近日，化学工程及过程工程学科著名学术期刊《Chemical Engineering Journal》（SCI期刊，一区top期刊，IF:10.652）报道了江南大学徐岩教授团队在白酒固态发酵过程工程学研究的最新进展：Modeling of industrial-scale anaerobic solid-state fermentation for Chinese liquor production (Chem. Eng. J.,2020, DOI: 10.1016/j.cej.2020.124942)。江南大学生物工程学院博士生靳光远为第一作者，徐岩教授为通讯作者。

固态发酵技术的应用已经有相当长的历史，相比于液态发酵，由于其具有原料廉价、设备简单、环境友好以及微生物在接近自然状态下生长代谢及酶活高，广泛应用与食品发酵、工业酶生产等，是近几十年一个研究热点。白酒是通过典型的传统固态发酵技术生产，并且在混菌厌氧条件下边糖化边发酵，增加了白酒发酵过程的复杂性。目前传统白酒面临现代机械化智能化改造，已有大量的相关研究集中在风味化学及微生物学相关领域。然而工程学研究作为连接基础研究与生产实际的桥梁，是了解发酵工程机理、过程设计、参数检测以及过程控制的重要手段，目前鲜有研究涉及。

固态发酵工程学研究的核心是“三传一反”，即传质、传热、动能传递及生化反应。本项研究中，徐岩团队从过程相对简单的清香型白酒发酵过程入手，采用在线及离线检测的方法追踪发酵过程温度、水分含量、淀粉含量、酒精含量、乳酸含量以及微生物呼吸等，基于Han-Levenspiel 方程建立了发酵动力学模型（产物抑制而非温度抑制）。基于此，建立发酵地缸内物质传递及能量传递模型，通过实验数据中核心产物（酒精、乳酸）变化验证了生化反应模型、干物质量及淀粉含量变化验证物质传递模型、温度变化验证能量传递模型。同时对模型涉及的重要参数做了敏感性分析。研究发现，虽然白酒固态发酵过程相对复杂，但也具有明显的规律性。首先酒精发酵是产热的核心；其次发酵过程缸壁是传热的核心；最后，模型预测了更大体系及更高环境温度会明显影响发酵温度。这是白酒固态发酵工程学研究的初步探索，是白酒工程学研究具有标志性的创新成果，为传统固态发酵现代化过程控制提供工程学基础理论支撑。

上述研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家留学基金委（荷兰瓦格宁根大学合作项目）以及中国酒业协会白酒产业技术创新战略联盟的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.124942