由于纯种培养技术的迅速发展而一度受到冷落的混合培养技术,现又逐步受到重视。在 这些天然混合物和非均质的基质中,几种微生物能找到最适于发育和共生协作的小生态环 境。由于同时利用不同菌株进行共同培养,增加了培养物的基因库容量、从而可以通过不同 电极能力组合,完成单菌难以完成的复杂的转化过程,达到提高基质产率和生产效率等目的。 并且,这样的工艺可以用来代替遗传工程菌来进行复杂的多种反应。这时的混合培养不再是 粗放的、不加控制的系统, 5,从堆积发酵到流化态发酵 固态生化反应器由简单浅盘发酵到机械化发酵罐,它们还都是堆积发酵。现日本已兴 起流化床培养,活力可提高到5~10倍 6,从上游过程和下游过程分别操作到组合操作 发酵工业过程主要由发酵过程(也称上游过程)和产物分离过程(下游过程)两部分组成 现大多数工业是把发酵过程和产物分离纯化过程分别放在不同操作单元中完成,并前后连接 成一个整体。若把发酵过程和产物分离纯化过程两者结合在一起,在同一单元操作中同时进 行,则表现比许多优势。例如,可减少反应产物对反应的反馈抑制:打破反应的平衡态使反 应不断地向生成产物的方向进行;可提高原料的利用率和转化率;提高发酵器生产能力:减 少产物分离纯化的费用和降低生产成本等。李永泉等已进行肌昔发酵和分离组合过程优化条 件的研究,使平均产甘率提高了65.2%,基质利用串提高5645% 第四节固态发酵的应用 、固态发酵的产品 固态发酵可利用多种工农业残渣作为底物大量生产化学物质,如乙醇、单细胞蛋白 蘑菇、酶制剂、有机酸、生物次级代谢产物等高价值产品,所以固态发酵被认为是可再生性 资源综合利用最有希望的途径。固态发酵产品主要涉及有机酸、生物燃料、生物活性物质 风味物质及其他物质。 1,有机酸 有机酸是羧酸( RCOOH)、磺酸( RSO,OH)、亚磺酸( RSOOH)、硫代羧酸( RCOSH)等的 总称。很久以前.人们已开始研究利用微生物发酵生产有机酸以代替从水果、蔬菜等植物中 提取有机酸的方法,有机酸都是微生物的初级代谢产物,与人们日常生活、工业生产有着十 分密切的关系,也是发酵工业小历史上最悠久、价格最低的产品 由于它们的原料是可再生物质,与化学合成相比,发酵更适合食品、医药等部门。近 几年微生物育种和工艺方面的进步,使用固态发酵生产的传统发酵工业仍具有强大的生命 力。乳酸、柠檬酸很久以前就达到了固态发酵工业化生产。近几年陆续有文献报道,人们开 始利用固态发酵技术探索生产富马酸、草酸、亚麻酸等(见表1.6。下面主要谈及乳酸与柠 檬酸的研究进展状况。 乳酸是一种历史悠久的微生物发酵产物,酸奶可能是人类历史上第一个发酵食品。用丝 状真菌或细菌菌株都可以进行固态发酵生产乳酸。其底物广泛,可用农作物(如树薯、甜菜 等),也可用残渣(如甘蔗渣、胡萝卜加工废渣等)。 Soccol利用 R oryzae比较了固态与液态发 酵生产乳酸,固态发酵惰性支持物由营养盐与甘蔗渣组成,结果证明固态发酵生产水平及生 产率均高于液态发酵。 Richter利用细菌 L paracasei比较乳酸固态及液态发酵,得到同样的 结论。液态发酵乳酸浓度,产率,周期分别为88~106g/L,91%%%,24~32h与之对应 固态发酵分别为90g/kg,91%-95%,120-200h 柠檬酸是十分重要的有机酸,它原来是从柠檬中分离得到的,广泛应用于食品、洗涤剂、 医药工业。一般用黑曲霉( Aspergillus niger)或假丝酵母( Candida sp)液态发酵生产。但固态发由于纯种培养技术的迅速发展而一度受到冷落的混合培养技术，现又逐步受到重视。在 这些天然混合物和非均质的基质中，几种微生物能找到最适于发育和共生协作的小生态环 境。由于同时利用不同菌株进行共同培养，增加了培养物的基因库容量、从而可以通过不同 电极能力组合，完成单菌难以完成的复杂的转化过程，达到提高基质产率和生产效率等目的。 并且，这样的工艺可以用来代替遗传工程菌来进行复杂的多种反应。这时的混合培养不再是 粗放的、不加控制的系统， 5，从堆积发酵到流化态发酵 固态生化反应器由简单浅盘发酵到机械化发酵罐，它们还都是堆积发酵。现日本已兴 起流化床培养，活力可提高到 5~10 倍。 6，从上游过程和下游过程分别操作到组合操作 发酵工业过程主要由发酵过程（也称上游过程）和产物分离过程(下游过程)两部分组成。 现大多数工业是把发酵过程和产物分离纯化过程分别放在不同操作单元中完成，并前后连接 成一个整体。若把发酵过程和产物分离纯化过程两者结合在一起，在同一单元操作中同时进 行，则表现比许多优势。例如，可减少反应产物对反应的反馈抑制；打破反应的平衡态使反 应不断地向生成产物的方向进行；可提高原料的利用率和转化率；提高发酵器生产能力；减 少产物分离纯化的费用和降低生产成本等。李永泉等已进行肌昔发酵和分离组合过程优化条 件的研究，使平均产甘率提高了 65.2％，基质利用串提高 56.45％。 第四节 固态发酵的应用 一、固态发酵的产品 固态发酵可利用多种工农业残渣作为底物大量生产化学物质，如乙醇、单细胞蛋白、 蘑菇、酶制剂、有机酸、生物次级代谢产物等高价值产品，所以固态发酵被认为是可再生性 资源综合利用最有希望的途径。固态发酵产品主要涉及有机酸、生物燃料、生物活性物质、 风味物质及其他物质。 1，有机酸 有机酸是羧酸(RCOOH)、磺酸(RSO2OH)、亚磺酸(RSOOH)、硫代羧酸 (RCOSH)等的 总称。很久以前．人们已开始研究利用微生物发酵生产有机酸以代替从水果、蔬菜等植物中 提取有机酸的方法，有机酸都是微生物的初级代谢产物，与人们日常生活、工业生产有着十 分密切的关系，也是发酵工业小历史上最悠久、价格最低的产品。 由于它们的原料是可再生物质，与化学合成相比，发酵更适合食品、医药等部门。近 几年微生物育种和工艺方面的进步，使用固态发酵生产的传统发酵工业仍具有强大的生命 力。乳酸、柠檬酸很久以前就达到了固态发酵工业化生产。近几年陆续有文献报道，人们开 始利用固态发酵技术探索生产富马酸、草酸、亚麻酸等(见表 1．6)。下面主要谈及乳酸与柠 檬酸的研究进展状况。 乳酸是一种历史悠久的微生物发酵产物，酸奶可能是人类历史上第一个发酵食品。用丝 状真菌或细菌菌株都可以进行固态发酵生产乳酸。其底物广泛，可用农作物(如树薯、甜菜 等)，也可用残渣(如甘蔗渣、胡萝卜加工废渣等)。Soccol 利用 R.oryzae 比较了固态与液态发 酵生产乳酸，固态发酵惰性支持物由营养盐与甘蔗渣组成，结果证明固态发酵生产水平及生 产率均高于液态发酵。Richter 利用细菌 L.paracasei 比较乳酸固态及液态发酵，得到同样的 结论。液态发酵乳酸浓度，产率，周期分别为 88~106g／L，91％~％％，24~32h 与之对应 固态发酵分别为 90g／kg，91％~95％，120~200h。 柠檬酸是十分重要的有机酸，它原来是从柠檬中分离得到的，广泛应用于食品、洗涤剂、 医药工业。一般用黑曲霉(Aspergillus niger)或假丝酵母(Candida sp.)液态发酵生产。但固态发