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發(fā)酵過(guò)程泡沫的控制與種類(lèi)

根據(jù)發(fā)酵過(guò)程泡沫的消長(zhǎng)規(guī)律唾诺，對(duì)泡沫的控制可以采用兩種途徑：

種是減少泡沫形成的機(jī)會(huì)作瞄，通過(guò)調(diào)整培養(yǎng)基的成分（如少加或緩加易起泡的培養(yǎng)基成分）、改變某些培養(yǎng)條件（如ph桐愉、溫度财破、通氣量掰派、攪拌速率）或改變發(fā)酵工藝（如采用分批投料）來(lái)控制。

另種是消除已形成的泡沫左痢，可分為機(jī)械消泡和化學(xué)消泡兩大類(lèi)靡羡，這是微生物發(fā)酵工業(yè)上消除泡沫常用的方法。

1.機(jī)械消泡

它是種物理消泡的方法俊性，借助機(jī)械強(qiáng)烈振動(dòng)或壓力變化起到破碎氣泡略步、消除泡沫的作用。消泡裝置可安裝在罐內(nèi)或罐外定页。罐內(nèi)可在攪拌軸上方安裝消泡槳趟薄，泡沫借旋風(fēng)離心場(chǎng)作用被壓碎，也可將少量消泡劑加到消泡轉(zhuǎn)子上以增強(qiáng)消泡效果典徊。罐外法是將泡沫引出罐外杭煎，通過(guò)噴嘴的加速作用或離心力破碎泡沫后，液體再返回發(fā)酵罐內(nèi)卒落。機(jī)械消泡的優(yōu)點(diǎn)是不用在發(fā)酵液中引入外源物質(zhì)（如消泡劑）枝徙，節(jié)省原材料，減少染菌機(jī)會(huì)顺丸，且不會(huì)增加下游提取工藝的負(fù)擔(dān)饺焕。但其效果往往不如消泡劑消泡迅速、可靠骂蒙，需要定的設(shè)備和消耗定的動(dòng)力草吠，其大的缺點(diǎn)是不能從根本上消除泡沫的形成国谬，因此常作為消泡的輔助方法使用殷缝。

2.化學(xué)消泡

它是種利用添加化學(xué)消泡劑的方式來(lái)消除泡沫的消泡法，也是目前應(yīng)用廣的消泡方法程堤。根據(jù)泡沫形成的因素蝇盖，可以選擇作用機(jī)制不同的消泡劑。消泡劑都是表面活性劑谍线，具有較低的表面張力虎资。當(dāng)泡沫表面存在由性表面活性物質(zhì)形成的雙電層時(shí)，加入另種性相反的表面活性物質(zhì)可以中和電性工斤，破壞泡沫的穩(wěn)定定性卷雕，使泡沫破碎；或加入性更強(qiáng)的物質(zhì)與發(fā)泡劑爭(zhēng)奪泡沫表面上的空間票从，降低泡沫液膜的機(jī)械強(qiáng)度漫雕，進(jìn)而促使。當(dāng)泡沫的液膜具有較大的黏度時(shí)峰鄙，可加入某些分子內(nèi)聚力小的物質(zhì)浸间，以降低液膜的表面黏度太雨，使液膜的液體流失，導(dǎo)致泡沫破碎魁蒜，從而達(dá)到消除泡沫的目的囊扳。

根據(jù)消泡原理和發(fā)酵液的性質(zhì)和要求，理想的消泡劑必須有以下特點(diǎn)：

①消泡劑必須具有較低的表面張力兜看，消泡作用迅速锥咸，效率高；

②在氣液界面上具有足夠大的鋪展系數(shù)铣减，即要求消泡劑具有定的親水性她君；

③消泡劑在水中的溶解度較小，以保持其持久的消泡或抑泡性能葫哗；

④對(duì)發(fā)酵過(guò)程中氧的傳遞以及對(duì)提取過(guò)程中產(chǎn)物的分離狈合、提取不產(chǎn)生影響；

⑤耐高溫笤吵，不干擾溶解氧捏描、ph等測(cè)定儀表的使用；

⑥消泡劑來(lái)源方便叹倒，價(jià)格便宜肘蜘；

⑦對(duì)微生物、人畜無(wú)毒性甩芦。

發(fā)酵工業(yè)常用的消泡劑分天然油脂類(lèi)讽空、聚醚類(lèi)、高醇類(lèi)和硅樹(shù)脂類(lèi)四大類(lèi)练歇，其中前兩類(lèi)使用得多楞盼。

常用的天然油脂類(lèi)消泡劑有玉米油、豆油蔑枣、米糠油锄镜、棉籽油和豬油等，除作為消泡劑外仿吞，這些物質(zhì)還可作為碳源滑频，但其消泡能力不強(qiáng)，所需用量大唤冈。

聚醚類(lèi)消泡劑的種類(lèi)很多峡迷，它們是氧化丙烯或氧化丙烯與環(huán)氧乙烷及甘油聚合而成的聚合物。聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚俗稱“泡敵"你虹，用量為0.03%左右绘搞，消泡能力比植物油大10倍以上∈燮希“泡敵"的親水性好看杭，在發(fā)泡介質(zhì)中易鋪展忠藤，消泡能力強(qiáng)，但其溶解度大楼雹，消泡活性維持時(shí)間較短模孩，在黏稠發(fā)酵液中使用效果比在稀薄發(fā)酵液中更好。其他的消泡劑贮缅，如高醇類(lèi)中的十八醇是常用的種榨咐，可單獨(dú)或與其他載體起使用，它與冷榨豬油起能有效控制發(fā)酵的泡沫焕鲸。另外忿韧，聚乙二醇具有消泡效果持久的特點(diǎn)，尤其適用于霉菌發(fā)酵落寡。

硅酮類(lèi)消泡劑的代表是聚二甲基硅氧烷及其衍生物成止，其分子結(jié)構(gòu)通式為（Ch3）3SiO[Si（Ch3）2]nSi（Ch3）3，單獨(dú)使用效果很差痒仆。它常與分散劑（微晶SiO2）起使用揣蒿，也可與水配成10%的純聚硅氧烷乳液。這類(lèi)消泡劑適用于微堿性的放線菌和細(xì)菌發(fā)酵豪服。消泡劑多數(shù)是溶解度小刨德、分散性不十分好的高分子化合物，在應(yīng)用中除采用化學(xué)和機(jī)械方法聯(lián)合控制泡沫外吁巫，常添加增效劑以降低黏度汰日，促進(jìn)消泡劑擴(kuò)散，提高消泡劑的消泡效果龟夜。例如挂捅，加入載體增效，即用惰性載體（包括礦物油燕酷、植物油等）將消泡劑溶解分散籍凝；消泡劑并用增效周瞎，如將聚氧丙烯甘油和聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚按1：1混合使用苗缩；消泡劑乳化增效，即將乳化劑與消泡劑混合制成乳劑声诸，以提高分散能力酱讶。

消泡劑的選擇和實(shí)際使用還有許多問(wèn)題，應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際加以解決彼乌。

近年來(lái)泻肯，也有從生產(chǎn)菌種本身的特性著手，預(yù)防泡沫的形成慰照，如在單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)中灶挟，篩選在生長(zhǎng)期不易形成泡沫的突變株琉朽。也有用混合培養(yǎng)方法，如有人用產(chǎn)堿菌稚铣、土壤桿菌同莫拉菌起培養(yǎng)來(lái)控制泡沫的形成箱叁，這是種菌產(chǎn)生的泡沫形成物質(zhì)被另種菌協(xié)作同化的緣故。