生物卷煙在發酵階段泡沫問題的解決方法

雷剛

摘 要：泡沫是伴隨發酵而生的，也是造成發酵后期染菌，影響菌產量的重要因素。本文分析了生物卷煙發酵過程中泡沫的產生機制、影響，介紹了常用的泡沫控制策略，以期為生產中泡沫消除提供參考。

關鍵詞：生物卷煙；發酵；泡沫

1發酵過程泡沫的產生原因

1.1培養基成分問題：培養基營養豐富，黏度大，如蛋白質（蛋白質是由氨基酸分子呈線性排列所形成）原料：蛋白胨、玉米漿、黃豆粉、酵母膏。其中含有大量的蛋白質，而蛋白質正是泡沫產生的主要因素。

1.2發酵初期，由于培養基營養消耗少，成分豐富，易起泡沫。培養初期通氣量越大，攪拌越劇烈，則產生的泡沫越多。

1.3滅菌的強度越大，其發酵中的泡沫越多。由于滅菌的過程中，高溫使得培養基中的糖、氨基酸形成了大量的類黑精，或者形成了：5-羥甲基糠醛，糖氮被破壞。抑制微生物的生長，使菌絲自溶（菌體自身的蛋白溶于培養液中），產生大量泡沫。

2發酵過程泡沫的消除

2.1針對培養基成分問題，可以調整培養基組成，選取起泡少的物質。培養基營養物質豐富，在培養初期攪拌強烈的條件下，容易產生泡沫，所以在培養基的選擇上可以選那些既含有足夠的營養物質又不容易氣泡膜的培養基，這樣可以在源頭上抑制泡沫的產生。

2.2鑒于初期培養基營養豐富，菌種處于調整期，菌的數目比較少，活性相對較低（分裂代謝緩慢，合成代謝旺盛）。對氧氣的需求量相對不是很大，所以可以先調小進氣量，隨著菌的生長再逐漸增大，攪拌轉速也是如此。但是通氣量的調節主要取決于前期繪制的菌種生長曲線或摸索的進氣量值，以生長曲線為參考，在調整期、對數期、穩定期采用不同的供氣量。至于供氣量的大小，現已有摸索值，但還不是最佳值，還要在實驗和大量的生產實踐中摸索。

2.3實消強度大，對培養基破壞大。鑒于我們的培養基是工業成品，其中含雜質不是很多，能否考慮降低實消強度。特別是在升溫時間、降溫時間的控制上尤為重要（這個操作方法應該統一），一旦高溫時間（90°C以上）維持過長，對培養基的破壞相當大，還可能在中間產生大量的分解物，這些物質又可能產生大量的泡沫。所以對實消時間的控制為重點。

2.4改變溫度，使黏度或彈度降低。靠機械強烈震動和壓力變化，促使泡沫破裂。就目前我們的生產現狀只能選用壓力變化來破泡。鑒于多次實踐，我摸索出了一種方法，名字暫且為“料液翻騰溶泡法”，因為在培養初、中期，特別是泡沫形成初期還是有一定效果，現將具體方法描述于下：

1.先將罐壓調至0.05MPa左右，然后關閉罐頂排氣

2.迅速開大進氣，讓罐內料液劇烈翻騰，同時罐壓也在快速升高，當罐壓達到0.15MPa左右時關閉進氣。（據觀察，在料液劇烈翻騰時對泡沫有一定的溶解和破除作用，加之此時的高壓對泡沫的消除更為明顯）

3.可以適當維持0.15MPa壓力半分鐘。然后讓壓力緩慢落回0.05MPa，這個時間應該保持在一分鐘以上，可以適當長點，防止泡沫快速產生。

4.然后再重復以上1、2、3過程，便對初期泡沫有一定的消除作用（注：此方法對13#、38#菌效果明顯，對7#菌效果不佳）

2.5加消泡劑。目前我們用的為抑泡劑，一種天然抑泡劑油。但是，抑泡劑加入的時機很重要：發酵過程中起泡過程與菌體繁殖有關，當生長對數期，由于菌體迅速生長繁殖放出大量二氧化碳，使泡沫大量上升，當菌體生長進入衰老期時，代謝活動趨于緩和，泡沫也隨之減少，在發酵后期，伴隨菌體的自溶，使發酵液中蛋白質濃度又上升，則發酵液的起泡性又增強。

所以在什么時候加、加入多少量（加入太多使酸值增高，抑制菌的生長）是非常重要的。我覺的在調整期后期、對數期初期加入有很好的抑制效果，因為此時泡沫還沒大量形成，而下一個時刻泡沫就要大量產生，能在這個時間加入足量消泡劑，對泡沫的抑制作用是最好的。

鑒于我們的生產實際和經驗，油只是一種抑泡劑，在泡沫形成之處有一定抑制效果，一旦泡沫產生就很難再控制，也就是說失去了它的意義。鑒于此我們便可以聯合“料液翻騰溶泡法”，在泡沫已經形成，但此時油已無法控制，我們便可以先用“料液翻騰溶泡法”消除泡沫，一旦有效，可以再加油，讓抑泡劑重新發揮作用。

另外油的新鮮程度也影響消泡能力，油越新鮮，所含的天然抗氧化劑越多，形成過氧化物的機會少，酸價也低，消泡能力強，副作用也小。

2.6菌種、種子質量和接種量：菌種質量好，生長速度快，可溶性氮源（一切蛋白質都含氮元素，且各種蛋白質的含氮量很接近，平均為16%）較快被利用，泡沫產生幾率也就低。若菌種生長慢的可以加大接種量。（除一級罐外，其他難以實現，但可以作為二、三級菌種生長狀況和起泡的參考）。

結語

泡沫是伴隨發酵而生的，也是造成發酵后期染菌，影響菌產量的重要因素。在其他的工業發酵中可以放心大膽的使用化學消泡劑，但是作為卷煙，一種食品類要求，我們只能采取物理消泡的方法為主，適量添加植物油。在泡沫的問題上我們還任重道遠，我們要在后期的工作中繼續探索，在不適用化學消泡劑的情況下，找到更為高效的方法。

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