第五章 发酵工业的种子制备课件.ppt

第五章 发酵工业的种子制备 第一节、种子制备原理与技术 第二节、影响种子质量的因素 第三节、种子质量的控制措施 第四节、种子制备放大技术实例 第一节 种子制备原理与技术 一、概述 二、种子罐级数的确定 三、种子质量的判断方法 四、种子制备技术概要 种子培养的概念 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，再经过摇瓶或扁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 接种量的需要 菌种的驯化； 缩短发酵时间、保证生产水平 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 二、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 级数大，难控制、易染菌、易变异，管理困难，一般2-4级 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 随产物的品种及生产规模而定 随着工艺条件的改变作适当的调整 三、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 四、种子制备技术概要 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 （一）种子制备过程 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。 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 第二节 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 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 湿 度 湿度低，孢子生长快 湿度大，孢子生长慢 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 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 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应接近于发酵培养基的pH，以便种子能尽快适应新的环境 第三节 种子质量的控制措施 菌种稳定性的检查 测定其生产能力，从中挑选高产菌株，并及时对退化菌种进行复壮 提供适宜的生长环境 种子无杂菌检查，保证纯种发酵 第四节 种子制备放大技术实例 一、细菌发酵种子扩大培养 二、酵母发酵种子扩大培养 三、丝状真菌发酵种子扩大培养 四、放线菌发酵种子扩大培养 五、谷氨酸生产种子制备 六、青霉素生产种子制备 一、细菌发酵种子扩大培养 细菌发酵过程中种子扩大培养的主要目的是为了获得大量的活力强的种子 种龄对于生芽孢的种子尤其重要。若接种物含大量芽孢，将给后续发酵带来较长迟滞期 二、酵母发酵种子扩大培养 酿酒酵母的种子扩大培养 最初采用纯种进行酵母发酵并设计出酵母繁殖流程，他将每一步的接种量规定为10％，并控制繁殖条件与酿造时一致 现代的流程中，接种量为1%或更低，控制的条件也与酿造时不同 三、丝状真菌发酵种子扩大培养 在固化的培养基上产生孢子 “滚瓶”技术应用于产黄青霉的孢子生产 在固体培养基上产生孢子 在谷类的颗粒表面形成大量的孢子 在液体深层培养基中产生孢子 三、丝状真菌发酵种子扩大培养 不能产生无性孢子的用繁殖体菌丝作为接种物，如生产赤霉素的菌种——藤仓赤霉 问题：难以获得均一的接种物 接种前将菌丝打成碎片，