发酵工程第五章发酵工业种子制备

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1、发酵工程FermentationEngineering精品课程第五章发酵工业的种子制备本章内容：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的放大原理与技术种子制备原理与技术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。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

2、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生产规模随工艺条件的改变作适当的调整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种子制备步骤：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；种子转种至发酵罐种子制备过程实验室种子制备阶段：琼脂斜面至固体培养基扩大培养（如茄子瓶斜面培养等或液体摇瓶培养生产车间种子制备阶段：种子罐扩大培养实验室种子

3、制备无菌方式接保藏的菌种至斜面培养基上，成熟后挑选正常菌落至试管斜面和摇瓶。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种子扩大培养阶段液体培养法：液体试管、三角瓶摇床振荡或回旋式培养。表面培养法：茄子瓶、克氏瓶或瓷盘培养。固体培养法：三角瓶、蘑菇瓶、克氏瓶、培养皿等麸皮培养。生产车间种子制备实验室制备的孢子斜面或摇瓶种子移接到种子罐进行扩大培养种子罐培养一获得足够的菌种数量，二　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越少，

4、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但考虑能否在一定时间内获得优质、足量的种子以满足发酵的需求种龄与接种量接种龄种子罐中培养的菌体从开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间种子培养期应取菌种的对数生长期为宜，菌种过嫩或过老，不但延长发酵周期，而且会降低产量。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放射形土壤杆菌多糖（ARPS）发酵过程中不同的接种龄对多糖产量的影响接种种龄和接种量接种量：移入的种子液体积和接种后培养液体的体积的比例

5、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。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影响种子质量的因素原材料质量培养温度湿度通气与搅拌斜面冷藏时间培养基pH原材料质量原材料质量波动引起种子质量不稳定原材料质量波动的主要原因：无机离子含量不同（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）。培养温度温度过低，菌种生长发育缓慢温度过高会使菌丝过早自溶在制备土霉素生产种子过程中

6、，高于37℃培养时，孢子接入发酵罐后表现出糖代谢变慢，氨基氮回升提前，菌丝过早自溶，效价降低等现象。湿度湿度低，孢子生长快；湿度大，孢子生长慢制备土霉素生产菌种龟裂链霉菌孢子时发现，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瘪状，孢子稀少通气与搅拌足够的通气量，以保证菌种代谢正常，提高种子的质量搅拌可提高通气效果，促进生长繁殖，过度搅拌导致培养液大量涌泡，液膜表面的酶易氧化变性，泡沫过多增加染菌机会，增加能耗。丝状微生物不宜剧烈搅拌。斜面冷藏时间对孢子的生产能力有较大影响冷藏时间越长，生产能力下降越多链霉素生产中，斜面孢子在6℃冷藏两个月后的发

7、酵单位比冷藏一个月的降低18％，比冷藏3个月的降低35％。培养基培养种子的目的：扩大培养，增加细胞数量；同时也必须培养出强壮、健康、活性高的细胞。为了使细胞迅速进行分裂或菌丝快速生长。有较完全和丰富的营养物质，糖分少，需充足氮源和生长因子，无机氮源比例大；各种营养物质的浓度不必太高；供孢子用的种子培养基，可添加易被吸收利用的碳源和氮源；应考虑与发酵培养基的主要成分相近。种子培养基特点pH选择最适种子培养pH的原则是获得最大比生长速率和适当的菌量培养最后一级种子的培养基的pH应接近