发酵工程原理跟技术-第七章生产菌种的扩大培养与保藏

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1、发酵工程原理与技术第七章生产菌种的扩大培养与保藏(可编辑)发酵工程原理与技术第七章生产菌种的扩大培养与保藏第七章生产菌种的扩大培养与保藏11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22作为种子的准则菌种细胞的生长活力强移种至发酵罐后能迅速生长迟缓期短生理形状稳定菌体总量及浓度能满足大容量发酵罐的要求无杂菌污染保持稳定的生产能力33本章讲述的内容第一节种子的制备过程第二节种子质量的控制第三节实例第四节生

2、产发酵罐的无菌接种第五节菌种的保藏与复壮44第一节种子的制备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55一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66一孢子的制备1细菌孢子的制备细菌的斜面培养基多采用碳源限量而氮源丰富的配方培养温度一般为37C细菌菌体培养时间一般为12天产芽孢的细菌培养则需要510天772霉菌孢子的制备霉

3、菌孢子的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培养的温度一般为2528C培养时间一般为414天883放线菌孢子的制备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培养温度一般为28C培养时间为514天99二液体种子制备1好氧培养对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种如产链霉素的灰色链霉菌Sgriseus产卡那霉素的卡那链霉菌SKanamuceticus可以用摇瓶液体培养法将孢子接入含液体培养基的摇瓶中于摇瓶机上恒温振荡培养获得菌丝体作为种子试管?三角瓶?摇床?种

4、子罐10102厌氧培养对于酵母菌啤酒葡萄酒清酒等试管?三角瓶?卡式罐?种子罐1111二生产车间种子制备实验室制备的孢子或液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如果是需氧菌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12121种子罐的作用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13132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

5、–所采用发酵罐的容积1414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27C40小时孢子发芽产生菌丝?二级种子罐27C1024小时菌体迅速繁殖粗壮菌丝体?发酵罐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1515确定种子罐级数需注意的问题–种子级数越少越好可简化工艺和控制减少染菌机会–种子级数太少接种量小发酵时间延长降低发酵罐的生产率增加染菌机会–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

6、子发芽及菌体的繁殖也可相应地减少种子罐的级数1616第二节种子质量的控制一影响孢子质量的因素及控制培养基培养条件培养时间和冷藏时间17171培养基生产过程中经常出现种子质量不稳定的现象其主要原因是原材料质量波动–例如在四环素土霉素生产中配制产孢子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的影响也不同–蛋白胨加工原料不同如鱼胨或骨胨对孢子影响也不同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Mg2Cu2Ba2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1818水质的影响地区不同季节变化和水源污

7、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1919措施–培养基所用原料要经过发酵试验合格才可使用–严格控制灭菌后培养基的质量–斜面培养基使用前需在适当温度下放置一定时间–供生产用的孢子培养基要用比较单一的氮源作为选种或分离用的培养基则采用较复杂的有机氮源20202培养条件1温度温度对多数品种斜面孢子质量有显著的影响如土霉素生产菌种在高于37C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

8、培养温度21212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例如土霉素生产菌种龟裂链霉菌孢子制备时发现在北方气候干燥地区孢子斜面长得较快在含有少量水分的试管斜面培养基下部孢子长得较好而斜面上部由于水分迅速蒸发呈干疤状孢