本发明属于生物发酵领域，具体涉及一种两栖发酵法。
背景技术：
目前常用的发酵技术主要分为固态发酵和液态发酵。
固态发酵是指微生物在几乎没有游离可流动水的培养基质上的生长过程及生物反应过程，与此相对应的液态发酵，它是指在生化反应器中，把微生物需要的营养物质溶解在水中作为培养基，灭菌后接入菌种，通入无菌空气并加以搅拌，提供适于菌体呼吸代谢所需要的氧气，并控制适宜的外界条件，进行菌大量培养繁殖的过程。
固态发酵和液态发酵比较(许赣荣胡文锋固态发酵原理、设备与应用2009)见表1。
表1.固态发酵和液态发酵比较
从上表可以看出，固态发酵和液态发酵，各有优缺点，固态发酵原料复杂，不方便连续添加营养，污染小，成本低，液态发酵机械化、自动化操作，可以连续添加营养，自由水多，控温容易，产生大量废水，产量低，成本高，但如何整合固态发酵和液态发酵的优点，从而提高效率，一直是有待解决的问题。
技术实现要素：
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种两栖发酵法，该方法能有效地延长发酵周期，提产生产效率。
本方法在固体发酵的基础上，通过导管和营养通道接入液态营养，故命名两栖发酵法，整个方法有如给病人注射营养物质过程，液态营养是营养物质，营养通道是动脉血管，注射器是导管，微生物菌丝吃料后，深入营养管道之中，构架起无数条毛细血管，当固体培养料养分即将耗尽或者供应不足时，接入液态营养，从而满足微生物生长，产酶、代谢的需求。
本发明所述的两栖发酵法，
按照培养微生物生理、营养需求配置固态培养料，在固态培养料中设置营养通道，所述营养通道是以吸水材料作为载体，制成实心或者管道形状，具备毛细现象功能，混入发酵培养料之中，营养通道之间交叉连接或者独立；按照固态发酵的要求灭菌、接种，控温、培养，待固态培养料中的营养供应不足的时候，配置该阶段微生物能够快速分解、吸收的液态营养，装液态营养的容器与营养通道连接，外设的液态营养通过营养通道输送至固态培养料中，满足培养微生物的营养需求,延长发酵周期。
所述的固态培养料，根据培养微生物营养、生理需求的特点，设置好碳氮比，维生素，矿物质、ph、温度等要素，基质水分控制在55％-75％之间。
所述的营养通道，以吸水材料作为载体，做成实心或者管道形状，混入发酵培养料之中，营养通道之间交叉连接或者独立，主要作用为固态培养料适时输送营养之用，保证产量的提升，也可以有散热、氧气和二氧化碳交换的作用，为了避免污染，一般情况下，营养通道埋入培养料之中，整体灭菌或者不灭菌，接种，移入发酵设备(设施)中，开始发酵，从功能上看，吸水材料本身有保障营养供应功能，做成具备毛细现象功能为佳。营养通道分开或者成排混入培养料中，常用的吸水材料有淀粉类、纤维素类、蛋白质类、合成类、复合类材料，考虑到承重，可以和其它材料混合使用或者使用其它材料来支撑，保障发酵需要的营养通道功能。
营养通道作为一个功能单位，按照具体的补水、补充营养、通风、散热等需求设计，可以分为
1.单纯补充水分功能，可以设计为实心和空心结构(管道状)
2.营养(速效液体营养)补充功能，可以设计为实心和空心结构(管道状)
3.气体交换功能，可以设计空心结构(管道状)
4.速效营养和固体营养混悬液供应管道，可以设计为空心结构
营养通道最重要的作用在于有效解决微生物所需营养的适时性问题和及时去除、转移发酵热。很明显，只要培养料中的营养通道设计成空心结构(管道状)就具备气体交换、水分补充、营养补充功能，营养通道可以深入培养料之间，为了保持管道结构，可以辅以其它材料来承重，营养通道之间可以相互连接，也可以独立存在，营养通道的入口可以裸露在外面，也可以用培养料掩盖，若培养料需要整体灭菌，宜采用培养料掩盖模式，避免被杂菌污染。
常用的排列方式为整齐植入固态培养料中，可以矩阵排列，也可以成排安放在发酵料中间，还有一种可以采用的方式是营养通道穿过培养料，有利于营养的连续供应，废水、废物、废气及时排出固态发酵料，保障高产。
所述的液态营养，是指配置微生物能够快速分解、吸收的呈液态的营养，或者能够通过导管和营养通道的混合物，一般情况下要求灭菌的营养液，若条件许可，其它微生物不易影响发酵菌种，也可以不用灭菌，通过无菌导管连接到固态培养料的营养通道中，保证营养的适时供应。装液态营养的容器与营养通道直接连接或通过导管连接。
本发明的方法中，使用速效液态营养，且固液分离，液态营养与固态培养料分开独立，这里的速效液态营养是指培养微生物能够快速分解、吸收的碳源、氮源、维生素、矿物质等营养的混合物，营养浓度要满足培养微生物需求。
为了快速供应，通常速效营养质量(不计水的质量)比例不低于30％，这里的速效营养是培养的微生物能够快速分解、吸收的营养物质，包括碳源、氮源、维生素、矿物质、水等要素。按照用途可以分为
1.单纯补充水分。
2.补充满足培养微生物营养需求的速效液体营养(水溶型)。
3.补充培养微生物营养需求的速效营养和固体营养混悬液混合营养(固液混合型)。
液态营养注入模式可以分为灭菌输入和不灭菌输入，若培养料需要无菌培养，采用灭菌的液态营养，用无菌导管输入培养料的营养通道中，若固体培养料不容易发生杂菌污染，可以直接用导管接入液体营养。液态营养接入量宜小于等于固体培养料中微生物的需求量，避免造成营养胁迫。
本发明方法中，液态营养与营养通道之间可使用导管连接，常用的导管有，吸水材料、管道以及其它导管，也可以使用实心材料，利用重力、虹吸、毛细现象等原理把液态营养适时的运输到固态培养料的营养通道之中，实际上，营养通道也可以做导管使用，一种经济的做法是把液态营养与营养通道直接相连本发明具有以下的优点
一、均衡适时供应营养
通常发酵可以分为固态发酵和液态发酵，我们认为，发酵的本质是酶促反应，利用微生物新陈代谢来获取产品，因此无论是固态发酵还是液态发酵本质都是一样的，两者的区别也只是微生物不同环境下的不同表现形式，从而推断出，发酵不止也不限于常用的两种发酵方式。发酵水平或者产量可以用一个数学函数来表示：
f(xi)＝m(xi)q(xi)g(xi)i＝1,2,3……n
f(x)表示发酵水平或者产量
m(x)表示微生物生长要素，碳源、氮源、维生素、矿物质、水分、氧气、ph等
q(x)表示环境因素，温度，温差,二氧化碳，光照等等
g(x)表示不利因子，如其它生物污染以及高盐胁迫、高热等其它不利影响因子
假设各项影响因子都处于最优条件下，f(xi)取得最大值，由于f(xi)本身就是一个生化反应的总和，我们把它看成一个生化反应，各个影响因子按照比例供应，各个影响因子充分反应，一个相关因子不足，就不能取得最大值，很明显这是一个多个条件限制的多元函数线性规划问题。
简单的说，若获得高产，必须营养充足，新陈代谢环境优越，外界不利影响小，回头再看固态发酵和液态发酵，自由水这个参数的不同，导致了其它参数的改变，从这个函数看，若保持函数值不变，一个参数的变大，必然要求至少一个其它的参数变小，一个参数的大幅度改变，必然导致其它参数相应变动，反过来，大幅度修改不同的参数可以表现为不同的发酵方式。
两栖发酵法营养通道的引入，影响了营养供应、发酵热、通风等多项参数，在理论上，维持某个特定的发酵水平，增加一个相关维度要比少一个相关维度要经济实现，在此我们称为增维优化，而营养通道正是相关维度的体现，也能够保障大幅度提高产量或者效率，两栖发酵法巧妙的利用营养通道，把固态发酵和液态发酵有机的结合起来，从而保留了固态发酵和液态发酵的优点。
需要注意的是，一种要素过多，超出发酵本身的需求，会影响其他要素的连续适时供应，从而导致整体系统的减产，例如液体发酵中的自由水过多，超出微生物的需求，成为胁迫因子，影响了氧气的传递，需要用搅拌和增加氧供应来消除不利影响，固体发酵中发酵热不能及时移除，造成水分流失和抑制酶活的现象，需要加大通风和补水来解决，在两栖发酵法中，可以通过营养通道，以水为媒介来消除发酵热。
二、营养输送
两栖发酵法的最明显的特点是固态培养基座，液态营养外挂，保障培养微生物营养的及时输送，主要有三种方式，毛细输送、重力输送、虹吸输送。
1.毛细输送
1.1沟渠型培养料位置高于营养通道0厘米到30厘米，或者营养通道放置于培养料中间，培养料和营养通道呈沟渠形状，把配置好营养要素的发酵料堆放在沟渠以外的地方，沟渠主要作为营养通道之用，补充营养物质，整体灭菌或者不灭菌移入发酵设备(设施)中，接种，根据营养通道中吸水材料的性质，计算出毛细上升的最大高度，以便调整沟渠中液态营养的高度，液态营养流经沟渠，通过毛细现象，把微生物需要的营养源源不断的输送至固态发酵料中，从而保障发酵的连续，若整体灭菌，包括外界液态营养，也适合细菌发酵接种，把细菌发酵种子注入液态营养中，经营养通道输入到固态培养料中，这个结构的发酵模式实现了营养物质随水往高处走，二氧化碳往下面排，避免了营养胁迫，有利于气体交换和及时散热。
1.2液态营养倒扣型把营养通道平铺(成排结构)在发酵设备(设施)上，比如圆盘，装满液态营养的小容器倒扣在营养通道上，发酵料均匀堆放在容器之间，倒扣容器呈矩阵排列，容器之间相互连通，外接大型的液态营养装置。
1.3中空型用不漏水的材料做成一个空心管道状，营养通道一端放置其中，一端延伸至培养料中，实际上是一个小型的液态营养存储器，属于小动脉血管，根据固态培养料养分消耗情况适时补充液态营养。
1.4实心型根据固态培养料的微生物营养需求量，选用相应的运输速度的吸水材料做营养通道，营养通道之间可以相互连接，也可以独立，外接液态营养。
2重力输送
固态培养料中的营养通道可以做成空心或者实心结构，液态营养出口高出营养通道，以倒挂的方式，利用重力输送，输送速度可以通过导管调节，以满足发酵微生物的需要为宜。
3虹吸输送
利用虹吸原理，液态营养液面高出固态培养料，使用吸水材料，一端放入液态营养液中，一端接入固态培养料的营养通道中。
三、气态发酵法
利用毛细现象可以实现水往高处流，在两栖发酵法的基础上，合理运用虹吸原理，把反应中心放置在空气中，反应产物由于重力因素或者其它方法脱离反应中心，反应底物通过毛细现象和虹吸原理适时输送至反应中心，这个设计能够延缓反馈抑制，及时散热，充分供氧，从而能提高产率。
两栖发酵法主要用于生物发酵，特点是固态培养基座，液态营养外挂，固液分离，适时营养供应，半自动操作，管理粗放，可以延缓反馈抑制的发生，两栖发酵法综合了固态发酵和液态发酵的优点，是一种全新的发酵方式，属于首创，能够经济的实现产量大幅度增长。
具体实施方式
实施例1：平菇栽培
平菇目前主流栽培方法采用袋栽，可以出菇3-7茬，转化率100％-300％，当菌包的营养耗尽，便不再出菇，采用两栖发酵法，使用速效营养快速补充到袋栽的营养通道中，保证了营养的连续获得，从而使平菇的转化率大大提高，其它采用固态栽培方法的食用菌也是一样，使用两栖发酵法可以显著提高产量，值得一提的是，平菇萌发数量非常之多，一个平方厘米，小平菇数超过10个，采用本方法，源源不断的输入液体营养，大规模经济生产蛋白质饲料成为可能。
平菇培养料配方：
1.平菇培养料配方无霉变稻草78％，麸皮20％，糖1％，石膏1％
2.营养通道以毛线为吸水材料，直径5毫米，30cm一节，取培养料质量10％3.液体营养
配置3％的葡萄糖，0.1％的酵母粉，磷酸氢二钾0.2％，维生素b1片0.01％的混悬液，115度灭菌30分钟备用。
取无霉变的稻草，粉碎，按照上述配方，按比例称重，混合，料水比1:1.1，再与营养通道再混合，装入塑料袋中，注意，封口部分的营养通道要用培养料覆盖，避免污染，高压高温(超过115度)灭菌半个小时，冷却，每袋10％接种固体栽培种或者少量液体菌种，按照平菇的管理要求，移入温度25度左右的环境。萌发小平菇时候接入液体营养。以我们收集的前四茬菇为例，对照组转化率平均120％，两栖发酵法培养的平菇平均转化率为182％，差异明显，在同等培养条件下，两栖发酵法产量有显著提高。