种子扩大培养课件

主要有柠檬酸、氨基酸发酵
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非生长相关型
产物的生成与能量代谢没关系，与细胞生 长也无直接关系，产物均为次级代谢产物， 细胞进入稳定期后产物才开始大量合成。
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生产车间阶段
培养物的选择原则：
在生产车间阶段，最终一般都是获得一定数量的菌 丝体。
菌丝体比孢子要有利： 缩短发酵时间 有利于获得好的发酵结果
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Hale Waihona Puke Baidu10
种子扩大的级数
指制备种子需逐级扩大培养的次数，需要 根据菌种的生长繁殖速率，发酵罐的容积 综合确定。
一级种子二级发酵：谷氨酸棒杆菌 二级种子三级发酵：青霉菌 三级种子四级发酵：灰色链霉菌
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种子的质量要求
菌丝长稠呈丝状、菌丝团很少，有中小 空孢，处于Ⅲ—Ⅳ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
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发酵动力学
分批发酵动 力学
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微生物生长分为：迟滞期、对数 生长期、稳定期和死亡期
在迟滞期，菌体没有分裂只有生长， 因为当菌种接种入一个新的环境， 细胞内的核酸、酶等稀释，这时细 胞不能分裂。
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。
大米孢子的要求：1粒米含1.4*106个孢子
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一级种子 培养基：（葡萄糖、乳糖、蔗糖）、玉米浆
培养条件：27℃，40小时 接种量：200亿孢子/吨 目的：长菌体 二级种子 培养基：同上 培养条件：27℃、10-14小时 接种量：10%
种子扩大培养
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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。
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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。
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当细胞内的与细胞分裂相关的物质浓 度达到一定程度，细胞开始分裂，这 时细胞生长很快，比生长速率几近常 数。这个时期称为对数生长期
随着细胞生长，培养液中的营养物减少， 废物积累，导致细胞生长速率下降，进 入减速期和稳定期。最后当细胞死亡速 率大于生成速率，进入死亡期
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代谢产物合成与微生物生长的关系
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实验室制备阶段
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 将这些培养过程称为实验室阶段的种子培 养。
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实验室阶段
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：
对于不产孢子和芽胞的微生物 ——获得一定数量和质量的菌体
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影响种子质量的因素
原材料质量
一般情况：培养基糖分相对要少，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。
培养条件
如温度、PH值、湿度、培养时间和冷藏时间等 都影响种子质量。
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种子质量的控制
菌种的稳定性检查与复壮 无杂菌检查
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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
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斜面孢子 培养基：甘油、 葡萄糖、 蛋白胨等 培养条件：25℃、7天, 注意湿度50%左右
培养基特点：有利于长孢子，用量少而精细
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大米孢子 培养基：大米及氮源（玉米浆） 培养条件：25℃、7天，控制湿度
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生产车间种子的制备
孢子或摇瓶菌丝在实验室中制备好后，即 可转移到种子罐中扩大培养。
种子罐的作用是使有限的数量的孢子或菌 丝生长繁殖成大量的菌丝体。
种子罐的培养基虽因不同菌种而异，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，同时还需供给足够的 无菌空气，并不断搅拌
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对于产孢子的微生物
获得一定数量和质量的孢子，获得一定数量和质量 的菌丝体
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斜面培养基接种法 用途：常用于扩大纯种细菌及实验室保存菌种。 操作方法： 1、 以无菌操作法用接种环挑取单个菌落，自斜面底向上 划一直线，然后再从底向上轻轻来回作蜿蜒划线。 2、 管口通过火焰，塞上棉塞，接种环烧灼后方可放下。 置37℃温箱孵育18-24小时，取出观察斜面上菌苔生长情况。
(c) ：无关联模式：产物的形成速度与生长速度无关联，而只与细胞的
浓度有关。
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生长相关型
指产物的生产与细胞的生长密切相关，产 物的生成是微生物主要能量代谢的直接结 果。
产物通常为细胞生长必须的初级分解代谢 产物，如葡糖酸等
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生长部分相关型
产物是能量代谢的间接结果，不是底物的 直接氧化产物，产物的生成与细胞生长部 分偶联。
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种子罐的级数越少，越有利于简化工艺和
控制，并可减少由于多次移种而带来染菌 的机会。但也必须考虑尽量延长发酵罐生 产产物的时间，缩短由于种子发芽、生长 而占用的非生产时间，以提高发酵罐的生 产率。
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种龄与接种量
种龄：种子的培养时间。
接种量：移入的种子液体积和接种后培养液体 积的比例。 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。
微生物发酵中，所消耗的底物主要用于3个 方面：
合成新的细胞物质 合成代谢产物 提供能量
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●按产物的生成与微生物生长关系的动力学模式分为三种类型
(a)：相关联型，产物的形成速度与细胞的比生长速度成正比，因此要 提高产物的形成速度就应当努力获得高的细胞的比生长速度
(b)：部分关联模式：取决于有关联和无关联的两种形式。
培养良好的种子接入发酵罐后，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。
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优良种子应具备的条件
活力强 生理状态稳定 菌体数量浓度达到要求 无杂菌污染 适应性强，能保证稳定生产
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种子质量的判定
通常测定的参数包括 pH 培养基中营养物质的含量 菌丝形态、色泽、浓度 酶活，溶解氧，尾气等