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单一组分的液体一般是不能形成泡沫的,只能形成短暂的气泡。例如向蒸馏水中吹气,可以产生气泡,但是这种气泡存在的时间是很短的,当气泡离开水面马上就会破裂。其他的纯溶液如乙醇、苯等,也不能形成泡沫。要想形成存在时间较长的泡沫,液体至少要有两种以上的组分。加入表面活性剂的水溶液就是一种典型的易产生泡沫的体系。蛋白质、糖以及其他一些水溶性高分子溶液,也易产生稳定持久的泡沫,例如发酵液体系。这种含有多种有机质的混合物在发酵生产过程中很容易形成泡沫。
在发酵生产过程中泡沫生成的原因主要有两个方面。第一,由外界引入。发酵生产过程大部分都是好氧性的,这就需要在发酵过程中不断的向发酵罐里通入无菌空气,伴随着机械搅拌,无菌空气就会被分成许多细小的气泡,从溶氧的角度来讲,气泡越细溶氧的效果就越好,因为气泡直径越小,气液接触的比表面积就越大,但是这些气泡上升到发酵液液面上会很容易形成泡沫第二,由发酵液内部产生。微生物在进行发酵活动时,往往会代谢产生出许多的气体,这些代谢气体凝结形成气泡,上升到发酵液面,形成发酵泡沫,菌体代谢越旺盛,这部分泡沫的产生量就会越多。这些气泡密集聚集在一起,形成蜂窝状的泡沫。
对于泡沫的结构,人们已经普遍接受了泡沫的交界结构,认为泡沫是气体分散在液体中的分散体系,其中气体所占的体积分数很大,气体被液膜隔开,形成许多大小不等的气泡,这些气泡并不是像我们所想象的那样呈圆球形的,而是彼此以角相交,所以在多边泡沫结构中,大多数是六边形结构,一般是三个气泡相交,因为这个角度最稳定。由图一可以看出,泡沫是多面体气泡构成的集合。
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