KNOWLEDGE
技艺基本常识
固体发酵前提和影响身分
1 基质
微生物要在基质长停止发展并产生代谢产物, 势必遭到底物自身的物理身分 (底物颗粒巨细、外形、空地率、纤维含量、黏度、颗粒之间分散等 )和化学身分(聚合度 、疏水性、结晶度及电化学性子等)的影响。底物颗粒的尺寸及湿度或水活度在固态发酵中对微生物的发展与活性最主要。 底物颗粒的巨细间接影响到单元体积反映外表积, 也会影响颗粒间菌体发展、氧的供应率及二氧化碳的移出率等。小的底物颗粒能够供给较大微生物发展外表积 , 能够较着进步固态发酵反映速度 ．被以为是抱负的挑选。可是, 在良多情况下太小的颗粒轻易形成底物结团 , 颗粒间空地率也减小, 致使阻力增大, 对传热、传质产生倒霉的影 响 , 乃至于故障微生物的呼吸或通气, 成果致使微生物不良发展；大颗粒因为具有较大空地有益于进步传质和传热效力, 还可供给更好的呼吸及通气前提, 但供给较小的微生物发展外表积, 下降了固体发酵效力。以是对固体发酵进程, 挑选适合的颗粒是非常须要的。
2 水份和水活度
底物含水量的变更对微生物的发展及代谢能力有主要影响． 低水份将下降 养分物资传输、微生物发展、酶不变性和基质收缩；高水份将致使颗粒结块、通气不顺畅和染菌。固态发酵程中水份含量规模应节制在30 ％-85 ％。差别微生物发酵, 水份应当是差别的。
微生物可否在底物上发展取决于该基质的水活度。水活度除受基质自身的影响外, 还与溶质的品种和数目相关。差别微生物水活度请求也差别。普通而言, 细菌请求水活度0.90～0.99 之间；大大都酵母菌请求水活度在0.80～0.90； 真菌及多数酵母菌请求水活度在0.60 —0.70 。 在固态发酵进程中, 因为基质的水解, 物资的溶出, 水活度下降, 将耽误微生物的滞前期, 致使生物量削减。能够经由进程加无菌水、加湿氛围和装配喷湿器等体例来进步水活度, 以保障菌体普通发展。
3 pH值
今朝, 天下规模内对这方面的研讨很少, 但p H 值是影响发酵进程的主要身分, 因为固态物料的含水量偏低 , 固态发酵中的p H 值检测手腕难以利用。 普通以为, 固体发酵进程中, 因为物料杰出的缓冲性, 只需调理好初始pH 值 , 发酵进程中不用对其停止监测和节制。在现实进程中, 菌体代谢会致使物料 pH 值产生较大变更。
4 温度
温度是影响微生物发展的主要身分, 间接干系到发酵进程的普通停止和最 终产物的天生。固态发酵中, 微生物发展早期要到达必然的温度, 能力保障其普通发展。微生物在发展进程中, 会开释大批的生物热 , 出格是在微生物的对数发展期, 产热速度很快, 菌丝体发展兴旺, 形成物料大面积板结 , 加上固态发酵中不自在活动相 , 导热机能差, 单元间隔上具有很大的温度梯度 , 偶然高达3℃／cm, 倒霉于微生物的发展和产酶, 必需经由进程透风降温 、喷淋无菌水及翻曲等手腕使热量实时披发 。
5 透风和搅 拌
好氧发酵进程中对氧的须要及体系中传质、传热的须要, 透风和搅拌操纵有重 的影响． 氛围速度增添可供给微生物发展所需氧气,又能够移除CO₂、挥发性代谢物和反映热, 但良多身分影响氧的传输 , 如氛围压力 、通气率、基质空地、料层厚度、培育基水份、反映器多少特点及机器搅拌装配的转速等。气流强度可作为评判透风强弱的规范, 通气品质也很主要 (出格是气体湿度, 可转变水活度 )。适合的透风强度和品质可进步对温度的节制。因为基质的不平均性, 透风进程轻易形成细胞代谢产生变更, 须要经由进程搅拌来进步物料发酵、水份、温度和蔼态情况均一性。在挑选基质时, 招考虑基质特征, 防止在搅拌进程中呈现结块景象, 但过度的翻动能够毁伤菌丝体, 按捺菌体发展。间歇搅拌较持续搅拌有较好结果, 对菌丝体的发展及其在基质上附着更有益。
微生物要在基质长停止发展并产生代谢产物, 势必遭到底物自身的物理身分 (底物颗粒巨细、外形、空地率、纤维含量、黏度、颗粒之间分散等 )和化学身分(聚合度 、疏水性、结晶度及电化学性子等)的影响。底物颗粒的尺寸及湿度或水活度在固态发酵中对微生物的发展与活性最主要。 底物颗粒的巨细间接影响到单元体积反映外表积, 也会影响颗粒间菌体发展、氧的供应率及二氧化碳的移出率等。小的底物颗粒能够供给较大微生物发展外表积 , 能够较着进步固态发酵反映速度 ．被以为是抱负的挑选。可是, 在良多情况下太小的颗粒轻易形成底物结团 , 颗粒间空地率也减小, 致使阻力增大, 对传热、传质产生倒霉的影 响 , 乃至于故障微生物的呼吸或通气, 成果致使微生物不良发展；大颗粒因为具有较大空地有益于进步传质和传热效力, 还可供给更好的呼吸及通气前提, 但供给较小的微生物发展外表积, 下降了固体发酵效力。以是对固体发酵进程, 挑选适合的颗粒是非常须要的。
2 水份和水活度
底物含水量的变更对微生物的发展及代谢能力有主要影响． 低水份将下降 养分物资传输、微生物发展、酶不变性和基质收缩；高水份将致使颗粒结块、通气不顺畅和染菌。固态发酵程中水份含量规模应节制在30 ％-85 ％。差别微生物发酵, 水份应当是差别的。
微生物可否在底物上发展取决于该基质的水活度。水活度除受基质自身的影响外, 还与溶质的品种和数目相关。差别微生物水活度请求也差别。普通而言, 细菌请求水活度0.90～0.99 之间；大大都酵母菌请求水活度在0.80～0.90； 真菌及多数酵母菌请求水活度在0.60 —0.70 。 在固态发酵进程中, 因为基质的水解, 物资的溶出, 水活度下降, 将耽误微生物的滞前期, 致使生物量削减。能够经由进程加无菌水、加湿氛围和装配喷湿器等体例来进步水活度, 以保障菌体普通发展。
3 pH值
今朝, 天下规模内对这方面的研讨很少, 但p H 值是影响发酵进程的主要身分, 因为固态物料的含水量偏低 , 固态发酵中的p H 值检测手腕难以利用。 普通以为, 固体发酵进程中, 因为物料杰出的缓冲性, 只需调理好初始pH 值 , 发酵进程中不用对其停止监测和节制。在现实进程中, 菌体代谢会致使物料 pH 值产生较大变更。
4 温度
温度是影响微生物发展的主要身分, 间接干系到发酵进程的普通停止和最 终产物的天生。固态发酵中, 微生物发展早期要到达必然的温度, 能力保障其普通发展。微生物在发展进程中, 会开释大批的生物热 , 出格是在微生物的对数发展期, 产热速度很快, 菌丝体发展兴旺, 形成物料大面积板结 , 加上固态发酵中不自在活动相 , 导热机能差, 单元间隔上具有很大的温度梯度 , 偶然高达3℃／cm, 倒霉于微生物的发展和产酶, 必需经由进程透风降温 、喷淋无菌水及翻曲等手腕使热量实时披发 。
5 透风和搅 拌
好氧发酵进程中对氧的须要及体系中传质、传热的须要, 透风和搅拌操纵有重 的影响． 氛围速度增添可供给微生物发展所需氧气,又能够移除CO₂、挥发性代谢物和反映热, 但良多身分影响氧的传输 , 如氛围压力 、通气率、基质空地、料层厚度、培育基水份、反映器多少特点及机器搅拌装配的转速等。气流强度可作为评判透风强弱的规范, 通气品质也很主要 (出格是气体湿度, 可转变水活度 )。适合的透风强度和品质可进步对温度的节制。因为基质的不平均性, 透风进程轻易形成细胞代谢产生变更, 须要经由进程搅拌来进步物料发酵、水份、温度和蔼态情况均一性。在挑选基质时, 招考虑基质特征, 防止在搅拌进程中呈现结块景象, 但过度的翻动能够毁伤菌丝体, 按捺菌体发展。间歇搅拌较持续搅拌有较好结果, 对菌丝体的发展及其在基质上附着更有益。
