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液态发酵与固态发酵技术的差异 酦酵工业是现今生物技术产业工业化生产的主体，一个国家的酦酵水平是其生物技术产业发展的重要指标之一。微生物酦酵方法有两类：液体深层酦酵与固态酦酵。 目前生物制品固态酦酵的产率比液态深层酦酵高很多，这是因为液态深层酦酵产生的大量酦酵废水、通气与机械搅拌的高动力耗能及剪切力造成菌体损害等，成为液体深层酦酵发展的障碍。深层酦酵培养一般是指使用固定组成之液态培养基，在适当的环境下进行微生物的培养，以制造生质（Biomass）与其它的代谢产物（Metabolite）。菇蕈类深层酦酵培养的最大特色在于酦酵过程中无孢子萌发期，菌丝体是以圆球状的型式存在，若与其它细菌类或低等真菌的酦酵情形相较，菇蕈类对培养液中营养源与氧气的利用较为多元化。就液态酦酵而言，对于高黏度的酦酵环境，适当提高搅拌速率，不但能提高酦酵液的溶氧量，还有助于菌丝生长及产物的生成，但是过高的搅拌速率不但会抑制菌丝生长及产物生成，而且其造成的剪切应力易使细胞破裂，此时，微生物为了生存会消耗环境中的碳源转换成能量，也因此减低将葡萄糖等碳源合成多醣的量。近年来，许多研究单位及生技产业尝试利用液态深层酦酵来培育菇类，如葡萄王生技公司的灵芝菌丝体，及台糖生技的冬虫夏草菌丝体，都是利用液态酦酵培植而成。利用液态酦酵培植真菌菌丝体的优点为:培育时间短、多醣体产量高，缺点为：液态环境非菇蕈类原始生长环境，因此其代谢途径与子实体差异大，许多重要的生理活性物质均无法利用液态酦酵产生，导致液态酦酵生产的菌丝体其功效与子实体比较有明显差异。因此利用固态酦酵技术培育菇蕈类菌丝体成为生产优质菇类产品的新技术。 固态酦酵为一古老的技术，其特点是在低水含量的条件下操作，提供了菌丝生长一个选择性的环境，如霉菌。固态酦酵在亚洲被广泛的用在制造食品上，如味噌、酱油酦酵，以及生产酵素。固态酦酵在亚洲、非洲和中南美洲等地区是一种广为利用的酦酵技术，在农、工及食品加工业土皆有其应用价值。在农业应用方面，可利用固态酦酵进行农产品生产，例如将Agaricus bisporus接种于堆肥和木屑上，栽培洋菇菌种。其次为农业资材之利用，如堆肥制作，可以猪粪和稻草为基质，接种高温放线菌制作堆肥，或是进行单细胞蛋白质及蛋白质强化饲料之生产：利用蔗渣为基质，生产蛋白质。以淀粉质农产品废弃物甘藷渣为基质接种具分解淀粉能力之酵母菌如Saccharomyces sp.和Schwanniomyces castellii，或是接种Trichoderma album于玉米穗轴以强化其蛋白质含量。固态酦酵亦可应用于二次代谢物如抗生素之生产，接种Streptomyces viridifaciens于甘藷渣上，进行四环霉素之生产。在工业方面，可进行化学品制造：如酒精之生产，或酵素生产，或纤维素分解酵素蛋白质解酵素和淀粉水解酵素的生产等。食品生产方面：固态酦酵被广泛应用于食品之制作如：高梁酒、酱油、味噌、奶酪等。 固态酦酵应用在菇蕈类栽培最大的优势为:（1）固态酦酵基因表现远较液体酦酵为多。固态菌丝的代谢途径与液态菌丝不同，其细胞分化程度高，代谢途径复杂。（2）固态酦酵较适合真菌类（尤其是食药用菇类）的培养。因为真菌类在天然环境下并非存在于液体环境，因此利用液态酦酵产生的菌丝体代谢途径与天然菇类成长途径差异很大，其药效自然不同；固态酦酵属于低含水量环境，比较接近天然生长状态，因此可生产种类较多及浓度较高的次级代谢物。未来药用菇类酦酵技术发展势必朝固态酦酵方向前进，这将彻底扭转「固态酦酵是一种古老而落后工艺」的世俗成见。 |
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