固態發酵（Solid-state Fermentation，SSF）有著悠久的歷史，它是在水存在較少的情況下進行的一種微生物發酵。目前固態發酵已經在飼料、酵素、釀酒、醫藥等領域有了十分重要的地位。
固態發酵技術
固態發酵技術在中國古代就已經存在，是一項流傳了幾千年的技能。傳統的發酵方式主要有兩大類別，一方面是固態發酵技術，另一方面是液態發酵技術。這兩種發酵方法各有千秋，但是總體來說固態發酵法更勝一籌。
傳統的固態發酵發方法主要分為2大類：酒精發酵法，甘油發酵法。廣義上講固態發酵是指一類使用不溶性固體基質來培養微生物的工藝過程，既包括將固態材料懸浮在液體中的深層發酵，也包括在沒有或幾乎沒有遊離水的溼固體材料上培養微生物的工藝過程。多數情況下是指在沒有或幾乎沒有自由水存在的情況下，在有一定溼度的水不溶性固態基質中，用一種或多種微生物發酵的生物反應過程。
（1）最為常見的就是白酒的生產，雖然現在很多白酒也是採用的液態發酵的方法，但是比較上乘的白酒大多采用固態發酵方法，如貴州省遵義市所產的茅臺飛天酒，湖北荊州白酒品牌所產的白雲邊，產於四川省綿竹市的劍南春，以及紅星二鍋頭等。對於固態酒和液態酒有很多的鑑別方法，純糧固態發酵白酒在鹼性加熱條件下酒體會變黃，並且不同型別的白酒，顯色的深淺有明顯差異。對於同一廠家、同一香型的白酒，顯色後，其吸光度值與固態發酵酒在白酒中的體積百分含量有良好的線性關係，透過測定吸光度值可求得白酒中固態發酵酒的含量，該法可鑑別新型白酒和固態發酵酒。
（2）日常生活中所常見的食物，①乳製品，酸奶、酸性奶油、馬奶酒、乾酪等。②豆製品，如豆腐乳、豆豉、納豆等。③發酵蔬菜，如泡菜、酸菜等。除此之外還有很多日常生活中常用的調味品，如醋、黃醬、醬油、甜味劑（如天冬甜味精）、增味劑（如5′-核苷酸）和味精等。這些食品的發酵工藝大多保留了原產品的風味，且極少使用甜味劑，既好吃又健康，所以很受大眾的追捧和喜歡。
固態發酵技術在食品加工中的應用
固態發酵不僅常用於酒類及傳統食品的釀造，在生物轉化、生物燃料及生物防治等領域也有廣泛應用。
隨著經濟的全球化以及各地區文化的相互融合，人們的生活方式也在快速發展，各種各樣的生活方式以及習慣開始融合，以人們的生活方式為例，現在人們的早餐不再拘泥於傳統的豆漿、油條，麵包牛奶也是現在人們特別是上班族的最愛，牛奶與麵包即採用固態發酵技術生產而成層。採用固態發酵技術所生產的麵包相較於傳統工藝來說更加環保與健康，同時還更加美味。
近代研究發現，利用固態發酵生產的一些食品中含有生理活性物質，固態發酵在生產這些食品及食品新增劑上有優勢。隨著能源危機與環境問題的日益嚴重，固態發酵技術以其特有的優點引起了人們極大的興趣。在固態發酵領域的研究及其在資源環境、蛋白質飼料中的應用取得了較大進展，主要表現在生物飼料、生物燃料、生物農藥、生物轉化、生物解毒及生物修復等的成功開發應用，為固態發酵的不斷髮展提供了強有力支援，為傳統技術的發揚光大提供了廣闊的應用前景。另外，固態發酵在保持中藥藥效，降低毒性反應方面的作用巨大。
固態發酵工藝主要用於納豆、豆豉、豆瓣醬、豆腐乳、白酒、醋、醬油等傳統食品的發酵。由於固態發酵存在無法攪拌或者混合不充分， 發酵過程中發酵速率和溫度較難均一控制等問題。
田智斌等透過固態發酵生產納豆激酶，工藝引數為接種量4%，初始含水量55%，大豆裝量90g/250mL，發酵溫度36。09℃，蔗糖新增量1。5%，MgSO4·7H2O新增量0。21%， CaCl2新增量0。27%，發酵時間24h。程友飛等研究固態發酵豆粕得到最佳工藝引數：含水量60%，發酵溫度30℃，接種量12%，草芽孢桿菌：乾酪乳桿菌：酵母菌接種比例為2∶1∶1，接種順序為先接種枯草芽孢桿菌24h後，再接種乾酪乳桿菌和酵母菌， 發酵時間72h。王豔平等利用納豆芽孢桿菌發酵花生粕製備納豆激酶的最佳工藝條件：37℃下發酵24h，接種量10%，料水比1∶0。4，並且得到最佳真空冷凍乾燥保護劑配比條件：β-環糊精5%、麥芽糊精10%、辛烯基琥珀酸澱粉鈉2%，此時納豆激酶活力儲存率為74。2%。
酵素的固態發酵及固態酵素
固態酵素食品工藝是在一定溼度的固體基質上無水發酵，一定溼度確保菌種的生長和代謝，真菌、酵母菌和細菌都能在固態發酵基質 （水果蔬菜、穀物、中藥材等原料） 上進行固態發酵產生生物活性物質 （酶類、有機酸、抗生素、風味和香氣成分），這些原料既可以作為發酵基質促進營養吸收和活菌生長，也可以作為碳源和氮源有利於固態發酵。
在工業生產中固態發酵反應器主要分為靜態和攪拌型生物反應器， 靜態反應器包括固定床反應器和多孔托盤式反應器見圖1，攪拌型反應器包括水平轉桶和攪拌轉桶見圖2。
A-固定床反應器： （1） 氣泵； （2） 空氣分佈系統； （3） 加溼器； （4） 自動控溫反應裝置； （5） 過濾器； （6） 流量感測器； （7） 數顯控制裝置； （8） 電腦終端； （9） 圓柱形感測器；B-多孔托盤式反應器
圖1 固定床反應器和多孔托盤式反應器
A-水平轉桶： （1） 壓縮機； （2） 空氣過濾器； （3） 加溼器； （4） 水平轉桶； （5） 攪拌器； （6） 電機； （7） 速度控制器； （8） 排氣裝置； （9） 矽膠柱； （10） 成分標識； （11） 氣相色譜； （12） 電腦B-攪拌轉桶： （1） 進氣口； （2） 旋轉接頭； （3） 耦合器； （4） 噴嘴； （5） 空氣管路； （6） 滾筒； （7） 轉桶； （8） 固體培養基； （9） 線圈
圖2 水平轉桶和攪拌轉桶反應器
液態發酵受到環境中微生物、發酵體系和季節等條件影響大，容易受到雜菌的汙染，很難控制產品的質量，以至於影響酵素產品的開發和利用，同時液態酵素作為食品新增劑用於麵包、酸奶等發酵食品中不容易控制活菌 （乳酸菌、酵母菌） 數量。因此，固態酵素可以在液態酵素基礎上採用一定乾燥技術，把大部分水從物料中去除得到具有生物活性的固態食品，可以達到脫水和濃縮的效果，同時減少液態酵素加工儲存過程中由於酵母菌未滅活，繼續產氣出現炸瓶等不良現象，且固態酵素體積小，便於運輸，攜帶方便。
固態酵素存在的問題：固態酵素營養價值高、但易發生結塊和褐變、溶解性低等問題，固態酵素在速溶性和保藏性方面都與水分活度有密切的關係，水分對無定形粉體的玻璃化轉變溫度 （Tg） 和結晶起重要作用，影響其流動性、粘性和貯藏穩定性，進而影響食品的品質。新型固態酵素色澤鮮豔，營養豐富，在貯藏過程中Tg對產品的營養物質降解和損失有顯著的作用，控制Tg對其安全保藏具有重要意義，避免發生產品的粘結，色澤的降解、褐變。因此有必要研究固態酵素粉的Tg特性，為其加工和保藏奠定理論基礎。
固態發酵技術應用於食品加工業的意義
固態發酵是在沒有或基本沒有遊離水的固態基質上進行發酵的方式，固態基質中氣、液、固三相併存，即多孔性的固態基質中含有水和水不溶性物質。與液態發酵相比，固態發酵有以下優點。
(1）水分活度低，基質水不溶性高，微生物易生長，酶活力高，酶系豐富。
對於很多固態發酵食品來說，其製作工藝比較簡單。採用固態發酵生產出的食品酶活性強，比較優質。
(2）發酵過程粗放，不需嚴格的無菌條件。
對於南方農村很多家庭來說，採用固態發酵的食品很多，比較常見的就是黴豆腐、燜豆豉、腐乳以及農戶自家釀的白酒等等。這些食品的製作工序十分簡單，基本程式是先將原料蒸熟或者是燜熟，然後再加入活性酶作為發酵助力，再把原料用比較嚴密的容器裝起來，放置較高溫的地方，時隔幾天就可以得到發酵好的食品，一般加工後的食品都散發著濃郁的香味，不需要新增任何的香精作為調味劑。
(3）裝置構造簡單、投資少、能耗低、易操作。
這種加工方法比較常見的原因之一就是工序簡單的同時對於裝置的要求也不高，再加上極低的投資，使這種加工方式走進了千家萬戶。
(4）後期處理比較簡便、汙染比較少，基本實現了無工業廢水排放。
固態發酵技術一般是在微生物沒有遊離水的固態基質上進行的一種發酵方式，所以其產生的廢棄物也比較少，並且基本不會產生工業廢水，解決了食品加工廠的廢棄物處理壓力的同時還保護了環境、生態，符合新時代下環境保護新政策，對於生產企業來說，節省了一大筆後期用於處理工業廢棄物的物資，對於社會層面來說，極大地減少了汙染物的排放，減少了汙染源，對於整個國家來說，也促進了該工業的持續發展與延續。無油煙的生產方式也保持了食品的原汁原味和營養，減少了化學物質的新增，顧客也吃得放心。
固態發酵是代進步以及經濟與科技快速發展下的一種產物，隨著產業的一步步升級，傳統的液態發酵技術所存在的不足被固態發酵技術所彌補。但是固態發酵並不是近幾年才出現的，反之，固態發酵在中國的發展已經有幾千年的歷史，所以中國對於這一技術的使用早已十分熟悉並且十分精湛，該種發酵方法有著很多的使用優勢，不僅操作簡單，投資小，而且還能節約水資源與保護環境、減少廢棄物等工業殘渣的排放等等，這項工藝在當今食品加工中的使用不僅是對於傳統工藝的繼承與發展，還符合新時代下對於生態保護的號召。
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