第四章 种子的扩大培养.ppt

第四章 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。,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,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,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,培养基特点：,有利于菌体的生长，原料比较精细,培养条件：,32,，生长,18-24,小时,生长斜面要求：,生长良好，所使用斜面连续传代不超过,3,次,2.,一级,种子（摇瓶）,培养条件：于,1000ml,三角瓶中，装液,200-250ml,32,培,养,12,小时。,培养基：葡萄糖,2%,，尿素,0.5%,，玉米浆,2.5%,，,K,2,HPO,4,0.1%,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,3.,二,级,种子,(,种子罐,),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：和一级种子相似，其中葡萄糖用水解糖代替，浓度为,2.5%,培养基的特点,：长菌体，更接近于发酵培养基,种子的质量要求：,10,8,-10,9,个,/ml,大小均匀，呈单个或八字排列,pH 7.0-7.2(,结束时,),，,6.887.0-7.2,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,种子扩大培养过程,1,、斜面孢子,培养基：甘油、葡萄糖、蛋白胨等,培养基特点,：,有利于长孢子，用量少而精细,培养条件：,25,、,7,天,注意湿度,50%,左右,2,、大米孢子,培养基：大米及氮源（玉米浆）,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。,培养条件：,25,、,7,天，控制湿度,大米孢子的要求,：,1,粒米含,1.410,6,个孢子,3,、一级种子,培养基：（葡萄糖、乳糖、蔗糖）、玉米浆,目的,：,长菌体,培养条件：,27,，,40,小时,接种量：,200,亿孢子,/,吨,4,、二级种子,培养基：同上,培养条件：,27,、,10-14,小时,接种量：,10%,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,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,种子制备的技术概要,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,。,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,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。,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。,对于产孢子的微生物,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。,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。,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。,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：从母斜面上点接种，选取生长好的单菌落,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,孢子培养,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。,缩短发酵时间,有利于获得好的发酵结果,菌丝体比孢子要有利：直接生长，孢子还需要萌发,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。,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,成本,二,驯化,例：柠檬酸发酵,以蔗糖为原料,成分 斜面 种子罐 发酵,麦芽汁 麦汁,蔗糖,2.5-5%20%,NH,4,NO,3,0.225%0.11%,K,2,HPO,4,0.03%,MgSO,4,.H,2,O 0.025%0.025%,KCl,0.015%,琼脂,2%,薯干粉,成分 斜面 种子罐 发酵,麦芽汁 麦汁,薯干粉,10%22-28%,(NH,4,),2,SO,4,0.5%,琼脂,2%,3,、发酵级数的确定,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,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,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。,5,、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,读书报告：,种子质量的控制方法，以及种子质量对发酵的影响,要求,：,1.,针对具体的产品,2.,注意与上课的内容联系,3.5,月交文本,，,一定标注参考文献,