[发明专利]一种固相发酵系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种固相发酵系统(SSF)。特别地，本发明涉及一种用于固相发酵的系统。

背景技术

一般来说，固相发酵用于培养微生物，用于分离微生物本身或代谢产物或者经微生物转化基质，如在食品加工工业中的应用。SSF被定义为微生物生长，通常是菌类在确定的气相环境中在固相基质上生长，但是该环境中没有或几乎没有自由水相的存在。最近十年见证了固相发酵在生物加工中的的空前高涨的发展，如危险化合物的生物降解和生物除污、工农业残渣的生物脱毒、用于营养富集的农作物和农作物残渣的生物转化、增值产品的生物制浆和生产，例如生物活性二次代谢物包括抗生素、生物碱、植物生长因子、酶、有机酸、生物表面活性剂、芳香化合物等。

在古代世界上的远东，亚洲和非洲的某些地区范围内，固相发酵已经应用在发酵食品、酶产品或可食用蘑菇(菌类)的生产中。然而，最近有许多研究机构和公司对固相发酵感兴趣，因为固相发酵与深层发酵相比具有某些优点。这些与深层发酵相比的优点使有效生产二次代谢物成为可能，例如酶类、芳香物质和色素物质，以及药理学活性物质，也使得以农业杀虫剂的生物制剂形式生产微生物，来自食物原料的毒性物质或其他有毒物质的消除、或使该原料中蛋白质或维生素的浓缩成为可能。

然而，由于农业或其他的家庭垃圾低体积系统，其通过发酵过程或酶转化的应用和利用受到限制。因此，需要研制一种好的并且可再生的固相发酵系统(SSF)。现有的SSF发酵器在世界范围的市场上是相对有限的。一般来说，现有的发酵器主要有三种类型，分别是盘式发酵器，转鼓式发酵器和流化床发酵器。

在盘式发酵器中，木质的、塑料的或金属的盘在传统的SSF中被简单和广泛地应用。培养是在固定的没有机械搅拌的盘子中进行。

在转鼓式发酵器中，鼓在培养过程中被间歇性地转动以搅拌和混合基质。

在流体床发酵器中，固体物质通过向上的气流被流化。

现有SSF系统的缺点：

1.现在市场上销售的固相发酵系统不是很多。通常这些固相发酵系统都是订做的设备，这就意味着它们仅仅被用作一个目的。

2.就维护而言，由于现存的固相发酵系统中没有反应过程中的消毒系统，因此维护起来较为困难。

3.许多现存的固相发酵系统是以浅盘系统为基础的，这就使混合过程很难进行甚至成为不可能的任务。

4.就无菌而言，现存的固相发酵系统仅仅在开始的阶段进行灭菌而在之后的过程不能灭菌。

深层发酵系统的缺点

  1.微生物和基质  需要连续不断的搅拌  2.水的使用  无限制使用  3.氧的供应  充气  4.发酵浆的体积  较大  5.液体废物的产生  较大  6.物理能量的需求  高  7.人力的需求  低  8.资金投入  高

大多数的厂家对制造深层发酵系统尤为感兴趣。因此，存在一种需要以满足大量生产微生物代谢物，而SSF具有该工业潜力。