类别

固态发醇

液态发酵

水含量

培养基中没有游离水的流动

水是培养基中的主要组分，发酵液始终含有大量游离水

水活度

固态培养基的水活度在0.9以下，适宜于水活度在0.8～0.93的微生物生长，限制了其应用范围，同时也限制了某些杂菌生长

适合于大多数微生物的生长

营养来源

微生物从湿的固态基质吸收营养物，营养物浓度存在梯度

微生物从溶解水中吸收营养物，营养物浓度一般不仔在梯度

三项特征

培养体系涉及气、液、固三相，其中气相为分散相

液相为连续相、气固两相为分散相

接种量

接种量比较大，大于10％

接种量比较小，小于10％

供氧与能耗

微生物所需的氧主要来自于气相，只需少量无菌空气，能耗低

微生物所需氧来自于溶解氧，需要消耗较大能星用于供氧

供气与传热

气体循环和通气不仅可提供氧气和排除挥发性产物，而且可以排除代谢热量

气体循环和通气仅提供氧气和排除挥发性产物，代谢热量需要冷却水排除

微生物分布

微生物吸附于固态底物的表面或渗透到固态底物内生长

微生物均匀分布在培养体系中

微生物分化

固态发醇微环境有利于微生物分化代谢，特别是丝状真菌类发酵

液态发酵环境抑制微生物的分化代谢，不利于次级代谢产物生产

产物浓度

产物浓度高

产物浓度低

底物浓度

高底物浓度可以获得高的产物浓度

高底物浓度使培养液成为非牛顿流体，一般采用补料系统实现

气源要求

所需通气的压力低，常压即可

需要较高的气源压力，一般的进罐压力在2~3.5公斤

体系温度

一般设备无水循环控温系统，代谢热去除困难，易出现局部过热

发酵温度容易控制

过程控制

非均质系统，整体非流动性，非水相，大多数传感器不适用，过程控制比较困难

易于实现发酵过程的在线监测和控制

产物提取

提取工艺简单可控，没有大量有机废液产生，需要提纯处理的固态发酵制品产物精致难

需要去除大量高浓度有机废水，分离设备的体积通常很庞大、费用高，但产物纯化较容易

原料处理

使用固体原料，在发酵过程中，糖化与发酵过程同时进行，简化了操作工序

一般发酵原料需要经过较复杂的加工

发酵周期

生产周期较长

生产周期较短