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长江大学生科院生物工程系 　　　发酵工程 课件 Fermentation Engineering 泡沫的定义 豆油在红霉素发酵中的作用及作用机制的研究沈兆兵 陈国豪 陈长华 【摘要】? 红色糖多孢菌D在15L发酵罐的基础培养基和发酵过程中补加豆油，当基础培养基中豆油量加倍时，效价提高43.1%；发酵过程补加豆油罐的红霉素效价、生产强度和Yp/s比不补豆油的分别提高了69.7%、69.6%和63.8%。 豆油在红霉素发酵中的作用及作用机制的研究沈兆兵 陈国豪 陈长华 【摘要】通过实验测定发现，发酵过程补加豆油后，异柠檬酸脱氢酶、甲基丙二酰CoA异构酶的比活以及α酮戊二酸的量均高于不补加豆油时的值，而琥珀酸的量低于不补加豆油时的值。推测豆油经过红色糖多孢菌代谢后进入红霉素合成的一条可能途径：豆油经过代谢后进入TCA循环，并强化了TCA循环的通量，产生了大量α酮戊二酸，再生成琥珀酰CoA，琥珀酰CoA在甲基丙二酰CoA异构酶的作用下生成甲基丙二酰CoA作为红霉素合成的前体。 抑泡机理：一般认为抑泡剂分子在气液界面上优先被吸附，它比助泡剂的表面活性更强，更易吸附到泡膜上，但是由于本身不赋予泡膜弹性，所以不具备稳泡作用。这样当液体中产生泡沫时，抑泡剂首先占据泡膜，抑制了助泡剂的作用，抑制了气泡。 （3）破泡剂与抑泡剂的相互关系 　溶解度大的破泡剂，消泡作用只发挥一次；溶解度小的破泡剂，消泡作用可持续一段时间。如果溶解度进一步降低，即成为抑泡剂。另一方面，破泡剂大量使用，会有抑泡作用，抑泡剂大量使用也会有破泡作用。 返回 2、对消泡剂的要求 （1）在起泡液中不溶或难溶 （2）表面张力低于起泡液 （3）与起泡液有一定程度的亲和性 （4）与起泡液不发生化学反应 （5）挥发性小，作用时间长。 （6）无毒、对人畜无害，不影响生物合成。 （7）能耐高压蒸汽灭菌而不变性，在灭菌温度 下对设备无腐蚀性或不形成腐蚀性产物。 2、对消泡剂的要求 （1）在起泡液中不溶或难溶 　　为破灭泡沫，消泡剂应该在泡膜上浓缩、集中。对破泡剂，应在瞬间浓缩、集中，对于抑泡剂应经常保持在这种状态。所以消泡剂在起泡液中是过饱和状态，只有不溶或难溶才易于达到过饱和状态。不溶或难溶，才易于聚集在气液界面，才易于浓缩在泡膜上，才能在较低浓度下发挥作用。用于水体系的消泡剂，活性成分的分子，须为强疏水弱亲水。 （2）表面张力低于起泡液 消泡剂必须是表面活性剂，具有较低的表面张力。表面张力低于起泡液，消泡剂微粒才能够在泡膜上浸入及扩展。值得注意的是，起泡液的表面张力并非溶液的表面张力，而是助泡溶液的表面张力。 （3）与起泡液有一定程度的亲和性 　　由于消泡过程实际上是泡沫崩溃速度与泡沫生成速度的竞争，所以消泡剂必须能在起泡液中快速分散，以便迅速在起泡液中较广泛的范围内发挥作用。要使消泡剂扩散较快，消泡剂活性成分须与起泡液具有一定程度的亲和性。消泡剂活性成分与起泡液过亲，会溶解；过疏又难于分散。只有亲疏适宜，效力才会好。 （4）与起泡液不发生化学反应 消泡剂与起泡液发生反应，一方面消泡剂会丧失作用，另一方面可能产生有害物质，影响微生物的生长。 （5）挥发性小，作用时间长。 （6）无毒、对人畜无害，不影响生物合成。 （7）能耐高压蒸汽灭菌而不变性，在灭菌温度 下对设备无腐蚀性或不形成腐蚀性产物。 返回 3、常用消泡剂的种类和性能 （1）天然油脂 （2）聚醚类消泡剂 （3）高碳醇 （4）硅酮类 3、常用消泡剂的种类和性能 （1）天然油脂 　　天然油脂是最早用的消泡剂，它来源容易，价格低，使用简单，一般来说没有明显副作用，如豆油、菜油、鱼油等，除了用作消泡外，还可作为碳源和中间补料用。油脂主要成分是高级脂肪酸酯和高级一元醇酯，还有高级醇、高级烃等。 　　但油脂如保藏不好，易变质，使酸值增高，对发酵有毒性。此外，有些油是发酵产物的前体，如豆油是红霉素的前体，鱼油是螺旋霉素的前体。近年来出于对环境保护的重视，天然产物消泡剂的地位又有些提高，而且还在研究新的天然消泡剂 。 A、酒糟榨出液 罗伯茨（Roberts R.T.）在英国酿造业研究基金会资助的试验啤酒厂发现：全麦芽浸出浆桶中最后倒出的沉积物能破灭泡沫。于是联想到，是否可以由制作全麦芽浸出浆以后的酒糟压榨出有效的消泡剂？经过试验，由酒糟中压榨出大约40%液体，在500C真空蒸馏，浓缩19倍，果然得到可用于麦芽汁发酵过程的消泡剂。效果很好，没有副作用。经分析证明，酒糟榨出液中存在C8~C18的全部脂肪酸，存在极性类脂物，尤其是卵磷脂等物，这些物质的协同作用下的消泡作用比这些物质单独消泡作用强得多。 B 、啤酒花油