第五章种子扩大培养
《种子的扩大培养》课件
合理控制培养基的温度和湿பைடு நூலகம்，营造适合种子生长的环境。
3 隔离防止杂交
避免不同品种的种子杂交，保持纯度和一致性。
应用案例分析
用于种子的改良
通过种子扩大培养，可以改 良特定品种的性状，提高农 作物的产量和抗性。
种子的商业化应用
大规模扩大培养优质种子， 满足市场需求，为农业产业 发展提供支持。
《种子的扩大培养》PPT 课件
种子是农业中至关重要的一环，种子的扩大培养对于提高农产品产量和品质 至关重要。本课件将介绍种子扩大培养的原理、步骤以及应用案例分析。
简介
种子的重要性
种子是农作物繁殖和传播的基础，直接影响 着农产品的产量和质量。
培养种子的意义
种子的扩大培养能够大规模繁殖优质种子， 提高农产品的产量和品质。
种子的控制与管理
通过种子扩大培养，可以对 种子的产量、质量和流通进 行有效的控制和管理。
总结
1 种子扩大培养是一
项重要的农业技术
能够有效提高农产品的 产量和品质，为农业发 展做出贡献。
2 种子扩大培养会带
来很多经济收益和 社会意义
有助于推动农业产业的 发展，提高农民收入， 促进乡村振兴。
3 种子扩大培养的应
种子扩大培养的原理
繁殖方式
种子的扩大培养可以通过无性繁殖或有性繁殖来实现。
突变次数和突变频率
种子扩大培养中的突变次数和突变频率决定了新品种的数量和多样性。
种子的选择
选择适合扩大培养的种子，包括外观、遗传特性和生长性状等。
种子扩大培养的步骤
1
种子消毒
使用适当的消毒方法对种子进行处理，杀灭病原体和杂质。
2
培养基制备
简述种子扩大培养的一般步骤
简述种子扩大培养的一般步骤
种子扩大培养是一种常用的微生物培养方法，用于从初始培养物中扩大微生物数量，以便进行后续实验或工业应用。
一般而言，种子扩大培养的步骤包括以下几个方面：
1. 培养基准备，选择适当的培养基，根据目标微生物的需求添加合适的营养物质和pH调节剂。
培养基的配制需要严格按照配方和操作规程进行，以确保培养基的质量和一致性。
2. 种子接种，从初始培养物中选择合适的菌株或菌落，通过无菌技术将种子接种到含有适当培养基的培养容器中。
接种时需要注意保持无菌操作，避免外界的污染。
3. 培养条件调控，根据目标微生物的生长特性和要求，调节培养条件，包括温度、pH值、氧气供应和搅拌速度等。
这些条件的调节可以促进微生物的生长和代谢活性，从而实现种子的扩大。
4. 培养过程监测，在培养过程中，需要定期监测微生物的生长情况，可以通过测量生物量、菌落形态观察、代谢产物测定等方法进行。
监测结果可以帮助调整培养条件，以达到最佳的生长效果。
5. 收获和处理，当微生物达到预定的生长状态时，可以进行收获。
收获方法根据具体情况而定，可以选择简单的离心沉淀、滤液
或离子交换等方法。
收获后的种子可以进行后续的实验或工业应用。
6. 清洁和消毒，在种子扩大培养结束后，要进行培养容器和设
备的清洁和消毒工作，以防止微生物的交叉污染和感染。
总结起来，种子扩大培养的一般步骤包括培养基准备、种子接种、培养条件调控、培养过程监测、收获和处理，以及清洁和消毒。
这些步骤的严格执行可以确保种子扩大培养的成功，并提供足够的
微生物种子用于后续实验或工业应用。
第五章种子扩大培养
3.生长更慢的菌种
链霉素生产菌种灰色链霉菌，一般采用 三级种子罐扩大培养。
❖在小型发酵罐(5—30L)进行试验时，也有 采用直接孢子或菌丝体接入罐中发酵，称 一级发酵。
第二节 影响种子质量的因素
❖影响种子质量的因素 ❖种子质量的判断 ❖种子质量的控制
一、种子质量标准
❖ 作为种子的质量准则：
❖ 1)、菌种活力强，移种后能迅速生长，迟缓期短 ❖ 2)、生理性状稳定 ❖ 3)、菌体总量及浓度能满足大容量发酵罐的要求 ❖ 4)、无杂菌污染 ❖ 5)、保持稳定的生产能力
❖ 另外接入种子罐的孢子接种量对发酵也有影响。比如青霉 素产生菌之一球状菌的孢子接种数量对青霉素发酵产量影 响极大，因为孢子数量过少，则进罐后长成的球状体过大， 影响通气效果，若孢子数量过多，则尽管后不能维持好的 球状体。
影响种子质量的因素：
（1）培养基 ❖ 有利于菌体和孢子生长 ❖ 成分要适当的丰富和完全 ❖ 成分应尽可能的与发酵培养基接近 ❖ 种子培养基要稀薄一些，发酵培养基要浓
菌种的培养方法：
❖ 固体培养法 ❖ 液体培养法(两类）
❖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、 实验室种子制备
保藏在沙土管、冷冻干燥管或斜面上的菌 种经无菌操作接入适合于孢子发芽或者营养体 生长的斜面培养基上，经培养成熟后挑选正常 的孢子或营养菌体再一次接入试管斜面反复培 养几代。
❖ 原材料质量的波动，起它要作用的是其中无 机离子含量不同，如微量元素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。
❖ 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，影响孢子质量。
种子扩大培养
对于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。孢子接入含液体培养基的摇瓶 中，恒温振荡培养，获得菌丝体，作为种子。 如：用灰色链霉菌生产链霉素
用卡那链霉菌生产卡那霉素
对于不产孢子的细菌，生产上一般采用将试管 斜面菌种接入茄瓶斜面或摇瓶培养 如：谷氨酸棒杆菌生产谷氨酸
4，酶活力 种子液中某种酶的活力，与目的产物的 产量有一定的关联。
如土霉素发酵中，种子液的淀粉酶活力与发酵单位有一定关 系，可通过测定种子液中淀粉酶的活力判断种子质量
二、影响种子质量的因素
（一）影响孢子质量的因素
1、培养基
构成孢子培养基的原材料，其产地、品种、加工方法和用 量都会对孢子的质量造成影响 如： 四环素、土霉素生产中，配制产孢斜面培养基用的 麸皮，因小麦产地、品种、加工方法及用量的不同对孢 子质量均有一定影响。 制备霉菌用的大米，其产地、颗粒大小、均匀程度不 同，孢子质量也不同。
2、培养温度和湿度 温度： 温度对多数品种斜面孢子质量有显著的影响。 如龟裂链霉菌在高于37˚C培养时，孢子接入 发酵罐后出现糖代谢变慢，氨基氮回升提前， 菌丝过早自溶，效价降低等现象。一般各生 产单位都严格控制孢子子斜面的培养温度。
湿度：制备斜面孢子培养基的湿度对孢子的数量 和质量有较大影响。
虽然种子罐级数随产物的品种及生产规模而定，但 也与所选用工艺条件有关。 如改变种子罐的培养条件，加速了孢子发芽及菌体 的繁殖，也可相应地减少种子罐的级数。
2）各级种子的移种方法
孢子悬浮液一般采用微孔接种法接种，摇瓶菌丝种子 可在火焰保护下接入种子罐。 种子罐与发酵罐间的接种方式主要采用差压法
种子的扩大培养名词解释
种子的扩大培养名词解释
农业和科学是紧密联系在一起的，从古至今，改良农作物也一直是提高作物品质和效率的重要方式之一。
改良农作物一般涉及品种改良、育种和种子改良等，其中种子改良是改良农作物的重要方式之一，其中包括种子的扩大培养。
扩大培养，是指将植物原色质组织发育至比原色质组织更大的程度，而发育度由细胞膜和细胞壁及细胞固有的特性决定。
扩大培养的目的是为了将植物的细胞增大，形成更大的种子以提高其生物产量和生物效率。
扩大培养的基本原理是营养物质通过细胞膜被吸收，吸收的营养物质再经过细胞板进行变化，以满足细胞的营养和活动需求。
细胞生长过程中，细胞膜和细胞壁发生变化，使细胞产生更多的蛋白质，细胞分裂更多次，以达到膨大的目的。
扩大培养具有很多优势，它可以有效地提高植物的生长速度，从而改善作物质量；它可以增加植物的适应能力，降低对环境的敏感性；它还可以降低由病原菌引起的病害，抵抗病虫害，提高植物的抗逆性。
扩大培养的实践也要依据植物的特性而定，比如植物体内的营养物质储备差别，植物体内的养分分配，植物发育程度等。
通常在实验中，需要对外部环境因素进行控制，如光照、温度和湿度，确保植物生长条件良好，才能获得理想的种子扩大培养结果。
总之，种子的扩大培养作为改良农作物的重要方式，可以有效地改善作物质量，增加由病原菌引起的病害，抵抗病虫害，提高植物的
抗逆性。
但是，为了获得理想的种子扩大培养结果，需要对外部环境因素进行控制，以确保植物生长条件良好。
种子扩大培养 认识种子扩大培养
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
简述种子扩大培养的一般步骤
简述种子扩大培养的一般步骤种子扩大培养是一种常用的细胞培养技术，用于从少量的起始细胞种子扩大培养大量的细胞。
一般情况下，种子扩大培养的步骤包括以下几个方面：1. 选择合适的培养基，根据所培养细胞的特性和需求，选择适合的培养基。
常见的培养基有DMEM、RPMI-1640等，可以根据需要添加适当的补充物如血清、生长因子等。
2. 准备种子细胞，从原始培养物中取出一定数量的细胞作为起始种子。
细胞可以通过离心、洗涤等方法获得。
3. 细胞计数和调整，使用细胞计数仪对种子细胞进行计数，以确定种子细胞的浓度。
根据需要，可以通过离心和重新悬浮的方式调整种子细胞的浓度。
4. 接种种子细胞，将调整后的种子细胞悬浮液加入到培养皿或培养瓶中。
种子细胞的密度应根据所需的扩大倍数和培养容器的大小进行合理调整。
5. 细胞培养条件的控制，将接种的培养皿或培养瓶放入细胞培养箱中，控制培养箱的温度、湿度和二氧化碳浓度等环境参数，以提供适宜的生长条件。
6. 细胞生长监测，定期观察和记录细胞的生长情况，包括细胞形态的变化、细胞数量的增加等。
可以使用显微镜观察细胞形态，也可以通过细胞计数仪等设备对细胞数量进行监测。
7. 细胞传代，当种子细胞达到一定的生长程度时，可以进行细胞传代，即将细胞分离并重新接种到新的培养皿或培养瓶中。
传代的目的是避免细胞过度密集和资源耗竭，以保证细胞的健康生长。
8. 细胞收获，根据需要，可以在细胞达到预期生长程度后，将细胞收获下来进行后续的实验或应用。
收获细胞时，可以使用适当的方法如离心、洗涤等将细胞从培养皿或培养瓶中分离出来。
以上是种子扩大培养的一般步骤。
具体的操作细节可能会因细胞类型、培养条件和实验目的的不同而有所差异。
在进行种子扩大培养时，需要严格控制培养条件，遵循无菌操作规范，以确保细胞的健康生长和培养的成功。
种子扩大培养.ppt
C 种子质量的判断
由于菌种在种子罐中的培养时间较短，可供分析 的参数较少，使种子的内在质量难以控制，为了保证 各级种子移种前的质量，除了保证规定的培养条件外， 在过程中还要定期取样测定一些参数以观察基质的代 谢变化及菌丝形态是否正常。在生产中通常测定的参 数为
1）pH；
2）培养基灭菌后磷、糖、氨基氮的含量；
8.l.2 生产车间种子制备
实验室制备的孢子或摇瓶菌丝体种子移种至 种子罐扩大培养，种子罐的培养基虽因不同菌 种而异，但其原则为采用易被菌利用的成分如 葡萄糖、玉米浆、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。孢子悬 浮液一般采用微孔接种法接种，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方式，主要 采用差压法，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。
B 培养条件
（l）温度 温度对多数品种斜面孢子质量有显著的影 响。温度高，菌丝过早自溶，效价降低等现象。一般 各生产单位都严格控制孢子斜面的培养温度。
（2）湿度 制备斜面孢子培养基的湿度对孢子的数量 和质量有较大的影响。
（3）通气量 在种子罐中培养的种子除保证供给易被 利用的培养基外，有足够的通气量可以提高种子质量。
B 接种龄与接种量
（l）接种 接种龄是指种子罐中培养 的菌丝体开始移入下一级种子罐或发 酵罐时的培养时间。选择适当的接种 龄显得十分重要。通常，接种龄以菌 丝处于生命力极为旺盛的对数生长期， 且培养液中菌体量还未达到最高峰时， 较为合适。
过于年轻的种子接入发酵罐后， 往往会出现前期生长缓慢、整个发酵 周期延长、产物开始形成的时间推迟， 甚至会因菌丝量过少而在发酵罐内结 球，造成异常发酵的惜况。过老的种 子会引起生产能力下降而菌丝过早自 溶。
种子扩大培养的一般步骤
种子扩大培养的一般步骤
种子扩大培养是指通过培养一定数量的种子，生产大量的细胞或微生物的过程。
它是微生物或细胞生产工艺中的重要步骤，能够保证生产规模的扩大和产品的稳
定性。
种子扩大培养的一般步骤如下。
第一步是种子的制备。
在种子扩大培养之前，需要从已有的种子中选取优良的种子，将其经过预处理后进行制备。
预处理的方法可以包括冷冻保存、干燥保存等。
制备好的种子需要进行质量检测，以确保种子的质量符合要求。
第二步是种子的扩增。
在种子扩大培养过程中，需要将制备好的种子接种到适当的培养基中，并进行适当的处理，以促进种子的生长和繁殖。
常见的处理方法
包括控制培养基的pH值、添加适量的营养物质等。
扩增过程需要进行一定时间的
培养，以便种子充分生长繁殖。
第三步是种子的收获。
种子扩大培养完成后，需要进行收获。
在收获的过程中，需要进行分离、过滤、浓缩等操作，以获取目标产物。
此外，还需要对产物进行纯化和检测，以确保产物的质量符合要求。
总之，种子扩大培养是微生物和细胞生产工艺中不可或缺的步骤，对于产品的质量和产量都有着重要的影响。
在实际应用中，需要根据具体情况进行调整，以
确保最终的产物能够满足要求。
2.5第五节 种子的扩大培养
2.5-5% 0.225% 0.03% 0.025%
20% 0.11%
0.025% 0.015%
薯干粉主要原料
成分
麦芽汁 薯干粉 (NH4)2SO4 琼脂
斜面 麦汁
2%
种子罐 发酵
10% 22-28% 0.5%
（３）种子罐级数确定的依据 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；
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。
1、斜面 (AS1.299) 培养基：蛋白胨 1%，牛肉膏1%，氯化钠 0.5 琼脂 2%， pH 7.0-7.2 培养条件：32℃，生长18-24小时
培养基特点：有利于菌体的生长，原料比较精细
培养条件：在种子罐中培养（容积为发酵罐的1%）， 32℃培养7-10个小时
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
４、种子制备的注意事项 （１）种子培养物选择的原则
➢ 获得一定数量和质量的菌丝体
生产车间阶段： 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
（2）培养基选择的原则
实验室阶段：
为了保证培养基的质量，培养基的原料一般都比较精细。
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。
③两步法液体深层培养 在酶制剂和氨基酸生产中应用较多。控制菌 体在不同生长期的条件。
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
简述种子扩大培养的一般步骤 -回复
简述种子扩大培养的一般步骤-回复种子扩大培养是一种将少量微生物种子扩大到足够大规模的过程，旨在提供足够数量的微生物群体来满足后续实验、生产或其他应用的需求。
以下是一般的种子扩大培养的步骤，以帮助读者了解如何进行该过程。
第一步：选择合适的培养基选择适合微生物生长和扩大的培养基是种子扩大培养的关键。
适当的培养基应提供充足的营养物质，并满足微生物所需的生长条件。
常用的培养基包括肉汤、葡萄糖盐水、大豆蛋白胨等。
第二步：准备种子培养物在进行种子扩大培养之前，需要从已有的培养物中选取足够的种子来投入到扩大培养中。
为了保证选取到的种子是纯种的，可以通过进行单克隆分离、传代培养等方法进行处理。
此外，在选取种子时，应注意培养物的活性、稳定性和适用性。
第三步：接种种子培养物将选取的种子投入到预先准备好的培养基中。
这个步骤中，可以根据需要进行稀释，以及添加其他辅助物质，如辅菌素、酵母提取物等。
然后，将培养基和种子充分混合，使种子均匀分布在培养基中。
第四步：培养条件调节为了促进种子的生长和繁殖，在进行扩大培养之前，需要对培养条件进行调节。
常见的调节因素包括温度、pH值、溶氧量和搅拌速度等。
这些因素的调节应根据具体微生物的要求和实际情况进行。
第五步：扩大培养将接种好的种子培养物置于培养器中并进行适当的培养。
培养时间和培养条件的选择取决于所需扩大的规模和种子的特性。
一般来说，种子的扩大培养时间在24到72小时之间，取决于微生物的生长速率和繁殖能力。
第六步：评估培养效果在培养结束后，需要对培养物进行评估，以确定种子扩大培养的效果。
通过检测细菌总数、活菌数、菌落形态、菌落大小等指标，可以评估培养的结果。
此外，还可以进行其他相关的生化和生物学分析以获取更详细的信息。
第七步：收获和保存一旦培养物达到了所需的数量和质量，就可以进行收获和保存。
此时，可以通过分装或冷冻等方法将培养物保存起来，以备后续实验或应用使用。
通过以上的步骤，可以实现对微生物种子的有效扩大培养，得到足够数量和质量的微生物群体。
25种子的扩大培养
一、种子扩大培养的任务
菌种的扩大培养是发酵生产的第一道工序，又 称之为种子制备（培养）。
种子培养（seed culture）：是指将冷冻干燥管、沙 土管中处于休眠状态的工业菌种接入试管斜面活化 后，再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定 数量和质量的纯种的过程。这种纯培养物称为种子。
有一定的排列和形态。
2. 生化指标
以霉菌、放线菌为种子的质量要求是菌 丝粗壮，对某些染料着色力强、生产旺
种子液的糖、氮、磷含盛量、的菌变丝化分和枝p情H况值和变内化含物情况良好。
3. 产物生成量
4. 酶活力
种子应确保无任何杂菌污染。
（五）种子异常的分析
1. 菌种生长缓慢或过快
2. 菌丝结团
与搅拌效果差、接种量小有关。
用枯草芽孢杆菌生产杆菌肽发酵时种子扩大培养的程序
级数
培养条件
培养时间
1
保藏菌种接种到4 L摇瓶中
18-24 h
2
一级培养物接种到750 L发酵罐中
6h
3
750 L培养物接种到6000 L发酵罐中
培养到形成最大生物量时
4 6000 L培养物接种到12000 L生产发酵罐中 培养到形成最大生物量时
三、种子培养
从工业发酵的角度来说，种子制备分成两个 阶段：
① 实验室种子制备：斜面、固体培养基扩大培养或 摇瓶液体培养
② 生产车间种子制备：种子罐扩大培养
1、实验室的种子制备
菌种活化 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。
【精选】第五章种子扩大培养
二、生产车间种子制备
以实验室制备的孢子或摇瓶营养细胞做 种子，经种子罐扩大培养后，满足发酵罐对 种子的要求。
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：
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。
一级种子接入发酵罐发酵称为二级发酵 二级种子接入发酵罐发酵称为三级发酵
。。。。。。。
依次类推 可知发酵的级数=种子级数+1
种子罐级数的意义：
种子罐级数越少，越有利于简化工艺和控制， 并可减少移种带来染菌机会。
但也必须考虑尽量延长发酵罐生产产物的时 间，缩短由于种子发芽、生长而占用的非生产时 间，以提高发酵罐的生产率。因此，种子罐级数 不宜过少。
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32℃，培养18-24h，即可移入250mL摇瓶
液体培养基，32℃培养12h，即可作种子罐种子。 例如：谷氨酸棒状杆菌。
（3）将较多数量的成熟菌体接入发酵罐中， 就有利于缩短发酵时间，提高发酵罐的利用率， 并且也有利于减少染菌的机会。
（4）对于不同产品的发酵过程来说，必须根 据菌种生长繁殖速度快慢及生产的规模决定种子 扩大培养的级数。
种子液(几或几十立方米)
按10%接种量
发酵罐(几十或几百立方米)
由实验室制备到车间生产 的过程
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
种子的扩大培养
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。
第五章种子的扩大培养
玉米淀粉双酶糖 4.0， 玉米浆 1.5 ，甘蔗糖 12 / 20 蜜 1.0, 液氨，复合维生素 01 mg/L， 无机 m3 盐等
玉米淀粉双酶糖 13-14， 玉米浆 0.06-0.08 ， 154 / 240 甘蔗糖蜜 1.0, 液氨，维生素 50 g， 无机盐 m3 等
三级种子的特点： ① 种量更大，生长速度快：
采用被孢霉进行Υ亚麻酸发酵时接种量可以明显影响菌丝体
采用被孢霉进行Υ亚麻酸发酵时接种量可以明显影响菌丝体 的形态，从而影响菌体干重和Υ亚麻酸产量。
不同接种量影响菌体的生长和发酵
发酵前期发酵液作为种子，发酵指数明显提高 发酵后期菌体自溶明显，影响提炼收率
20%种子罐＋10%发酵罐前期发酵液效果最好
活力旺盛
二、青霉素生产的种子制备
制备过程
安瓿管 → 斜面孢子 → 大米孢子 → 一级种子 → 二级种子
→ 发酵
1. 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
培养基特点：有利于长孢子，用量少而精细
2. 大米孢子
培养基：大米及氮源（玉米浆） 培养条件：25℃、7天，控制湿度
接种后培养液的体积
过大过小都不好，最终以实践定，如大多数抗生素 为7-15%。但是一般认为大一点好。
双种：两个种子罐接种到一个发酵罐中。
倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发 酵罐。
接种量对菌体形态和产Υ亚麻酸的影响
杨博， 中国油脂，2002
Υ亚麻酸是人体必需多价不饱和脂肪酸，是人体前列 腺素的前体，在预防与治疗心脑血管疾病、糖尿病治 疗、增强免疫力、抗癌和保护皮肤等方面具有重要作 用。发酵法生产Υ亚麻酸成了当今研究的一个热点。
种子的扩大培养
菌种进入种子罐有两种方法 一种为孢子进罐法 一种方法为摇瓶菌丝进罐法
○ 放线菌发酵生产的工艺过程
霉菌孢子的制备
霉菌的孢子培养，一般以大米、小米、 玉米、麸皮、麦粒等天然农产品为培养 基。这是由于这些农产品中的营养成分 较适合霉菌的孢子繁殖，而且这类培养 基的表面积较大，可获得大量的孢子。
种子罐培养：
获得足够的菌种数量； 种子罐的培养基接近发酵罐培养的醪液成
分和培养条件，使菌体适应发酵环境。
种子罐级数 的确定
种子扩大的级数： 制备种子需逐级扩 大培养的次数
种子罐级数越少，越有利于简化工艺 和控制，并减少由于多次转种而带来 的染菌机会以及减少因种子罐生长异 常而造成的发酵波动
3、接种量和种龄的影响
接种量大小最终以实践定。
移入种子的体积
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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
第五章种子扩大培养
例：柠檬酸发酵
以蔗糖为原料
成分
斜面
种子罐 发酵
麦芽汁 蔗糖
NH4NO3 K2HPO4 MgSO4.H2O KCl 琼脂
麦汁
2.5-5% 0.225% 0.03% 0.025%
2% 第五章种子扩大培养
第五章种子扩大培养
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
第五章种子扩大培养
第二节 种子制备过程举例
一、谷氨酸生产的种子制备 制备过程
斜面菌种 → 一级种子培养→ 二级种子培养 → 发酵
20% 0.11%
0.025% 0.015%
薯干粉
成分
麦芽汁 薯干粉 (NH4)2SO4 琼脂
斜面 麦汁
2%
种子罐 发酵
10% 22-28% 0.5%
第五章种子扩大培养
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 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
2. 一级种子（摇瓶）
培养基：葡萄糖2%，尿素0.5%，玉米浆 2.5%， K2HPO4 0.1% 培养条件： 于1000 mL三角瓶中，装液200-250 mL，32℃培 养12小时。 培养基特点：有利于菌体的生长，所使用的原料 已经基本接近于发酵培养基
第五章种子扩大培养
3. 二级种子(种子罐)
第五章 种子的扩大培养
➢ 种子扩大培养的目的与要求 ➢ 种子制备实例 ➢ 种子制备的技术概要
种子，要求，制备，扩大
第五章种子扩大培养
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。
第五章种子扩大培养
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。
第五章种子扩大培养
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
一级种子 （小罐）→二级种子（中罐）→发酵
第五章种子扩大培养
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。 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
室常见设备，在工厂该培养过程在菌种室完成，因此形象地 将该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进行，在工厂归为发酵
车间管理，因此形象地称这些培养过程为生产车间阶段。
第五章种子扩大培养
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 A. 对于不产孢子和芽孢的微生物 ——获得一定数量和质量的菌体
培养基：和一级种子相似，其中葡萄糖用水解 糖代替，浓度为2.5% 培养条件：在种子罐中培养（容积为发酵罐的 1%(10%)），32℃培养7-10个小时
培养基的特点：长菌体，更接近于发酵培养基
第五章种子扩大培养种子源自质量要求：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
目的：使菌种的传代次数尽可能的少。
第五章种子扩大培养
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
第五章种子扩大培养
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，所以营养要比发酵培养基丰富。
活力旺盛
第五章种子扩大培养
二、青霉素生产的种子制备
制备过程
安瓿管 → 斜面孢子 → 大米孢子 → 一级种子 → 二级种子
→ 发酵
第五章种子扩大培养
1. 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 培养基特点：有利于长孢子，用量少而精细
第五章种子扩大培养
2. 大米孢子
培养基：大米及氮源（玉米浆） 培养条件：25℃、7天，控制湿度
培养基的特点：成本低、米粒之间结构疏松提高比 表面积和氧的传质，营养适当（要求大 米的白点小）有利于孢子的生长。
大米孢子的要求：1粒米含1.4×106个孢子
第五章种子扩大培养
3. 一级种子
培养基：（葡萄糖、乳糖、蔗糖）、玉米浆 培养条件：27℃，40小时 接种量：200亿孢子/吨 目的：长菌体
第五章种子扩大培养
第五章种子扩大培养
1、斜面 (AS1.299) 培养基：蛋白胨 1%，牛肉膏1%，氯化钠 0.5 琼脂 2%， pH 7.0-7.2 培养条件：32℃，生长18-24小时 培养基特点：有利于菌体的生长，原料比较精细
生长斜面要求：生长良好，所使用斜面连续传代不 超过3次
第五章种子扩大培养
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。
第五章种子扩大培养
B. 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。
4. 二级种子
培养基：同上 培养条件：27℃、10-14小时 接种量：10%
第五章种子扩大培养
种子的质量要求
菌丝长稠呈丝状、菌丝团很少，有中小空孢， 处于Ⅲ—Ⅳ期 青霉素发酵菌丝体的生长共分为6个期，1-4为 年青期，4-6期合成青霉素的能力最强
第五章种子扩大培养
第三节 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