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* 泡沫对发酵的影响及其控制 一、泡沫的形成及其对发酵的影响 1、形成 在大多数微生物发酵过程中，通气、搅拌以及代谢气体的逸出，再加上培养基中糖、蛋白质、代谢物等表面活性剂的 存在，培养液中就形成了泡沫。 泡沫的多少与搅拌、通风、培养基性质有关。 蛋白质原料如蛋白胨、玉米浆、黄豆粉、酵母粉等是主要的发泡剂。 糊精含量多也引起泡沫的形成。 当发酵感染杂菌和噬菌体时，泡沫 异常多。 2、泡沫的性质 泡沫实际上是气溶胶构成的胶体系统，其分散相是空气和代谢气，连续相是发酵液，泡沫间隔着一层液膜而被彼此分开不相连通。 3、少量泡沫的作用： 一定数量的泡沫是正常现象，可以增加气液接触面积，导致氧传递速率增加； 4、大量的泡沫引起许多负作用： （1）发酵罐的装料系数减少、氧传递系统减小； （2）增加了菌群的非均一性； （3）造成大量逃液，增加染菌机会； （4）严重时通气搅拌无法进行，菌体呼吸受到阻碍，导致代谢异常或菌体自溶； （5）消泡剂的添加将给提取工序带来困难。 1、调整培养基中的成分（如少加或缓加易起泡的原料）或改变某些物理化学参数（如pH值、温度、通气和搅拌）或者改变发酵工艺（如采用分次投料）来控制，以减少泡沫形成的机会。 2、采用菌种选育的方法，筛选不产生流态泡沫的菌种，来消除起泡的内在因素。 3、采用机械消泡或消泡剂来消除已形成的泡沫。 二、泡沫的消除 （1）机械消泡 物理消泡方法，利用机械强烈振动或压力变化而使泡沫破裂。 优点：节省原料，减少染菌机会。 缺点：消泡效果不理想，仅可作为消 泡的辅助方法 机械消泡装置的选择依据 ①动力小； ②结构简单； ③易清洁； ④运行可靠； ⑤维护费用低； （2）消泡剂消泡 A、消泡剂的作用： 降低泡沫液膜的机械强度； 降低液膜的表面黏度； 兼有两者的作用，达到破裂泡 沫的目的。 B、作为生物工业理想的消泡剂，应具备下列条件： 应该在气－液界面上具有足够大的铺展系数，才能迅速发挥消泡作用，这就要求消泡剂有一定的亲水性； 应该在低浓度时具有消泡活性； 应该具有持久的消泡或抑泡性能，以防止形成新的泡沫； 应该对微生物、人类和动物无毒性； 应该对产物的提取不产生影响； 不会在使用、运输中引起任何危害； 来源方便，成本低； 应该对氧传递不产生影响； 能耐高温灭菌。 C、常用的消泡剂有4大类（以天然油脂类和聚醚类在生物发酵中最为常用）： 天然油脂类： 豆油、玉米油、棉籽油、菜籽油和猪油等。 油不仅用作消泡剂，还可作为碳源和发酵控制的手段。 在发酵中，要控制油的质量、新鲜程度，并要进行发酵试验检验。 聚醚类： 聚醚类消泡剂品种很多，它们是氧化丙稀或氧化丙稀和环氧乙烷与甘油聚合而成的聚合物。 聚氧丙稀甘油（GP型）——氧化丙稀和甘油聚合；亲水性差，在发泡介质中的溶解度小，所以用于稀薄发酵液中要比用于粘稠发酵液中的效果好；抑泡性能比消泡性能好，适宜用于基础培养基中，以抑制泡沫的产生。 聚氧乙烯氧丙稀甘油（GPE型，泡敌）——氧化丙稀、环氧乙烷与甘油聚合；亲水性好，在发泡介质中易铺展，消泡能力强，作用快，溶解度大，消泡活性维持时间短，用于粘稠发酵液的效果比用于稀薄的好。 *