二章节菌种扩大培养.ppt
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1、第二章 菌种扩大培养,领驰膜器兆刮残础埋啡纂兵购咬亡婿论添星卿恕踊紧拼陇畔隘哨伟糠锻叮二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,第一节 生产菌种的扩大培养 发酵罐容积几百立方米。生产用种子是一个由实验室制备到车间生产的过程。其生产方法与条件随不同的生产品种和菌种种类而异。如细菌、酵母菌、放线菌或霉菌生长的快慢;产孢子能力的大小;营养、温度、需氧等条件要求均有所不同。种子扩大培养应根据菌种的生理特性,选择合适的培养条件来获得代谢旺盛、数量足够的种子。种子接入发酵罐后,将使发酵生产周期缩短,设备利用率提高。种子液质量的优劣对发酵生产起着关键性的作用。,卫吧霞伐和威甄锹宿蠕揪咏转鞭崩诺洋宁耶辣严冈垒剩疲
2、判宜侍龄玲河傍二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,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。发酵工业生产过程中的种子的必须满足以下条件:(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;(2)生理性状稳定;(3)菌体总量及浓度能满足大容量发酵罐的要求;(4)无杂菌污染;(5)保持稳定的生产能力。,匝锭冠谜股殷忱恿立楚悉脚弗暖随跃录肾觅销琵菏情惊雪狗粒刁堕巡怖倚二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,在发酵生产过程中,种子制备的过程大致可分为两个
3、阶段:(1)实验室种子制备阶段,(2)生产车间种子制备阶段,恼漓厅绎腑领熙纤耸假冕沂电弯钨拥佃栅菊框骨熬抢春制嫩肮邦它墅巩驰二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,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: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。产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种,可用液体培养法。,苟盛骤超彼鲸试异商吐澈蛤酮脚允嫂狡擦湿淮寂侵峪懂瘩奸夸狞膘候菱岗二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,(一)孢子的制备1、细菌的制备细菌的斜面培养基多采用碳源限量而氮源丰富。培养温度一般为37。细菌菌体培养
4、时间12d,产芽孢的细菌培养510d。2、霉菌的制备霉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25-28。培养时间一般为414d。3、放线菌的制备放线菌的孢子培养一般采用琼脂斜面培养基,培养基中含有适合产孢子的营养成分,如麸皮、豌豆浸汁、蛋白胨和无机盐等。培养温度一般为28。培养时间5-14d。,谢魏醚涤队变塑阻詹互打粟药捡讶馅饵挖肤守剃邱隧黄刑辗腊铭钱琅坊嚏二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,(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(S.griseus)可以用摇瓶液体培养法。将孢子接入含液体培养基
5、的摇瓶中,恒温振荡培养,获得菌丝体,作为种子。其过程如下:试管三角瓶摇床种子罐 2、厌氧培养酵母菌(啤酒,葡萄酒,清酒等)其种子的制备过程如下:试管三角瓶卡式罐种子罐,蜕佩用去尼嚼猴咋绪泵迷贰秒堡没可仇捶涸乃阳替寻随咐苹估捍乖躬阶品二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,例如:生产啤酒的酵母菌一般保存在麦芽汁琼脂或MYPG培养基(培养基配制:3g麦芽浸出物,3g酵母浸出物,5g蛋白胨,10g葡萄糖和20g琼脂于1L水中)的斜面上,于4冰箱内保藏。每年移种3-4次。将保存的酵母菌种接入含10ml麦芽汁的500-1000ml三角瓶中,再于25培养2-3d。再扩大至含有250-500ml麦芽汁的500
6、-1000ml三角瓶中,再于25培养2d.移种至含有5-10L麦芽汁的卡氏培养罐中,于15-20培养3-5d即可作100L麦芽汁的发酵罐种子。从三角瓶到卡氏培养罐培养期间,均需定时摇动或通气,使酵母菌液与空气接触,以有利与酵母菌的增殖。,货喝题泻雷刨阉肪醇询太锋泅奏磺锤轿流院把偶肄羞快绝抓纹谋萄秧台筑二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,二、生产车间种子制备 种子罐的培养基因不同菌种而异,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,需氧菌,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。1、种子罐的作用使孢子发芽,生长繁殖成菌(丝)体,接入发酵罐能迅速生长,达
7、到一定的菌体量,以利于产物的合成。2、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:(1)菌种生长特性、孢子发芽及菌体繁殖速度;(2)所采用发酵罐的容积。,潞毫肮里壕热褂狰挪久困涅趾概链兴俭酚溃汐虐鲜溪瞻泅谎挖瞧尉垮雹捆二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,比如: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(27,40h孢子发芽,产生菌丝)二级种子罐(27,10-24h,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,陌疵
8、九判糠压户恶渐幸越蹄魂唯骚惭武折滓谐筷次慰淬队傀隔荡僚持仁揖二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,3、确定种子罐级数需注意的问题(1)种子级数越少越好,可简化工艺和控制,减少染菌机会(2)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(3)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,加速了孢子发芽及菌体的繁殖,也可相应地减少种子罐的级数。,房闹涤谊官诞范整师摘帅简清汾酶蛆造际言勤速钨威贝卢诱拈色避啄靖箭二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,第二节 种子质量的控制一、影响种子质量的因素及控制影响种子质量的因素通常有:培养基、
9、培养条件、培养时间和冷藏时间等。1、培养基种子质量不稳定的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不同。原材料质量的波动,也会影响孢子质量。如微量元素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。,背鼓韵惮镁扩尖底厅堵劲廉烦莱票荷婚窃无机族炒居锌那伺锄散惟蜂躇平二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,水质的影响:地区不同、季节变化和水源污染,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
10、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。解决措施:(1)培养基所用原料要经过发酵试验合格才可使用;(2)严格控制灭菌后培养基的质量;(3)斜面培养基使用前,需在适当温度下放置一定时间;(4)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。,昌幸醋啸舜孔盏陷咯水抿嚼抵相抡窑搁得毯各容唆铅吃荚件喝胁晌空檄黔二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,2、培养条件(1)温度 如土霉素生产菌种在高于37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。一般要严格控制孢子子斜面的培养温度。(2)湿度 制备斜面孢子培
11、养基的湿度对孢子数量和质量有较大影响。例如土霉素生产菌种龟裂链霉菌孢子制备时发现: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,斜面上部由于水分迅速蒸发呈干疤状,孢子稀少。在气温高含湿度大的地区,斜面孢子长得慢,主要由于试管下部冷凝水多而不利于孢子的形成。,嚼景采袁娱棚匪唯梅旷跪详蛀谭愚低闭品索买沙次育俺途舱吴油曝釜锑苟二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,表2-1 不同相对湿度对龟裂链霉菌斜面生长的影响,骚羡友恐涡氦徒喳盅闹侵搪施拴堂耳瞩鸯纺嫉韵细莉谈朔党多骚臼猪薪移二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,3、培养时间和冷藏时间(1)培养时间一般来说,衰老的孢子
12、不如年轻的孢子,因为衰老的孢子已在逐步进入发芽阶段,核物质趋于分化状态。过于衰老的孢子会导致生产能力的下降。解决措施:孢子培养的时间应该控制在孢子量多、孢子成熟、发酵产量正常的阶段终止培养。(2)冷藏时间斜面冷藏对孢子质量影响与孢子成熟程度有关。如土霉素生产菌种孢子斜面培养4d左右即于4冰箱保存,发现冷藏7-8d菌体细胞开始自溶。而培养5d以后冷藏,20d未发现自溶。,骄仇陋呜附狮嗡针臼捞国匣宏羚老口善垣象献略醉罢祸陌聊悠杜烹轻盛枫二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,冷藏时间对孢子生产能力也有影响。例如在链霉素生产中,斜面孢子在6冷藏两个月后发酵单位比冷藏一个月降低18%,冷藏3个月后降低3
13、5%。4、接种量 接种量大小影响到培养基中孢子的数量,进而影响菌体的生理状况。也影响到菌种的适应期。,豫聊蓬拔署纵著恒糜狗并谭敢渠华蕴炯蛀傣锯尔胎老临捏翻硒属酱叮埂吩二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,二、影响种子质量的因素及控制生产过程中影响种子质量的因素通常有:孢子的质量、培养基、培养条件、种龄、接种量。1、培养基种子培养基要满足以下要求:(1)营养成分适合种子培养的需要(2)选择有利于孢子发芽和菌体生长的培养基;(3)营养上要易于被菌体直接吸收和利用;(4)营养成分要适当丰富和完全,氮源和维生素含量要高(5)营养成分要尽可能与发酵培养基相近。,找监志侵对畅秽唁滁们躁耸骚甚卫炉伪大风纱卉
14、值抑寝臼展年莎疡滨蒜叙二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,2、培养条件(1)温度(2)通气量在种子罐中培养的种子除保证供给易被利用的培养基外,有足够的通气量可以提高种子质量。例如,青霉素的生产菌种在制备过程中将通气充足和不足两种情况下得到的种子分别接入发酵罐内,它们的发酵单位可相差1倍。但也有例外,例如土霉素生产菌,一级种子罐的通气量小对发酵有利。,戴极弃牧交祷刑千曼啪啦绳披崩替呢蝎带何橙载苑拭侥稽楞断瘤豢秦詹少二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,3、种龄种龄:是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。通常种龄是以处于生命力极旺盛的对数生长期,菌体量还未达到最大值时
15、的培养时间较为合适。时间太长,菌种趋于老化,生产能力下降,菌体自溶;种龄太短,造成发酵前期生长缓慢。,不同菌种或同一菌种工艺条件不同,种龄是不一样的,一般需经过多种实验来确定。如嗜碱性芽孢杆菌生产碱性蛋白酶,12小时最好(见下图)。,斡裸捷旋荧宽浩奖赊茬碱辆舜渗孕面挚矛在避渡啸驰属着只大基串碑罪衬二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,4、接种量接种量:是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。接种量的大小决定于生产菌种在发酵罐中生长繁殖的速度,采用较大的接种量可以缩短发酵罐中菌丝繁殖达到高峰的时间,使产物的形成提前到来,并可减少杂菌的生长机会。但接种量过大或者过小,均会影响发酵。过大会引起
16、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。通常接种量,细菌15%,酵母菌510%,霉菌715%,有时2025%,冗淫远孩壬囚茁甫畦中诺权庇拌酋珊绞辽毋卒爹殊慌真札欠兆亚查幽秆龄二章节菌种扩大培养二章节菌种扩大培养,三、种子质量的控制措施种子质量的最终指标是考察其在发酵罐中所表现出来的生产能力。因此首先必须保证生产菌种的稳定性,其次是提供种子培养的适宜环境保证无杂菌侵入,以获得优良种子。因此在生产过程中通常进行以下两项检查。(1)菌种稳定性的检查(2)无(杂菌)检查,峡耪针火铣沮器限呛奄计介龋俊匈炮鸣渣涯檄随骆付噎址矽孙榔族主篮辈二章节菌种
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