生物卷煙在發(fā)酵階段泡沫問題的解決方法

雷剛

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

關(guān)鍵詞：生物卷煙；發(fā)酵；泡沫

1發(fā)酵過程泡沫的產(chǎn)生原因

1.1培養(yǎng)基成分問題：培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富，黏度大，如蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)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(zhì)，而蛋白質(zhì)正是泡沫產(chǎn)生的主要因素。

1.2發(fā)酵初期，由于培養(yǎng)基營養(yǎng)消耗少，成分豐富，易起泡沫。培養(yǎng)初期通氣量越大，攪拌越劇烈，則產(chǎn)生的泡沫越多。

1.3滅菌的強(qiáng)度越大，其發(fā)酵中的泡沫越多。由于滅菌的過程中，高溫使得培養(yǎng)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(yǎng)液中），產(chǎn)生大量泡沫。

2發(fā)酵過程泡沫的消除

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

2.2鑒于初期培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富，菌種處于調(diào)整期，菌的數(shù)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(diào)小進(jìn)氣量，隨著菌的生長再逐漸增大，攪拌轉(zhuǎn)速也是如此。但是通氣量的調(diào)節(jié)主要取決于前期繪制的菌種生長曲線或摸索的進(jìn)氣量值，以生長曲線為參考，在調(diào)整期、對數(shù)期、穩(wěn)定期采用不同的供氣量。至于供氣量的大小，現(xiàn)已有摸索值，但還不是最佳值，還要在實(shí)驗(yàn)和大量的生產(chǎn)實(shí)踐中摸索。

2.3實(shí)消強(qiáng)度大，對培養(yǎng)基破壞大。鑒于我們的培養(yǎng)基是工業(yè)成品，其中含雜質(zhì)不是很多，能否考慮降低實(shí)消強(qiáng)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(yīng)該統(tǒng)一），一旦高溫時間（90°C以上）維持過長，對培養(yǎng)基的破壞相當(dāng)大，還可能在中間產(chǎn)生大量的分解物，這些物質(zhì)又可能產(chǎn)生大量的泡沫。所以對實(shí)消時間的控制為重點(diǎn)。

2.4改變溫度，使黏度或彈度降低?？繖C(jī)械強(qiáng)烈震動和壓力變化，促使泡沫破裂。就目前我們的生產(chǎn)現(xiàn)狀只能選用壓力變化來破泡。鑒于多次實(shí)踐，我摸索出了一種方法，名字暫且為“料液翻騰溶泡法”，因?yàn)樵谂囵B(yǎng)初、中期，特別是泡沫形成初期還是有一定效果，現(xiàn)將具體方法描述于下：

1.先將罐壓調(diào)至0.05MPa左右，然后關(guān)閉罐頂排氣

2.迅速開大進(jìn)氣，讓罐內(nèi)料液劇烈翻騰，同時罐壓也在快速升高，當(dāng)罐壓達(dá)到0.15MPa左右時關(guān)閉進(jìn)氣。（據(jù)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(dāng)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(yīng)該保持在一分鐘以上，可以適當(dāng)長點(diǎn)，防止泡沫快速產(chǎn)生。

4.然后再重復(fù)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(jī)很重要：發(fā)酵過程中起泡過程與菌體繁殖有關(guān)，當(dāng)生長對數(shù)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(dāng)菌體生長進(jìn)入衰老期時，代謝活動趨于緩和，泡沫也隨之減少，在發(fā)酵后期，伴隨菌體的自溶，使發(fā)酵液中蛋白質(zhì)濃度又上升，則發(fā)酵液的起泡性又增強(qiáng)。

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(diào)整期后期、對數(shù)期初期加入有很好的抑制效果，因?yàn)榇藭r泡沫還沒大量形成，而下一個時刻泡沫就要大量產(chǎn)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(chǎn)實(shí)際和經(jīng)驗(yàn)，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(chǎn)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(lián)合“料液翻騰溶泡法”，在泡沫已經(jīng)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(fā)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(jī)會少，酸價也低，消泡能力強(qiáng)，副作用也小。

2.6菌種、種子質(zhì)量和接種量：菌種質(zhì)量好，生長速度快，可溶性氮源（一切蛋白質(zhì)都含氮元素，且各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為16%）較快被利用，泡沫產(chǎn)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(shí)現(xiàn)，但可以作為二、三級菌種生長狀況和起泡的參考）。

結(jié)語

泡沫是伴隨發(fā)酵而生的，也是造成發(fā)酵后期染菌，影響菌產(chǎn)量的重要因素。在其他的工業(yè)發(fā)酵中可以放心大膽的使用化學(xué)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(yuǎn)，我們要在后期的工作中繼續(xù)探索，在不適用化學(xué)消泡劑的情況下，找到更為高效的方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]高文霞，程祖鋅，王峰吉.烤煙發(fā)酵有益細(xì)菌的分離篩選及優(yōu)良菌株的鑒定[J].基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué).2011（05）

[2]呂欣，王穎，趙德學(xué)，胡喜懷，郭志剛.增香微生物用于烤煙發(fā)酵的初步研究[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）.2011（12）

[3]黃靜文，段焰青，者為，王明峰，張克勤，楊金奎.短小芽孢桿菌改善煙葉品質(zhì)的研究[J].煙草科技.2010（08）

[4]李梅云.煙堿的微生物降解研究進(jìn)展[J].微生物學(xué)雜志.2006（03）

[5]王彪，李天福，王樹會.煙葉香吃味指標(biāo)的因子分析[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報.2006（01）endprint