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1 微生物发酵的基本条件
在同一设备中,不同的培养基和微生物可以生产各种不同的产品。影响微生物的生长因素有:培养基(主要有碳源、氮源);温度,通常为25-35℃;PH,一般为6.0-7.5;空气,发酵罐内需要通入空气,搅拌使空气扩散,促进微生物代谢;微量元素。【1】根据微生物的生理特性,发酵过程的的温度、湿度(固体发酵)、氧气(好氧菌)、时间、杂菌污染的控制是5个主要因素。【2】而营养成分和PH一般都是在配制发酵基料时控制的,在此不作详细的讨论。
2 固体发酵
固体发酵法是指利用麸皮 、 米糠 、 稻壳等农作物纤维素颗粒作碳源及能源,或利用聚氨酯等惰性固体颗粒作支持物,在没有或基本上没有游离水的固态基质上的发酵过程 。【3】其主要特点是发酵体系没有游离水存在,微生物在有足够湿度的固态基质, 从固体颗粒中汲取水分, 微生物的生长及所形成的产物均处于基质表面 。 固体基质不仅起到一个提供碳源 、 氮源 、 水分 、 无机物和其他营养物的作用, 同时也为微生物的生长提供了一个固定的位置,整个发酵过程跟微生物在自然环境中所发生的微生物反应相似 。
2.1固体发酵分类
B.Lonsane在其研究中归纳出九种不同形式的SSF工业规模固态反应器:转鼓式、木盒式、加盖盘式、垂直培养盘式、倾斜接种盒式、浅盘式、传送带式、圆盘式、混合式 。【4】以基质的运动情况则可以分为两种:①静态固态反应器,包括浅盘式和塔柱式反应器;②动态固态发酵反应器,包括机械搅拌的筒、柱式、转筒式反应器等。【5】
2.1优缺点
静态固态反应器内发酵基质在发酵过程中基本处于静止状态。其优点是结构简单,操作方便,放大问题小;其明显的缺点是热量、氧气和其他营养物质的传递困难,从而导致基质内部温度、湿度、酸碱度和菌体生长状态的严重不均。
动态固态反应器中的基质处于间断或 连续的运动状态,而强化了传热和传质,设备结构紧凑,自动化程度相对较高;但由于机械部件多,结构复杂,灭菌消毒比较困难,固态基质的搅拌能耗过大,发酵物料的持续运动有可能会破坏菌丝体,从而影响菌体的生长与代谢。