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Il segreto della fermentazione allo stato solido: come trasformare i rifiuti agricoli in preziose biomolecole?
La fermentazione allo stato solido (SSF) è un processo avanzato per la produzione di biomolecole ed è ampiamente utilizzato in settori quali quello alimentare, farmaceutico, cosmetico, dei combustibili e del tessile. Questa tecnologia seleziona supporti solidi idonei per coltivare microrganismi e convertire i rifiuti agricoli in preziosi metaboliti, apportando notevoli vantaggi economici a vari settori.
Il processo di fermentazione allo stato solido
Le fasi della fermentazione allo stato solido sono relativamente semplici. Innanzitutto, posizionare un terreno di coltura solido, come crusca di riso o crusca di frumento, su un letto piano, quindi seminarlo con microrganismi e lasciarlo in una stanza a temperatura controllata. diversi giorni. Rispetto alla fermentazione liquida, non è necessario che la fermentazione allo stato solido venga effettuata in una vasca di ispezione di grande capacità, viene invece utilizzato un mezzo solido con una bassa attività dell'acqua per rendere l'ambiente più vicino all'habitat naturale dei microrganismi.
La fermentazione allo stato solido può fornire ricchi nutrienti ai microrganismi, consentendo loro di rilasciare i metaboliti necessari in un ambiente a bassa umidità.
La coltura allo stato solido è adatta alla crescita di funghi filamentosi perché favorisce l'espansione del micelio su substrati solidi. Un tale ambiente riduce i problemi di dissoluzione dell'ossigeno comuni nelle fermentazioni liquide e riduce il rischio di morte cellulare dovuta al calore dei leganti.
Applicazione della fermentazione allo stato solido
Produzione alimentare tradizionale
Nei paesi asiatici, la tecnologia della fermentazione allo stato solido è ampiamente utilizzata nella produzione di alimenti tradizionali. Ad esempio, i funghi koji preparati con il riso possono essere utilizzati per preparare il sakè o la salsa di soia. Allo stesso tempo, nei paesi occidentali, la pesca artigianale viene utilizzata anche in molti processi di produzione alimentare tradizionali, come il pane fermentato e i formaggi stagionati.
Produzione di enzimi
La fermentazione allo stato solido è particolarmente adatta per produrre una varietà di enzimi che scompongono macromolecole difficili da convertire come cellulosa, emicellulosa e proteine. Le applicazioni di questi enzimi spaziano dai settori della conversione di frutta e verdura all'alimentazione animale e trovano posto anche nei processi di produzione di biocarburanti.
Gli enzimi prodotti nei processi di fermentazione allo stato solido possono essere utilizzati in un'ampia gamma di settori per soddisfare le esigenze di digeribilità, solubilità e viscosità.
Prospettive
La fermentazione allo stato solido, la fermentazione liquida e la fermentazione sommergibile sono antiche tecnologie di conservazione e produzione degli alimenti. A metà del XX secolo, la fermentazione liquida fu sviluppata su scala industriale per produrre metaboliti necessari alla vita, come gli antibiotici. Tuttavia, con i cambiamenti economici e il miglioramento della consapevolezza ambientale, la fermentazione allo stato solido ha gradualmente attirato l’attenzione a causa della sua elevata efficienza nell’utilizzo delle risorse e nella conservazione dell’acqua, che mostra prospettive superiori.
Oggi, le società di ingegneria asiatiche continuano a infondere nuova vitalità nell'innovazione delle tecnologie e delle apparecchiature per la fermentazione allo stato solido. Fujihua, ad esempio, produce apparecchiature che consentono la conversione di superfici di substrato fino a 400 m2, mentre la francese Lyven produce dal 1980 pectinasi ed emicellulasi sulla canna da zucchero e sulla crusca di frumento per iniziative globali di ricerca e sviluppo.
Nel processo di valorizzazione dei rifiuti agricoli, la fermentazione allo stato solido può diventare parte del futuro sviluppo sostenibile, il che fa riflettere le persone: come possiamo promuovere ulteriormente l'applicazione di questa tecnologia per ottenere l'allocazione ottimale delle risorse e dell'ambiente? Simbiosi armoniosa?
