1、泡沫形成的原因

在大多數微生物發酵過程中，由于培養基中有蛋白類表面活性劑存在，在通氣條件下培養液中就形成了泡沫。泡沫的多少既與通風量、攪拌的劇烈程度有關，又與培養基所用原材料的性質有關。發酵培養基中的蛋白質原料是主要的發泡物質，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生。培養基的滅菌方法和操作條件均會影響培養基成分的變化而影響發酵時泡沫的產生。菌體本身也有穩定泡沫的作用，發酵液的菌體濃度越大，發酵液就越容易起泡。

2、泡沫對發酵的影響

在發酵過程中，過多的泡沫會降低發酵罐的裝料系數和氧傳遞系數，造成大量逃液，發酵液從排氣管路或軸封逃出而增加染菌機會等，嚴重時無法進行正常的通氣和攪拌，阻礙菌體呼吸，導致代謝異常或菌體自溶。因此，控制泡沫是正常發酵的基本保證。

3、泡沫的控制

控制泡沫的途徑主要有兩種：①調整培養基成分（如少加或緩加易起泡的原材料）或改變某些工藝參數（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會。但這些方法對發酵的影響較大，因此，其采用和效果很受限制。 ②采用機械法或消泡劑法消除已形成的泡沫，化學消泡劑還有抑制泡沫形成的作用。因此工業上常采用機械消泡和消泡劑消泡。

（1）機械消泡

機械消泡(mechanical defoaming)是利用機械強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。機械消泡法具有節省原料、減少染菌機會等優點，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械強度，或者降低液膜的表面黏度，或者兼有兩者的作用，達到破裂泡沫的目的。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,而青霉素發酵液的表面張力為(60~68)X103N/m。消泡劑消泡是目前發酵工業上應用最廣的一種消泡方法。其優點是消泡作用迅速可靠，但消泡劑用量過多會增加生產成本，且有可能影響菌體的生長和代謝。

4、消泡劑在發酵領域的更新迭代

適用于發酵領域的消泡劑到目前為止，已經經歷了四代更新換代。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在比較常用的聚醚類、有機硅類、聚醚有機硅類。第四代消泡劑是聚醚改性類（也稱復合型消泡劑），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）。丙三醇無規聚醚（GPE型），又稱泡敵。異構十三醇無規聚醚（TPE型）。丙二醇無規聚醚（PPE型）

根據消泡原理和發酵液的性質，在選擇發酵消泡劑時可遵循以下幾點原則：

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、實驗篩選消泡劑對菌體生長及產物合成的影響。

5、上罐驗證，確定合適的消泡劑。