Hàng năm có một lượng lớn chất thải của quá trình chế biến công nghiệp các nguyên liệu nông nghiệp thô như bã mía đường, rơm rạ, thân lá cây, vỏ, chất xơ, hạt, bã các loại quả, cây họ đậu, bã cà phê, bã bia và nhiều các sản phẩm thải khác. Các chất thải này có thể được sử dụng là thức ăn chăn nuôi hoặc bị đốt cháy, tuy nhiên trong chất thải này lại chứa rất nhiều đường, chất xơ, khoáng và các protein vì thế chúng không chỉ bị coi là “chất thải” mà là nguyên liệu thô của các quá trình công nghiệp khác. Sự có mặt của nguồn cacbon, dinh dưỡng và độ ẩm trong các chất thải này là điều kiện thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật và đây là một tiềm năng rất lớn để tái sử dụng các chất thải này trong quá trình lên men xốp với vai trò là cơ chất.
Lên men xốp (Solid-state fermentation) là quá trình lên men của vi sinh vật trên cơ chất không tan ở độ ẩm nhất định, cơ chất này vừa đóng vai trò là chất hỗ trợ cơ học (giá thể) và vừa là nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật. Với đặc điểm độ
ẩm thấp, lên men xốp chỉ thích hợp với một lượng giới hạn các loại vi sinh vật, chủ yếu là nấm, nấm men và một số vi khuẩn [132].
Hình 7. Lên men xốp trong các túi nilon
Lên men xốp có nhiều ưu điểm trong quá trình sản xuất một lượng lớn các hóa chất và các enzyme. Quá trình này đã được biết đến từ xa xưa và đã có rất nhiều các loại nấm khác nhau được sử dụng trong quá trình lên men xốp để sản xuất thực phẩm, như Aspergillus oryzae được sử dụng trong quá trình lên men của Nhật bản để sản xuất một số loại thực phẩm truyền thống như rượu sake, tương miso, nước
tương shoyu.. , Penicillium roquefortii được sử dụng để sản xuất pho mat. Ở Trung
Quốc lên men xốp cũng được sử dụng rộng rãi trong quá trình sản xuất các thực phẩm được ủ như rượu Trung Quốc, tương và giấm từ thời cổ đại. Ở Nhật bản và nhiều nước khác lên men xốp được sử dụng để sản xuất thương mại các enzyme công nghiệp. Ở Brazil một đất nước có nền nông nghiệp nhiệt đới rất phát triển, hàng năm thải ra rất nhiều các sản phẩm nông nghiệp thừa và các sản phẩm phụ, năm 1986, một loạt các dự án nghiên cứu tập trung vào sản xuất các phụ gia có giá trị cho các sản phẩm nông nghiệp nhiệt đới. Ngoài ra, việc sản xuất một lượng lớn các hóa chất và các sản phẩm phụ gia nguyên chất như ethanol, protein đơn bào (SPC), nấm, enzyme, axits hữu cơ, amino axit, các chất trao đổi thứ cấp hoạt tính sinh học...cũng được sản xuất từ những nguyên liệu thô này nhờ kỹ thuật lên men xốp [132].