1、泡沫形成的原因

在大多數(shù)微生物發(fā)酵過程中，由于培養(yǎng)基中有蛋白類表面活性劑存在，在通氣條件下培養(yǎng)液中就形成了泡沫。泡沫的多少既與通風(fēng)量、攪拌的劇烈程度有關(guān)，又與培養(yǎng)基所用原材料的性質(zhì)有關(guān)。發(fā)酵培養(yǎng)基中的蛋白質(zhì)原料是主要的發(fā)泡物質(zhì)，其含量越多越容易起泡。多糖水解不完全，糊精含量多，也容易引起泡沫的產(chǎn)生。培養(yǎng)基的滅菌方法和操作條件均會影響培養(yǎng)基成分的變化而影響發(fā)酵時泡沫的產(chǎn)生。菌體本身也有穩(wěn)定泡沫的作用，發(fā)酵液的菌體濃度越大，發(fā)酵液就越容易起泡。

2、泡沫對發(fā)酵的影響

在發(fā)酵過程中，過多的泡沫會降低發(fā)酵罐的裝料系數(shù)和氧傳遞系數(shù)，造成大量逃液，發(fā)酵液從排氣管路或軸封逃出而增加染菌機(jī)會等，嚴(yán)重時無法進(jìn)行正常的通氣和攪拌，阻礙菌體呼吸，導(dǎo)致代謝異?；蚓w自溶。因此，控制泡沫是正常發(fā)酵的基本保證。

3、泡沫的控制

控制泡沫的途徑主要有兩種：①調(diào)整培養(yǎng)基成分（如少加或緩加易起泡的原材料）或改變某些工藝參數(shù)（如pH值、溫度、通氣和攪拌)或者采用多次投料來控制，以減少泡沫形成的機(jī)會。但這些方法對發(fā)酵的影響較大，因此，其采用和效果很受限制。 ②采用機(jī)械法或消泡劑法消除已形成的泡沫，化學(xué)消泡劑還有抑制泡沫形成的作用。因此工業(yè)上常采用機(jī)械消泡和消泡劑消泡。

（1）機(jī)械消泡

機(jī)械消泡(mechanical defoaming)是利用機(jī)械強(qiáng)烈振動或壓力變化使泡沫破裂，是一種利用物理作用消除泡沫的方式。機(jī)械消泡法具有節(jié)省原料、減少染菌機(jī)會等優(yōu)點(diǎn)，但其消泡效果不理想，僅可作為消泡的輔助方法。

（2）消泡劑消泡

消泡劑(defoamer,.antifoamer)消泡就是利用外加消泡劑使泡沫破裂。消泡劑可降低泡沫液膜的機(jī)械強(qiáng)度，或者降低液膜的表面黏度，或者兼有兩者的作用，達(dá)到破裂泡沫的目的。消泡劑都是表面活性劑，具有較低的表面張力。如聚氯乙烯氧丙烯甘油(GPE)的表面張力僅為33×10-3N/m,而青霉素發(fā)酵液的表面張力為(60~68)X103N/m。消泡劑消泡是目前發(fā)酵工業(yè)上應(yīng)用最廣的一種消泡方法。其優(yōu)點(diǎn)是消泡作用迅速可靠，但消泡劑用量過多會增加生產(chǎn)成本，且有可能影響菌體的生長和代謝。

4、消泡劑在發(fā)酵領(lǐng)域的更新迭代

適用于發(fā)酵領(lǐng)域的消泡劑到目前為止，已經(jīng)經(jīng)歷了四代更新?lián)Q代。第一代消泡劑一般用天然油脂類。第二代季戊四醇、高碳醇類。第三代消泡劑是到現(xiàn)在比較常用的聚醚類、有機(jī)硅類、聚醚有機(jī)硅類。第四代消泡劑是聚醚改性類（也稱復(fù)合型消泡劑），是目前為止最為理想的新品種，也是消泡劑的發(fā)展方向。

*聚醚類消泡劑大致有以下幾類：氧化丙烯與甘油聚合而成的叫聚氧丙烯甘油（GP型）。丙三醇無規(guī)聚醚（GPE型），又稱泡敵。異構(gòu)十三醇無規(guī)聚醚（TPE型）。丙二醇無規(guī)聚醚（PPE型）

根據(jù)消泡原理和發(fā)酵液的性質(zhì)，在選擇發(fā)酵消泡劑時可遵循以下幾點(diǎn)原則：

1、液體消泡劑必須要有一定的不溶性，不干擾溶氧、pH值等測定儀表的使用。

2、分散型好，能夠在發(fā)酵液中迅速鋪展，并具有低表面張力。

3、消泡劑的粘度也會影響消泡效率，低粘度鋪展性和滲透性更好。

4、實(shí)驗篩選消泡劑對菌體生長及產(chǎn)物合成的影響。

5、上罐驗證，確定合適的消泡劑。