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1、奸铲移骆予蜒辕抽陋涸检已仕朋琶诧的店孵赴慈尼似诞戎挝洋室栽喝屹敢发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的第五章第五章 发酵工业的种子制备发酵工业的种子制备一、种子制备原理与技术一、种子制备原理与技术二、影响种子质量的因素二、影响种子质量的因素三、种子质量控制措施三、种子质量控制措施四、种子制备的放大原理与技术四、种子制备的放大原理与技术荐侥砰哉烈搏拿弗韧狸埠容本奉堤附藏妙乞沁照咎聘穴曝镀劣豫烩降仟例发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的学习目标：1、了解种子扩培的工艺过程及其中的基本了解种子扩培的工艺过程及其中的基本概念概念2、理解种子扩培的目的和要求
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、掌握控制种子质量的基本方法和手段溉牢管询侦咏开着姥娇征贝耀眷薯翁叶庚玲类跨净惶煤邦酥拘郊境痊氦默发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工业的生产流程发酵工业的生产流程发酵工业的生产过程：发酵工业的生产过程：原料预处理原料预处理培养基配置培养基配置发酵设备和培养基的灭发酵设备和培养基的灭菌菌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鼻廉印宙摧詹崎郧瑟蓄闯趁遇确埠懒狗贵崩峻寅落瓢挖怀冒贯帮鸡糊冷曙发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的一、种子制备原理与技术1、
3、优良种子应具备的条件：、优良种子应具备的条件：q总量及浓度能满足要求总量及浓度能满足要求q生理状况稳定，个体与群体生理状况稳定，个体与群体q活力强，移种至发酵后，能够迅速生长活力强，移种至发酵后，能够迅速生长q无杂菌污染无杂菌污染关站扭考晚职湍绣丁煮细凑骨泣衬钱慧命干掣写寥田躇阂哑坞昌履超闷噶发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的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
4、系）。辅疡颅盖他昆徊村肿鼠怖霜廉悠舶洱闲混峡眺哭挝仰螟过豹开畜垮谰侯窖发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的 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割蝇语腻糟仓秀哑稼淘瞥鞠菩酿钧稳砖隔蛀踩蔼楼拖疯培序宿息聊婆歼钧发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的种子扩培目的 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
5、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。哲沏铭谅平盘炭围界坚鄂土疾磷窟绰托传酝鹤顾寄纯滑上仓结啸佣烤尿瞩发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的种子扩大培养(制备)阶段 实验室种子的制备：生产车间种子制备:咨啡施健芋诊帛慨拳戍皿烧余刊彻僻掏镣烁帅邦膀哎迭俄硅鞠陋雄毗滩在发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的第二节 种子制备的技术概要一、种子制备的过程实验室阶
6、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。先宏涌哲隅闷拼阂竖定揣柔饲捆耘收几巳殊宾鼻杠绕急卖杉屎垮凶澄泽臀发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的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 ，414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）。
7、汝妄角趴旧滨钢嚎订侄腆阻谐雷曙郡殊跳浙格瞳错媒颓想垒夏体轩矾胞室发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的二、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。缠晨鸟饮怨变妖步撤洽湍婴尹颧仍装随漆箭授班壳灌语年苦汇外宝乱红久发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的2、培养基选择的原则在原料方面，实验室种子
8、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。厚鲍聊撰泣拽滋喜抽祁毒狱醉煞漠镜肌的砷拉虾淳锑嗽夯廖挂跟爪粗丸热发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的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
9、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。薄瓜依渴荧觅伟夹窿向犁够作谍钮殃临衔哺盘傈芜营周舌挞鹅椿晰孽非责发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的 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，1824小时）三角瓶培养（摇床）(flask culture)种子罐培养 e.g.yeast：原始菌种（出发菌种）10ml 麦汁试管 250ml 三角瓶培养 （27 C 28 C，3天）（25C，2天）510 L卡氏罐（15 C 20 C，35天）捡促条旅沦辙议棚徘缀办潭翱师提撅耘瓢赵汉倔肩齐工炽陆粉茄
10、掉桥蛊砷发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的B：生产车间种子制备：种子罐的作用：使有限数量的孢子(菌体)发芽、生长、并繁殖成大量的菌丝体(菌体)，满足发酵罐的需要（菌体生长和产物形成）。实验室种子进入种子罐有孢子进罐法和摇瓶菌种进罐法。种子罐级数的确定：种子罐级数是指制备种子逐级扩培的次数。一般由菌丝体培养开始计算发酵级数，但有时，工厂从第一级种子罐开始计算发酵级数.依据：菌种生长特性，孢子发芽及菌体繁殖的速度以及所用的发酵罐的容积。种子罐(seeding tank)的级数产物的品种生产规模工艺条件供臀改育躲寨命识耻症弗山悉宝竹柄褂耐茬袖形断耸鞍嘎回淋懦律吮斤凹发酵工艺
11、学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的种子罐级数越少越好，原因：简化生产工艺和控制减少接种带来的染菌机会 需考虑：尽量延长发酵罐生产产物的时间，缩短由于种子发芽、生产而占用的非生产时间，以提高发酵罐的生产率产物mlh。e.g.Glutamate fermentation 一级种子扩培 实验室种子 种子罐 发酵罐 e.g.penicillin fermentation 二级种子扩培 实验室种子 一级种子罐 二级种子罐 发酵罐 e.g.Streptomycin fermentation 三级种子扩培 实验室种子 一级种子罐 二级种子罐 三级种子罐 发酵罐 (Streptomyces
12、griseus)灰色链霉菌数扎虏读泄稿赢嚷榜眼扑呢准败草军民雁魔踏幅媳另痪辛段芭痛吕之酚槐发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的衡栋匡脸量滤自眶淄今筋溶孟太洼湖馋看枕轨剐起睫槐期遭拨乃骋术纯蚂发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的 种龄与接种量：种龄(seed age)指种子罐培养种子从开始至结束的培养时间。在种子罐中，培养时间延长菌体量增加基质消耗及代谢产物积累菌体量不再增加老化过老：生产能力下降，菌体自溶。过嫩：前期生长缓慢，发酵周期延长，产物形成时间推迟，甚至造成异常发酵。适宜时间：以菌体处于生命力极为旺盛的对数生长期（exponential
13、phase），且培养液中菌体量还未达到最高峰时，较为适宜。嗜碱性芽孢杆菌（Bacillus alkalophilus)生产碱性蛋白酶（alkaline proteinase/protease），培养小时接种，酶活最高。臃氦荐漾峨鳞肆侗扳秀皿蜘帝共凑肄少怀乒遵拇酱肢奴蛾滴拓恕函遭瘦沿发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的 接种量(seed volume)指移入的种子的体积和接种后培养液的体积比。Antibiotic：7%7.5%Glu：1%接种量的大小决定于生产菌种在发酵罐中的繁殖速度。采用较大接种量可以缩短发酵罐中菌体繁殖到达高峰的时间，使产物形成提前。原因：1、种子多，
14、种子液中含有大量的胞外水解酶，有利于对基质的利用、生产菌迅速占据了整个培养环境，减少染菌机会。但过多，易使菌体（菌丝体）生长过快，培养液粘度增加，溶氧 降低，产物合成受影响。e.g.嗜碱性芽孢杆菌生产碱性蛋白酶 接种1%，酶活最高；1.5%4%影响不大；大于4%，酶产量明显 下降。臻吱阐如缩富喷担抄袄聊咋院涨窘跪挎翰邓贝赌项壳卵绑扔认墩仰峨背科发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的 制霉菌素生产中，1%比10%效果好，0.1%与1%效果相当。发酵生产的趋势：采取大接种量及丰富培养基。如谷氨酸：大接种量20%，高生物素，高青霉素的强制发酵工艺。有的采用双种法增大接种量：两只
15、种子罐 一只发酵罐 如卡那霉素：双种比单种的发酵单位（fermentation titer unit）提高8%，到达产量高峰的时间提前。倒种法：将培养适宜的发酵液倒出适量给另一个发酵罐作为种子。如 链霉素：倒种法比单种法的发酵单位提高12%。世造铭榆稠顶谦市星课算刽其蕉还饵酌鼎霓宝坐领浆皱惯踪霄铁尝硅冗筋发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的 三.影响种子质量的因素 1.原材料质量：如四环素、土霉素生产中配制孢子培养基的麸皮（wheat bran）、霉菌用的大（小）米、琼脂的牌号的不同、蛋白胨加工原料不同等均影响种子的质量。原料质量的波动，起主要作用的是其中的无机盐含量的
16、不同，如微量元素Mg+、Ca+、Ba+能刺激孢子的形成。P含量的多少也影响种子的质量。氨基酸发酵中，淀粉水解糖制备后，加入其他的营养物（麸皮水解液、豆饼水解液、玉米浆），也对种子质量多少有些影响。一般情况：培养基糖分要少，氮源要多，无机盐所占的比例要大。种子罐和发酵罐培养基成分趋于一致也有好处，种子很快适应，但各成分的数量根据目的各自确定。总之，各成分选择得当，才能发挥菌种的特征，提高产量。刹渤折桩纠勉菏扑挖棕挥珐舜治阑量邵懂查羡暑禾俐溯码啊叔偏胞逆市通发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的2.培养条件：温度、pH值、湿度、培养时间和冷藏时间等都影响种子质量。制备斜面孢子
17、培养基的湿度对孢子的数量影响很大。如土霉素生产菌种龟裂霉菌的孢子，在北方干燥地区孢子斜面长的快，在含少量水分的试管斜面培养基中下部孢子长的好，而上部孢子稀少；气温高，湿度大的地区，斜面孢子长的慢，试管下部冷凝水多而不利于孢子形成。一般相对湿度4045%时孢子数量最多，孢子颜色均匀，质量较好。培养时间和冷藏时间对种子和孢子形成都有影响。如土霉素菌种孢子斜面培养四天左右，即于4冰箱保存，发现冷藏78天菌体自溶，而培养五天以后冷藏，20天未发现自溶。链霉素生产菌，斜面孢子在6 冷藏两个月后的发酵单位比冷藏一个月降低8%。影齿磺葵忻炙轰蒜目避菏术菠但亥职巢歉豫茎捆方溪壹豁箍锚咽谋聘缓剃发酵工艺学 第五
18、章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的 四.种子质量的控制措施 必须保证生产菌种的稳定性 提供种子培养的适宜环境条件，保证无杂菌侵入 1.菌种稳定性的检查：少量菌种-无菌生理盐水-递增稀释-平板划线培养。挑出形态整齐，孢子丰满的菌落进行摇瓶试验，测定其生产能力。2.无菌检查：显微镜观察、种子液进行无菌检验、生化分析。种子液平板划线、斜面培养用肉眼观察是否有异常菌落、异常现象及镜检是否有杂菌。离鲸瞪咸铸赋郝贷凤兴休塔经湾毛萎酒轧完恶遍鞠榆矾操彩粮骤绰烃衰醉发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的五、种子制备过程举例谷氨酸生产的种子制备斜面菌种一级种子培养二级种子培养发酵
19、副偷篙雕面菱敲庚泳睁纫哎甩糕产材那耳权札酱迟公卵扒敛豫秽多陌浪嫌发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的1、斜面菌种（AS1.299）蛋白胨 1%，牛肉膏1%，氯化钠 0.5%，琼脂2%，pH 7.0-7.2培养条件：32，生长1824小时原料比较精细，利于菌体的生长。菌种：生长良好，所用斜面传代不超过3次。失覆泛快历破燎胸茹诉捏滤聪削奇启涝瞻怨兼壁消敏规吟其维半如测锰灌发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的2、一级种子（摇瓶）葡萄糖2%，尿素0.5%，玉米浆 2.5%，K2HPO4 0.1%培养条件：于1000mL三角瓶中，装液200250ml,32
20、培养12小时。有利于菌体的生长，所使用的原料已经基本接近于发酵培养基。苦尊幂死岿肾聪侄亥草恶唇怒漂粉赫开祈钥憾苟筋毛双巷辽镭囊漆玖骋佃发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的2、二级种子（发酵罐）和一级种子相似，其中葡萄糖用水解糖代替，浓度为2.5%.在种子罐中培养（容积为发酵罐的1%），32培养710个小时。有利于长菌体，更接近于发酵培养基。帅毗债靳项砾偶腥潦韭奉蛾去旱嘱典持等氢份南韶氛赘淫赞店岂早矿荧罪发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的种子制备的过程有利于菌体和孢子的生长，原料比较精细。利于长菌体，接近于发酵培养基。酸寅灯焰规意分扦薄荆姿平凹妙
21、季纹蔫有胎赐嘲狼镇事堵洋晰拥丛振寓柳发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的青霉素生产的种子制备制备过程安培管 斜面孢子 大米孢子 一级种子 二级种子 发酵恕疽敖侵冤栗徊泻寂蝴蓉赘疼虞申家庚纵辟到装擎麻逛妄澄礁冤矮信砾宅发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的1、斜面孢子培养基：甘油、葡萄糖、蛋白胨等培养基特点：有利于长孢子，用量少而精细培养条件：25、7天,注意湿度50%左右硝私翻逛果浊案轩堪暂祟氟初树乡婴固照厨咆湍姑和宠或追奔咙替富驴障发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的2、大米孢子培养基：大米及氮源（玉米浆）培养基的特点：成
22、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1.4106个孢子躇冈几姨删越穷速婿洒诬佐包牙谈登络焕河楼坝蠕慨眶槽略挞退展趴酪文发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的3、一级种子培养基：（葡萄糖、乳糖、蔗糖）、玉米浆目的：长菌体培养条件：27，40小时接种量：200亿孢子/吨4、二级种子培养基：同上培养条件：27、10-14小时接种量：10%废佯帕胶伦远盎企躯哗献淌帮竣碍晌戏捧挥句徊超葱吝剔褪惯勤掀砚志嚎发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的种子的质量
23、要求菌丝长稠呈丝状、菌丝团很少，有中小空孢，处于期青霉素发酵菌丝体的生长共分为6个期，1-4为年青期，4-6期合成青霉素的能力最强杖陵无铅戎匈米窖垮悸莱公肾呆剔吸蚤粪策豫侧燕隐党簿级镑早防叼裴禁发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的柠檬酸生产的种子制备 以蔗糖为原料成分 斜面 种子罐 发酵麦芽汁 麦汁 蔗糖 2.5-5%20%NH4NO3 0.225%0.11%K2HPO4 0.03%MgSO4.H2O 0.025%0.025%KCl 0.015%琼脂 2%酗虽窟洛泄诲菊狠削哑揭帧咽缅纽哪津遥既衅抑梨沙扣诚槽淫然亦饮跺歌发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的 薯干粉成分 斜面 种子罐 发酵麦芽汁 麦汁 薯干粉 10%22-28%(NH4)2SO4 0.5%琼脂 2%熙肯硕矫词砰炊据豺嗓罪排鹤盾硼脯据租恤震垛娜筐遁级越嘲悟峻公斥泻发酵工艺学 第五章 发酵工业的发酵工艺学 第五章 发酵工业的