第七章 种子的扩大培养
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第七章 种子的扩大培养
思考题
什么是种子扩大培养？
为什么要进行种子的扩大培养？
实验室培养基与生产车间培养基差别？
工业生产中常用的微生物有哪些？如何制 备相应种子？
一、种子扩大培养的目的与要求
种子扩大培养的概念:
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纯
六、种龄的确定
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。
七、种子的质量要求
量：要求达到一定的浓度 质: 形态 （生长处于某个阶段、均匀等） 理化指标：C、N、P的含量，pH、 酶活等 无污染
目的：长菌体
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
三、 种子制备的技术概要
（一）种子制备的过程
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。 生产车间阶段：种子培养在种子罐里面进行，一般在工厂归 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。
（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 孢子培养步骤少，因而更容易获得量和质稳定的种子， 但操作繁琐。 获得一定数量和质量的菌丝体
1、斜面 (AS1.299，北京棒杆菌) 培养基：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18-24小时
培养基特点：有利于菌体的生长，原料比较精细 生长斜面要求：生长良好，所使用斜面连续传代不超过 3次
2. 一级种子（摇瓶）
培养基：葡萄糖2%，尿素0.5%，玉米浆 2.5%，
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。
谷氨酸：三级发酵 一级种子（摇瓶）→二级种子 （小罐）→发酵
青霉素：三级发酵
一级种子 （小罐）→二级种子（中罐）→发酵
发酵级数确定的依据
wk.baidu.com
级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响。
级数大，难控制、易染菌、易变异，管理困难，一
便于操作，但需要更仔细的控制。
2、培养基选择的原则
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。 在原料方面，实验室种子培养阶段，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。
3、起始接种物的传代问题
细菌
保藏斜面 → 活化斜面
产孢子
保藏 → 母斜面 → 子斜面
K2HPO4 0.1% 培养条件：于1000ml三角瓶中，装液200-250ml，32℃培 养12小时。 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 培养基的特点：长菌体，更接近于发酵培养基
般2-4级。
在发酵产品的放大中，反应级数的确定是非常重要
的一个方面。
五、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。
种的过程。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：
总量及浓度能满足发酵接种要求
生理状况稳定 活力强，移种至发酵后，能够迅速生长 无杂菌污染
二、 种子制备过程举例
（一）谷氨酸生产的种子制备
制备过程
斜面菌种 →发酵 →一级种子培养 →二级种子培养
缩短发酵时间
有利于获得好的发酵结果
2、培养基选择的原则
目的：获得一定数量和质量的菌体，因此培养基的选择应首
先考虑的是有利于孢子的发育和菌体的生长，所以营 养要比发酵培养基丰富。
在原料方面：不如实验室阶段那么精细，而是基本接近于发酵培 养基，这有两个方面的原因: 一是成本 二是驯化
四、发酵级数的确定
培养基特点：有利于长孢子，用量少而精细
2、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
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
3、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
种子的质量要求：
108-109个/ml 大小均匀，呈单个或八字排列
pH 7.0-7.2时结束，6.8→8→7.0-7.2
活力旺盛
（二）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
→ 二级种子 → 发酵
→ 一级种子
1、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
目的：使菌种的传代次数尽可能的少。
孢子培养
母瓶：活化、纯化，使保藏菌种生长，并去处变异株。 所以接种时要稀一点、便于纯化生长到单菌落。
子瓶: 大量繁殖，得到大量孢子。 接种：①从母斜面上点接种，选取生长好的单菌 落 ②接种时密一点，得到大量的孢子。
孢子培养时注意湿度，子斜面使用一般不超过1个月
（三）生产车间阶段 1、培养物的选择原则 在生产车间阶段，最终一般是获得一定数量的菌丝体。 菌丝体比孢子要有利：
思考题
什么是种子扩大培养？
为什么要进行种子的扩大培养？
实验室培养基与生产车间培养基差别？
工业生产中常用的微生物有哪些？如何制 备相应种子？
一、种子扩大培养的目的与要求
种子扩大培养的概念:
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纯
六、种龄的确定
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。
七、种子的质量要求
量：要求达到一定的浓度 质: 形态 （生长处于某个阶段、均匀等） 理化指标：C、N、P的含量，pH、 酶活等 无污染
目的：长菌体
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
三、 种子制备的技术概要
（一）种子制备的过程
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。 生产车间阶段：种子培养在种子罐里面进行，一般在工厂归 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。
（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 孢子培养步骤少，因而更容易获得量和质稳定的种子， 但操作繁琐。 获得一定数量和质量的菌丝体
1、斜面 (AS1.299，北京棒杆菌) 培养基：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18-24小时
培养基特点：有利于菌体的生长，原料比较精细 生长斜面要求：生长良好，所使用斜面连续传代不超过 3次
2. 一级种子（摇瓶）
培养基：葡萄糖2%，尿素0.5%，玉米浆 2.5%，
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。
谷氨酸：三级发酵 一级种子（摇瓶）→二级种子 （小罐）→发酵
青霉素：三级发酵
一级种子 （小罐）→二级种子（中罐）→发酵
发酵级数确定的依据
wk.baidu.com
级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响。
级数大，难控制、易染菌、易变异，管理困难，一
便于操作，但需要更仔细的控制。
2、培养基选择的原则
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。 在原料方面，实验室种子培养阶段，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。
3、起始接种物的传代问题
细菌
保藏斜面 → 活化斜面
产孢子
保藏 → 母斜面 → 子斜面
K2HPO4 0.1% 培养条件：于1000ml三角瓶中，装液200-250ml，32℃培 养12小时。 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 培养基的特点：长菌体，更接近于发酵培养基
般2-4级。
在发酵产品的放大中，反应级数的确定是非常重要
的一个方面。
五、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。
种的过程。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：
总量及浓度能满足发酵接种要求
生理状况稳定 活力强，移种至发酵后，能够迅速生长 无杂菌污染
二、 种子制备过程举例
（一）谷氨酸生产的种子制备
制备过程
斜面菌种 →发酵 →一级种子培养 →二级种子培养
缩短发酵时间
有利于获得好的发酵结果
2、培养基选择的原则
目的：获得一定数量和质量的菌体，因此培养基的选择应首
先考虑的是有利于孢子的发育和菌体的生长，所以营 养要比发酵培养基丰富。
在原料方面：不如实验室阶段那么精细，而是基本接近于发酵培 养基，这有两个方面的原因: 一是成本 二是驯化
四、发酵级数的确定
培养基特点：有利于长孢子，用量少而精细
2、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
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
3、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
种子的质量要求：
108-109个/ml 大小均匀，呈单个或八字排列
pH 7.0-7.2时结束，6.8→8→7.0-7.2
活力旺盛
（二）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
→ 二级种子 → 发酵
→ 一级种子
1、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
目的：使菌种的传代次数尽可能的少。
孢子培养
母瓶：活化、纯化，使保藏菌种生长，并去处变异株。 所以接种时要稀一点、便于纯化生长到单菌落。
子瓶: 大量繁殖，得到大量孢子。 接种：①从母斜面上点接种，选取生长好的单菌 落 ②接种时密一点，得到大量的孢子。
孢子培养时注意湿度，子斜面使用一般不超过1个月
（三）生产车间阶段 1、培养物的选择原则 在生产车间阶段，最终一般是获得一定数量的菌丝体。 菌丝体比孢子要有利：