《发酵工艺学》课程教学课件（PPT讲稿）第五章 发酵工业种子制备

第五章发酵工业的种子制备

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前言： 现代发酵工业生产呈现两个显著特点： 口高附加值的基因工程菌发酵规模小、产值高； 口大宗发酵产品，生产规模越来越大，发酵罐可达几十-几百立方米。 发酵工业种子制备的目的： 口为每次工业规模的发酵生产提供相当数量的代谢旺盛的种子。 口要获得足够数量的代谢旺盛的种子，必须将微生物菌种从保藏试 管中逐级扩大培养。 种子扩大的级数：指制备种子需逐级扩大培养的次数 ·种子扩大的级数的确定要根据菌体的生长繁殖速率、孢子发芽速率 以及发酵罐的容积综合确定

前言： 现代发酵工业生产呈现两个显著特点：  高附加值的基因工程菌发酵规模小、产值高；  大宗发酵产品，生产规模越来越大，发酵罐可达几十-几百立方米。 发酵工业种子制备的目的：  为每次工业规模的发酵生产提供相当数量的代谢旺盛的种子。  要获得足够数量的代谢旺盛的种子，必须将微生物菌种从保藏试 管中逐级扩大培养。 种子扩大的级数：指制备种子需逐级扩大培养的次数  种子扩大的级数的确定要根据菌体的生长繁殖速率、孢子发芽速率 以及发酵罐的容积综合确定。 2

种子扩大级数的确定方法 ▣菌种的性质（如菌种传代后的稳定性） 口瓶中的孢子数，孢子发芽及菌丝繁殖速度 口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 ▣生产规模 口随工艺条件的改变作适当的调整

种子扩大级数的确定方法  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  生产规模  随工艺条件的改变作适当的调整 3

本章内容： ■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 ·第四节种子制备的放大原理与技术 4

本章内容： ◼ 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 种子制备的放大原理与技术 4

第一节种子制备原理与技术 种子培养（seed culture.)：指将冷冻干燥管、沙土管中处于 休眠状态的工业菌种接入试管斜面活化后再经过摇瓶及种子罐 逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种的过程。这种培养 物称为种子。 一、优良种子应具备的条件 口生长活力强，转种至发酵罐后能迅速生长，延迟期短； 口生理状态稳定，如菌丝形态、种子培养液的特性符合要求； 口菌体浓度及总量能满足大容量发酵罐接种量的要求； 口无杂菌污染，保证纯种发酵； 口菌种适应性强，能保持稳定的生产能力

第一节 种子制备原理与技术 一、优良种子应具备的条件  生长活力强，转种至发酵罐后能迅速生长，延迟期短；  生理状态稳定，如菌丝形态、种子培养液的特性符合要求；  菌体浓度及总量能满足大容量发酵罐接种量的要求；  无杂菌污染，保证纯种发酵；  菌种适应性强，能保持稳定的生产能力。 5 种子培养（seed culture）：指将冷冻干燥管、沙土管中处于 休眠状态的工业菌种接入试管斜面活化后再经过摇瓶及种子罐 逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种的过程。这种培养 物称为种子

二、种子质量的判断方法 ·通常检测的种子培养液中参数有以下几种： 口pH是否在种子要求的范围之内 口糖、氨基氮、磷酸盐的含量 口菌丝形态、菌丝浓度和培养液外观（色泽、气味、浑 浊度、颗粒等) 口有无杂菌污染 口其他参数，如接种前酶活、种子罐的溶氧和尾气等 6

二、种子质量的判断方法 ❖ 通常检测的种子培养液中参数有以下几种：  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（色泽、气味、浑 浊度、颗粒等）  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 6

三、种子制备 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

三、种子制备 ❖ 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 7

从工业发酵的角度，种子制备过程可分为两个阶段 （1)实验室种子制备阶段：琼脂斜面、固体培养 基扩大培养或液体摇瓶培养 。(2)生产车间种子制备阶段：种子罐扩大培养 8

从工业发酵的角度，种子制备过程可分为两个阶段 ❖ （1）实验室种子制备阶段：琼脂斜面、固体培养 基扩大培养或液体摇瓶培养 ❖ （2）生产车间种子制备阶段：种子罐扩大培养 8

茄子瓶 斜面培养 摇瓶液 培养 砂土孢子 冷冻于 斜面 燥孢子 种子罐培养 孢子 发酵罐 固体培养基 培养 实验室种子， 生产车间种子 制备阶段 制备阶段 种子扩大培养流程图 东方仿真COPYRIGH

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(1)实验室种子制备 保藏在砂土管或冷冻管中的菌种，经无菌操作接入合适的培养基进行菌种活化 和培养。 ~孢子进罐 。菌种产孢子能力强及孢子发芽、生长繁殖迅速，可用固体培养基培养孢子， 孢子可以直接作为种子罐的种子。 ◆菌丝进罐 口菌种产孢子能力不强或孢子发芽慢，可用摇瓶液体培养法，将孢子接入含液 体种子培养基的摇瓶中，恒温振荡培养，获得的菌丝即可作为种子。 口对于不产孢子的菌种，生产上一般采用斜面营养细胞保藏法保藏，使用时在 一定温度下活化后，即可移入三角瓶液体培养基中培养后作为种子接入种子罐。 10

（1）实验室种子制备 保藏在砂土管或冷冻管中的菌种，经无菌操作接入合适的培养基进行菌种活化 和培养。 ❖孢子进罐  菌种产孢子能力强及孢子发芽、生长繁殖迅速，可用固体培养基培养孢子， 孢子可以直接作为种子罐的种子。 ❖菌丝进罐  菌种产孢子能力不强或孢子发芽慢，可用摇瓶液体培养法，将孢子接入含液 体种子培养基的摇瓶中，恒温振荡培养，获得的菌丝即可作为种子。  对于不产孢子的菌种，生产上一般采用斜面营养细胞保藏法保藏，使用时在 一定温度下活化后，即可移入三角瓶液体培养基中培养后作为种子接入种子罐。 10