发酵罐里的 “泡沫难题”？消泡剂来当 “清道夫”，酶制剂与抗生素生产更顺畅

来源：作者：人气：-发表时间：2025-08-07 14:48:00【大中小】

在工业发酵的时候，消泡剂这东西是必不可少的辅助材料，对保持发酵工艺稳定、提高效率来说特别重要。现在生物技术和制药行业发展这么快，用对消泡剂已经成了保证发酵产品质量和产量的关键技术环节。

尤其是在酶制剂和抗生素发酵这两块，选什么样的消泡剂、怎么用，直接关系到生产的方方面面 —— 从一开始发酵，到最后产品分离提纯，都受影响。那泡沫为啥不好呢？它会严重压缩发酵罐里能利用的空间，让物料传递效率变低，搞不好还会让发酵液溢出来，既造成经济损失，又可能污染环境。针对具体的发酵体系，选对消泡剂，再科学地确定怎么用、啥时候加，对提高发酵效率、降低成本、保证产品质量，都是决定性的事儿。

在发酵工业中，泡沫的危害尤为显著：

降低设备利用率：泡沫会占据发酵罐内的有效空间，导致实际可容纳的发酵液体积减少，设备产能被浪费；

干扰生产过程：破坏发酵液的均一性，影响氧气、营养物质的传质效率，阻碍微生物正常代谢；

引发安全与污染问题：过量泡沫可能导致发酵液溢出，污染生产环境，增加清洁成本，甚至引发杂菌污染，导致整批发酵失败；

影响产品质量：泡沫产生的剪切力可能损伤敏感微生物（如某些产酶菌株），导致酶活性下降、抗生素效价降低等；

增加生产成本：为处理泡沫需额外投入人力、设备（如消泡装置），或因发酵失败造成原料浪费。

消泡剂主要类别及应用领域

消泡剂（Antifoam）就是能消除或者抑制泡沫产生的东西，在工业生产里用得特别广，像发酵、食品加工、制药、化工这些领域都少不了它。消泡剂起作用主要是因为它有特殊的物理化学性质，能在泡沫表面快速铺开，把泡沫膜的完整结构给破坏掉，这样泡沫就没了。尤其在发酵行业，消泡剂用得特别普遍，基本上所有液体深层发酵的过程，都会用到天然的或者人工合成的消泡剂。

消泡剂的种类丰富多样，依据其化学组成和物理特性，大致可分为油基消泡剂、硅基消泡剂、聚醚类消泡剂、乳液型消泡剂以及复合型消泡剂等类别。在发酵工业中，对消泡剂的评价主要围绕多个关键方面展开。首先是消泡效率，它指的是消泡剂消除已产生泡沫的能力，通常通过泡沫消除速率和消除程度来衡量。其次是抑泡性能，即消泡剂抑制泡沫产生或阻止泡沫再生成的能力，一般以泡沫抑制持续时间作为衡量标准。生物相容性同样关键，它关乎消泡剂对发酵微生物生长和代谢的影响，理想情况下不应抑制微生物生长或产生毒性作用。

类别	简介	应用领域	产品
天然油脂类	由于在水中难以铺展，消泡能力差，成本高，有被取代的趋势，但油脂还可以作为一种碳源，目前还在使用。	低端胶黏剂，乳液合成，金属加工液，内外墙涂料等	玉米油、米糠油、豆油、鱼油、猪油等
聚醚类	聚醚类消泡剂容易铺展，不易挥发，热稳定好，具有很好的消泡效果，抑泡效果也不错，是目前使用较为广泛的一种消泡剂	发酵制造、食品加工、造纸工业、涂料油漆、建材、洗涤剂等领域	聚氧丙烯甘油（GP）、聚氧乙烯氧丙烯甘油（GPE）、GPES
有机硅类	表面张力小，表面活性高，消泡力强，用量少，成本低，对大多数气泡介质均能消泡;具有较好的热稳定性，可在较宽温度范围内使用;化学稳定性较好，可在酸、碱、盐溶液中使用	1、石油工业中被大量用于天然气的脱硫，加速油气分离，用于乙二醇的干燥、芳香烃的萃取、沥青的加工、润滑油的脱蜡等装置，控制或抑制气泡 2、纺织工业中用于染色、精炼、上浆等过程中的消泡 3、化学工业中用于合成树脂、胶乳、涂料、油墨等消泡 4、食品工业中用于各种浓缩、发酵、蒸馏过程的消泡	聚二甲基硅氧烷及其衍生物、羧基聚二甲基硅氧烷
非硅类	扩散系数大、破泡能力强，缺点是抑泡能力稍差	清洗工业、粘合剂、乳胶工来、造纸工业、石油化工、化肥生产行业	脂肪酰胺、金属皂、脂肪醇、脂肪酸酯等
聚醚改性聚硅氧烷类	兼有聚醚类消泡剂和有机硅类消泡剂优点，还具有如逆溶解性强、自乳化性好、化学稳定性和热稳定性高等独特优点	涤纶织物高温染色工艺和发酵工艺的消泡、二乙醇胺脱硫体系的消泡及各种油剂、切削液、不冻液、水性油墨等体系的消泡和印刷行业感光树脂制版后洗掉未固化树脂的消泡	－Si－O－C－键连接的共聚物及－Si－C－键衔接的共聚物
高碳醇类	可以单独使用，也可以和载体一起使用，具有良好的消泡效果，持久性也比较好	污水处理，造纸，内外墙涂料等	十八醇类

在生物医药领域，消泡剂广泛应用于血液消泡、肺水肿气雾剂（通过氟里昂等成分雾化改善缺氧）及肠胃镜检查（消除胃液泡沫）。在食品行业，消泡剂作为添加剂可抑制加工过程中的泡沫，优化口感并降低能耗。发酵行业中，消泡剂（如植物油或聚醚）用于消除微生物发酵（如抗生素）中的有害泡沫，避免干扰培养与分离工艺，而啤酒等需保留泡沫的产品除外。

酶制剂、抗生素发酵过程中的泡沫问题

酶制剂和抗生素的发酵生产，涉及的微生物代谢过程挺复杂的。在这个过程中，因为微生物生长代谢、培养基成分复杂，再加上搅拌、通气这些操作，很容易产生泡沫。它会让发酵罐里能有效利用的空间变小，设备用得没那么划算；还会打乱发酵液的混合和传质效率，严重的话，发酵液可能直接溢出来，既污染环境又造成经济损失。另外，泡沫多了，发酵过程中的剪切力会变大，对一些敏感的微生物不好，这样一来，酶的产量和质量也会受影响。所以，在酶制剂发酵时，能有效控制泡沫的产生和堆积，对提高发酵效率、保证产品质量来说，真的特别重要。

那酶制剂、抗生素发酵时的泡沫，到底跟哪些因素有关呢？

培养基的组成，这是个关键因素。如果培养基里有很多蛋白质、多糖这类表面活性物质，就更容易产生泡沫。

微生物的种类和生长状态也有影响。不同的微生物，分泌的胞外酶和代谢产物不一样，对泡沫形成的作用也就各不相同。

发酵时的条件，像 pH 值、温度、通气量、搅拌速度这些，对泡沫产生的影响也很明显。

发酵罐的形状和配置，也会影响泡沫的形成和堆积。

在酶制剂、抗生素发酵中，消泡剂对微生物的影响是多方面的。有的消泡剂可能会抑制微生物生长，让发酵效率变低；但也有的消泡剂能促进微生物生长，提高发酵效率。比如说，有研究发现，像豆油这种天然油脂，还有聚醚类、有机硅类消泡剂，对棘孢木霉菌株 Tr148c 的生长抑制率，就明显比其他消泡剂低，这说明这些消泡剂对微生物的生长影响比较小。

至于消泡剂的添加量，得根据具体情况来调整。一般来说，添加量是发酵液体积的 0.01% 到 0.1%，具体加多少，要看消泡剂的类型、发酵用的微生物种类以及发酵条件这些因素。实际用的时候，通常是分几次加，根据发酵过程中泡沫产生的情况，慢慢调整添加量，这样才能达到最好的消泡效果。

西宝推荐产品详情

产品货号	ACH0049A
产品名称	OED24K消泡剂
应用领域	酶制剂、抗生素发酵工业
布鲁克粘度 RVT M	2-200rpm 125 mPa·s
密度（20℃）	1.05 g/cm3
PH值	7（10% 水溶液）
溶解性	溶解
性状	本产品是以聚环氧烷醚为主要成分，经特殊工艺加工而成的消泡产品。30℃-120℃作用显著，耐高温耐酸碱性能出色，分散性佳，易泵注；消泡抑泡作用持久，高速搅拌不分层，室温呈无色液体

抗生素发酵中消泡剂的应用案例

在抗生素发酵行业里，消泡剂的应用案例特别多，像红霉素、洁霉素、阿维菌素、庆大霉素、青霉素这些抗生素的生产过程中，都能看到它的身影。这些案例不光能说明消泡剂在控泡方面确实管用，还能体现出它对发酵效率和产品质量的影响。

研究者专门探讨了溶氧量和消泡剂对 Saccharopolyspora spinosa YJY-12 菌株生产多杀菌素的影响。研究发现，这个菌株发酵产多杀菌素时，对溶氧量要求挺高的。在发酵罐间歇发酵的时候，把溶氧控制在 30%，多杀菌素的发酵效价高。研究还重点关注了消泡剂的使用，发现基础培养基里消泡剂的添加量得控制在 0.015% 到 0.02% 之间，且在发酵过程中一次性滴加进去，这样整个发酵下来能少用点消泡剂，从而有效控制它的残留量。

还有一项关于多杀菌素发酵从摇瓶放大到 50 升发酵罐的研究。研究者先把摇瓶里的种子液培养，放大到 20 升种子罐里培养，找到了最适合孢子发芽和菌丝繁殖的 10 号培养基。从摇瓶发酵液培养放大到 50 升发酵罐培养时，通过控制菌丝体生长对数期的搅拌转速，能加快菌体从初级代谢进入次级代谢的速度，让菌丝体进入生产期。研究者还发现，不管用哪种消泡剂，只要发酵液里的含量在 0.1%以上，都会对多杀菌素的合成产生不同程度的影响。所以基础培养基里消泡剂的添加量得控制在 0.015% 到 0.02%，发酵时一次性滴加，整个过程尽量少用消泡剂。

消泡剂在发酵工业通用应用

在发酵工业中，消泡剂的选择需要综合考虑多种因素。首先，消泡剂应对发酵微生物无毒无害，不对微生物的生长和代谢产生负面影响；其次，消泡剂应具有良好的消泡效果和持久的抑泡能力，能够有效控制发酵过程中的泡沫问题；此外，消泡剂还应具有良好的化学稳定性，在发酵条件（如温度、pH值等）下保持稳定，不与发酵液中的成分发生不良反应；最后，消泡剂的使用不应影响最终产品的质量，且易于从产品中分离或去除。

在实际应用中，消泡剂的选择还需要考虑具体的发酵条件和要求。例如，在高温发酵过程中，需要选择具有良好热稳定性的消泡剂；在酸性或碱性发酵环境中，则需要选择具有良好化学稳定性的消泡剂；此外，在对产品质量要求较高的发酵过程中，还需要考虑消泡剂对最终产品质量的影响，选择对产品质量影响较小的消泡剂。

西宝推荐产品详情

产品货号	ACH0048A
产品名称	OED60K消泡剂
应用领域	发酵工业通用消泡剂
级别	食品级
密度（20℃）	1.00g/cm3
PH值	7（10% 水溶液）
溶解性	水中分散
性状	本产品是以聚环氧烷醚为主要成分，经特殊工艺加工而成的消泡产品。无色透明粘稠液体，无臭无味；表面张力低，不挥发。具有高稳定的抑泡能力，高速搅拌不分层，可生物降解

在添加量确定方面，消泡剂的添加量需要根据具体发酵条件和消泡剂的特性进行调整。一般而言，消泡剂的添加量为发酵液体积的0.01%~0.1%，具体用量取决于消泡剂的类型、发酵微生物的种类以及发酵条件等因素。在实际应用中，通常采用分次添加的方式，根据发酵过程中泡沫的产生情况，逐步调整消泡剂的添加量，以达到最佳的消泡效果。

在众多消泡剂品牌中，西宝（Seebio）凭借其多样化的产品系列和卓越性能，在消泡领域占据重要地位。西宝消泡剂涵盖多种类型，以满足不同行业的复杂需求。

西宝的非离子型 T - F 复合型发酵用消泡剂（货号 ACH0476A），专为发酵工艺设计，能够有效应对发酵过程中复杂的泡沫问题。其独特的非离子型 T - F 复合配方，在不干扰微生物正常代谢的前提下，迅速降低泡沫的表面张力，实现高效消泡与持久抑泡。

西宝的 OED 系列消泡剂同样表现出色。其中，OED60K 通用消泡剂（货号 ACH0048A，Food grade）达到食品级标准，可广泛应用于食品加工行业，如啤酒酿造、乳制品生产、烘焙食品制作等场景。OED14K（货号 ACH0498A，生化级）和 OED24K（货号 ACH0049A）发酵工业专用消泡剂，则凭借生化级和试剂级的高品质，在生物制药、微生物发酵等对纯度和安全性要求极高的领域大显身手。

西宝消泡剂具备显著特点。首先，消泡效率极高，能在短时间内快速消除大量泡沫，并长时间抑制泡沫再生。其次，具有出色的化学稳定性，在不同温度、酸碱度等严苛环境下，仍能保持稳定的消泡性能，例如在高温发酵或强酸碱体系中，其有效成分不会分解失效。再者，生物相容性佳，在发酵工业应用中，不会对微生物的生长、代谢产生负面影响，确保发酵过程顺利进行。此外，西宝消泡剂在使用过程中易于分散，可均匀分布于体系中发挥作用，且残留极低。

西宝生物消泡剂产品列表

品牌	货号	产品名称	级别
Seebio	ACH0476A	非离子型T-F复合型发酵用消泡剂
Seebio	ACH0048A	OED60K通用消泡剂	Food grade
Seebio	ACH0498A	OED14K发酵工业专用消泡剂	生化级
Seebio	ACH0049A	OED24K发酵工业专用消泡剂	Reagent Grade

参考文献

1. GAO Baojun, HE Fuming, CHEN Xin, YANG Chuanlun, ZHANG Xinqing, and TIAN Jiewei. Study on the Scale-up of Spinosad Fermentation, Tianjin Agricultural Sciences 29.6

2. Qi Guiling, Wang Xuewei, and Wang Jiaying. Study on Polyfungicide Fermentation from Shaker to 50L Fermentation Bin, Modern Chemical Research