发酵工业种子的制备.ppt

（二）实验室种子制备阶段
目的：将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：
对于不产孢子和芽孢的微生物
——获得一定数量和质量的菌体
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
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）生产车间种子制备阶段
在生产车间阶段，最终一般都是获得一Leabharlann Baidu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
3、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
❖ 接种量过多，菌丝生长过快、溶氧不足，衰老细胞增加等， 发酵后劲不足
❖ 种量过少延长发酵周期，形成异常形态，而且易造成染菌 ❖ 以生产菌种在发酵罐中的繁殖速度为依据 ❖ 接种量的大小直接影响发酵周期
4、种龄
种龄是指种子罐中培养的菌体开始移入下一级种子 罐或发酵罐时的培养时间。
1、培养基选择的原则
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。
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
2、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。
培养基选择的原则
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。
2、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。
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。
三、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
❖ 其他参数，如接种前酶活、种子罐的溶氧和尾 气等
四、种子制备技术概要
❖ 步骤：
➢ 斜面培养基中活化； ➢ 扁瓶固体培养基或摇瓶培养基中扩大培养，完成实
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。
实验室准备阶段
生
产
车
间
阶
放罐，后处理
段
产品
种子扩大培养的原因 工业生产规模的增大 种子的扩大培养
需要种子就增多
种子扩大培养的任务，不但要得到纯而壮的 培养物，还要获得活力旺盛的、性能稳定、接种 数量足够的、纯的培养物。
菌种的活化与种子的扩大培养的区别？
发酵工业的种子制备
种子制备原理与技术 影响种子质量的因素 种子质量的控制措施 种子制备放大技术实例
种子制备原理与技术
一、概述 二、种子罐级数的确定 三、种子质量的判断方法 四、种子制备技术概要
一、概述
种子培养的概念
➢ 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，再经过摇瓶或 扁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。
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。
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
15L种子发酵罐
300L啤酒发酵罐
种子扩大培养的目的
➢接种量的需要 ➢菌种的驯化； ➢缩短发酵时间、保证生产水平
优良种子应具备的条件
➢生长活力强，延迟期短； ➢生理状态稳定； ➢浓度及总量能满足发酵罐接种量的要求； ➢无杂菌污染，保证纯种发酵； ➢适应性强，生产能力稳定
二、种子罐级数的确定
种龄短：菌体太少；种龄长：易老化。
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。
大量地接入培养成熟的菌种的优点：
➢ 缩短生长过程的延缓期，因而缩短了发酵周期， 提高了设备利用率
➢节约发酵培养的动力消耗 ➢有利于减少染菌机会
在放射形土壤杆菌多糖（ARPS） 发酵过程中不同的接种量对多糖产量的影响
——便于操作，但需要更仔细的控制。
1、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。
❖ 菌种产孢子能力强及孢子发芽、生长繁殖迅速，可用固体 培养基培养孢子
❖ 菌种产孢子能力不强或孢子发芽慢，可用摇瓶液体培养法 ❖ 不产孢子的菌种，保藏基础上，在一定温度下活化即可
验室种子制备 ➢ 一级种子罐，制备生产用种子；视情况确定扩大级
数，完成生产车间种子制备； ➢ 种子转种至发酵罐
（一）种子制备过程
❖ 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
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
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，
种子扩大的级数：制备种子需逐级扩大培养的次数 级数愈少，愈利于简化工艺及控制，并可减少种子 罐污染杂菌的机会，减少消毒及值班工作量，减少 因种子罐生长异常而造成的发酵波动 级数大，难控制、易染菌、易变异，管理困难，一 般2-4级
确定方法
菌种的性质(如菌种传代后的稳定性) 瓶中的孢子数，孢子发芽及菌丝繁殖速度 发酵罐中种子培养液的最低接种量 种子罐与发酵罐的容积比 随产物的品种及生产规模而定 随着工艺条件的改变作适当的调整