发酵工艺学第五章.ppt

第五章 发酵工业的种子制备一、种子制备原理与技术二、影响种子质量的因素三、种子质量控制措施四、种子制备的放大原理与技术 学习目标： 1、了解种子扩培的工艺过程及其中的基本概念 2、理解种子扩培的目的和要求 3、掌握控制种子质量的基本方法和手段 发酵工业的生产流程 发酵工业的生产过程： 原料预处理 培养基配置 发酵设备和培养基的灭菌 一、种子制备原理与技术 1、优良种子应具备的条件： 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 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1.4×106个孢子 * * 无菌空气的制备 菌种的制备和扩大培养 发酵（微生物培养） 发酵产品的分离和纯化 2. 种子质量的判断： 考察种子在发酵罐中所表现出来的生产能力。 　　感官判断：看颜色、闻气味 理化指标测定： A、pH值 B、培养基灭菌后的糖、氨基氮 C、菌体形态、浓度 D、产物量 E、残糖浓度 F、酶活力 （如土霉素生产，淀粉酶的活力与发酵单位有一定的关系）。 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。 3、种子制备 种子扩大培养的概念 种子扩培目的 接种量的需要 菌种的活化、驯化 缩短发酵时间、保证生产水平 为发酵罐的投料提供足够数量的代谢旺盛的种子。因发酵时间的长短和接种量的大小有关，接种量大，发酵时间则短。将较多数量的成熟菌体接入发酵罐中，就有利于缩短发酵时间，提高发酵罐的利用率，并且也有利于减少染菌的机会。对于不同产品的发酵过程来说，必须根据菌种生长繁殖速度快慢及生产的规模决定种子扩大培养的级数。 种子扩大培养(制备)阶段 实验室种子的制备： 生产车间种子制备: 第二节 种子制备的技术概要 一、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。 A 实验室种子的制备： e.g 产黄青霉菌(P.chrysogonum) 原始菌种 斜面试管 获得孢子 250ml 茄子瓶（大米或小米） 25 ~28 ℃ ，4~14天 成熟（在真空下抽去水分，使水分含量在10%以下 ，于4 ℃冰箱保存）。 二、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。 对于产孢子的微生物,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。 2、培养基选择的原则 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。 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。 　　 　　对于不产孢子的赤霉素生产菌，也可用大米固体培养基在茄子瓶中培养菌丝体，用作种子罐种子。 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，产卡那霉素的卡那链霉菌，可以用摇瓶液体培养法，孢子接入含液体培养基的摇瓶中，于摇床上培养，获得菌丝体，作为种子。 不产孢子的细菌，如生产谷氨酸的棒状杆菌、短杆菌，生产上一般采用斜面营养细胞进行扩培，再转入液体摇瓶培养，获得细胞悬液再接种。 e.g. Glutamic acid-producer：（谷氨酸生产菌） 原始菌种（出发菌种） 固体试管斜面（32 °C ，18~24小时）