1、7.6 发酵过程的泡沫形成与控制,发酵过程泡沫产生的原因 （1）通气搅拌的强烈程度 通气大、搅拌强烈可使泡沫增多 在发酵前期由于培养基营养成分消耗少，培养基成分丰富，易起泡。应先开小通气量，再逐步加大。搅拌转速也如此。也可在基础料中加入消泡剂,7.6.1 泡沫形成的原因,（2）培养基配比与原料组成 培养基营养丰富，黏度大，产生泡沫多而持久，前期启动搅拌就会产生大量气泡 例：在50L罐中投料10L，成分为淀粉水解糖、豆饼水解液、玉米浆等，搅拌900 rpm，通气，泡沫生成量为培养基的2倍。如培养基浓度适当降低一些，接种量大一些，生长速度快些，前期就可以适当启动搅拌,7.6.1泡沫形成的原因,（3
2、）菌种、种子质量和接种量 菌种质量好，生长速度快，可溶性氮源较快被利用，泡沫产生几率也就少。菌种生长慢的可以加大接种量 （4）灭菌质量 培养基灭菌质量不好，糖氮被破坏，抑制微生物生长，使种子菌丝自溶，产生大量泡沫，加消泡剂也无效,7.6.1泡沫形成的原因,发酵过程起泡的利弊： 气体分散、 增加气液接触面积，利于氧的传递但过多的泡沫是有害的,7.6.2 起泡的危害,7.6.2 起泡的危害,1、降低生产能力 在发酵罐中，为了容纳泡沫，防止溢出而降低装液量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,3、影响菌的呼吸 随着微生物的呼吸，气泡中充满二氧化碳，而且又
3、不能与空气中氧进行交换，这样就影响了菌的呼吸 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培养基，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，从轴封处落下的泡沫往往引起杂菌污染,7.6.2 起泡的危害,7.6.5 消泡剂消泡,4、常用消泡剂的种类和性能 （1）天然油脂 是最早用的消泡剂，如豆油、菜油、鱼油等 油脂如果保藏不好，易变质，使酸值增高，对发酵有毒性 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,7.6.5 消泡剂消泡,A 酒糟榨出液 由酒糟中压榨出大约40%液体，在500C真空蒸馏，浓缩19倍，得到可用于麦芽汁发
4、酵过程的消泡剂 酒糟榨出液中存在C8C18的全部脂肪酸，存在极性类脂物，尤其是卵磷脂等物质，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 研究发现向啤酒添加15ppm 啤酒花油是减轻气泡溢出损失的有效措施 啤酒花油含有的消泡活性物质有：石竹烯、荷兰芹萜烯、香叶烯和蒎烯等,7.6.5 消泡剂消泡,7.6.5 消泡剂消泡,（2）聚醚类消泡剂 聚醚类消泡剂种类很多, 我国常用的有甘油三羟基聚醚 有聚氧丙烯甘油(GP 型消泡剂) , 用于链霉素发酵，代替天然油 链端是亲水基的聚氧乙烯氧丙烯甘油(GPE型消泡剂,泡敌) , 按照环氧乙烷加成量为10%，20%，50%分别称为G
5、PE10，GPE20，GPE50。用于四环素发酵效果很好，相当于豆油的1020倍,7.6.5 消泡剂消泡,GP型的消泡剂亲水性差，在发泡介质中的溶解度小，宜使用在稀薄的发酵液中。它的抑泡能力比消泡能力优越，适宜在基础培养基中加入，以抑制整个发酵过程的泡沫产生 GPE型消泡剂亲水性较好，在发泡介质中易铺展，消泡能力强，但溶解度也较大，消泡活性维持时间短，因此用在粘稠发酵液中效果较好 一种新的聚醚类消泡剂(GPES型消泡剂) 是在GPE型消泡剂链端用疏水基硬脂酸酯封头，便形成两端是疏水链，中间隔有亲水链的嵌段共聚物。这种结构的分子易于平卧状聚集在气液界面，因而表面活性强，消泡效率高,7.6.5 消
6、泡剂消泡,（3）高碳醇 高碳醇是强疏水弱亲水的线型分子，在水体系里是有效的消泡剂。C7C9的醇是最有效的消泡剂。 C12C22的高碳醇借助适当的乳化剂配制成粒度为49m，含量为2050%的水乳液，即是水体系的消泡剂 还有些成酯，如苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯等在青霉素发酵中具有消泡作用，后者还可作为前体,7.6.5 消泡剂消泡,（4）硅酮类 最常用的是聚二甲基硅氧烷(二甲基硅油) 它表面能低，表面张力也较低，在水及一般油中的溶解度低且活性高。与极性溶剂水不亲和，与一般油的亲和性也很小 它挥发性低并具有化学惰性，比较稳定且毒性小 纯粹的聚二甲基硅氧烷，不经分散处理难以作为消泡剂。将硅油混入SiO2气溶胶，所构成的复合物可以消泡,7.6.5 消泡剂消泡,也有在硅油和SiO2气溶胶的复合物中添加一种或两种乳化剂，加热溶匀，与增稠剂水溶液混合后乳化 乳化剂有甘油单硬脂酸酯，聚氧乙烯山梨糖醇单硬脂酸酯（Tween60）、聚氧乙烯山梨糖醇单油酸酯（Tween80）、山梨糖醇单硬脂酸酯（Spen60）、山梨糖醇三硬脂酸酯（Spen65） 增稠剂有羧甲基纤维素钠盐 这类消泡剂广泛用于抗生素发酵及食品工业,
