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发酵与泡沫分离耦合过程中，菌体会吸附在气泡表面，造成反应体系中菌体含量减少、生产率降低，同时，在耦合过程中上升的泡沫会夹带发酵液流进泡沫收集器，从而造成发酵罐中营养的流失。
为了解决菌体吸附在气泡表面的问题，本文设计了一种新型载体κ-卡拉胶~丝瓜络来固定化细胞，该方法能将菌体包埋在载体中，同时可以实现固定化细胞的重复使用以及连续发酵。为解决消泡液过多的问题，本文开发了一种强化泡沫排液的“沙漏型”泡沫分离塔。同时选用乳酸乳球菌发酵耦合泡沫分离生产乳链菌肽（nisin）作为研究体系。
首先，对κ-卡拉胶~丝瓜络固定化乳酸乳球菌的操作条件进行了优化，确定最佳的固定化条件为卡拉胶浓度（3.0%）、氯化钾浓度（3.0%）、载体直径（0.4cm）、交联时间（30min）、菌悬液与卡拉胶体积比（1∶3）。然后通过批次发酵对比nisin效价变化，结果表明κ-卡拉胶~丝瓜络固定化乳酸乳球菌发酵生产nisin的效价较悬浮细胞发酵高，验证了κ-卡拉胶~丝瓜络固定化乳酸乳球菌发酵是可行的。随后通过κ-卡拉胶~丝瓜络固定化乳酸乳球菌进行重复批次发酵，确定κ-卡拉胶~丝瓜络可以重复5次，发酵时间可以持续100h，在批次发酵过程中nisin的效价在第三批次达到最大值（3.80×103IU/mL）。
其次，设计了一种“沙漏型”泡沫分离塔用于强化泡沫排液，分别从泡沫直径和持液量两方面研究了“沙漏型”泡沫分离塔强化泡沫排液的能力，结果表明“沙漏型”塔较直塔可以明显降低泡沫持液量，强化泡沫排液。
最后，采用κ-卡拉胶~丝瓜络固定化乳酸乳球菌发酵与“沙漏型”塔耦合生产nisin，研究了不同发酵方式对nisin效价的影响。在重复批次发酵过程中，当每一批次泡沫分离起始分离时间为第8h、7h、7h、7h、8h，间隔时间为50min、30min、30min、30min、40min时，可以获得单次中最大的效价。在连续固定化细胞发酵耦合泡沫分离过程中，最大的nisin效价为4.91×103IU/mL，相对于批次发酵过程nisin效价（3.30×103IU/mL）提高了48.8%。
为了解决菌体吸附在气泡表面的问题，本文设计了一种新型载体κ-卡拉胶~丝瓜络来固定化细胞，该方法能将菌体包埋在载体中，同时可以实现固定化细胞的重复使用以及连续发酵。为解决消泡液过多的问题，本文开发了一种强化泡沫排液的“沙漏型”泡沫分离塔。同时选用乳酸乳球菌发酵耦合泡沫分离生产乳链菌肽（nisin）作为研究体系。
首先，对κ-卡拉胶~丝瓜络固定化乳酸乳球菌的操作条件进行了优化，确定最佳的固定化条件为卡拉胶浓度（3.0%）、氯化钾浓度（3.0%）、载体直径（0.4cm）、交联时间（30min）、菌悬液与卡拉胶体积比（1∶3）。然后通过批次发酵对比nisin效价变化，结果表明κ-卡拉胶~丝瓜络固定化乳酸乳球菌发酵生产nisin的效价较悬浮细胞发酵高，验证了κ-卡拉胶~丝瓜络固定化乳酸乳球菌发酵是可行的。随后通过κ-卡拉胶~丝瓜络固定化乳酸乳球菌进行重复批次发酵，确定κ-卡拉胶~丝瓜络可以重复5次，发酵时间可以持续100h，在批次发酵过程中nisin的效价在第三批次达到最大值（3.80×103IU/mL）。
其次，设计了一种“沙漏型”泡沫分离塔用于强化泡沫排液，分别从泡沫直径和持液量两方面研究了“沙漏型”泡沫分离塔强化泡沫排液的能力，结果表明“沙漏型”塔较直塔可以明显降低泡沫持液量，强化泡沫排液。
最后，采用κ-卡拉胶~丝瓜络固定化乳酸乳球菌发酵与“沙漏型”塔耦合生产nisin，研究了不同发酵方式对nisin效价的影响。在重复批次发酵过程中，当每一批次泡沫分离起始分离时间为第8h、7h、7h、7h、8h，间隔时间为50min、30min、30min、30min、40min时，可以获得单次中最大的效价。在连续固定化细胞发酵耦合泡沫分离过程中，最大的nisin效价为4.91×103IU/mL，相对于批次发酵过程nisin效价（3.30×103IU/mL）提高了48.8%。