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發(fā)酵泡沫的產(chǎn)生及其影響

泡沫是氣體在液體中的粗分散體，氣、液之間被層液膜隔開，彼此不相連通，屬于氣液非均相體系。只有氣體與液體連續(xù)、充分地接觸才會產(chǎn)生過量的泡沫。在大多數(shù)發(fā)酵過程中，由于培養(yǎng)基中有蛋白質(zhì)和代謝物等表面活性劑存在，在通氣條件下，培養(yǎng)液中就出現(xiàn)了定數(shù)量的泡沫。

泡沫按發(fā)酵液性質(zhì)不同分為兩種類型：種是存在于發(fā)酵液表面上的泡沫，該泡沫氣相所占的比例特別大，與液體有較明顯的界限，如發(fā)酵前期的泡沫；另種是分散在黏稠的菌絲發(fā)酵液中的泡沫，比較穩(wěn)定，與液體之間無明顯的界限。

泡沫的形成與基質(zhì)的種類、通氣量、攪拌速率、微生物細(xì)胞生長代謝和滅菌條件等因素有關(guān)，其中發(fā)酵液的理化性質(zhì)對泡沫的形成起決定性作用。泡沫的穩(wěn)定性主要與液體的表面性質(zhì)（如表面張力、表觀黏度）和泡沫的機械強度有密切的關(guān)系。如氣體在純水中鼓泡，生產(chǎn)的氣泡只能維持瞬間，其穩(wěn)定性幾乎等于零，這是由于純水的表面張力很低（o=0.072N-m-1），導(dǎo)致圍繞氣泡的液膜強度很低。

發(fā)酵液中的氣體主要是通入的無菌空氣、微生物呼吸排出的二氧化碳等；而發(fā)酵液中的玉米漿、皂莢、糖蜜所含的蛋白質(zhì)和細(xì)胞本身都具有穩(wěn)定泡沫的作用，其中，蛋白質(zhì)分子除分子引力外，在羧基和氨基之間還有氫鍵、離子鍵等引力，因而形成的液膜比較牢固，泡沫比較穩(wěn)定。此外，發(fā)酵液的溫度、ph、基質(zhì)濃度以及泡沫的表面積對泡沫的穩(wěn)定性也有很大的影響。

在好氧發(fā)酵過程中，通過攪拌使大氣泡變?yōu)樾馀?，以增加氣體與液體的接觸面積，從而使氧傳遞速率增加，同時，有利于二氧化碳?xì)怏w的逸出。為了達(dá)到充分的氣體交換目的，氣泡應(yīng)該在發(fā)酵液中有定的滯留時間。

但是過多的持久性泡沫會給發(fā)酵帶來許多負(fù)面影響，主要表現(xiàn)在：

①降低了發(fā)酵罐的裝料系數(shù)（料液體積/發(fā)酵罐容積）。發(fā)酵罐的裝料系數(shù)般取0.7左右，通常充滿余下空間的泡沫約占所需培養(yǎng)基的10%。

②增加了菌群的非均性。由于泡沫高低的變化和處在不同生長周期的微生物隨泡沫漂浮或黏附在罐壁上，使這部分菌體有時在氣相環(huán)境中生長，從而影響了菌群的均性。

③發(fā)酵液升到罐頂有可能從軸封滲出，增加污染雜菌的機會。

④若大量起泡，控制不及時會引起“逃液"，導(dǎo)致產(chǎn)物的流失。因此，合理地控制發(fā)酵過程中產(chǎn)生的泡沫是取得高產(chǎn)的因素之。