(huán)境的利用中，固態(tài)發(fā)酵工程在解毒方面也有一定價值。目前，部分農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量堪憂，由于廢料和農(nóng)藥等使用不當，生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的殘渣也會產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì)，使用后影響人們健康。而固態(tài)發(fā)酵技術(shù)，可有效解決此類問題，改善種子的營養(yǎng)成分，還可提升其使用價值和經(jīng)濟價值。

3 結(jié)語

近幾年來，固態(tài)發(fā)酵工程將傳統(tǒng)的經(jīng)驗和現(xiàn)代科學技術(shù)有效高效結(jié)合起來，在食品、飼料等產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)上有卓越的表現(xiàn)，隨著科技的不斷進步，相信固態(tài)發(fā)酵工程的發(fā)展前景會越來越好。

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