固體發(fā)酵就是讓微生物在不溶于水的顆粒狀固體培養(yǎng)基上生長。通過微生物的代謝活動獲得代謝產物或菌體。 固體發(fā)酵分為兩種類型：厭養(yǎng)型固體發(fā)酵，好氧型固體發(fā)酵。 厭氧型固體發(fā)酵一般用于發(fā)酵酒精等，就是生產傳統(tǒng)白酒。也可用于飼料青貯等。就是將固體的有機物如稻草、甘蔗渣、高粱等放在一個大坑里，讓其自然發(fā)酵，也可加入菌鐘。 好氧型固體發(fā)酵，一般用于生產傳統(tǒng)調味料如醬油等，就是將培養(yǎng)的有機物如煮熟的黃豆等攤在一個大盤子里，讓其充分接觸空氣。工業(yè)上一般用機械強制通風。食用菌生產也是好氧型固體發(fā)酵的一種。

固體發(fā)酵定義： 廣義：微生物生長於不溶於水的基質，且基質上含有不同量的自由水(free water)。 狹義：微生物生長在潮濕不溶於水的基質進行發(fā)酵，在固體發(fā)酵過程中不含任何自由水，隨著自由水的增加，固體發(fā)酵范圍延伸至黏稠發(fā)酵(slurry fermentation)以及固體顆粒懸浮發(fā)酵。 固體發(fā)酵的優(yōu)點： 1. 培養(yǎng)基單純，例如谷物類、小麥麩、小麥草、大宗谷物或農產品等均可被使用，發(fā)酵原料成本較經濟。 2. 基質前處理較液體發(fā)酵少，例如簡單加水使基質潮濕，或簡單磨破基質增加接觸面積即可，不需特殊機具，一般家庭即可進行步驟。 3. 因獲得水分可減少雜菌污染，此種低滅菌步驟即可施行的發(fā)酵，適合低技術地區(qū)使用。 4. 能產生特殊產物，如紅麴產生的紅色色素是液體發(fā)酵的十倍，又Aspergillus在固體發(fā)酵所產生的glucosidase較液體發(fā)酵產生的酵素更具耐熱性。 5. 固體發(fā)酵相當於使用相當高的培養(yǎng)基，且能用較小的反應器進行發(fā)酵，單位體積的產量較液體為高。 6. 下游的回收純化過程及廢棄物處理通常較簡化或單純，常是整個基質都被使用，如做為飼料添加物則不需要回收及純化，無廢棄物的問題。 7. 固體發(fā)酵可食品產生特殊風味，并提高營養(yǎng)價值，如天培可作為肉類的代用品，其胺基酸及脂肪酸易被人體消化吸收。 固體發(fā)酵的缺點： 1. 限於低濕狀態(tài)下生長的微生物，故可能的流程及產物較受限，一般較適合於真菌。 2. 在較致密的環(huán)境下發(fā)酵，其代謝熱的移除常造成問題，尤其是大量生產時，常限制其大規(guī)模的產能。 3. 固態(tài)下各項參數(shù)不易偵測，尤其是液體發(fā)酵的各種探針不適用於固體發(fā)酵，pH值、濕度、基質濃度不易調控，Biomass不易量測，每批次發(fā)酵條件不易一致，再現(xiàn)性差。 4. 不易以攪拌方式進行質量傳遞(masss transfer)，因此發(fā)酵期間，物質的添加無法達到均勻。 5. 由於不易偵測，從發(fā)酵工程的觀點來看，許多工作都只是在定性或觀察性質，故不易設計反應器，難以量化生產或設計合理化的發(fā)酵流程。 6. 固體發(fā)酵的培養(yǎng)時間較長，其產量及產能常低於液體發(fā)酵。 7. 萃取的產物常因黏度高不易大量濃縮。 真菌進行固體發(fā)酵的優(yōu)勢 1. 能在較低含水分下生長(適水活性在0.7-0.93-0.98)，而細菌興酵母菌的適水活性則大於0.99。 2. 細菌一般在低pH下就不易生長，而一般真菌能在低pH下也能生長良好。而固態(tài)培養(yǎng)基的pH很難調控，故真菌的此項特點有利於固體發(fā)酵。 3. 固態(tài)基質常為大分子化合物，如淀粉、纖維素、半纖維素、果膠、木質素、蛋白質和脂質等，真菌常能分泌這類的胞外分解酵素而利用其周圍的培養(yǎng)基質作為碳源及氮源。 4. 真菌若具有產孢特性，則易於存放及接種，人員不需要太多訓練即能進行孢子接種工作。 5. 菌絲的生長模式優(yōu)於單細胞的生長方式，菌絲頂端延伸并分枝產生新的菌絲端，能迅速覆蓋固體基質表面而有效利用基質。 6. 菌絲有分隔者，能透過孔洞(septal pore)傳送物質，遇危險則孔洞自動封住，以避免細胞質流失；若為無分隔者，其細胞質內物質的傳送迅速而使菌落快速繁衍。 7. 菌絲的生長滲透到固體培養(yǎng)基的力量強，形成很高的機械壓力，配合尖端分泌的水解酵素，使穿入固體基質容易。