表面活性劑是一類(lèi)分子中含有親水基和親油基即雙親結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物。這種特殊結(jié)構(gòu)使表面活性劑表現(xiàn)出多種多樣的實(shí)用功能，如乳化、增溶、潤(rùn)濕、吸附、滲透、分散、消泡、增稠、潤(rùn)滑等，廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。在發(fā)酵工業(yè)中主要應(yīng)用于消泡穩(wěn)泡、發(fā)酵生產(chǎn)純粹培養(yǎng)時(shí)的消毒洗滌劑以及生物下游產(chǎn)品的分離。

1、在消泡中的應(yīng)用

生物發(fā)酵體系經(jīng)常遇到的問(wèn)題是泡沫控制。泡沫量過(guò)大會(huì)造成發(fā)酵罐裝料系數(shù)降低并可能造成料液逃逸、體系染菌等問(wèn)題，但泡沫量過(guò)小或無(wú)泡沫，又不利于氧氣傳遞，通常需要加入消泡劑控制泡沫。對(duì)泡沫控制的要求是既要有一定的泡沫量又要除去多余的泡沫，以及控制泡沫的能力不因發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。

在通風(fēng)發(fā)酵中，消泡劑一般為天然植物油、聚醚類(lèi)、高級(jí)醇、硅油、含表面活性劑的復(fù)合消泡劑，此外還有脂肪酸，亞硫酸和硫酸鹽等。

目前工業(yè)中常用的消泡劑是豆油或玉米油，在發(fā)酵前期會(huì)對(duì)生產(chǎn)有利，但發(fā)酵后期繼續(xù)加入就會(huì)對(duì)發(fā)酵液處理及產(chǎn)品提取產(chǎn)生影響。因此，在許多新型的專(zhuān)用消泡劑中，大多都使用表面活性劑。如以聚氧乙烯，聚氧丙烯醇醚為主要成分的聚醚類(lèi)表面活性劑消泡劑，在不含礦物油的水相體系中消泡效果較佳；而硅油則以聚二甲基硅醚（聚氧丙烯乙二醇醚+聚二甲基硅氧烷）為主要成分，在發(fā)酵工業(yè)處理泡沫中逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。

改性有機(jī)硅消沫（泡）劑有很低的表面張力（21mN m-1）以下，故在泡沫層具有非凡的擴(kuò)散能力，迅速代替了使泡沫穩(wěn)定的其它表面活性劑分子，使泡沫液膜變薄，有機(jī)硅分子使疏水活性粒子作用于泡沫表面，使之失去穩(wěn)定性，最終達(dá)到消泡的作用。

因此，改性有機(jī)硅消沫（泡）劑既能降低泡沫液膜的機(jī)械強(qiáng)度，又能降低液膜的表面粘度。由于天然油脂分子無(wú)親水基團(tuán)，在發(fā)泡介質(zhì)中難鋪展，所以消泡能力較差。且使用時(shí)還需注意油脂的新鮮程度，因?yàn)榉胖脮r(shí)間過(guò)長(zhǎng)的油脂酸價(jià)高，對(duì)生產(chǎn)菌種的生長(zhǎng)及產(chǎn)物的合成有抑制作用。因此，有機(jī)硅消泡劑取代消耗量大、利用率低、成本相對(duì)較高的天然油脂---豆油是必然趨勢(shì)。專(zhuān)用復(fù)合消泡劑為有機(jī)硅化合物 嵌段聚醚 脂肪醇 十二烷基苯磺酸鈉表面活性劑等組成 另外還有許多復(fù)合消泡劑中含有非離子表面活性劑 脂肪酸鹽表面活性劑等