发酵工程要点总结概要.docx
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发酵工程要点总结概要
第1章绪论
发酵：
通过微生物、动物细胞和植物细胞的培养，大量生成和积累特定的代谢产物或菌体的过程。
发酵工程：
是发酵原理和工程学的结合，是研究由生物细胞（包括微生物、动植物细胞）参与的工艺过程的原理的科学，是研究利用生物材料生产有用物质，服务于人类的一门综合性科学技术。
这里所指的生物材料包括来自自然界微生物、基因重组微生物等以及各种来源的动物细胞和植物细胞。
发酵工程组成从广义上讲，由三部分组成：
上游工程、发酵工程、下游工程
第2章发酵设备
固体发酵
液体发酵（厌氧发酵，好氧发酵）
厌氧发酵：
酒精发酵罐
好氧发酵：
通风搅拌发酵罐
酒精发酵罐
通风搅拌发酵罐设备主要部件包括：
1罐身
2电机
3搅拌器
4轴封
5消泡器
6联轴器
7中间轴承
8空气吹泡管（或空气喷射器）
9挡板
10冷却装置
1.罐体：
罐体由圆柱体或碟形封头焊接而成，材料为碳钢或不锈钢，大型发酵罐可用衬不锈钢或复合不锈钢制成，为了满足工艺要求，罐需要承受一定压力，罐壁厚度决定于罐径及罐压的大小。
罐体上的管路越少越好
2.搅拌作用：
打碎空气气泡，增加气液接触界面以提高气液间的传质效率使发酵液充分混和。
3挡板的作用：
防止液面中央产生漩涡，促使液体激烈翻动，提高溶解氧。
竖立的蛇管、列管、排管也可以起挡板作用；
4消泡器：
利用机械的方法打碎气泡
5仪表：
测量相关参数
为什么压力表不用直管：
会有培养基冲入，污染压力表；起不到缓冲作用；灭菌冷却后有冷凝水（含菌）掉入罐内，污染菌种，弯管液封，上面的杂菌不会掉入下面管道中。
6罐体各部分的尺寸有一定比例，高/径比约为2.5～4。
发酵罐的灭菌
（在夹套中）关好空气阀，蒸气上进下出，冲蒸气，压力大于2kg/cm2（120℃），最好是4～5kg/cm2（160℃）。
当罐内温度>80℃，进蒸气口（蒸气阀）关掉，出蒸气口（排气阀）关小。
打开空气阀，蒸气直接进罐，121℃，20～30min。
从80℃～100℃上升很快，大于100℃后温度上升很慢，到118℃时就开始计时，计时25min时立即关掉蒸气阀。
关掉蒸气阀后通入无菌空气，使罐内一直保持正压（高于大气压，空气不会倒灌入罐内）。
（在夹套中）立即加自来水冷却，从下向上，使温度尽快降到55℃左右，到37～38℃时关掉水，也有缓冲性。
升温降温时注意缓冲性灭菌时蒸气从夹套中进去，如从罐中进去，蒸气冷凝，产生冷凝水、无法接种、容易污染冬天温度低、散热快，低于30℃需加温。
加温时蒸气由下进入、从上而出。
如从25℃→30℃，加热到28℃时即可关蒸气阀微生物代谢发酵时产生大量热，使温度大于30℃，需考虑适当降温。
冷却时冷却水由下进入、从上而出，注意缓冲性，不要降至30℃才关小型罐50L～7T用夹套系统冷却；大型罐7吨以上，用冷却管（盘肠、列管系统）
发酵罐的管路和死角的消除
1尽量减少管路
2发酵罐的出口越少越好
3出料口和进气管可以合并
4接种管、消泡管、补料管可以合并
5排气管不能合并，易引起交叉污
消灭死角
1丝口连接处改用法兰连接
2焊接部位：
堆焊、电焊、氧焊、鱼鳞焊，选用鱼鳞焊
3管道转弯有弧度
4放料管、取料管的阀腔处装小阀
消灭渗漏
罐体穿孔——不锈钢
冷却管产生裂缝——定期更换
垫圈（法兰连接）松脱——拧紧
轴封渗漏——轴绝对垂直
焊缝渗漏
阀杆
发酵罐的管道布置
保证蒸气在管道中畅通，有排气口（小阀），接种管、中间补料管、放料管都要有排气口（小阀）避免冷凝水排入已灭菌的罐体或空气，加止逆阀（单向阀）灭菌后的管道用无菌空气保压单向阀位置正确蒸气总管道要有分气缸、排气阀、减压阀、安全阀相邻罐不联通
接种
接种的三种方法
火圈直接倒种
注射器接种
压力差接种
取样
取样阀①关紧，打开蒸气阀②，再打开阀门③，让蒸气冲（消毒杀菌5～10min）；
关上蒸气阀②，打开取样阀①，培养液因压力作用流出；
取样后关闭取样阀①，打开蒸气阀②，通蒸气再次消毒，关闭阀门②和③。
进料和出料
发酵罐上的人孔用于加料和维修。
出料管可以和进气管合并。
第3章工业发酵菌种选育
重要工业微生物的分离及菌种要求
有的微生物从自然界中分离出来就能被利用，有的需要对分离到的野生菌株进行人工诱变，得到突变株才能被利用。
当前发酵工业所用的菌种总趋势是从野生菌转向变异菌，自然选育转向代谢育种，从诱发基
工业生产常用的微生物：
细菌枯草芽胞杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等，
用于生产淀粉酶、乳酸、醋酸、氨基酸和肌苷酸等
酵母菌单细胞真核生物，常用啤酒酵母、假丝酵母、类酵母等，
用于酿酒、制造面包、生产脂肪酶以及可食用、药用和饲料用酵母菌体蛋白等
霉菌根霉、毛霉、犁头霉、红曲霉、曲霉、青霉等，用于生产多种酶制剂、抗生素、有机酸及甾体激素等
放线菌链霉菌属、小单孢菌属和诺卡氏菌属等，能产生多种抗生素，如链霉素、红霉素、金霉素、庆大霉素等
担子菌通常所说菇类微生物，用于多糖、橡胶物质和抗癌药物的开发
藻类用作人类保健食品和饲料，如螺旋藻、栅列藻；
可通过藻类将CO2转变为石油，或获取氢
菌种的来源
1根据资料直接向有关科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；2从大自然中分离筛选新的微生物菌种。
工业微生物分离的程序
定方案：
首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。
采样：
有针对性地采集样品。
增殖：
人为地通过控制养分或培养条件，使所需菌种增殖培养后，在数量上占优势。
分离：
利用分离技术得到纯种。
发酵性能测定：
进行生产性能测定。
这些特性包括形态、培养特征、营养要求、生理生化特性、发酵周期、产品品种和产量、耐受最高温度、生长和发酵最适温度、最适pH值、提取工艺等。
工业微生物菌种的选育
1自然选育在生产过程中，不经过人工诱变处理，根据菌种的自发突变而进行菌种筛选的过程，叫做自然选育或自然分离。
2诱变育种使用诱变剂进行人工诱变能提高突变频率和扩大变异谱，具有速度快、方法简便等优点，是当前菌种选育的一种主要方法，使用普遍。
诱发突变随机性大，必须与大规模的筛选工作相配合才能受到良好的效果。
诱变育种方案包括：
1突变的诱发
2突变株的筛选
3突变高产基因的表现
诱变剂的种类和选择
物理诱变剂。
各种射线，如紫外线（焦耳）、X射线（库仑/千克）、β射线、γ射线、α射线和超声波等
化学诱变剂。
甲基磺酸乙酯（EMS）、亚硝基胍、亚硝酸、氮芥等。
诱变处理剂量的选择是一个比较复杂的问题，一般正突变较多出现在偏低剂量中，而负突变则较多出现于偏高剂量中。
对于经过多次诱变而提高了产量的菌株，在较高剂量负突变率更高。
目前处理剂量已从以前采用的死亡率90～99％减低为70～80％。
诱变剂的选择主要根据已经成功的经验，与诱变剂本身特点、菌种的种类和出发菌株的遗传背景等有关。
与营养缺陷突变有关的三类遗传型个体：
营养缺陷型：
经诱变产生的一些合成能力出现缺陷，而必须在培养基内加入相应有机养分才能正常生长的变异菌株。
野生型：
自然界分离到的任何微生物，在其发生营养缺陷突变前的原始菌株，为该微生物的野生型。
原养型：
指营养缺陷型突变菌株回复突变或重组后产生的菌株，与野生型的表型相同。
营养缺陷型的鉴定
①生长谱法
方法简便，回变和污染不影响结果测定物质可为粉末或纸片
测定一般应分两阶段：
第一阶段：
测定是哪类物质的缺陷型；
第二节段：
根据第一阶段确定的范围，进一步确定是哪种具体化合物的缺陷型；
与筛选营养缺陷型突变株有关的三类培养基
基本培养基（MM）[-]：
凡是能满足野生型菌株营养要求的最低成分的合成培养基。
完全培养基（CM）[+]：
满足一切营养缺陷型菌株生长的天然或半合成培养基。
补充培养基（SM）[x]：
在MM中有针对性地加入一或几种营养成分以满足相应营养缺陷型菌株生长的合成培养基。
第三节工业微生物菌种的衰退、复壮与保藏
1、微生物菌种的衰退
菌种的退化是由个别、少数菌体细胞衰退后逐渐导致整个菌株退化的一个从量变到质变的遗传变异过程。
菌种的退化会使微生物个体和群体特征发生变化，其中最重要的使所需产物的生产产量下降、营养物质代谢和生长繁殖能力下降、发酵周期延长、抗不良环境条件的性能减弱。
（1）菌种衰退的原因
1、菌种连续传代导致自发突变或回复突变是菌种发生退化的直接原因
2、菌种保藏方法不当。
3、菌种生长的条件要求没有得到满足，或是遇到不利的条件，或是失去某些需要的条件。
（二）、防止菌种衰退的措施
1控制传代次数
2创造良好的培养条件
3利用不易衰退的细胞传代
4采用有效的菌种保藏方法
2、菌种的复壮
1纯种分离
2通过寄主体进行复壮
3淘汰已衰退的个体
3、菌种的保藏
（一）、菌种保藏的原理；菌种保藏主要是根据菌种的生理、生化特性，人工创造条件使菌体的代谢活动处于休眠状态。
（三）、菌种保藏的注意事项
1菌种在保藏前所处的状态
2菌种保藏所用的基质
3操作过程对细胞结构的损害
微生物生长的测定：
1个体计数
2群体重量测定
3群体生理指标测定
在生产实践中缩短延滞期的常用手段：
（1）通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短；
（2）利用对数生长期的细胞作为种子（3）尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大；（4）适当扩大接种量
对数生长期
以最大的速率生长和分裂，细菌数量呈对数增加，细菌内各成分按比例有规律地增加，表现为平衡生长。
对数生长期的细菌个体形态、化学组成和生理特性等均较一致，代谢旺盛、生长迅速、代时稳定，所以是研究微生物基本代谢的良好材料。
它也常在生产上用作种子，使微生物发酵的延滞期缩短，提高经济效益。
第4章发酵机制及发酵动力学
一初级代谢及产物
初级代谢产物是指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质
二次级代谢及产物
次级代谢产物是指微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质，
乳糖操纵子模型
抑制作用：
调节基因转录、合成阻遏蛋白，阻遏蛋白因其构象能够识别并结合到操纵基因上，因此RNA聚合酶就不能与启动基因结合，结构基因的表达被抑制，结果不能转录和翻译形成酶蛋白。
诱导作用：
在乳糖存在情况下，乳糖代谢产生别乳糖（alloLactose），别乳糖能和调节基因产生的阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白改变构象，不能与操纵基因结合，失去阻遏作用，结果RNA聚合酶与启动基因结合，并使结构基因活化，转录出mRNA，翻译出酶蛋白。
负反馈：
细胞质中有了β—半乳糖苷酶后，便催化分解乳糖为半乳糖和葡萄糖。
乳糖被分解后，又造成了阻遏蛋白与操纵基因结合，使结构基因关闭。
2、酶活性的调节（细调）
一定数量的酶，通过其分子构象或分子结构的改变来调节其催化反应的速率。
酶活调节的影响因素包括：
底物和产物的性质和浓度、压力、pH、离子强度、辅助因子以及其他酶的存在等等。
特点是反应快速。
①酶活性的激活
前体激活：
代谢途径中后面的酶促反应，可被该途径中较前面的一个中间产物所促进。
代谢中间产物的反馈激活：
代谢中间产物对该代谢途径的前面的酶起激活作用。
②酶活性的抑制：
大多是反馈抑制
自己看ppt（212-217）
第5章发酵工业培养基及原料处理
1、培养基的营养成分及用途
（1）能源功能：
生长、繁殖需要
（2）碳源功能：
提供能量、构成菌体、代谢产物的物质基础；
（3）氮源功能：
构成菌体、含氮代谢物
（4）无机盐功能：
构成菌体，参与酶的组成，维持酶活性，调节渗透压，调节pH值，维持氧化还原电位；
（5）特殊生长因子：
功能：
酶的辅助部分，维持生命活动
（6）发酵的促进剂与抑制剂
1前体：
指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去，而其自身的结构没有多大的变化，但产物的产量却因加入前体而有较大的提高。
2促进剂：
指那些既不是营养物又不是前体，但却能提高产量的添加剂。
3抑制剂：
在发酵过程中加入抑制剂会抑制某些代谢途径的进行，同时会使另外一些代谢途径活跃，从而获得人们所需要的某种产物或使正常代谢的某一代谢中间物积累起来。
（7）水分功能：
生化反应均在水溶液中进行
（一）、配置培养基的原则
1、根据不同微生物的营养需要配置不同的培养基
2、注意各营养物质的浓度和配比
3、调节适宜的物理化学条件
4、根据培养微生物的目的配置
5、尽量使用廉价易得的原料
（二）、配置培养基的方法
1、生态模拟
2、查阅文献
3、借助优选法或正交试验法精心设计培养基配方
4、实验比较
实验的规模一般由定性到定量，由小到大。
发酵培养基的用途与要求、成分、配比经实验确定，配制时兼顾原料来源、成本及工艺管理；
第6章发酵工程的灭菌与空气除菌
一常见的灭菌方法
（1）化学物质灭菌
原理：
药物与微生物细胞中的成分反应，使蛋白质变性酶失活。
使用范围：
器皿、双手和实验室、无菌室的环境灭菌，不能用于培养基灭菌
（2）辐射灭菌
原理：
利用高能量的电磁辐射与菌体核酸的光化学反应造成菌体死亡。
常用：
紫外线、X射线和γ射线。
使用范围：
用于室内空气及器皿表面灭菌
（3）干热灭菌
原理：
利用高温对微生物有氧化、蛋白质变性和电解质浓缩作用而杀灭微生物。
常用方法：
灼烧和电热箱加热，140-180℃1-2小时
使用范围：
玻璃及金属用具及沙土管灭菌
（4）湿热灭菌
原理：
蒸汽冷凝放出大量潜热，具有穿透力，且在高温有水分条件下，蛋白质易变性。
常用方法：
水煮常压灭菌：
100℃
饱和蒸汽灭菌：
一般121℃，30min
使用范围：
培养基和发酵设备灭菌。
（5）过滤除菌
原理：
利用微生物不能透过滤膜除菌。
方法:
0.01~0.45mm孔径滤膜，
使用范围：
用于压缩空气、酶溶液及其他不耐热化合物溶液除菌。
（六）．火焰灭菌法
原理：
利用火焰直接杀死微生物。
使用范围：
接种针、玻璃棒、三角瓶口
（3）培养基灭菌温度的选择
选择即能达到灭菌要求，又保证营养成分不被破坏的温度
第2节培养基灭菌工艺
1、分批灭菌
（一）定义：
将配制好的培养基输入发酵罐中，用蒸汽加热，使培养基和设备同时灭菌的一种灭菌方式。
操作过程：
空罐准备：
清洗、检修和检测。
升温：
把培养基加热到灭菌所需的温度。
保温维持：
在灭菌温度下保持灭菌所需时间。
冷却保压：
把培养基的温度降低到接种的温度。
发酵罐分批灭菌
三路进汽：
蒸汽从通风、取样和出料口进入罐内直接加热，直到所规定的温度，并维持一定的时间。
这就是所谓的“三路进气”。
四路出汽：
蒸汽从排气、接种、进料和消沫剂管排气
连续灭菌
定义：
将培养基通过专门设计的灭菌器，进行连续流动灭菌后，进入预先灭过菌的发酵罐中的灭菌方式。
2．流程
1）由热交换器组成的灭菌系统
2）蒸汽直接喷射型的连续灭菌系统
3）由连消塔、维持罐和喷淋冷却组成的灭菌系统
三、连续灭菌与分批灭菌的比较与选
分批灭菌
优点：
1不需附加设备2 蒸汽利用率高3 节约劳动力。
缺点1 培养基质量比较差2 罐的利用率低3冷却水用量大
连续灭菌
优点：
1采用高温快速灭菌法2可以按培养基性质分开灭菌3有利于自动控制4节省冷却水。
缺点1投资费用高2对物料要求高3蒸汽用量大
第3节空气除菌
一空气净化的方法
各种不同的培养过程，鉴于其所用菌种的生长能力强弱、生长速率的快慢、培养周期的长短以及培养基中pH值差异，对空气灭菌的要求也不相同。
所以，对空气灭菌的要求应根据具体情况而定。
一般可按10－3的染菌概率，即在1000次培养过程中，只允许一次是由于空气灭菌不彻底而造成染菌，致使培养过程失败。
空气净化的方法大致有以下几种：
1热灭菌法2静电除菌3介质过滤除菌法
1.热灭菌法；基于加热后微生物体内的蛋白质（酶）热变性而得以实现。
2.静电除菌；近年来一些工厂已使用静电除尘除去空气中的水雾、油雾、尘埃，同时也除去了空气中的微生物。
静电除菌时是利用静电引力来吸附带电粒子而达到除尘灭菌的目的。
悬浮于空气中的微生物，其孢子大多数带有不同的电荷，没有带电荷的微粒进入高压静电场时都会被电离成带电颗粒。
对于一些直径很小的微粒，它所带的电荷很小，当产生的引力等于或小于微粒布朗扩散运动的动量时，则微粒就不能被吸附而沉降，所以静电除尘灭菌对很小的微粒效率较低。
3介质过滤除菌法
过滤除菌法是让含菌空气通过过滤介质，以阻截空气中所含微生物，而取得无菌空气的方法。
通过过滤除菌处理的空气可达到无菌，并有足够的压力和适宜的温度以供好氧培养过程之用。
该法广泛应用，是获得大量无菌空气的常规方法，在生产中使用最多。
绝对过滤；利用微孔滤膜，其孔隙小于0.5甚至0.1μm，将空气中的细菌滤除，从而获得无菌空气。
深层介质过滤；由多种介质组成过滤层，滤层较深，空隙较大，靠静电、扩散、惯性和阻
填充物按下列顺序安装：
孔板——铁丝网——麻布——棉花——麻布——活性炭——麻布——棉花——麻布——铁丝网——孔板
截作用等将细菌截留在滤层中，从而获得无菌空气。
金属丝网和麻布的作用是使空气均匀进入棉花滤层。
在充填介质区间的过滤器圆筒外部有装夹套，作用为在消毒时对过滤介质加热，要十分小心控制，温度过高容易使棉花焦化而局部丧失过滤效率，甚至有烧焦着火的危险。
空气一般从下部圆筒切线方向通入，从上部圆筒排出，出口不宜安装在顶盖，以免检修时拆装管道困难。
（二）、几种典型的空气净化流程1.两级冷却、加热除菌流程
这是一个比较完善的空气除菌流程，可适应各种气候条件，能充分分离油水，使空气达到较低的相对适度下进入过滤器，以提高过滤效率。
经第一冷却器冷却后，大部分的水、油都已结成较大的雾粒（>20μm），且雾粒浓度较大，故适宜用旋风分离器分离。
第二冷却器使空气进一步冷却后析出较小雾粒（>1μm），宜采用丝网分离器分离，这样发挥丝网能够分离较小直径的雾粒和分离效率高的作用。
通常，第一级冷却到30～35℃，第二级冷却到20～25℃。
除水后，空气的相对湿度仍是100％，须用丝网分离器后的加热器将空气中的相对湿度降低至50～60％，以保证过滤器的正常运行。
尤其适用于潮湿地区，其他地区可根据当地的情况，对流程中的设备作适当的增减。
2.冷热空气直接混合式空气除菌流程（图略）
第7章发酵条件及过程控制
发酵过程的主要控制参数
pH值（酸碱度）
温度（℃）
溶解氧浓度
基质含量
空气流量
压力
搅拌转速
搅拌功率
粘度
浊度
料液流量
产物浓度
氧化还原电位
废气中的氧含量
废气中的CO2含量
菌丝形态
菌体浓度
2、影响发酵温度变化的因素
产热因素：
生物热（Q生物）、搅拌热（Q搅拌）
散热因素：
蒸发热（Q蒸发）、辐射热（Q辐射）、显热（Q显）
发酵热（Q发酵）是发酵温度变化的主要因素。
Q发酵＝Q生物＋Q搅拌－Q蒸发－Q辐射－Q显
最适温度的选择；在生长阶段，应选择最适生长温度；在产物分泌阶段，应选择最适生产温度。
发酵温度可根据不同菌种、不同产品进行选择。
温度的控制
工业生产上，所用的大发酵罐在发酵过程中一般不需要加热，因发酵中释放了大量的发酵热，需要冷却的情况较多。
利用自动控制或手动调整的阀门，将冷却水通入发酵罐的夹层或蛇行管中，通过热交换来降温，保持恒温发酵。
如果气温较高（特别是我国南方的夏季气温），冷却水的温度又高，致使冷却效果很差，达不到预定的温度，就可采用冷冻盐水进行循环式降温，以迅速降到最适温度。
因此大工厂需要建立冷冻站，提高冷却能力，以保证在正常温度下进行发酵。
第3节pH值对发酵的影响及其控制
一、pH值对发酵的影响
影响酶的活性，当pH值抑制菌体中某些酶的活性时，会阻碍菌体的新陈代谢；
影响微生物细胞膜所带电荷的状态，改变细胞膜的通透性，影响微生物对营养物的吸收和代谢产物的排泄；影响培养基中某些组分的解离，进而微生物对这些成分的吸收；
pH值不同，往往引起菌体代谢过程的不同，使代谢产物的质量和比例发生改变。
二、发酵过程pH值的变化
1、生长阶段：
菌体产生蛋白酶水解培养基中的蛋白质，生成铵离子，使pH上升至碱性；随着菌体量增多，铵离子的消耗也增多，另外糖利用过程中有机酸的积累使pH值下降。
2、生产阶段：
这个阶段pH值趋于稳定。
3、自溶阶段：
随着养分的耗尽，菌体蛋白酶的活跃，培养液中氨基氮增加，致使pH又上升，此时菌体趋于自溶而代谢活动终止。
三、引起发酵液pH值异常波动的因素
1、pH下降：
①培养基中碳、氮比例不当。
碳源过多，特别是葡萄糖过量，或者中间补糖过多加上溶氧不足，致使有机酸大量积累而pH下降；
②消泡剂加得过多；
③生理酸性物质的存在，铵被利用，pH下降。
2、pH上升：
①培养基中碳、氮比例不当。
氮源过多，氨基氮释放，使pH上升；
②生理碱性物质存在；
③中间补料氨水活尿素等碱性物质加入过多。
（二）.pH值的控制
首先考虑和试验发酵培养基的基础配方，使它们有个适当的配比，使发酵过程中的pH值变化在合适的范围内。
在发酵过程中直接补加酸或碱和补料的方式来控制；补充生理酸性物质（如（NH4）2SO4）和生理碱性物质（如NaNO3）来控制。
4、出现溶氧明显降低或升高的原因：
溶氧异常降低：
污染好气性杂菌菌体代谢发生异常，需氧要求增加，使溶氧下降中间补料时机掌握不当或间隔过密；某些设备或工艺控制发生故障或变化，如搅拌速度变慢，或消泡剂自动加油器失灵或人为加得太多，都会引起溶氧下降。
溶氧异常升高：
菌体代谢异常，耗氧能力下降；污染厌气性杂菌或烈性噬菌体。
解氧对发酵的影响及其控制
泡沫对发酵的影响及其控制
在大多数微生物发酵过程中，通气、搅拌以及代谢气体的逸出，再加上培养基中糖、蛋白质、代谢物等表面活性剂的存在，培养液中就形成了泡沫。
泡沫的多少与搅拌、通风、培养基性质有关。
蛋白质原料如蛋白胨、玉米浆、黄豆粉、酵母粉等是主要的发泡剂。
糊精含量多也引起泡沫的形成。
当发酵感染杂菌和噬菌体时，泡沫异常多。
（一）少量泡沫
一定数量的泡沫是正常现象，可以增加气液接触面积，导致氧传递速率增加；
（二）大量的泡沫
发酵罐的装料系数减少、氧传递系数减小；
增加了菌群的非均一性；
造成大量逃液，增加染菌机会；
严重时通气搅拌无法进行，菌体呼吸受到阻碍，导致代谢异常或菌体自溶；
消泡剂的添加将给提取工序带来困难。
二、泡沫的消除
调整培养基中的成分（如少加或缓加易起泡的原料）或改变某些物理化学参数（如pH值、温度、通气和搅拌）或者改变发酵工艺（如采用分次投料）来控制，以减少泡沫形成的机会。
采用菌种选育的方法，筛选不产生流态泡沫的菌种，来消除起泡的内在因素。
采用机械消泡或消泡剂来消除已形成的泡沫。
1.机械消泡
物理消泡方法，利用机械强烈振动或压力变化而使泡沫破裂。
优点：
节省原料，减少染菌机会。
缺点：
消泡效果不理想，仅可作为消泡的辅助方法。
A.消泡剂的作用：
1降低泡沫液膜的机械强度；
2降低液膜的表面黏度；
3兼有两者的作用，达到破裂泡沫的目的。
B.常用的消泡剂有4大类：
1天然油脂类
2脂肪酸和酯类
3聚醚类
4硅酮类
以天然油脂类和聚醚类在生物发酵中最为常用。
要确定一个合理的放罐时间，需要考虑下列几个因素：
一、经济因素
二、产品质量因素
三、特殊因素
第八章发酵过程
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