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1、第一章 菌种与种子扩大培养,1 微生物工业用菌2 种子扩大培养 2.1 工业微生物的培养方法 2.2 影响种子质量的因素 2.3 种子扩培的实例,诱变育种：诱变是工业发酵稳产高产的重要保证；,从自然界分离：目前土壤中已分离的微生物不到总数的1%，微生物的多样性仍然是以后若干年的研究重点；,基因重组：基因定向改造技术大大加快了生物产品开 发的进程。,从自然界中分离菌种的一般过程,采样,预处理,培养,菌落的选择,产品的鉴定,抗生素生产有关的微生物,放线菌（链霉素四环素；红霉素等）,真菌（青霉素、头孢等）,一些产芽孢的细菌,植物或动物来源,氨基酸生产菌的要求：,代谢途径比较清楚，代谢途径比较简单,谷
2、氨酸发酵的菌种：,其它氨基酸生产菌：,棒杆菌属，短杆菌属、节杆菌属或小杆菌属的棒型细菌,常规菌种一般也是以谷氨酸生产菌选育而成；工程菌，大肠杆菌，枯草芽孢杆菌,氨基酸生产有关的微生物,食品工业微生物,包括：酿造业，酶制剂等 食品用的微生物需经过严格的毒理试验，目前已同意使用的仅仅少数微生物能用于生产食品用酶。,淀粉酶：黑曲霉、米曲霉、米根酶、枯草牙孢杆菌 和地衣牙孢杆菌,能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成 产物,有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的 可操作性要强,遗传性能要相对稳定,不易感染它种微生物或噬菌体,产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病 菌无关
3、）,生产特性要符合工艺要求,种子：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。,种子扩培的目的,接种量的需要,菌种的驯化,缩短发酵时间、保证生产水平,种子的要求：,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,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，因此将其称为实验室阶段的种子培养。培养基：保证培养基的质量，有利于菌体的生长减少传代次数孢子培养时注意湿度，子斜面使
4、用一般不超过1个月,生产车间阶段：种子培养在种子罐里面进行，一般在工厂归发酵车间管理，因此形象地称这些培养过程为生产车间阶段。培养基：控制成本，驯化；营养比发酵培养基丰富。,种子扩培的两个阶段,静置培养法：嫌气发酵，如酒精、丙酮、丁醇、乳酸等,通气培养法,深层,浅层,固体,液体,液体,固体,2.3 种子扩大培养举例,例一、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,1、斜面(AS1.299),培养基：蛋白胨 1%，牛肉膏1%，氯化钠 0.5 琼脂 2%，,培养基特点：有利于菌体的生长，原料比较精细,培养条件：32，生长18-24小时,生长斜面要求：生长良好，所使用斜面连续
5、传代不超过 3次,2.一级种子（摇瓶）,培养条件：于1000ml三角瓶中，装液200-250ml,32培 养12小时。,培养基：葡萄糖2%，尿素0.5%，玉米浆 2.5%，K2HPO4 0.1%,培养基特点：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,3.二级种子(种子罐),培养条件：在种子罐中培养（容积为发酵罐的1%），32培养7-10个小时,培养基：和一级种子相似，其中葡萄糖用水解糖代替，浓度为2.5%,培养基的特点：长菌体，更接近于发酵培养基,种子的质量要求：,108-109个/ml大小均匀，呈单个或八字排列时结束，活力旺盛,二、青霉素生产的种子制备,安培管,斜面孢子,大米
6、孢子,一级种子,二级种子,发酵,一、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,二、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,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%,种子的质量要
7、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,种龄,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；种龄长：易老化。,原则：对数生长期末，细胞活力强，菌体浓度相对较大，但是最终由实验结果定。,接种量的确定,移入种子的体积接种量 接种后培养液的体积,过大过小都不好，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。,双种：两个种子罐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。,发酵级数的确定,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确定依据：发酵规模、菌体生长特性、接种量级数大，难控制、易染菌、易变异，难管理，一般2-4级谷氨酸的三级发酵：一级种子（摇瓶）二级种子（小罐）发酵青霉素的三级发酵：一级种子（小罐）二级种子（中罐）发酵,小节：,常见工业微生物的种类和用途,生产菌种的来源与保护,控制种子质量的基本方法和手段,问题：,在生产过程中如何控制种子质量？,EndThanks!,
