固态发酵（SSF）是指在介质为固体的状态下进行的一种或多种微生物发酵过程，虽然富含水分，但没有或几乎没有自由流动的水，而基质（基质）是不溶于水的聚合物，不仅可以提供碳源、氮源、 微生物所需的无机盐、水等营养物质，也是微生物生长的场所，是人类利用微生物生产产品历史最悠久的技术之一。
近年来，固态发酵工程领域取得了一些重大进展，主要局限于基质（基质表征、基质预处理和基质灭菌）、无菌操作相对性和工艺控制参数（水分活度、通风传质、温度和pH值）的研究。
基质（基质）研究：
在固态发酵中，固体底物不仅提供微生物所需的营养物质，而且作为细胞的固定物质，能够提供微生物所需的全部营养物质的底物被认为是理想的底物。 底物在固态发酵中具有独特的作用，影响微生物在微生物发酵过程中的传质、传热和代谢功能。 因此，对基质的研究比较透彻，主要集中在基质的特性、预处理和灭菌上。
01基质特性。
微生物要想在基质上生长并产生代谢产物，必须受到基质本身的物理因素（基质粒径、形状、孔隙率、纤维含量、粘度、颗粒间扩散率等）和化学因素（聚合、疏水性、结晶度、电化学性能等）的影响。
然而，底物粒径和湿度或水分活度（参见工艺控制参数）对于固态发酵中的微生物生长和活性最为重要。
底物颗粒的大小直接影响单位体积的反应表面积，也影响颗粒间细菌的生长、供氧速率和二氧化碳去除速率。
gamila.以甜菜为底物，通过单胞菌固态发酵生产乙醇，研究了甜菜粒径对乙醇产物的影响，结果表明，小颗粒明显有利于乙醇收率的提高。 raopvetal.当使用米糠固体生产脂肪酶时，发现颗粒从500 lm减少到177 lm，脂肪酶活性从8 lm增加到86 至 18UPG。 Pandey采用黑曲霉固体发酵法研究了底物麸皮粒径对葡萄糖苷酶的影响，最佳粒径为425）600lm，但如果使用小于180lm，则大于1以4mm混合颗粒为基材，可达到与425）600lm颗粒相同的效果。
基材预处理与吸收：
大多数底物是聚合物，它们不仅不溶于水，在微生物发酵开始时不易受到攻击，而且底物往往缺乏某些微生物所需的营养物质，需要外加。 为了使基材更容易被微生物利用，通常对基材进行化学或机械预处理。
基材预处理的方法有很多，包括：蒸汽爆破、浸出、粉碎、裂解、研磨等机械处理和碱化学处理。 微生物的生长应归因于其分泌的酶有效分解底物的程度。 然而，底物的物理和化学因素都可以促进或限制微生物的生长。
以下因素决定了微生物对底物的水解和利用：（1）微生物分泌酶的种类;（2）微生物对酶解产物的利用和生长状况;（3）酶、底物和水解产物的消耗;（3）酶的扩散速率;（4）被攻击的基板区域;（5）基板不均匀性;（6）最终产品的反馈抑制;（7）微生物对易降解碳源的要求;（8）酶动力学等
介质灭菌：
我们知道，随着反应器的放大，培养基的大规模灭菌会带来许多问题，例如：培养基理化性质的变化，有毒化合物的形成，营养物质的流失。
灭菌加热和冷却时间随介质大小而变化，灭菌过程受不同因素的影响，如杀灭微生物的速度（与微生物的活细胞成正比），以及不同微生物对温度的敏感性。 对于大规模杀菌，一般采用高温短时的方法，这样可以降低因受热而破坏营养物质的概率。
在工业生产中对培养基进行杀菌时遇到的另一个棘手问题是，培养基中的某些有机成分容易受热分解，甚至在较高温度下相互作用，形成对微生物有毒的物质。
有时培养基灭菌除了杀灭微生物外，还应考虑温度对基材理化性质的影响。 例如，麸皮（培养基中常用的物质）的理化性质在较高温度下会发生变化，这通常有利于微生物的吸收，因此灭菌时间较长。