2010本科生第3讲.pptVIP

《发酵工程》第三讲内容 第六章、 种子的制备过程 1、概述 1.1 种子的扩大培养的目的 种子的扩大培养是指将保存在沙土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种经试管斜面活化后，再经过茄子瓶或摇瓶及种子罐扩大培养而获得一定数量活力旺盛的纯种过程。 1.2 优良种子必须具备的基本条件 种子的优劣对发酵生产起关键作用。因此必须制备优良种子。 1.2.1 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 1.2.2 生理性状稳定，生长过程稳定 1.2.3 无杂菌污染，确保整个发酵过程正常进行 1.2.4 有稳定的生产能力，产物合成持续、稳定、高产 1.3 种子制备的工艺流程 休眠孢子 母斜面活化 摇瓶种 子或茄子瓶斜面细胞或固体培养基孢子 一级 种子罐 二级种子罐 发酵罐 1.3.1产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种可以用摇瓶种液，如：用放线菌生产抗生素。 1.3.2对于不产孢子的细菌，生产上一般采用斜面培养，也可用液体摇瓶的方法。如：用细菌生产谷氨基酸。 1.3.3产孢子能力强及孢子发芽、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。如：产黄青霉生产青霉素。 2、菌种室种子的制备 2.1 放线菌类孢子的制备 放线菌类孢子的培养温度一般为28 ℃，部分为30 ℃或37 ℃，时间一般在4～7天，也有的为14天左右。一般情况下干燥和限制营养（C：约1%，N含量低于0.5%）可直接或间接诱导孢子的形成。 培养基一般选：麸皮、蛋白胨、一般用摇瓶种子接入 种子罐，也可用一、二级孢子悬液接入种子罐。 2.2 霉菌类孢子的制备 霉菌类孢子的制备多采用大米、小米、玉米、麦麸等天然农产品为培养基原料。这类培养基表面积大，可产生大量的孢子，转入种子罐中。 霉菌的培养温度一般为25 ℃ ～ 28 ℃ ，培养时间随菌种而不同，一般为4d ～ 14d。注意培养过程中翻动培养瓶。 制备好的米孢子，在4 ℃冰箱保存备用，或将大（小）米孢子在真空情况下除去水分（抽到含水量在10%以下），保存备用。 2.3 细菌的制备 制备斜面培养基多采用碳源限量而氮源丰富的配方。牛肉膏、蛋白胨是常用的氮源。细菌一般为37 ℃，少28 ℃，培养1 ～ 2天，产孢子的细菌培养5 ～ 10天。 3、 生产车间种子的制备（种子罐种子的制备） 3.1 种子罐种子的制备 3.1.1 种子罐级数的确定 种子罐是将有限的孢子或菌丝生长并繁殖成大量的菌丝体。一般应根据菌种生长特性、孢子发芽和繁殖速度以及采用的发酵罐的容积来确定种子罐的级数。 对于生长快的细菌，如谷氨酸生产采用斜面或摇瓶种子接入种子罐后直接移种到发酵罐，即二级发酵。对于生长较慢的放线菌、霉菌一般在种子制备过程中需更换一次培养基以获得大量粗壮的菌体，即经过二级种子（更换培养基、分段控制）的培养，再移种到发酵罐发酵，此为三级发酵。 工厂一般从第一级种子罐开始计算发酵级数。但也有由菌丝体培养开始计算发酵级数。 3.1.2 种龄与接种量： 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，造成发酵前期生长缓慢；种龄长：易老化，菌体自溶，生产能力下降。最终由实验结果定。 放线菌、霉菌一般40h左右，细菌一般7 ～ 10 h。 不同菌种或同一菌种工艺条件不同，最佳种龄是不一样的，一般需经过多种实验来确定。嗜碱性芽孢杆菌生产碱性蛋白酶，12小时最好。 移入种子的体积 接种量＝ ———————— 接种后培养液的体积 接种量过大过小都不好，过大会引起溶氧不足，影响产物合成；而且会过多移入代谢废物，也不经济；过小会延长培养时间，降低发酵罐的生产率。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。具体情况应具体对待，摇瓶种子接到一级罐一般在0.1% ～ 2%， 谷氨酸为1%左右。 双种：两个种子罐种子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。 3.2. 种子培养基选择的原则 在原料方面：不如实验室阶段那么精细，而是基本