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第1章 绪论1

1.1 固态发酵的定义1

1.2 固态发酵技术发展简史1

1.2.1 传统固态发酵技术2

1.2.2 近现代固态发酵技术3

1.3 固态发酵基本过程4

1.3.1 原料预处理4

1.3.2 物料的输送4

1.3.3 菌种扩培4

1.3.4 固态发酵过程及控制4

1.3.5 固态发酵产品的后处理5

1.4 固态发酵的特点5

1.5 固态发酵的应用6

1.5.1 在酿酒行业的应用6

1.5.2 在食品工业中的应用6

1.5.3 在农业中的应用6

1.5.4 在医药中的应用7

1.5.5 在环境保护中的应用7

1.5.6 在其他行业的应用7

1.6 固态发酵技术的展望8

1.6.1 固态发酵过程基础理论的研究8

1.6.2 固态发酵反应器的设计和放大8

1.6.3 加强固态发酵设备与其他设备的配套研究9

1.6.4 固态发酵过程及产品污染的控制9

参考文献9

第2章 固态发酵原料预处理、蒸煮及灭菌技术11

2.1 发酵原料及预处理11

2.1.1 固态发酵培养基的主要原料11

2.1.2 固态物料的物性参数13

2.1.3 原料预处理的方式14

2.2 原料蒸煮、膨化及焙炒18

2.2.1 原料的熟化方式18

2.2.2 蒸煮18

2.2.3 原料的膨化处理27

2.2.4 炒麦机28

2.2.5 原料的无蒸煮技术28

2.2.6 原料的物理及化学处理法29

2.3 固态物料的输送29

2.3.1 固态物料输送的特点29

2.3.2 固态物料的输送相关的设备及设施30

参考文献31

第3章 固态发酵微生物及其培养技术32

3.1 固态发酵微生物32

3.1.1 固态发酵优势微生物和特征微生物32

3.1.2 传统固态发酵过程的多菌种混合发酵34

3.2 微生物生态学及在固态发酵中的应用35

3.2.1 传统的微生物生态学35

3.2.2 微生物分子生态学技术及在固态发酵微生物中的应用40

3.2.3 白酒发酵微生物的代谢41

3.3 霉菌41

3.3.1 霉菌简述41

3.3.2 霉菌的生长繁殖42

3.3.3 霉菌生长的影响因素42

3.3.4 霉菌孢子的培养45

3.3.5 真菌的分离纯化47

3.3.6 霉菌的育种及保藏48

3.4 固体种曲扩大培养技术49

3.4.1 红曲曲种的培养50

3.4.2 根霉种曲的表面培养技术51

3.4.3 厚层通风制种曲51

3.4.4 活性干酵母固态培养技术52

3.4.5 种曲培养机纯粹培养三级种52

3.5 固态发酵菌体量的测定53

3.5.1 固态发酵生物量的特点53

3.5.2 细胞生物量直接检测法53

3.5.3 细胞生物量间接检测法54

参考文献56

第4章 固态发酵生物反应器58

4.1 固态发酵生物反应器的构造和基本性能要求58

4.2 固态发酵生物反应器的分类58

4.3 传统固态发酵设施或装置59

4.3.1 培养瓶59

4.3.2 滚动瓶60

4.3.3 半透性塑料袋60

4.3.4 堆积发酵60

4.3.5 地窖发酵61

4.3.6 酿缸发酵63

4.4 现代固态发酵反应器63

4.4.1 浅盘式培养反应器64

4.4.2 填料床型反应器67

4.4.3 转鼓式生物反应器68

4.4.4 连续翻料强制通风型生物反应器73

4.4.5 间歇式搅拌翻料强制通风型反应器74

4.4.6 固态连续发酵生物反应器77

4.4.7 气相双动态固态发酵生物反应器79

4.5 固态发酵反应器的配套设备80

4.5.1 无菌空气制备系统80

4.5.2 固态发酵罐的罐内接种装置83

4.5.3 固态发酵反应器的自动控制83

4.6 固态发酵生物反应器性能的分析及选择85

4.7 固态发酵反应器的放大87

参考文献87

第5章 固态发酵物质和热量的传递及平衡89

5.1 概述89

5.2 固态发酵物料的特性89

5.2.1 物料层和顶空层的物料的宏观分析89

5.2.2 物料层的微观分析90

5.2.3 固态发酵物料的非均质性90

5.2.4 固态发酵过程中的物质传递91

5.3 固态发酵过程氧的传递91

5.3.1 气体传递的基本原理91

5.3.2 湿菌体层模型94

5.3.3 固态发酵氧传递过程95

5.3.4 固态发酵氧传递的限速步骤96

5.3.5 工程变量对固态发酵传氧的影响97

5.3.6 摄氧速率97

5.4 水的传递与物料平衡98

5.4.1 固态发酵过程中水的存在形式98

5.4.2 水活度和水分含量99

5.4.3 水分的传递100

5.4.4 水平衡方程101

5.4.5 水分蒸发及蒸发热的去除104

5.5 物料质量传递与物料平衡105

5.5.1 固态发酵基质的浓度梯度及扩散105

5.5.2 发酵培养物的物料衡算106

5.5.3 菌体量和培养物干基总量关系107

5.5.4 固态发酵基质的消耗107

5.5.5 固态发酵产物生成动力学的研究108

5.5.6 补料发酵108

5.6 热量传递和平衡109

5.6.1 概述109

5.6.2 热量传递113

5.6.3 各种固态发酵反应器热量平衡116

参考文献120

第6章 固态发酵及下游过程121

6.1 固态发酵生产的4个阶段121

6.2 固态发酵的操作方式121

6.2.1 固态分批发酵过程121

6.2.2 固态分批发酵微生物的生长122

6.3 固态发酵工艺条件及控制125

6.3.1 固态发酵温度控制125

6.3.2 固态发酵反应器的通风130

6.3.3 搅拌（翻料）132

6.3.4 固态发酵物料水分的控制策略134

6.3.5 pH及酸度的控制及测定136

6.4 固态发酵污染控制技术136

6.4.1 固态发酵杂菌污染问题136

6.4.2 固态发酵常见污染及原因136

6.4.3 无菌检查137

6.4.4 固态发酵污染控制137

6.5 固态发酵产品的灭菌技术139

6.5.1 影响灭菌效果的因素139

6.5.2 固态发酵产品的灭菌方法139

6.5.3 包装后的固态发酵产品的灭菌141

6.6 固态发酵产品的干燥技术141

6.6.1 固态产品的干燥方法142

6.6.2 含湿多孔介质的水分蒸发机理及干燥过程142

6.6.3 影响干燥速率的因素142

6.6.4 干燥设备143

6.7 其他下游处理技术—挥发性物质的固态发酵生产及回收143

6.8 发酵产品的取样及检测143

参考文献144

第7章 酒曲的固态发酵及设备145

7.1 曲的功能及作用145

7.2 曲的分类145

7.3 固态制曲技术概述146

7.3.1 酒曲培养过程、基本要求及特点146

7.3.2 制曲培养期间酒曲微生物的生长规律146

7.3.3 酒曲贮存期间微生物及酶的变化147

7.3.4 酒曲质量指标148

7.4 麦曲148

7.4.1 传统麦曲148

7.4.2 纯种麦曲149

7.5 大曲151

7.5.1 块曲曲模的大小及形状对酒曲质量的影响152

7.5.2 高温曲153

7.5.3 中温曲154

7.5.4 其他类型的大曲155

7.6 小曲155

7.6.1 绍兴酒药156

7.6.2 邛崃米曲156

7.6.3 甜酒药157

7.6.4 纯种根霉小曲158

7.7 生料酒曲158

7.8 麸曲158

7.8.1 糖化麸曲的生产159

7.8.2 麸皮固体酵母培养159

7.9 红曲160

7.9.1 红曲微生物160

7.9.2 色素红曲161

7.9.3 酿酒用红曲163

7.9.4 功能性红曲163

7.10 乌衣红曲和黄衣红曲166

7.10.1 乌衣红曲166

7.10.2 黄衣红曲167

7.11 制曲生产设施或设备167

7.11.1 散曲和小曲的培养设施和用具167

7.11.2 传统块曲制造设备及设施168

7.11.3 现代块曲生产设备和设施169

参考文献171

第8章 固态发酵酒和醋172

8.1 大曲白酒的固态发酵172

8.1.1 固态发酵白酒的生产技术特点172

8.1.2 大曲白酒的固态发酵过程173

8.1.3 大曲白酒典型生产工艺173

8.1.4 几种大曲白酒的生产工艺技术175

8.2 小曲白酒的固态发酵177

8.2.1 先培菌糖化后发酵的半固态发酵法177

8.2.2 边糖化边发酵的半固态发酵法177

8.3 其他固态发酵白酒178

8.3.1 麸曲白酒178

8.3.2 生料固态发酵酿酒179

8.4 固态发酵黄酒179

8.4.1 黄酒的分类179

8.4.2 传统黄酒生产工艺180

8.4.3 黄酒的机械化生产181

8.5 固态发酵食醋182

8.5.1 食醋固态酿造的基本原理及工艺流程182

8.5.2 山西陈醋183

8.5.3 镇江香醋184

参考文献188

第9章 固态发酵食品189

9.1 固态发酵酱油189

9.1.1 酱油生产基本过程189

9.1.2 酱油酿造微生物189

9.1.3 米曲的培养190

9.1.4 酱油固态发酵工艺194

9.2 固态发酵酱195

9.2.1 大豆酱195

9.2.2 甜面酱197

9.3 豆豉和纳豆的发酵199

9.3.1 豆豉199

9.3.2 纳豆200

9.3.3 食品纤溶酶201

9.4 腐乳和干酪202

9.4.1 腐乳202

9.4.2 干酪204

9.5 腌菜类204

9.5.1 腌菜发酵微生物204

9.5.2 腌菜生产工艺205

9.6 其他固态发酵食品206

9.6.1 肉制品固态发酵206

9.6.2 花粉的发酵破壁207

参考文献207

第10章 固态真菌培养技术和设备209

10.1 食用菌209

10.1.1 平菇培养技术210

10.1.2 双孢菇211

10.1.3 金针菇培养技术214

10.2 药用真菌215

10.2.1 槐栓菌培养技术215

10.2.2 灵芝培养技术217

10.2.3 云芝培养技术219

10.2.4 蛹虫草子实体的人工栽培221

10.3 真菌培养设备223

10.3.1 传统生产设备223

10.3.2 食用菌的机械化生产设备224

10.3.3 实验室设备226

参考文献226

第11章 固态发酵在农业中的应用227

11.1 固态发酵酶制剂227

11.1.1 纤维素酶227

11.1.2 植酸酶230

11.2 固态发酵生物脱毒231

11.2.1 豆粕发酵231

11.2.2 棉籽饼粕235

11.2.3 菜籽饼粕237

11.3 固态发酵饲料238

11.3.1 青贮饲料238

11.3.2 固态发酵生物饲料240

11.3.3 乳酸菌固态发酵饲料及在断奶仔猪生产中的应用241

11.4 固态发酵生物农药242

11.4.1 苏云金芽孢杆菌242

11.4.2 白僵菌243

11.4.3 绿僵菌245

11.4.4 农用抗生素245

11.5 固态发酵肥料246

11.5.1 微生物肥料246

11.5.2 有机堆肥247

11.5.3 发酵床养殖（“零排放”养殖）248

参考文献252

第12章 固态发酵在其他行业的应用及设备253

12.1 固态发酵技术在生物质能源领域的应用253

12.1.1 淀粉质原料固态发酵乙醇253

12.1.2 纤维乙醇253

12.1.3 来自固态生物废弃物的生物质能源257

12.2 固态发酵技术在环境保护中的应用258

12.2.1 生物质废弃物的种类258

12.2.2 微生物的作用机理258

12.2.3 餐厨垃圾的堆肥技术259

12.2.4 餐厨垃圾的沼气发酵技术259

12.3 烟叶的固态发酵261

12.3.1 烟叶发酵的本质262

12.3.2 烟叶发酵工艺262

12.3.3 烟叶发酵的得与失262

12.4 茶叶的固态发酵263

12.4.1 发酵茶的分类263

12.4.2 发酵茶的制作工艺技术263

12.5 中药发酵265

12.5.1 中药发酵的分类265

12.5.2 中药发酵的机理266

12.5.3 中药发酵的优点266

12.5.4 中药发酵方法267

12.5.5 中药发酵注意事项267

12.6 固态发酵技术在生物冶金中的应用267

12.6.1 生物浸矿的含义267

12.6.2 生物浸矿微生物及其培养268

12.6.3 微生物浸矿反应工艺269

12.6.4 浸矿生物反应器270

参考文献271