固体基质

固体发酵法简介固体发酵法是一种利用微生物在固体基质中生长代谢产生有用产物的生物技术方法。

通过在适宜的温度、湿度和通气条件下，将有机物质与微生物接种于固体基质中，经过一定时间的发酵，可获得所需的发酵产物。

这种方法广泛应用于食品加工、农业废弃物处理和生物能源生产等领域。

发酵原理固体发酵的原理是将含有碳源和生长因子的固体基质与微生物接种物混合，通过微生物的代谢作用，利用基质中的有机物质进行生长、产生酶和代谢产物。

微生物在发酵过程中，通过分泌的酶降解基质中的碳水化合物、蛋白质和脂肪等，转化为能量、有机酸、酶和其他有用产物。

这种方法与液体发酵相比，具有较高的微生物密度和产物浓度。

固体发酵的主要过程包括微生物的生长、代谢产物的生成和基质的转化。

微生物的生长需要适宜的温度、湿度和通气条件。

基质中的有机物质被微生物降解和转化，产生的代谢产物可以直接从基质中收集和提取。

发酵基质固体发酵法中常用的发酵基质包括谷物、豆类、木屑和废弃农作物等。

这些基质具有较高的碳源含量和适宜的结构特性，可以提供微生物生长所需的营养和支持。

不同的基质适合不同类型的微生物和发酵产物的生产。

谷物基质谷物基质如玉米、小麦和大豆等，含有较高的碳水化合物、蛋白质和维生素等营养物质。

这些谷物基质在发酵过程中可以被微生物降解，产生乳酸、酒精和酶等有用产物。

谷物基质的结构较为均匀，易于控制发酵过程中的温度和湿度。

豆类基质豆类基质如豆饼、大豆渣等，含有丰富的蛋白质、纤维素和抗氧化物质。

这些基质在发酵过程中可以被微生物降解，产生氨基酸、酶和其他发酵产物。

豆类基质的结构较为复杂，需要在发酵过程中加入适量的水分和调节pH值。

木屑基质木屑基质如锯末、稻壳等，含有丰富的纤维素和木质素。

这些基质在发酵过程中可以被微生物降解，产生纤维素酶、木质素降解酶和其他有机酸。

木屑基质的结构较为松散，需要较高的通气条件和适量的水分来保证微生物的生长活性。

废弃农作物基质废弃农作物基质如秸秆、麸皮等，含有丰富的纤维素和半纤维素。

固液结合发酵法的原理
固液结合发酵法是一种常用的发酵方法，通常用于生产食品、饲料和发酵制品等。

它的原理基于以下几个方面：
1. 发酵微生物：在固液结合发酵中，微生物是关键的组成部分。

通常使用的微生物包括细菌、酵母菌和真菌等。

这些微生物能够利用基质中的碳源、氮源和其他必需营养物质，通过代谢过程将有机物转化为所需的产物。

2. 固体基质：固液结合发酵法中，发酵基质通常是由固体和液体组成的混合物。

固体基质可以是各种有机物，如麦麸、玉米渣、豆渣等。

液体基质则提供了水分和其他必需的营养物质。

3. 营养物质：发酵微生物需要适当的营养物质来生长和繁殖。

这些营养物质包括碳源、氮源、矿物质、维生素等。

固液结合发酵中，这些营养物质通常通过固体基质和液体基质提供。

4. 发酵条件：为了使发酵过程顺利进行，需要适宜的发酵条件。

这包括适当的温度、pH值、氧气供应和搅拌等。

不同的微生物对这些条件有不同的要求，因此需要根据具体的发酵过程进行调控。

在固液结合发酵过程中，微生物通过代谢作用将固体基质中的有机物转化为所需的产物。

这些产物可以是发酵食品、饲料添加剂、酒精等。

这种发酵方法具有简
单、经济、易于操作等优点，因此在食品和生物工艺行业得到广泛应用。

无土栽培基质凡是不用天然土壤，用基质栽培作物的方法统称为无土栽培；无土栽培目前已成为设施农业的重要内容，也是农业作物工厂化生产的重要形式，是发展高效农业的新途径。

无土栽培分为基质栽培和无基质栽培，基质栽培又分为有机基质和无机基质栽培。

无土栽培基质是能为植物提供稳定协调的水、气、肥结构的生长介质。

它除了支持、固定植株外，更重要的充当养分和水分的载体，使来自营养液的养分、水分得以中转，植物根系从中按需选择吸收。

基质栽培的关键是基质种类的选择，基质是无土栽培的基础与核心，因此，基质的的研究也反映了无土栽培的水平，对实际生产具有重要作用。

1.无土栽培基质研究历史无土栽培的历史虽然很古老，但真正开始于1860 J.Boussingault和Salm-Horstmar对无土栽培基质的研究；发展始于1965年英国温室作物研究所的NFT技术和1968年丹麦Grodan公司开发的岩棉（Rockwool）栽培技术。

最早的栽培基质是砂子Salm Horstmar（1871）用石英、河沙、水晶、碎瓷、纯碳酸钙、硅酸以及活性炭作为燕麦的生根基质。

随后Hall（1914）用不同级别的沙、粉粒、高岭土栽培羽扇豆和大麦。

及后来，蛭石被Woodcock）（1946）用来作为兰花的栽培基质等等。

作为无土栽培的基质范围很快扩展。

美国、以色列、日本等国家的无土栽培走在世界的前列。

我国无土栽培起步较晚，20世纪70年代主要用于水稻无土育秧，80年代仅在蔬菜工厂化育苗和园林苗木育苗上有所发展。

就目前国内设施农业的生产实践看，栽培方式和技术是限制其发展的因素；我国土培存在连作障碍和土壤次生盐渍化的问题，另外，流动水培设施成本高、管理难度大。

因而，进行无土基质栽培将是设施农业的主要方向之一。

2.无土栽培基质的主要作用无土栽培基质的作用包括，固定支持作物、持水作用、透气作用、缓冲作用和提供营养的作用。

固体基质是最主要的一个作用，使植物能够保持直立而不致于倾倒的同时给植物根系提供一个良好的生长环境；固体基质都有保持水分的能力，不同基质的持水能力有差异。

各种培养基琼脂原理培养基是用于微生物培养的营养物质的混合物。

琼脂是常用的固态培养基的凝胶基质，由糖类和蛋白质组成。

琼脂的主要原理是在移液过程中表现出固体状态，并提供微生物在其上生长所需的营养物质。

常见的琼脂凝胶培养基包括固体琼脂培养基、液体琼脂培养基和半固体琼脂培养基。

下面将介绍这些琼脂培养基的原理。

1.固体琼脂培养基固体琼脂培养基是将琼脂加入到液体培养基中，在加热和冷却过程中形成凝胶。

这种凝胶状培养基提供了一个固体基质来支持细菌的生长。

培养基中含有的碳源、氮源、无机盐和其他营养物质提供了微生物所需的营养条件。

通过将微生物接种在固体琼脂培养基上，可以观察到生长的菌落，并进行纯化和鉴定。

2.液体琼脂培养基液体琼脂培养基是将琼脂加入到液体培养基中，形成半固态的混合物。

在液体琼脂培养基中，微生物可以均匀分布并进行生长。

这种培养基常用于大规模微生物培养和发酵过程中，以获得大量的微生物产品。

3.半固体琼脂培养基半固体琼脂培养基是将琼脂加入到液体培养基中，并通过制备成斜面形式。

微生物在琼脂的固体表面上生长，形成菌落。

这种培养基适用于培养需氧菌和厌氧菌。

通过对半固体琼脂培养基进行划线，可以得到单个菌落的纯培养。

琼脂的主要原理是通过加热和冷却过程中形成的凝胶状态提供了一个支持微生物生长的基质。

琼脂本身是一种天然产物，它具有高胶凝性和稳定性。

同时，琼脂凝胶对微生物的生长没有明显的影响。

此外，琼脂凝胶也能够有效地保持培养基中的营养物质。

总之，琼脂凝胶培养基的原理是通过加热和冷却过程中形成的凝胶状态提供支持微生物生长的基质，并提供微生物所需的营养物质。

不同类型的琼脂培养基适用于不同的应用场景，例如固体琼脂培养基适用于菌落计数和纯化，液体琼脂培养基适用于大规模微生物培养和发酵，半固体琼脂培养基适用于氧气需求不同的微生物。

以上介绍的是琼脂培养基的常见原理，不同的培养基配方和制备方法也可能会有一些细微的差异。

固体发酵半固体发酵固体发酵和半固体发酵是不同类型的微生物发酵工艺。

这两种发酵工艺在微生物培养、食品加工和生物质转化等领域都有广泛的应用。

本文将介绍固体发酵和半固体发酵的定义、优缺点、应用及发展趋势。

一、固体发酵固体发酵是指在固态基质中进行的微生物发酵过程。

基质可以是各种废弃物、植物原料和食品添加剂等，如豆腐渣、糠秕、木屑、稻壳、玉米芯等。

这些基质有时被称为“营养基底”或“基质源”。

固体发酵是自然界中常见的一种微生物生长方式，如土壤中的细菌和发酵过的食物。

它在厌氧条件下进行，微生物通过分解有机物质产生能量和新生物质。

固体发酵通常需要更长的反应时间和更高的温度，因此需要更多的手动控制。

固体发酵的优点：1. 便于操作：固定的基质可以使固体发酵更易于操作，减少剪切应力和机械性损伤对微生物的影响。

2. 生产的微生物和产品可以集中在基质中，便于提取和干燥。

3. 可以减少废物和环境污染。

4. 可以用废料和农业副产品为基质，降低成本。

固体发酵的缺点：1. 基质中水分含量的变化可能会影响微生物酵素活性和生长速度。

同时，基质不易搅拌，不便于控制反应环境。

因此，固体发酵需要更多的手动操作和更长的生长时间。

2. 固体发酵不能适用于所有菌株。

例如，对于革兰氏阳性菌，其膜结构可使得其在固态基质上无法自由运动，这就限制了它们在这种条件下的繁殖。

3. 固体发酵中的基质和生长因素的差异，可导致在不同部位形成不均一的菌落结构，限制了生产的增长效率。

固体发酵的应用：1. 食品工业：如豆腐、泡菜、酸奶等。

2. 医药工业：如抗生素、酶和生物活性物质的生产。

3. 饲料工业：如菌草和菌球生产。

4. 建筑材料：如真菌建材等二、半固态发酵：半固体发酵是指在含水性基质中进行的微生物发酵过程。

基质通常是含有高浓度碳水化合物和少量微量元素的产物，如水稻秸秆、玉米秸秆、麸皮、木屑等。

微生物通过分解有机物质和吸收水分和养分来生长和分裂。

半固体发酵常常被用在微生物培养和食品加工领域，其生产流程一般为“种苗培养—发酵—固液分离—后处理”。

固体发酵工艺流程
《固体发酵工艺流程》
固体发酵是一种在固体基质中进行的发酵过程，常用于食品加工、饲料生产和生物能源生产等领域。

固体发酵工艺流程通常包括以下几个主要步骤：
1. 选择合适的基质和微生物种类。

固体发酵的基质通常是一些富含碳水化合物和氮源的物质，如玉米粉、豆粕、木屑等。

而微生物种类的选择要根据最终产品的要求来确定，比如发酵食品时常用的乳酸菌和酵母菌等。

2. 基质预处理。

在固体发酵之前，基质通常需要进行一些预处理工序，比如研磨、清洗、消毒等，以保证基质的质量和卫生安全。

3. 接种微生物。

将选择好的微生物种类接种到基质中，让其在适宜的环境条件下开始发酵作用。

4. 发酵过程控制。

发酵过程中需要控制一些参数，如温度、湿度、通气量等，以促进微生物的生长和代谢活动。

5. 产物处理。

发酵结束后，需要进行产物的处理和提取，如分离、干燥、包装等。

固体发酵工艺流程具有较高的生产效率和产品质量，同时也更
容易控制和操作。

随着生物技术的不断发展和进步，固体发酵工艺将在更多的领域得到应用和推广。

固体发酵法固体发酵法是一种利用微生物在固体基质（如豆饼、麦麸、稻壳等）中进行发酵的方法。

这种方法具有操作简单、成本低廉、产品品质好等优点，在食品、医药、化工等领域得到了广泛应用。

下面将从原理、操作流程、影响因素和应用领域四个方面详细介绍固体发酵法。

一. 原理固体发酵法的原理是将微生物接种到含有营养物质的固体基质中，通过微生物代谢产生的各种代谢产物改变基质性质，从而达到产品的制备目的。

微生物在这种环境下可以自由地吸收氧气和营养物质，同时排放出二氧化碳和水分，这些代谢产物可以促进基质中其他微生物的繁殖和代谢。

此外，由于基质为固态，可以有效地控制发酵过程中产生的热量和水分。

二. 操作流程1. 培养基选择：选择适合所需菌株生长和代谢的基质作为培养基。

2. 培养基消毒：对培养基进行高温高压消毒，杀死其中的微生物。

3. 接种菌株：将所需菌株接种到消毒后的培养基中。

4. 发酵过程控制：控制发酵过程中的温度、湿度、通气量等参数，以保证微生物在最适宜的条件下生长和代谢。

5. 收获产品：在发酵结束后，取出固体基质并进行干燥或其他处理，得到所需产品。

三. 影响因素1. 基质选择：不同的基质对微生物的生长和代谢有着不同的影响，需要根据所需产品和菌株特性选择合适的基质。

2. 接种量：接种量越多，微生物在固体基质中繁殖越快，但过多的接种量会导致竞争关系加剧而影响发酵效果。

3. 温度、湿度、通气量等参数：这些参数对微生物在固体基质中的繁殖和代谢有着重要影响，需要合理调节以保证最佳发酵效果。

4. 发酵时间：不同的微生物需要不同的发酵时间，需要根据所选菌株和基质特性进行调节。

四. 应用领域1. 食品：固体发酵法可以制备出各种食品，如豆腐、酱油、米饭酒等。

2. 医药：固体发酵法可以制备出多种药物原料，如青霉素、链霉素等。

3. 化工：固体发酵法可以制备出多种有机化合物，如有机酸、氨基酸等。

总之，固体发酵法是一种简单有效的微生物培养和产品制备方法，在食品、医药、化工等领域具有广泛应用前景。

镶嵌细胞名词解释
细胞是构成生物体的基本结构和功能单位，也是生物学研究的核心内容之一。

镶嵌细胞指的是一种在固体基质中充分浸渍
细胞组织样本的方法，使细胞组织与基质相结合，形成一种充分的物理结构，既可以固定细胞组织的空间位置，又可以保持细胞组织的形态结构和功能。

在镶嵌细胞的过程中，可以使用不同的技术和方法，如组织学染色、组织切片、免疫组织化学等，来观察和研究细胞组织的形态特征、结构和功能。

镶嵌细胞的方法是组织学研究中常用的一种技术手段，可以使细胞组织保存长期且不变形，并能提供高质量的组织切片，便于观察和确定细胞组织的结构和功能。

此外，镶嵌细胞还可以用于细胞培养、细胞悬液制备、组织修复以及疾病诊断等方面。

镶嵌细胞的过程需要先将细胞组织处理成固定状态，可以使用醛类、醇酚、甲酸等物质进行处理，然后将处理后的细胞组织浸渍于固体基质中，使其充分吸附和固定。

一般常用的固体基质有琼脂、明胶、蜡等。

在浸渍完毕后，将固定的细胞组织进行切割、染色等处理，最后进行显微观察和分析。

为了提高细胞组织的镶嵌效果，还需要注意细胞组织的选择和处理，确保细胞组织的完整性和活性。

此外，在镶嵌细胞的过程中，还需要注意温度、时间和浓度等因素的控制，以确保镶嵌细胞的质量和效果。

总之，镶嵌细胞是一种常用的技术手段，可以使细胞组织在固体基质中形成稳定的物理结构，便于观察和研究。

它在细胞学、组织学、病理学等领域有着广泛的应用，对于研究细胞组织的形态特征和功能具有重要意义。

新农业2020年/第02期/下半月刊/总第913期农技基质栽培的特点及要求张春苗1 ，王晶2（1.鞍山市农业农村发展中心，辽宁 鞍山 114000）（ 2.武汉珞格普润生态技术有限公司，湖北 武汉 430000）基质栽培法是将蔬菜栽种在固体基质上，用基质固定蔬菜并从基质中吸收营养和氧气。

基质栽培法的植株不易发生倒伏；根系生长于基质内，基质的通气性好，有利于根系生长；栽培过程中，营养液浇灌到基质内，并由基质保持，流失少，利用率高；基质本身对营养液的变化具有一定的缓冲作用，营养液浓度、酸碱度等的轻微改变一般不会对蔬菜造成明显的不良影响。

1 基质栽培的特点在基质无土栽培系统中，固体基质的主要作用是支持作物根系及提供作物一定的水分及营养元素。

基质栽培的方式有槽培、袋培、岩棉培等，通过滴灌系统供液。

供液系统分为开路系统和闭路系统，开路系统的营养液不循环利用，闭路系统中营养液可以循环利用，由于闭路系统的设施投资较高，而且营养液管理复杂，因而在我国目前的条件下，基质栽培主要采用开路系统。

与水培相比较，基质培缓冲性强，栽培技术比较易掌握，栽培设备易建造，成本也低，因此在世界各国的基质培面积均大于水培，我国更是如此。

2 对基质的要求用于无土栽培的基质种类很多，主要分为有机物和无机物两大类，可根据当地的基质来源，因地制宜加以选择。

尽量选用原料丰富易得、价格低廉、理化性状好的材料作为无土栽培的基质。

无土栽培对基质物理化学性状的要求是：1.具有一定大小的粒径，它会影响容重、孔隙度、空气和水的含量。

按照粒径大小可分为0.5～１ m m、1～ 5 mm、10～20 mm、20～50 mm。

可以根据栽培作物种类、根系生长特点、当地资源状况加以选择。

2.具有良好的物理性状。

基质必须疏松，保水、保肥且透气。

有研究认为，对蔬菜作物比较理想的基质，其粒径最好在0.5～10 mm，总孔隙度＞55%,容重为0.1～0.8 g/cm3，空气容积为25%～30%，基质的水气比为1∶2～4。