2发酵工业菌种制备原理和技术(2)(精)PPT课件

的一个方面
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（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。 种龄短：菌体太少；种龄长：易老化。 原则：对数生长期，细胞活力强，菌体浓度相对较大， 但是最终由实验结果定。
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（5）接种量
移入种子的体积 接种量＝ —————————
接种后培养液的体积
接种量的大小决定于生产菌种在发酵罐中生长 繁殖的速度。
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本章内容
一、常用的工业微生物菌种选育 二、工业微生物种子的扩大培养 三、种子培养基及其制备
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第一节 常用的工业微生物菌种选育
微生物工程工业生产水平 的三个决定要素:
生产菌种的性能 发酵和提取工艺条件 生产设备
获得优良的生产菌种是实现高水平微生物工程 工业生产的第一环节.
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一．工业常用微生物
细菌：枯草杆菌，短杆菌，大肠杆菌 酵母：酿酒酵母（啤酒，葡萄酒），酒
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（3）种子罐级数的确定 种子罐级数：是指制备种子需逐级
扩大培养的次数，取决于：
菌种生长特性、孢子发芽及菌体繁殖 速度；
所采用发酵罐的容积
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✓ 细菌：生长快，种子用量比例少，级数也较少， 二级发酵。 茄子瓶→种子罐→发酵罐
✓ 霉菌：生长较慢，如青霉菌，三级发酵 孢子悬浮液→一级种子罐（27˚C,40小时孢子 发芽，产生菌丝 ）→二级种子罐 （ 27˚C,10~24小时，菌体迅速繁殖，粗壮菌 丝体）→发酵罐
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液体深层培养法
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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。
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缩写
ISF
CACC SIA AS CFCC CICC CMCC NICPB CVCC YM
名称 中国农业科学院土壤肥料研究 所 抗菌素菌种保藏管理中心 四川抗菌素工业研究所 中国科学院微生物研究所 林业微生物菌种保藏管理中心 工业微生物菌种保藏管理中心 医学微生物菌种保藏管理中心 卫生部药品生物制品监察所 兽医微生物菌种保藏管理中心 云南省微生物研究所
✓ 放线菌：生长更慢，采用四级发酵 ✓ 酵母：比细菌慢，比霉菌，放线菌快，通常用
一级种子
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确定种子罐级数需注意的问题
级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响 种子级数越少越好，可简化工艺和控制，减少染菌机会； 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
通常接种量，细菌1~5%，酵母菌5~10%， 霉菌7~15%、有时20~25%。
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3、发酵工业种子培养
⑴静置培养法（厌气性发酵）； ⑵通气性培养（好气性发酵）；
作为种子扩大培养的方法： ① 表面培养法 ② 固体培养法 ③液体培养法（三角瓶摇床震荡或转式培养）； ④载体培养法
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固体培养法（曲法培养）
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1.实验室种子制备 实验室种子的制备一般采用两种方式
固体培养基培养孢子 液体培养法
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2.生产车间种子制备
（1）种子罐的作用：
种子罐
主要是使孢子发芽，生长繁殖成菌 （丝）体，接入发酵罐能迅速生长， 达到一定的菌体量，以利于产物的 合成。
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（2）种子罐接种： 微孔接种法 火焰保护法 压差法
培养条件易于控制 生长迅速，发酵周期短 满足代谢控制的要求 抗噬菌体能力强 菌种不易变异退化 安全性（不是病源菌，不产毒素）
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微生物菌种保藏机构名称和缩写
中国 缩写
ACCC
SH Iຫໍສະໝຸດ Baidu CCGMC AS-IV CAF IFFI ID IV CIVBP
名称
中国农业微生物菌种保藏管理中心
上海市农业科学院食用菌研究所 中国医学科学院抗菌素研究所 普通微生物菌种保藏管理中心 中国科学院武汉病毒研究所 中国林业科学院菌种保藏管理中心 轻工业部食品发酵工业科学研究所 中国医学科学院皮肤病研究所 中国医学科学院病毒研究所 中国兽医药品监察所
为每次发酵罐的投料提供相当数量的 代谢旺盛的种子。
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种子扩大培养定义
种子扩大培养：是指将保存在砂土管、 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，在经过扁瓶或摇 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。
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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
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最常用的工业微生物
霉菌 曲霉属 米曲霉 黑曲霉 青霉属 青霉菌：点青霉、产黄青霉 桔青霉 根霉属 德氏根霉 米根霉、小麦曲根霉 红曲霉属 紫红曲霉
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最常用的工业微生物
放线菌
链霉菌属 小单孢菌属 地中海诺卡氏菌 米苏里游动放线菌
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微生物工业对菌种的要求
能在廉价原料制备的培养基上迅速生长 和生成所需的代谢产物产量高。
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国外重要菌种保藏机构
1、ATCC：美国模式培养物（菌）保藏中心 2、NRRL：美国农业部北方开发利用研究部 3、CSH：美国冷泉港研究所 4、IAM：日本东京大学应用微生物研究所 5、IFO：日本发酵研究所（大阪） 6、NCTC：英国国立标准菌种收藏所 7、CBS：荷兰真菌中心保藏所
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第二节 工业微生物种子的扩大培养 菌种扩大培养的目的：
精酵母，假丝酵母 霉菌：黑曲霉，土曲霉，米曲霉，红曲
霉，根霉，木霉，青霉 放线菌：单孢菌 其他：藻类
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最常用的工业微生物
细菌
枯草芽孢杆菌 醋酸杆菌 棒状杆菌 短杆菌 大肠杆菌
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最常用的工业微生物
酵母菌
酿酒酵母 假丝酵母属
产朊假丝酵母 解脂假丝酵母 热带假丝酵母
毕赤酵母属、汉逊酵母属
几种深层培养法
①放大法 ②两步法 ③控制培养法 ④分批培养法(间歇发酵法) ⑤连续培养法 ⑥补料分批培养法(流加法)
浅盘固体培养 深层固体培养
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优点：
（1）酶活力高。 （2）生产过程中无菌程度要求不很严格。 （3）对于固体发酵，由于产物浓度大，易于分离，可以
有效的降低产品分离成本。
缺点：
（1）生产劳动强度较大，占地面积大，不宜自动化生产。 （2）周期长。 （3）培养过程中环境条件控制较难。 （4）生产过程中，由于无菌程度较低，其菌种不纯。