发酵种子扩大培养
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6 种子的扩大培养【发酵工程】
不产孢子的镰刀赤霉菌，也可以用大米固体培养基置于 茄子瓶中培养菌丝体用作种子罐种子
C、产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种：
可以用摇瓶液体培养法，孢子接入液体培养基，振荡 培养，获得菌丝体，作为种子。
例如：灰色链霉菌、卡那链霉菌。
D、不产孢子的细菌： 生产上一般采用斜面营养细胞保藏法。 斜面菌种于32C，培养18—24小时，即可移入250 mL
6 种子扩大培养
种子扩大培养概念：
指将保存在砂土管、冷凉干燥管中处休眠状态的生 产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子 耀逐级扩大培养，获得一定数量和质量的纯种过程。
目前发酵灌容积已达几十或几百立方米。如按10 ％的种子计算，就要投入几或几十立方米的种子，要 从试管中的菌种逐级扩大为生产用种子，是一个由实 验室制备到车间生产的过程。其生产方法与条件随不 同的生产品种和菌种种类而异。
MYPG培养基：3克麦芽浸出物，3克酵母浸出物，5克 蛋白胨、10克葡萄糖和20克琼脂于l升水中。
二、生产车间种子制备
种子罐培养原则： 采用易被菌利用的成分，如葡萄糖、玉米桨、磷酸盐
等，同时还需供给足够的无菌空气并不断搅拌，使菌丝体 在培养液中均匀分布，获得相同的培养条件。
接种方法：
孢子悬浮液：一般采用微孔接种法。 摇瓶菌丝体种子：可在火焰保护下接入种子罐或采用压 差法接入。 种子罐之间或发酵罐间的移种：主要采用压差法，由种 子接种管道进行移种，移种过程中要防止接受罐表压降 至零，否则会引起染菌。
1、生长快的细菌，种子用量少，种子罐相应也少。
例如：谷氨酸生产中，茄子瓶种子接入种子罐子 32C培养7一10小时，即可按入发酵罐作为种子，这称为 一级种子罐扩大培养，也称二级发酵。
2、生长较慢的菌种，种子用量大，种子罐相应也多。
C、产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种：
可以用摇瓶液体培养法，孢子接入液体培养基，振荡 培养，获得菌丝体，作为种子。
例如：灰色链霉菌、卡那链霉菌。
D、不产孢子的细菌： 生产上一般采用斜面营养细胞保藏法。 斜面菌种于32C，培养18—24小时，即可移入250 mL
6 种子扩大培养
种子扩大培养概念：
指将保存在砂土管、冷凉干燥管中处休眠状态的生 产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子 耀逐级扩大培养，获得一定数量和质量的纯种过程。
目前发酵灌容积已达几十或几百立方米。如按10 ％的种子计算，就要投入几或几十立方米的种子，要 从试管中的菌种逐级扩大为生产用种子，是一个由实 验室制备到车间生产的过程。其生产方法与条件随不 同的生产品种和菌种种类而异。
MYPG培养基：3克麦芽浸出物，3克酵母浸出物，5克 蛋白胨、10克葡萄糖和20克琼脂于l升水中。
二、生产车间种子制备
种子罐培养原则： 采用易被菌利用的成分，如葡萄糖、玉米桨、磷酸盐
等，同时还需供给足够的无菌空气并不断搅拌，使菌丝体 在培养液中均匀分布，获得相同的培养条件。
接种方法：
孢子悬浮液：一般采用微孔接种法。 摇瓶菌丝体种子：可在火焰保护下接入种子罐或采用压 差法接入。 种子罐之间或发酵罐间的移种：主要采用压差法，由种 子接种管道进行移种，移种过程中要防止接受罐表压降 至零，否则会引起染菌。
1、生长快的细菌，种子用量少，种子罐相应也少。
例如：谷氨酸生产中，茄子瓶种子接入种子罐子 32C培养7一10小时，即可按入发酵罐作为种子，这称为 一级种子罐扩大培养，也称二级发酵。
2、生长较慢的菌种，种子用量大，种子罐相应也多。
种子扩大培养 认识种子扩大培养
4 种子扩大培养
4.1 种子扩大培养的目的及要求
种子扩大培养的目的及要求
概述 种子扩大培养：又称种子制备工序，是指将保存在沙土管、冷冻干燥管
中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种 子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。 这些纯种培养物称为种子。
种子扩大培养的目的及要求
种子扩大培养的目的及要求
种子必须满足以下条件：
条件一
菌种细胞的生长活 力强，移种至发酵罐后能 迅速生长，缩短迟缓期
条件二
生理状态稳定，以便 获得稳定的菌体生长过程
五个
条件五
无杂菌污染，以保证 整个发酵过程正常进行 Nhomakorabea条件
稳定的生产能力
条件四
保持稳定的生产能力，使最终产
物的生物合成量持续稳定高产
条件三
菌体总量及浓度
种子扩大培养的意义 ① 为发酵生产提供充足的代谢旺盛、生命力强的种子 ② 有效地缩短发酵生产周期
种子扩大培养的目的及要求
目前工业规模的发酵罐容积已达到几十立方米或几百立方米。如按百分之十左 右的种子量计算，就要投入几立方米或几十立方米的种子。因此，种子扩大培 养应根据菌种的生理特性，选择合适的培养条件来获得代谢旺盛、数量足够的 种子。这种种子接入发酵罐后，将使发酵生产周期缩短，设备利用率提高。
适宜，可以保证在大发 酵罐中有适当的接种量
4.1 种子扩大培养的目的及要求
种子扩大培养的目的及要求
概述 种子扩大培养：又称种子制备工序，是指将保存在沙土管、冷冻干燥管
中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种 子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。 这些纯种培养物称为种子。
种子扩大培养的目的及要求
种子扩大培养的目的及要求
种子必须满足以下条件：
条件一
菌种细胞的生长活 力强，移种至发酵罐后能 迅速生长，缩短迟缓期
条件二
生理状态稳定，以便 获得稳定的菌体生长过程
五个
条件五
无杂菌污染，以保证 整个发酵过程正常进行 Nhomakorabea条件
稳定的生产能力
条件四
保持稳定的生产能力，使最终产
物的生物合成量持续稳定高产
条件三
菌体总量及浓度
种子扩大培养的意义 ① 为发酵生产提供充足的代谢旺盛、生命力强的种子 ② 有效地缩短发酵生产周期
种子扩大培养的目的及要求
目前工业规模的发酵罐容积已达到几十立方米或几百立方米。如按百分之十左 右的种子量计算，就要投入几立方米或几十立方米的种子。因此，种子扩大培 养应根据菌种的生理特性，选择合适的培养条件来获得代谢旺盛、数量足够的 种子。这种种子接入发酵罐后，将使发酵生产周期缩短，设备利用率提高。
适宜，可以保证在大发 酵罐中有适当的接种量
种子的扩大培养
种子异常分析
1、菌种生长速度过慢 2、菌丝结团 3、菌丝粘壁
第三节
种子制备过程的技术概要
种子制备的过程大致可分为：
实验室种子制备阶段
生产车间种子制备阶段
一、实验室种子的制备
实验室种子的制备一般采用两种方式
对于产孢子能力强的及孢子发芽、生长繁
殖快的菌种可以采用固体培养基培养孢子， 孢子可直接作为种子罐的种子，这样操作 简便，不易污染杂菌。 对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种， 可以用液体培养法。
搅拌转速340r／min； 250L种子罐1:0.3
搅拌转速300r／ min
500L种子罐1:0.25 搅拌转速230r／ min
(3)二级种子的质量要求 种龄 7~8h pH 7.2左右 OD值 净增0.5左右 无菌检查 (-) 噬菌体检查(-)
二、啤酒酵母的扩大培养
一般可采用三级扩大培养，扩大倍数：第1级 到第2级为8-10倍，第2级到第3级为4-6倍。 1，实验室扩大培养
(2) 培养条件 用1000mL三角瓶装入培养基 200mI，灭菌后置于冲程7．6cm、频率96次 ／min的往复式摇床上振荡培养12h，培养温 度33~34℃ (3) 一级种子质量要求 种龄：12h pH值：6.4± 0.1 光密度：净增OD值0.5以上 残糖：0.5％以下 无菌检查：(-) 噬菌体检查： (-) 镜检：菌体生长均匀、粗壮，排列整齐 革兰氏阳性反应。
水质的影响：地区不同、季节变化 和水源污染，均可造成水质波动， 影响种子质量。 菌种在固体培养基上可呈现多种不 同代谢类型的菌落，氮源品种越多， 出现的菌落类型也越多，不利于生 产的稳定。
措施
培养基所用原料要经过发酵试验合格才可
种子的扩大培养
3. 液体深层培养
液体深层种子罐从底部通气，送入的空气由搅拌桨叶分散成 微小气泡以促进氧的溶解。该法容易按照生产菌种对于代谢 的营养要求一级不同生理时期的通气、搅拌、温度与培养基 中氢离子等条件，选择最佳培养条件。
四、种子质量的控制
（二）影响种子质量的因素及控制
培养基
（1）营养成•分种适龄合：种是子指培种养子的罐需中要培养的菌丝体开始移入
种子培养要求一定量的种子，在适宜的培养基中，控制一定的培养条 件和培养方法，从而保证种子正常生长。
工业微生物培养法分为静置培养和通气培养两大类型。
❖静置培养即将培养基盛于发酵容器中，在接种后，不通空气进行培养。 ❖通气培养法的生产菌种以需氧菌和兼性需氧菌居多，它们生长的环境必须供给 空气，以维持一定的溶解氧水平，使菌体迅速生长和发酵，又称好气培养法。
（1）放线菌孢子的制备
a) 放线菌的孢子培养一般采用琼脂斜面培养基，培养基中含 有一些适合产孢子的营养成分，如麸皮、豌豆浸汁、蛋白 胨和一些无机盐等。
b) 碳源和氮源不要太丰富（碳源约为1％，氮源不超过0.5 ％），干燥和限制营养可直接或间接诱导孢子形成。
c) 放线菌斜面的培养温度大多数为28℃，少数为37℃，培 养时间为5～14天。
菌种细胞的生长活力强，转种至发酵罐后能迅速生 长，延滞期短。
菌种生理状态稳定，如菌丝形态、菌丝生长速率和 种子培养液的特性等符合要求。
菌体浓度及总量能满足大容量发酵罐接种量的要求。 无杂菌污染，保证纯种发酵。 菌种适应性强，能保持稳定的生产能力。
二、种子制备的过程
从工业发酵的角度来说，种子制备分成两个 阶段：
摇瓶培养基配方和培养条件与种子罐相似。
常采用母瓶、子瓶两级培养。种子培养基要求比 较丰富和完全，易被菌体分解利用，氮源丰富有 利于菌丝生长。原则上各种营养成分不宜过浓， 子瓶培养基浓度比母瓶略高，更接近于种子罐的 培养基配方。
液体深层种子罐从底部通气，送入的空气由搅拌桨叶分散成 微小气泡以促进氧的溶解。该法容易按照生产菌种对于代谢 的营养要求一级不同生理时期的通气、搅拌、温度与培养基 中氢离子等条件，选择最佳培养条件。
四、种子质量的控制
（二）影响种子质量的因素及控制
培养基
（1）营养成•分种适龄合：种是子指培种养子的罐需中要培养的菌丝体开始移入
种子培养要求一定量的种子，在适宜的培养基中，控制一定的培养条 件和培养方法，从而保证种子正常生长。
工业微生物培养法分为静置培养和通气培养两大类型。
❖静置培养即将培养基盛于发酵容器中，在接种后，不通空气进行培养。 ❖通气培养法的生产菌种以需氧菌和兼性需氧菌居多，它们生长的环境必须供给 空气，以维持一定的溶解氧水平，使菌体迅速生长和发酵，又称好气培养法。
（1）放线菌孢子的制备
a) 放线菌的孢子培养一般采用琼脂斜面培养基，培养基中含 有一些适合产孢子的营养成分，如麸皮、豌豆浸汁、蛋白 胨和一些无机盐等。
b) 碳源和氮源不要太丰富（碳源约为1％，氮源不超过0.5 ％），干燥和限制营养可直接或间接诱导孢子形成。
c) 放线菌斜面的培养温度大多数为28℃，少数为37℃，培 养时间为5～14天。
菌种细胞的生长活力强，转种至发酵罐后能迅速生 长，延滞期短。
菌种生理状态稳定，如菌丝形态、菌丝生长速率和 种子培养液的特性等符合要求。
菌体浓度及总量能满足大容量发酵罐接种量的要求。 无杂菌污染，保证纯种发酵。 菌种适应性强，能保持稳定的生产能力。
二、种子制备的过程
从工业发酵的角度来说，种子制备分成两个 阶段：
摇瓶培养基配方和培养条件与种子罐相似。
常采用母瓶、子瓶两级培养。种子培养基要求比 较丰富和完全，易被菌体分解利用，氮源丰富有 利于菌丝生长。原则上各种营养成分不宜过浓， 子瓶培养基浓度比母瓶略高，更接近于种子罐的 培养基配方。
3发酵工程种子的扩大培养详解
17
3、发酵级数的确定
一般由菌丝体培养开始计算发酵级数，但有时，工 厂从第一级种子罐开始计算发酵级数。 谷氨酸：三级发酵
一级种子（摇瓶）→二级种子 （小罐）→发酵
青霉素：三级发酵（二级种子罐扩大培养）
一级种子 （小罐）→二级种子（中罐）→发酵
2018年10月11日星期四 18
2018年10月11日星期四
（27 °C ~28 °C ，3天） （25°C， 2天）
5~10 L卡氏罐 （15 °C ~20 °C ，3~5天）
2018年10月11日星期四 14
2、培养基选择的原则
培养基的选择应该是有利于菌体的生长，对孢子
培养基应该是有利于孢子的生长。
在原料方面，实验室种子培养阶段，规模一般比较 小，因此为了保证培养基的质量，培养基的原料一般都
2018年10月11日星期四 13
e.g.
Glutamic acid-producer：（谷氨酸生产菌） 固体试管斜面（32 °C ，18~24小时）
原始菌种（出发菌种）
三角瓶培养（摇床）(flask culture)
种子罐培养 e.g. yeast： 10ml 麦汁试管 250ml 三角瓶培养
原始菌种（出发菌种）
1、培养物选择的原则
目的：种子扩培到一定的量和质。
根据菌种的特点最终的培养物可分为两类：
2018年10月11日星期四 7
对于不产孢子的微生物，实验室阶段的种子扩培最终是
获得一定数量和质量的菌体，如谷氨酸的种子培养。
三角瓶摇床培养
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对于产孢子的微生物
获得一定数量和质量的孢子：
2018年10月11日星期四 4
简述发酵种子扩大培养的工艺流程
简述发酵种子扩大培养的工艺流程The process of expanding the culture of fermentation seeds is a crucial step in the production of various fermented products. It involves the multiplication of starter cultures to a sufficient quantity for inoculation into the final fermentation batch. This step not only ensures the consistency of the fermentation process but also helps in maintaining the desired product quality.发酵种子扩大培养的工艺流程通常包括以下几个步骤。
首先是选择合适的培养基，这一步骤至关重要，因为培养基的成分将直接影响到细菌或酵母的生长和繁殖。
培养基通常包括碳源、氮源、矿物盐等成分，以满足微生物的生长需求。
After selecting the appropriate growth medium, the next step is to inoculate the fermentation seed culture into the medium. This is done to introduce the starter culture into a favorable environment for growth and proliferation. The inoculated medium is then placed in a controlled environment that provides suitable temperature, pH, and oxygen levels for optimal microbial growth.在接种发酵种子培养液后，需要进行发酵过程的监测和调控。
发酵工程第五章 种子扩大培养
• 确保无染菌 染菌检测有那些方法？
显微镜检查法 肉汤培养法
平板（双碟）培养法
种子液进行生化分析
三、种子异常的分析
• ⑴菌种生长发育缓慢或过快：菌种老化、 培养基不合适、接种量少、染菌易过慢； 培养基含氮量高，接种量过大，菌体生长 快。 • ⑵菌丝结团：搅拌效果不佳、染菌、接种 量少 • ⑶菌丝粘壁：搅拌效果不佳
• 缺点：
• （1）无菌程度要求高，相对生产设备投资较大。 • （2）对于某些种类的发酵，液体培养因投资大、 生产密度大而难以实现。 •
第三节 种子扩大培养工艺
实验室阶段：不用种子罐，所用的设备为培养箱、摇 床等实验室常见设备，在工厂这些培养过程一般都 在菌种室完成，因此现象地将这些培养过程称为实 验室阶段的种子培养。 生产车间阶段：种子培养在种子罐里面进行，一般在工 程归为发酵车间管理，因此形象地称这些培养过程 为生产车间阶段。
思考：固体培养和液体培养的优缺点？
液体培养
• 优点
• （1）生产效率高，便于自动化管理。 • （2）生产过程中温度、溶氧、pH值等参数可以实现全面 控制。 • （3）通常生产液体种子，整个生产周期较短。
• 缺点：
• （1）无菌程度要求高，相对生产设备投资较大。 • （2）对于某些种类的发酵，液体培养因投资大、生产密 度大而难以实现。
• 种子移种方法 孢子悬浮液采用微孔接种法；摇瓶菌丝 体种子可在火焰接种或差压法；种子罐之 间或发酵罐间接种采用差压法
第四节 影响种子质量的因素
一、种子质量标准
发酵工业生产上常用的种子质量标准，大致有 如下几个方面：
• • • • •
细胞或菌体 生化指标 产物生成量 酶活力 此外，种子应确保无任何杂菌污染
发酵工程第一章 种子扩大培养
含量不同（微量元素Mg2+、Cu2+、Ba2+ 能刺激孢子的形成，磷含量太多或太少 也会影响孢子的质量）。
培养温度
❖ 温度过低，菌种生长发育缓慢 ❖ 温度过高会使菌丝过早自溶
在制备土霉素生产种子过程中，高于37℃培养时， 孢子接入发酵罐后表现出糖代谢变慢，氨
基氮回升提前，菌丝过早自溶，效价降低等现象。
❖ 但考虑能否在一定时间内获得优质、足量的 种子以满足发酵的需求
一般由菌丝体培养开始计算发酵级数，但有时， 工厂从第一级种子罐开始计算发酵级数
谷氨酸：三级发酵 一级种子（摇瓶）→二级种子 （小罐）→发酵
青霉素：三级发酵 一级种子 （小罐）→二级种子（中罐）→发酵
发酵级数确定的依据
级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响
高的细胞。为了使细胞迅速进行分裂 或菌丝快速生长。
种子培养基特点
❖ 有较完全和丰富的营养物质，糖分少，需充足 氮源和生长因子，无机氮源比例大； ➢ 各种营养物质的浓度不必太高； ➢ 供孢子用的种子培养基，可添加易被吸收利 用的碳源和氮源；
➢ 应考虑与发酵培养基的主要成分相近。
pH
❖ 选择最适种子培养pH的原则是获得 最大比生长速率和适当的菌量
❖ 丝状微生物不宜剧烈搅拌。
斜面冷藏时间
❖ 对孢子的生产能力有较大影响 ❖ 冷藏时间越长，生产能力下降越多
链霉素生产中，斜面孢子在6℃冷藏两 个月后的发酵单位比冷藏一个月的降低18％， 比冷藏3个月的降低35％。
培养基
❖ 培养种子的目的：
➢ 扩大培养，增加细胞数量； ➢ 同时也必须培养出强壮、健康、活性
种子质量的判断方法
❖ 通常检测的培养液中参数 ➢ pH是否在种子要求的范围之内 ➢ 糖、氨基氮、磷酸盐的含量 ➢ 菌丝形态、菌丝浓度和培养液外观 ➢ 有无杂菌污染
培养温度
❖ 温度过低，菌种生长发育缓慢 ❖ 温度过高会使菌丝过早自溶
在制备土霉素生产种子过程中，高于37℃培养时， 孢子接入发酵罐后表现出糖代谢变慢，氨
基氮回升提前，菌丝过早自溶，效价降低等现象。
❖ 但考虑能否在一定时间内获得优质、足量的 种子以满足发酵的需求
一般由菌丝体培养开始计算发酵级数，但有时， 工厂从第一级种子罐开始计算发酵级数
谷氨酸：三级发酵 一级种子（摇瓶）→二级种子 （小罐）→发酵
青霉素：三级发酵 一级种子 （小罐）→二级种子（中罐）→发酵
发酵级数确定的依据
级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响
高的细胞。为了使细胞迅速进行分裂 或菌丝快速生长。
种子培养基特点
❖ 有较完全和丰富的营养物质，糖分少，需充足 氮源和生长因子，无机氮源比例大； ➢ 各种营养物质的浓度不必太高； ➢ 供孢子用的种子培养基，可添加易被吸收利 用的碳源和氮源；
➢ 应考虑与发酵培养基的主要成分相近。
pH
❖ 选择最适种子培养pH的原则是获得 最大比生长速率和适当的菌量
❖ 丝状微生物不宜剧烈搅拌。
斜面冷藏时间
❖ 对孢子的生产能力有较大影响 ❖ 冷藏时间越长，生产能力下降越多
链霉素生产中，斜面孢子在6℃冷藏两 个月后的发酵单位比冷藏一个月的降低18％， 比冷藏3个月的降低35％。
培养基
❖ 培养种子的目的：
➢ 扩大培养，增加细胞数量； ➢ 同时也必须培养出强壮、健康、活性
种子质量的判断方法
❖ 通常检测的培养液中参数 ➢ pH是否在种子要求的范围之内 ➢ 糖、氨基氮、磷酸盐的含量 ➢ 菌丝形态、菌丝浓度和培养液外观 ➢ 有无杂菌污染
发酵工程种子的扩大培养
目的：使菌种的传代次数尽可能的少.
孢子培养
母瓶：活化、纯化,使保藏菌种生长,并去处变异株. 所以接种时要稀一点、便于纯化生长到单菌落.
子瓶: 大量繁殖,得到大量孢子. 接种：①从母斜面上点接种,选取生长好的单 菌落 ②接种时密一点,得到大量的孢子.
孢子培养时注意湿度,子斜面使用一般不超过1个月
三、生产车间阶段 1、培养物的选择原则 在生产车间阶段,最终一般都是获得一定数量的菌丝体. 菌丝体比孢子要有利： 缩短发酵时间 有利于获得好的发酵结果
原则：对数生长期末,细胞活力强,菌体浓度相对较大, 但是最终由实验结果定.
6、种子的质量要求：
量：要求达到一定的浓度
质: 形态 生长处于某个阶段、均匀等等 理化指标：C、N、P的含量,pH 酶活等
无污染
本章小节：
了解种子扩培的工艺过程及其中的基本概念 理解种子扩培的目的和要求 掌握控制种子质量的基本方法和手段
培养基的特点：长菌体,更接近于发酵培养基
种子的质量要求：
108-109个/ml 大小均匀,呈单个或八字排列 PH 7.0-7.2时结束,6.8→8→7.0-7.2 活力旺盛
二、青霉素生产的种子制备 制备过程
安培管 → 斜面孢子 → 大米孢子
→ 一级种子 → 二级种子
→ 发酵
一、斜面孢子 培养基：甘油、 葡萄糖、 蛋白胨等 培养条件：25℃、7天, 注意湿度50%左右
目的：种子扩培到一定的量和质,根据菌种的特点最终的 培养物可分为两类：
对于不产孢子和芽胞的微生物 ——获得一定数量和质量的菌体
对于不产芽孢和孢子的微生物,实验室阶段的种子扩培 最终是获得一定数量和质量的菌体,如谷氨酸的种子培 养.
对于产孢子的微生物 ➢ 获得一定数量和质量的孢子
孢子培养
母瓶：活化、纯化,使保藏菌种生长,并去处变异株. 所以接种时要稀一点、便于纯化生长到单菌落.
子瓶: 大量繁殖,得到大量孢子. 接种：①从母斜面上点接种,选取生长好的单 菌落 ②接种时密一点,得到大量的孢子.
孢子培养时注意湿度,子斜面使用一般不超过1个月
三、生产车间阶段 1、培养物的选择原则 在生产车间阶段,最终一般都是获得一定数量的菌丝体. 菌丝体比孢子要有利： 缩短发酵时间 有利于获得好的发酵结果
原则：对数生长期末,细胞活力强,菌体浓度相对较大, 但是最终由实验结果定.
6、种子的质量要求：
量：要求达到一定的浓度
质: 形态 生长处于某个阶段、均匀等等 理化指标：C、N、P的含量,pH 酶活等
无污染
本章小节：
了解种子扩培的工艺过程及其中的基本概念 理解种子扩培的目的和要求 掌握控制种子质量的基本方法和手段
培养基的特点：长菌体,更接近于发酵培养基
种子的质量要求：
108-109个/ml 大小均匀,呈单个或八字排列 PH 7.0-7.2时结束,6.8→8→7.0-7.2 活力旺盛
二、青霉素生产的种子制备 制备过程
安培管 → 斜面孢子 → 大米孢子
→ 一级种子 → 二级种子
→ 发酵
一、斜面孢子 培养基：甘油、 葡萄糖、 蛋白胨等 培养条件：25℃、7天, 注意湿度50%左右
目的：种子扩培到一定的量和质,根据菌种的特点最终的 培养物可分为两类：
对于不产孢子和芽胞的微生物 ——获得一定数量和质量的菌体
对于不产芽孢和孢子的微生物,实验室阶段的种子扩培 最终是获得一定数量和质量的菌体,如谷氨酸的种子培 养.
对于产孢子的微生物 ➢ 获得一定数量和质量的孢子
发酵工艺中种子扩大培养
深层培养的几个主要控制点
A 灭菌(sterilization)：发酵工业要求纯培养。因 此在种子培养前必须对培养基进行加热灭菌。 B 温度控制：培养基灭菌后，冷却至培养温度进 行培养，由于随着微生物的生长和繁殖，会有热量产 生、搅拌产热等，所以为维持温度恒定。 C 通气(aeration)、搅拌(agitation)： 空气进入发 酵罐前先经过空气过滤器除去杂菌，制成无菌空气， 而后由罐底部进入，再通过搅拌将空气分散成微小气 泡。 搅拌的目的：增加溶解氧；使基质混合均匀；促 进热传递 。（培养液中的微生物均匀地分散在种子 罐内，并使加入的酸和碱均匀分散等）。
(aerobic culturing)。
1 表面培养法（surface culturing)：
好氧静置培养法。针对容器内培养基物形态又分 为液态表面培养和固体表面培养。相对于容器内培养 基体积而言，表面积越大，越易促进氧气由气液界面 向培养基内传递。 这种方法菌的生长速度与培养基的深度有关，单 位体积的表面积越大，生长速度越快。
原始菌种（出发菌种）
三角瓶培养（摇床）(flask culture)
种子罐培养 e.g. yeast：
原始菌种（出发菌种）
10ml 麦汁试管
250ml 三角瓶培养
（27 °C ~28 °C ，3天） （25°C， 2天） 5~10 L卡氏罐 （15 °C ~20 °C ，3~5天）
B：生产车间种子制备： 种子罐的作用：使有限数量的孢子(菌体)发芽、生长、 并繁殖成大量的菌丝体(菌体)，满足发酵罐的需要（菌体生 长和产物形成）。实验室种子进入种子罐有孢子进罐法和 摇瓶菌种进罐法。 种子罐级数的确定：种子罐级数是指制备种子逐级扩 培的次数。 依据：菌种生长特性，孢子发芽及菌体繁殖的速度以 及所用的发酵罐的容积。
发酵菌种的扩大培养实验报告
发酵菌种的扩大培养实验报告引言发酵技术在生物工程和食品工业中起着重要作用。
发酵菌种的培养是发酵过程中的关键步骤之一，其目的是通过扩大菌种的数量，为后续的发酵过程提供足够的微生物原料。
本实验旨在探讨发酵菌种的扩大培养方法，并评价其对发酵产物的影响。
材料与方法1.发酵菌株的选择：选择适合的目标菌株，确保其具有良好的发酵性能和产量。
2.培养基的配置：按照菌株的需求，配置合适的发酵培养基，包括碳源、氮源、矿物盐等。
3.菌种的预培养：将初始菌种接种到含有适当量培养基的试管中，通过摇床培养预培养菌种。
4.发酵罐的选择：根据菌株特性和产量要求，选择合适的发酵罐，包括体积、通气性等。
5.发酵条件的控制：控制发酵温度、pH、氧气供应等条件，以提高发酵产物的质量和产量。
结果与讨论选取合适的菌株合适的菌株是成功发酵的关键。
通过对多个菌株的筛选和对比，我们最终选择了菌株X。
该菌株具有较高的酶活性和耐受性，适合用于发酵生产。
优化培养基配方培养基的配方对菌种的生长和代谢活动有重要影响。
我们通过调整碳源、氮源和矿物盐的种类和浓度，对培养基进行优化。
最终确定的配方为：A：Xg碳源，B：Yg氮源，C：Zg矿物盐。
该配方不仅满足了菌株的营养需求，还能够促进菌种的生长和产物的积累。
菌种的预培养为了获得足够的菌株数量，我们实施了菌种的预培养工作。
将初始菌种接种到含有适当量培养基的试管中，通过摇床培养预培养菌种。
预培养的时间和培养条件应根据菌株的特性进行优化，以尽量提高菌种的活性和生长速度。
发酵罐的选择选择合适的发酵罐对发酵过程的成功与否至关重要。
考虑到菌株X的产量较高，我们选择了一个具有较大容积和良好通气性能的发酵罐。
罐体的材料应具有良好的耐腐蚀性和热传导性能，以保证发酵过程的稳定性和安全性。
发酵条件的控制发酵条件的控制直接影响到发酵产物的质量和产量。
我们通过监测和调整温度、pH、氧气供应等因素，来优化发酵条件。
在菌株X的发酵过程中，最适宜的温度为T摄氏度，最适宜的pH值为pH值，最适宜的氧气供应速率为S。
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对于不产芽孢和孢子的微生物，实验室阶段的种子扩培最 终是获得一定数量和质量的菌体，如谷氨酸的种子培养。
发酵工程
第四章 种子扩大培养
对于产孢子的微生物 获得一定数量和质量的孢子 菌丝体培养步骤少，因而更容易获得量和质稳定的种 子，但操作繁琐。 获得一定数量和质量的菌丝体 便于操作，但需要更仔细的控制。
发酵工程
第四章 种子扩大培养
三、生产车间阶段 1、培养物的选择原则 在生产车间阶段，最终一般都是获得一定数量的菌丝体。 菌丝体比孢子要有利： 缩短发酵时间 有利于获得好的发酵结果
发酵工程
第四章 种子扩大培养
2、培养基选择的原则
目的：获得一定数量和质量的菌体，因此培养基的选择应 首先考虑的是有利于孢子的发育和菌体的生长.
3.It must be in a suitable morphological(形态学的 ) form. 4.It must be free of contamination. 5.It must retain its product forming capabilities.
发酵工程
第四章 种子扩大培养
第二节 种子制备的技术概要 一、种子制备的过程
实验室阶段：不用种子罐，所用的设备为培养箱、摇床等实验
室常见设备，在工厂这些培养过程一般都在菌种室完成，因 此形象地将这些培养过程称为实验室阶段的种子培养。
生产车间阶段：种子培养在种子罐里面进行，一般在工程归为
发酵车间管理，因此形象地称这些培养过程为生产车间阶段。
发酵工程
第四章 种子扩大培养
2、培养基选择的原则 培养基的选择应该是有利于菌体的生长，对孢子培养基 应该是有利于孢子的生长。 在原料方面，实验室种子培养阶段，规模一般比较小， 因此为了保证培养基的质量，培养基的原料一般都比较 精细。
发酵工程
第四章 种子扩大培养
3、起始接种物的传代问题 细菌 保藏斜面 → 活化斜面 产孢子 保藏 → 母斜面 → 子斜面
目的：使菌种的传代次数尽可能的少。
发酵工程
第四章 种子扩大培养
孢子培养
母瓶：活化、纯化，使保藏菌种生长，并去处变异株。 所以接种时要稀一点、便于纯化生长到单菌落。
子瓶: 大量繁殖，得到大量孢子。 接种：①从母斜面上点接种，选取生长好的 单菌落 ②接种时密一点，得到大量的孢子。
孢子培养时注意湿度，子斜面使用一般不超过1个月
1.It must be in a healthy, active state thus minimizing the length of the lag phase in the subsequent fermentation.
2.It must be available in sufficiently large volumes to provide an inoculum of optimum size.
在原料方面：不如实验室阶段那么精细，而是基本接近于 发酵培养基，这有两个方面的原因:
一是成本
二是驯化
发酵工程
第四章 种子扩大培养
例：柠檬酸发酵 以蔗糖为原料
成分
麦芽汁 蔗糖 NH4NO3 K2HPO4 MgSO4.H2O KCl 琼脂
斜面 麦汁
2%
种子罐 发酵
2.5-5% 0.225% 0.03% 0.025%
发酵工程
第四章 种子扩大培养
Aseptic: 无菌的,无毒的 lyophile 亲液胶体;亲液物
发酵工程
第四章 种子扩大培养
发酵工程
第四章 种子扩大培养
二、实验室阶段 1、培养物选择的原则 目的：种子扩培到一定的量和质，根据菌种的特点最终的 培养物可分为两类：
对于不产孢子和芽胞的微生物 ——获得一定数量和质量的菌体
20% 0.11%
0.025% 0.015%
发酵工程
第四章 种子扩大培养
薯干粉
成分
麦芽汁 薯干粉 (NH4)2SO4 琼脂斜面 麦汁2%种 Nhomakorabea罐 发酵
10% 22-28% 0.5%
发酵工程
第四章 种子扩大培养
3、发酵级数的确定 一般由菌丝体培养开始计算发酵级数，但有时，
工厂从第一级种子罐开始计算发酵级数
发酵工程
第四章 种子扩大培养
种子扩培的目的 接种量的需要
菌种的驯化 缩短发酵时间、保证生产水平 种子的要求： 总量及浓度能满足要求 生理状况稳定，个体与群体 活力强，移种至发酵后，能够迅速生长 无杂菌污染
发酵工程
第四章 种子扩大培养
It is essential that the culture used to inoculate(接种) a fermentation satisfies the following criteria(标准 ):
在发酵产品的放大中，反应级数的确定是非常重要 的一个方面
发酵工程
第四章 种子扩大培养
4.种子罐级数
种子罐级数取决于： ①种子的性质（生长繁殖性能）； ②孢子瓶中孢子的密度（密度大则级数少）； ③孢子发芽及菌丝繁殖速度； ④发酵罐中种子的最低接种量； ⑤种子罐与发酵罐的容积比；
发酵工程
第四章 种子扩大培养
第四章 种子扩大培养 The Development of Inocula for Industrial Fermentation
第一节 种子扩大培养的目的与要求 第二节 种子制备的技术概要 第三节 种子制备实例
发酵工程
第四章 种子扩大培养 第一节 种子扩大培养的目的与要求
种子扩大培养的概念:
种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处 休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或 摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质量的纯 种过程。这些纯种培养物称为种子。
4、接种量的确定 移入种子的体积
接种量＝ ————————— 接种后培养液的体积
谷氨酸：三级发酵 一级种子（摇瓶）→二级种子 （小罐）→发酵
青霉素：三级发酵 一级种子 （小罐）→二级种子（中罐）→发酵
发酵工程
第四章 种子扩大培养
Aeration: 通风, 通气
发酵工程
第四章 种子扩大培养
发酵级数确定的依据
级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响
级数大，难控制、易染菌、易变异，管理困难，一 般2-4级。
发酵工程
第四章 种子扩大培养
对于产孢子的微生物 获得一定数量和质量的孢子 菌丝体培养步骤少，因而更容易获得量和质稳定的种 子，但操作繁琐。 获得一定数量和质量的菌丝体 便于操作，但需要更仔细的控制。
发酵工程
第四章 种子扩大培养
三、生产车间阶段 1、培养物的选择原则 在生产车间阶段，最终一般都是获得一定数量的菌丝体。 菌丝体比孢子要有利： 缩短发酵时间 有利于获得好的发酵结果
发酵工程
第四章 种子扩大培养
2、培养基选择的原则
目的：获得一定数量和质量的菌体，因此培养基的选择应 首先考虑的是有利于孢子的发育和菌体的生长.
3.It must be in a suitable morphological(形态学的 ) form. 4.It must be free of contamination. 5.It must retain its product forming capabilities.
发酵工程
第四章 种子扩大培养
第二节 种子制备的技术概要 一、种子制备的过程
实验室阶段：不用种子罐，所用的设备为培养箱、摇床等实验
室常见设备，在工厂这些培养过程一般都在菌种室完成，因 此形象地将这些培养过程称为实验室阶段的种子培养。
生产车间阶段：种子培养在种子罐里面进行，一般在工程归为
发酵车间管理，因此形象地称这些培养过程为生产车间阶段。
发酵工程
第四章 种子扩大培养
2、培养基选择的原则 培养基的选择应该是有利于菌体的生长，对孢子培养基 应该是有利于孢子的生长。 在原料方面，实验室种子培养阶段，规模一般比较小， 因此为了保证培养基的质量，培养基的原料一般都比较 精细。
发酵工程
第四章 种子扩大培养
3、起始接种物的传代问题 细菌 保藏斜面 → 活化斜面 产孢子 保藏 → 母斜面 → 子斜面
目的：使菌种的传代次数尽可能的少。
发酵工程
第四章 种子扩大培养
孢子培养
母瓶：活化、纯化，使保藏菌种生长，并去处变异株。 所以接种时要稀一点、便于纯化生长到单菌落。
子瓶: 大量繁殖，得到大量孢子。 接种：①从母斜面上点接种，选取生长好的 单菌落 ②接种时密一点，得到大量的孢子。
孢子培养时注意湿度，子斜面使用一般不超过1个月
1.It must be in a healthy, active state thus minimizing the length of the lag phase in the subsequent fermentation.
2.It must be available in sufficiently large volumes to provide an inoculum of optimum size.
在原料方面：不如实验室阶段那么精细，而是基本接近于 发酵培养基，这有两个方面的原因:
一是成本
二是驯化
发酵工程
第四章 种子扩大培养
例：柠檬酸发酵 以蔗糖为原料
成分
麦芽汁 蔗糖 NH4NO3 K2HPO4 MgSO4.H2O KCl 琼脂
斜面 麦汁
2%
种子罐 发酵
2.5-5% 0.225% 0.03% 0.025%
发酵工程
第四章 种子扩大培养
Aseptic: 无菌的,无毒的 lyophile 亲液胶体;亲液物
发酵工程
第四章 种子扩大培养
发酵工程
第四章 种子扩大培养
二、实验室阶段 1、培养物选择的原则 目的：种子扩培到一定的量和质，根据菌种的特点最终的 培养物可分为两类：
对于不产孢子和芽胞的微生物 ——获得一定数量和质量的菌体
20% 0.11%
0.025% 0.015%
发酵工程
第四章 种子扩大培养
薯干粉
成分
麦芽汁 薯干粉 (NH4)2SO4 琼脂斜面 麦汁2%种 Nhomakorabea罐 发酵
10% 22-28% 0.5%
发酵工程
第四章 种子扩大培养
3、发酵级数的确定 一般由菌丝体培养开始计算发酵级数，但有时，
工厂从第一级种子罐开始计算发酵级数
发酵工程
第四章 种子扩大培养
种子扩培的目的 接种量的需要
菌种的驯化 缩短发酵时间、保证生产水平 种子的要求： 总量及浓度能满足要求 生理状况稳定，个体与群体 活力强，移种至发酵后，能够迅速生长 无杂菌污染
发酵工程
第四章 种子扩大培养
It is essential that the culture used to inoculate(接种) a fermentation satisfies the following criteria(标准 ):
在发酵产品的放大中，反应级数的确定是非常重要 的一个方面
发酵工程
第四章 种子扩大培养
4.种子罐级数
种子罐级数取决于： ①种子的性质（生长繁殖性能）； ②孢子瓶中孢子的密度（密度大则级数少）； ③孢子发芽及菌丝繁殖速度； ④发酵罐中种子的最低接种量； ⑤种子罐与发酵罐的容积比；
发酵工程
第四章 种子扩大培养
第四章 种子扩大培养 The Development of Inocula for Industrial Fermentation
第一节 种子扩大培养的目的与要求 第二节 种子制备的技术概要 第三节 种子制备实例
发酵工程
第四章 种子扩大培养 第一节 种子扩大培养的目的与要求
种子扩大培养的概念:
种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处 休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或 摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质量的纯 种过程。这些纯种培养物称为种子。
4、接种量的确定 移入种子的体积
接种量＝ ————————— 接种后培养液的体积
谷氨酸：三级发酵 一级种子（摇瓶）→二级种子 （小罐）→发酵
青霉素：三级发酵 一级种子 （小罐）→二级种子（中罐）→发酵
发酵工程
第四章 种子扩大培养
Aeration: 通风, 通气
发酵工程
第四章 种子扩大培养
发酵级数确定的依据
级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响
级数大，难控制、易染菌、易变异，管理困难，一 般2-4级。