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1. 泡沫对发酵过程的影响

在微生物深层培养过程中，要通入大量的无菌空气，由于华体会体育最新地址中存在糖、蛋白质和代谢物菌体等稳定泡沫的物质，在通气发酵和微生物呼出二氧化碳的共同作用下，培养液会产生泡沫。含蛋白质较高的华体会体育最新地址最易发泡，糖类物质发泡能力较差，但会增加华体会体育最新地址的粘度，使形成的泡沫稳定。

1.1

降低生产能力

在发酵罐中，为了容纳泡沫，防止溢出而降低装量。装料系数：装量与容量的比。发酵罐的装料系数一般为0.7。

1.2

引起原料浪费

如果设备容积不能留有容纳泡沫的余地，气泡会引起原料流失，造成浪费。

1.3

影响菌的呼吸

如果气泡稳定，不破碎，那么随着微生物的呼吸，气泡中充满二氧化碳，而且又不能与空气中氧进行交换，这样就影响了菌的呼吸。

1.4

引起染菌

由于泡沫增多而引起逃液，于是在排气管中粘上华体会体育最新地址，就会长菌。随着时间延长，杂菌会长入发酵罐而造成染菌。大量泡沫由罐顶进一步渗到轴封，轴封处的润滑油可起点消泡作用，从轴封处落下的泡沫往往引起杂菌污染。

1.5

影响发酵产物

有些发酵产物，特别是蛋白酶，发酵泡沫可能使这些酶失活。

2. 泡沫产生的原因

(1)通气搅拌的强烈程度：发酵过程中的通气搅拌越强烈，越容易产生泡沫。

(2)华体会体育最新地址配比和原料组成：华体会体育最新地址配比和原料组成越丰富，有机氮源含量越高，产生的泡沫稳定性就越高。

(3)菌体生长状态：菌体在生长旺盛的时候，发酵液蛋白质浓度会有所上升，浓度也会有所增强，最终导致气泡的产生。

(4)发酵罐菌体裂解：发酵罐菌体裂解，菌体蛋白大量释放，会导致华体会体育最新地址出现短暂的快速起泡过程。

(5)环境因素：发酵过程受到环境的影响，以致发酵时气温迅速上升，再加上发酵过程中不断搅拌，导致气泡逐渐增加。

(6)发酵液成分：发酵液的粘度和浓度较大时，也会产生较多的泡沫。为了控制发酵泡沫的产生，可以采取多种方法，如调整通气搅拌强度、优化华体会体育最新地址配方和原料组成、控制菌体生长、避免发酵罐菌体裂解、控制环境因素以及调整发酵液成分等。

3. 泡沫的消除方法

3.1

机械消除

利用机械强烈震动或通过压力变化促使泡沫破碎，是一种利用物理作用消除泡沫的方式。机械消泡法中，最简单的是在搅拌轴的上层安装消泡桨，利用外力将泡沫击碎，达到消泡的目的。其优势是不需要往发酵液中加入其他物质，既节省了原料又减少污染杂菌的风险。但消泡效果比较差，不能从根本上消除引起泡沫稳定的因素，因此仅可作为消泡的辅助方法。

3.2

消沫剂消除

消泡剂能使泡沫破裂。由于泡沫形成的因素很多，消泡剂消泡的机理有以下两种：

(1)当泡沫的表面层存在着极性的表面活性物质而形成双电层时，可以加另一种具有相反电荷的表面活性剂，以降低其机械强度，或加人某些具有强极性的物质，与发泡剂争夺液膜的空间，并使液膜的机械强度降低，进而促使泡沫破裂。

(2)当泡沫的液膜有较大的表面粘度时，可加入某些分子内聚力较小的物质，以降低液膜的表面粘度，从而促使液膜的液体流失而使泡沫破裂。

好的消泡剂同时能具有上述两种性能，即能同时降低液膜的机械强度和降低液膜的表面粘度。此外，为了使消泡剂易于散布在泡沫面上，消泡剂要有较小的表面张力和水溶性等特性，但是消泡剂使用不当时，对微生物的代谢会有干扰，影响生物合成。

4. 消泡剂的选择要求及使用方法

4.1

消泡剂的种类

①　天然油脂类：如玉米油、豆油、米糠油、棉籽油、菜籽油及猪油等;

②　聚醚类：如聚丙烯甘油，简称 GP 型、聚氧乙烯氧丙烯甘油，简称 CPE，又称泡敌；

③　高级醇：(十八醇和聚二醇)、脂肪酸和酯类；

④　硅酮：如聚二甲基硅氧烷及其衍生物，在微生物药物发酵中最为常用。

以前多用植物油来消泡，但目前多选择硅酮类进行消泡，同时也有将硅酮类和聚醚类混合使用的，效果都不错。可以选用一种或将几种消泡剂搭配使用，并进行毒性试验。比如枯草芽孢杆菌常用乳化硅油进行消泡；酿酒酵母发酵可单独加泡敌，或豆油和泡敌按一定比例混合使用来进行消泡。不同种类的消泡剂对不同菌种的发酵影响是不同的，建议多做实验。

4.2

选用消泡剂的依据

①　发酵类型：不同发酵类型对消泡剂的要求不同。例如，啤酒发酵需要选用快速起泡的消泡剂，以迅速消除发酵过程中产生的泡沫；而抗生素发酵需要选用低泡、高效的消泡剂，以避免抗生素生产过程中的泡沫干扰。

②　发酵液性质：发酵液性质包括液体深度、粘度、酸碱度等。这些性质会影响消泡剂的效果。例如，偏酸性的发酵液需要选用耐酸碱的消泡剂，以保证消泡剂在酸性环境下仍能发挥良好的消泡作用。此外，对于粘度较高的发酵液，应选用具有较强吸附性的消泡剂，以便更好地吸附在发酵液表面，降低液体的表面张力。

③　温度和压力：温度和压力也会影响消泡剂的效果。在高温高压环境下，需要选用耐高温高压的消泡剂，以确保消泡剂在高温高压下仍能保持良好的消泡性能。

④　消泡剂性能：选用合适的消泡剂，需要考虑到消泡剂的起泡性、吸附性、耐久性等因素。起泡性表示消泡剂在溶液中产生泡沫的能力，吸附性表示消泡剂在溶液表面的附着能力，耐久性则表示消泡剂在溶液中持续发挥效果的时间。根据实际需要，选用具有适当起泡性和吸附性的消泡剂，以确保消泡剂能够在适当的时机和持续时间内发挥消泡作用。

⑤　经济性：经济性也是选用消泡剂需要考虑的因素之一。在选用消泡剂时，需要根据自己的经济状况选择合适价格的消泡剂。在保证消泡效果的前提下，选择性价比高的消泡剂，以降低工业发酵的生产成本。

总之，工业发酵中消泡剂的选用需要综合考虑发酵类型、发酵液性质、温度和压力、消泡剂性能以及经济性等多个方面。正确选用合适的消泡剂能够有效地提高发酵过程的稳定性、效率和产品质量。在实际操作过程中，可以结合实际情况对上述因素进行权衡和选择，以获得最佳的消泡效果。