发酵泡沫的控制

泡沫对发酵的影响与控制摘要：泡沫对发酵过程产生多种不利因素，是影响发酵过程重要主要因素之一，本文主要就泡沫的性质，以及泡沫消除的方式进行论述。

并阐述了消泡技术发展的趋势，以及新型的化学消泡技术。

关键词：发酵、泡沫、消泡剂、活性剂一、泡沫产生的原因泡沫是气体在液体中的粗分散体，产生泡沫的首要条件是气体和液体发生接触。

而且只有气体与液体连续、充分地接触才会产生过量的泡沫。

，按产生原因可以大致分为两类：①外界引入，在通气过程中，伴随机械搅拌、空气被分成细小的气泡，从溶氧的角度讲，气泡越细越好，使空气中的氧和发酵液中的CO2能充分的进行交换，这些气泡升到发酵液面时无法及时消除而形成泡沫。

②由发酵液内部产生微生物在进行发酵活动时，往往产生一些气体，如CO2，这些代谢气体凝结形成气泡，冒出到发酵液面，成为发酵泡沫，菌体代谢越旺盛，这部分泡沫的产生量越多。

培养基配比与原料组成以及性质对泡沫也有很大的影响。

培养基营养丰富，黏度大，产生泡沫就多而持久二、泡沫的性质：泡沫是气体被分散在少量液体中的胶体体系。

泡沫间被一层液膜隔开而彼此不相连通。

发酵过程中所遇到的泡沫，其分散相是无菌空气和代谢气体，连续相是发酵液影响泡沫稳定性的因素1、泡径大小通常情况下大泡易于破灭，寿命较长的都是小泡，另一方面，气泡只有上升到液面才能够在破灭之后减少泡沫体积，所以气泡越小，上升速度越慢。

小气泡上升慢，给表面活性剂的吸附提供充足的时间，增加了稳定性。

、2、溶液所含助泡物的类型和浓度（1）降低表面张力降低表面张力会降低相邻气泡间的压差。

压差小，小泡并入大泡的速度就慢，泡沫的稳定性就好。

（2）增加泡沫弹性泡沫液具有可以伸缩的称为“吉布斯弹性”的性质，对于泡沫稳定性来说表面活性剂使液膜具有“吉布斯弹性”比降低表面张力更重要吉布斯曾对泡沫液弹性做如下定义：E=2AσE——膜弹性A——膜面积σ——表面张力（3）助泡剂浓度3，发酵液的粘度某些溶液，如蛋白质溶液，虽然表面张力不低，但因粘度很高，所产生的泡沫非常稳定。

发酵过程控制发酵过程泡沫的形成和控制发酵过程中产生泡沫是由于发酵微生物产生的二氧化碳在液体中产生的气泡。

对于一些发酵工艺来说，泡沫的形成是正常的现象，但当泡沫过高时，会导致操作困难、影响发酵效果甚至引发事故。

因此，控制发酵过程中泡沫的形成和控制是非常重要的。

首先，我们来讨论一些常见的发酵过程中形成泡沫的原因。

发酵过程中产生的泡沫主要有以下几个原因：1.发酵微生物产生的二氧化碳气泡：在发酵过程中，微生物会通过代谢作用产生二氧化碳，这些气体会在液体中形成气泡。

2.搅拌：发酵过程中的搅拌会增加气体与液体的接触面积，从而促进气泡的形成。

3.添加剂：有些发酵过程中需要添加剂，如泡沫剂、表面活性剂等，这些添加剂会导致气泡的形成。

针对泡沫过高的情况，我们需要进行泡沫的控制。

以下是一些常见的泡沫控制方法：1.控制发酵微生物的种类和数量：选择合适的发酵微生物，使其不产生过多的二氧化碳气泡。

2.控制发酵温度：温度的控制对于发酵过程很重要，过高或过低的温度都会导致泡沫过高。

因此，要合理控制发酵过程中的温度。

3.控制搅拌的速度和时间：适当控制搅拌的速度和时间，避免过度搅拌，以减少气泡的形成。

4.添加抗泡剂：在发酵过程中添加抗泡剂，可以减少气泡的形成。

抗泡剂可以抑制气泡的集聚和稳定。

5.使用泡沫控制装置：在发酵过程中使用泡沫控制装置，如泡沫传感器和控制器，可以自动检测和控制泡沫的高度。

总之，控制发酵过程中泡沫的形成和控制是一项重要的工作。

通过合理选择发酵微生物、调节温度、控制搅拌速度和时间、添加抗泡剂以及使用泡沫控制装置等手段，可以有效地控制和管理发酵过程中的泡沫，确保发酵过程的顺利进行。

发酵工艺的泡沫控制需要结合具体的实际情况，进行合理的调整和控制，以满足生产过程的要求。

生物卷烟在发酵阶段泡沫问题的解决方法作者：雷刚来源：《科学与财富》2017年第22期摘要：泡沫是伴随发酵而生的，也是造成发酵后期染菌，影响菌产量的重要因素。

本文分析了生物卷烟发酵过程中泡沫的产生机制、影响，介绍了常用的泡沫控制策略，以期为生产中泡沫消除提供参考。

关键词：生物卷烟；发酵；泡沫1发酵过程泡沫的产生原因1.1培养基成分问题：培养基营养丰富，黏度大，如蛋白质（蛋白质是由氨基酸分子呈线性排列所形成）原料：蛋白胨、玉米浆、黄豆粉、酵母膏。

其中含有大量的蛋白质，而蛋白质正是泡沫产生的主要因素。

1.2发酵初期，由于培养基营养消耗少，成分丰富，易起泡沫。

培养初期通气量越大，搅拌越剧烈，则产生的泡沫越多。

1.3灭菌的强度越大，其发酵中的泡沫越多。

由于灭菌的过程中，高温使得培养基中的糖、氨基酸形成了大量的类黑精，或者形成了：5-羟甲基糠醛，糖氮被破坏。

抑制微生物的生长，使菌丝自溶（菌体自身的蛋白溶于培养液中），产生大量泡沫。

2发酵过程泡沫的消除2.1针对培养基成分问题，可以调整培养基组成，选取起泡少的物质。

培养基营养物质丰富，在培养初期搅拌强烈的条件下，容易产生泡沫，所以在培养基的选择上可以选那些既含有足够的营养物质又不容易气泡膜的培养基，这样可以在源头上抑制泡沫的产生。

2.2鉴于初期培养基营养丰富，菌种处于调整期，菌的数目比较少，活性相对较低（分裂代谢缓慢，合成代谢旺盛）。

对氧气的需求量相对不是很大，所以可以先调小进气量，随着菌的生长再逐渐增大，搅拌转速也是如此。

但是通气量的调节主要取决于前期绘制的菌种生长曲线或摸索的进气量值，以生长曲线为参考，在调整期、对数期、稳定期采用不同的供气量。

至于供气量的大小，现已有摸索值，但还不是最佳值，还要在实验和大量的生产实践中摸索。

2.3实消强度大，对培养基破坏大。

鉴于我们的培养基是工业成品，其中含杂质不是很多，能否考虑降低实消强度。

特别是在升温时间、降温时间的控制上尤为重要（这个操作方法应该统一），一旦高温时间（90°C以上）维持过长，对培养基的破坏相当大，还可能在中间产生大量的分解物，这些物质又可能产生大量的泡沫。

发酵泡沫消除的方法
1.改变酵母数量：酵母数量与发酵泡沫浓度呈正相关，所以可以通过减少酵母数量来减少泡沫。

2.调整酵母活性：活性低的酵母会造成泡沫积累，因此使用高活性的酵母可以减少泡沫的产生。

3.控制容器洗涤水温度：碱性洗涤剂和高温水都会去除酵母，因此使用高温水清洗容器可以减少泡沫产生。

4.填充较少的容器：如果容器装得太满，会形成压力并刺激泡沫的产生，所以填充较少的容器可以减少泡沫。

5.加入凝固剂：小量添加凝固剂（如红藻糖）可以减少泡沫的产生和维持时间。

6.真空处理：将容器真空包装或使用真空设备处理可以去除空气中的气泡，从而减少泡沫产生。

7.降低温度：降低温度可以减缓酵母代谢和发酵速度，从而减少泡沫产生。

发酵过程中泡沫的控制方法
发酵过程中泡沫的控制方法主要有以下几种：
1. 定期搅拌：通过定期搅拌可以破坏发酵液表面的泡沫，同时使酵母能均匀分布在发酵液中，有利于菌体和产品的分离。

2. 使用消泡剂：可以在发酵液中添加适量的消泡剂，它能在一定程度上降低表面张力，抑制泡沫的产生或使已有的泡沫减少。

3. 采用自动消泡系统：对于大型发酵罐，可以安装自动消泡系统，利用压缩空气在发酵液中产生气泡并携带消泡剂进入上部液体区域，起到消泡效果。

4. 控制通气量：适当控制通气的速率，避免过度产生二氧化碳气体。

5. 调整培养基的pH值：可以通过调节培养基的pH值来改变微生物的生长环境，从而抑制泡沫的产生。

6. 通过加入防沫剂：防沫剂是一种能够抑制泡沫产生的化学物质。

加入后可有效地减缓泡沫的产生。

但需要注意的是，防沫剂不会完全消除泡沫的出现，只能在一定程度上控制。

总的来说，这些方法应结合具体的发酵条件（如温度、湿度、压力等）进行选择
和应用。

初级代谢产物:是指微生物处于对数生长期所形成的产物,主要是与细胞生长有关的产物,如氨基酸、核酸、蛋白质、糖类以及与能量代谢有关的副产物。

次级代谢产物:是指生物生长到一定阶段后通过次级代谢合成的分子结构十分复杂、对该生物无明显生理功能,或并非是该生物生长和繁殖所必需的小分子物质,如抗生素、毒素、激素、色素等。

接种龄:是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间接种量:是指移入种子液的体积和接种后培养液体积的比例。

生理酸性物质:无机氮源被菌体作为氮源利用后,培养液中就留下了酸性或碱性物质,这种经微生物生理作用(代谢)后能形成酸性物质的无机氮源生理碱性物质:若菌体代谢后能产生碱性物质的无机氮源前体:前体指某些化合物加入到发酵培养基中,能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去,而其自身的结构并没有多大变化,但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高富集培养:指从微生物混合群开始,对特定种的数量比例不断增高而引向纯培养的一种培养方法。

富集培养主要根据的碳源、氮源、pH、温度、和需氧量等生理因素控制。

生长因子:凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质发酵工程:是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。

临界氧:指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度培养基:是供微生物、植物组织和动物组织生长和维持用的人工配制的养料分批发酵:在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后,接入少量的微生物菌种进行培养,在特定的条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法。

即一次性投料,一次性收获产品的发酵方式。

连续发酵:又称连续流动培养或开放型培养,即培养基料液连续输入发酵罐,并同时放出含有产品的发酵液的培养方法。

原生质体融合:指通过人为的方法,使遗传性状不同的两个细胞的原生质体进行融合,借以获得兼有双亲遗传性状的稳定重组子的过程。

诱导:凡是促进酶生物合成的现象阻遏:凡是阻碍酶生物合成的现象杂交育种:是指将两个基因型不同的菌株经吻合(或接合)使遗传物质重新组合,从中分离和筛选具有新性状的菌株。

发酵技术中的泡沫的控制1 泡沫的产生、性质及变化形成条件：气-液两相共存；表面张力大的物质存在；发酵过程中泡沫有两种类型：❖一种是发酵液液面上的泡沫，气相所占的比例特别大，与液体有较明显的界限，如发酵前期的泡沫；❖另一种是发酵液中的泡沫，又称流态泡沫(fluid foam)，分散在发酵液中，比较稳定，与液体之间无明显的界限。

❖实质：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。

泡沫是热力学不稳定体系热力学第二定律指出：自发过程，总是从自由能较高的状态向自由能较低的状态变化。

起泡过程中自由能变化如下：△G=γ△A△G——自由能的变化△A——表面积的变化γ——比表面能起泡时，液体表面积增加，△A为正值，因而△G为正值，也就是说，起泡过程不是自发过程。

另一方面，泡沫的气液界面非常大。

例如：半径1cm厚0.001cm的一个气泡，内外两面的气液界面达25cm2；可是，当其破灭为一个液滴后，表面积只有0.2cm2,相差上百倍。

泡沫破灭、合并的过程中，自由能减小的数值很大。

因此泡沫的热力学不稳定体系，终归会变成具有较小表面积的无泡状态。

发酵过程泡沫产生的原因（1）通气搅拌的强烈程度发酵前期培养基成分丰富，易起泡。

→采用较小通气量及搅拌转速，再逐步加大。

→也可在基础料中加入消泡剂。

（2）培养基配比与原料组成前期培养基营养丰富粘度大，产泡沫多而持久。

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。

如培养基适当稀一些，接种量大一些，生长速度快些，前期就容易搅拌开。

（3）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。

泡沫的形成一般有以下几种规律：❖整个发酵过程中，泡沫保持恒定的水平；❖发酵早期，起泡后稳定地下降，以后保持恒定；❖发酵前期，泡沫稍微降低后又开始回升；❖发酵开始起泡能力低，以后上升；泡沫体系的三阶段变化(1)气泡大小分布的变化液膜包裹的一个气泡，就像一个吹鼓了的气球。