种子扩大培养
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7-种子扩大培养
小结
• 种子扩大培养的目的是什么？ • 何谓种子接种龄、接种量？ • 为什么种子要逐级扩大培养？ • 影响种子质量的因素有哪些？ • 保证种子质量有哪些措施？
3，培养时间和冷藏时间
（1）培养时间 • 一般来说，衰老的孢子不如年轻的孢
子，因为衰老的孢子已在逐步进入发 芽阶段，核物质趋于分化状态。过于 衰老的孢子会导致生产能力的下降。 • 措施：孢子培养的时间应该控制在孢 子量多、孢子成熟、发酵产量正常的 阶段终止培养。
（2）冷藏时间
• 斜面冷藏对孢子质量的影响与孢子成熟程 度有关。如土霉素生产菌种孢子斜面培 养4天左右即于4 C冰箱保存，发现冷 藏7~8天菌体细胞开始自溶。而培养5天以 后冷藏，20天未发现自溶。
1，细胞或菌体 • 菌丝形态、菌丝浓度和培养液外观（
色素、颗粒等）
单细胞：菌体健壮、菌形一致、均匀整 齐，有的还要求有一定的排列或形态；
霉菌、放线菌：菌丝粗壮、对某些染料 着色力强、生长旺盛、菌丝分枝情况和 内含物情况好。
2，生化指标 • 种子液的糖、氮、磷的含量和pH变
化。
3，产物生成量
（1）种子罐级数的确定
种子罐的作用在于使孢子瓶中有限数量的孢 子发芽、生长并繁殖成大量菌丝体，接入发酵罐 培养基后能迅速生长，达到一定菌体量，以利于 产物的合成。
种子罐级数是指制备种子需逐级扩大培养的次 数，这一般根据菌种生长特性、孢子发芽及菌 体繁殖速度，以及所采用发酵罐的容积而定。
细菌：生长快，种子用量比例少，级数 也较少，二级发酵。
• 生产规模发酵罐的接种，包括两个方 面：
从实验室摇瓶或孢子悬浮液容器中移种入一 个种子罐，
从一个种子罐移入另一个生产发酵罐中。
从实验室摇瓶或孢子悬浮液容器接种
种子扩大培养
如：柠檬酸生产的制种，用麸皮培养基产生大量 孢子直接用于种子罐接种。
对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种，可以 用摇瓶液体培养法。孢子接入含液体培养基的摇瓶 中，恒温振荡培养，获得菌丝体，作为种子。 如：用灰色链霉菌生产链霉素
用卡那链霉菌生产卡那霉素
对于不产孢子的细菌，生产上一般采用将试管 斜面菌种接入茄瓶斜面或摇瓶培养 如：谷氨酸棒杆菌生产谷氨酸
4，酶活力 种子液中某种酶的活力，与目的产物的 产量有一定的关联。
如土霉素发酵中，种子液的淀粉酶活力与发酵单位有一定关 系，可通过测定种子液中淀粉酶的活力判断种子质量
二、影响种子质量的因素
（一）影响孢子质量的因素
1、培养基
构成孢子培养基的原材料，其产地、品种、加工方法和用 量都会对孢子的质量造成影响 如： 四环素、土霉素生产中，配制产孢斜面培养基用的 麸皮，因小麦产地、品种、加工方法及用量的不同对孢 子质量均有一定影响。 制备霉菌用的大米，其产地、颗粒大小、均匀程度不 同，孢子质量也不同。
2、培养温度和湿度 温度： 温度对多数品种斜面孢子质量有显著的影响。 如龟裂链霉菌在高于37˚C培养时，孢子接入 发酵罐后出现糖代谢变慢，氨基氮回升提前， 菌丝过早自溶，效价降低等现象。一般各生 产单位都严格控制孢子子斜面的培养温度。
湿度：制备斜面孢子培养基的湿度对孢子的数量 和质量有较大影响。
虽然种子罐级数随产物的品种及生产规模而定，但 也与所选用工艺条件有关。 如改变种子罐的培养条件，加速了孢子发芽及菌体 的繁殖，也可相应地减少种子罐的级数。
2）各级种子的移种方法
孢子悬浮液一般采用微孔接种法接种，摇瓶菌丝种子 可在火焰保护下接入种子罐。 种子罐与发酵罐间的接种方式主要采用差压法
对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种，可以 用摇瓶液体培养法。孢子接入含液体培养基的摇瓶 中，恒温振荡培养，获得菌丝体，作为种子。 如：用灰色链霉菌生产链霉素
用卡那链霉菌生产卡那霉素
对于不产孢子的细菌，生产上一般采用将试管 斜面菌种接入茄瓶斜面或摇瓶培养 如：谷氨酸棒杆菌生产谷氨酸
4，酶活力 种子液中某种酶的活力，与目的产物的 产量有一定的关联。
如土霉素发酵中，种子液的淀粉酶活力与发酵单位有一定关 系，可通过测定种子液中淀粉酶的活力判断种子质量
二、影响种子质量的因素
（一）影响孢子质量的因素
1、培养基
构成孢子培养基的原材料，其产地、品种、加工方法和用 量都会对孢子的质量造成影响 如： 四环素、土霉素生产中，配制产孢斜面培养基用的 麸皮，因小麦产地、品种、加工方法及用量的不同对孢 子质量均有一定影响。 制备霉菌用的大米，其产地、颗粒大小、均匀程度不 同，孢子质量也不同。
2、培养温度和湿度 温度： 温度对多数品种斜面孢子质量有显著的影响。 如龟裂链霉菌在高于37˚C培养时，孢子接入 发酵罐后出现糖代谢变慢，氨基氮回升提前， 菌丝过早自溶，效价降低等现象。一般各生 产单位都严格控制孢子子斜面的培养温度。
湿度：制备斜面孢子培养基的湿度对孢子的数量 和质量有较大影响。
虽然种子罐级数随产物的品种及生产规模而定，但 也与所选用工艺条件有关。 如改变种子罐的培养条件，加速了孢子发芽及菌体 的繁殖，也可相应地减少种子罐的级数。
2）各级种子的移种方法
孢子悬浮液一般采用微孔接种法接种，摇瓶菌丝种子 可在火焰保护下接入种子罐。 种子罐与发酵罐间的接种方式主要采用差压法
种子的扩大培养名词解释
种子的扩大培养名词解释
农业和科学是紧密联系在一起的，从古至今，改良农作物也一直是提高作物品质和效率的重要方式之一。
改良农作物一般涉及品种改良、育种和种子改良等，其中种子改良是改良农作物的重要方式之一，其中包括种子的扩大培养。
扩大培养，是指将植物原色质组织发育至比原色质组织更大的程度，而发育度由细胞膜和细胞壁及细胞固有的特性决定。
扩大培养的目的是为了将植物的细胞增大，形成更大的种子以提高其生物产量和生物效率。
扩大培养的基本原理是营养物质通过细胞膜被吸收，吸收的营养物质再经过细胞板进行变化，以满足细胞的营养和活动需求。
细胞生长过程中，细胞膜和细胞壁发生变化，使细胞产生更多的蛋白质，细胞分裂更多次，以达到膨大的目的。
扩大培养具有很多优势，它可以有效地提高植物的生长速度，从而改善作物质量；它可以增加植物的适应能力，降低对环境的敏感性；它还可以降低由病原菌引起的病害，抵抗病虫害，提高植物的抗逆性。
扩大培养的实践也要依据植物的特性而定，比如植物体内的营养物质储备差别，植物体内的养分分配，植物发育程度等。
通常在实验中，需要对外部环境因素进行控制，如光照、温度和湿度，确保植物生长条件良好，才能获得理想的种子扩大培养结果。
总之，种子的扩大培养作为改良农作物的重要方式，可以有效地改善作物质量，增加由病原菌引起的病害，抵抗病虫害，提高植物的
抗逆性。
但是，为了获得理想的种子扩大培养结果，需要对外部环境因素进行控制，以确保植物生长条件良好。
第六章种子扩培
原始菌种（出发菌种）
三角瓶培养（摇床）
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） （25°C， 2天） 5~10 L卡氏罐 （15 °C ~20 °C ，3~5天）
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。 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。
出来的生产能力。
感官判断：看颜色、闻气味 理化指标测定： 1、pH值 2、培养基灭菌后的糖、氨基氮 3、菌体形态、浓度 4、产物量 5、残糖浓度 6、酶活力 （如土霉素生产，淀粉酶的活力与发酵单位 有一定的关系）。
六、工业微生物培养的类型
静置培养法：即将培养基盛于发酵容器中，在接种后，不 通 空气进行培养发酵，也称为嫌气性培养。 通气培养法：生产菌种以需氧菌和兼性需氧菌居多，它们生长 的环境必须供给空气，以维持一定的溶解氧水平 ， 使菌体迅速生长和发酵，也称为好气性培养。
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。
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。
温度：影响孢子质量
种子多，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。但种子过多，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。
种子扩大培养 认识种子扩大培养
4 种子扩大培养
4.1 种子扩大培养的目的及要求
种子扩大培养的目的及要求
概述 种子扩大培养：又称种子制备工序，是指将保存在沙土管、冷冻干燥管
中处于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 子罐逐级放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。
种子扩大培养的目的及要求
种子扩大培养的目的及要求
种子必须满足以下条件：
条件一
菌种细胞的生长活 力强，移种至发酵罐后能 迅速生长，缩短迟缓期
条件二
生理状态稳定，以便 获得稳定的菌体生长过程
五个
条件五
无杂菌污染，以保证 整个发酵过程正常进行 Nhomakorabea条件
稳定的生产能力
条件四
保持稳定的生产能力，使最终产
物的生物合成量持续稳定高产
条件三
菌体总量及浓度
种子扩大培养的意义 ① 为发酵生产提供充足的代谢旺盛、生命力强的种子 ② 有效地缩短发酵生产周期
种子扩大培养的目的及要求
目前工业规模的发酵罐容积已达到几十立方米或几百立方米。如按百分之十左 右的种子量计算，就要投入几立方米或几十立方米的种子。因此，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。这种种子接入发酵罐后，将使发酵生产周期缩短，设备利用率提高。
适宜，可以保证在大发 酵罐中有适当的接种量
4.1 种子扩大培养的目的及要求
种子扩大培养的目的及要求
概述 种子扩大培养：又称种子制备工序，是指将保存在沙土管、冷冻干燥管
中处于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 子罐逐级放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。
种子扩大培养的目的及要求
种子扩大培养的目的及要求
种子必须满足以下条件：
条件一
菌种细胞的生长活 力强，移种至发酵罐后能 迅速生长，缩短迟缓期
条件二
生理状态稳定，以便 获得稳定的菌体生长过程
五个
条件五
无杂菌污染，以保证 整个发酵过程正常进行 Nhomakorabea条件
稳定的生产能力
条件四
保持稳定的生产能力，使最终产
物的生物合成量持续稳定高产
条件三
菌体总量及浓度
种子扩大培养的意义 ① 为发酵生产提供充足的代谢旺盛、生命力强的种子 ② 有效地缩短发酵生产周期
种子扩大培养的目的及要求
目前工业规模的发酵罐容积已达到几十立方米或几百立方米。如按百分之十左 右的种子量计算，就要投入几立方米或几十立方米的种子。因此，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。这种种子接入发酵罐后，将使发酵生产周期缩短，设备利用率提高。
适宜，可以保证在大发 酵罐中有适当的接种量
种子的扩大培养
1.实验室种子制备 1）斜面种子培养或扁瓶固体培养基培养
液体试管培养
2）液体培养
三角瓶液体培养
2.生产车间种子制备 1）种子罐级数的确定：不超过四级种子罐 2）接种量的确定：不同微生物发酵的接种 量不同。制霉菌素为0.1~1%,肌苷酸发酵为 1.5~2%,霉菌一般为10%。
接种菌龄：指种子罐内培养的菌体开始移种到下一级种子 罐或发酵罐前的培养时间，选择适当的接种菌龄十分重要， 一般接种菌龄以对数生长中后期为宜。 双种法：以2个种子罐的种子接入1个发酵罐的接种方法。 倒种法：以适宜的发酵液倒出一部分对另一发酵罐作为种 子的接种方法。 混种法：以种子罐和发酵液混合作为发酵罐种子的接种方 法。 种醪：接入种子罐中的种子经培养后所得的含有一定菌体 浓度的种子液。 专性好氧菌： 转性厌氧菌： 兼性好氧菌或兼性厌氧菌：
一、种子制备工艺及生产操作过 程
扁瓶固体培养基 培养
种子
斜面种子培养
液体种子培养
一级种子罐培养
发酵罐培养
二级种子罐培养
种子具备的条件： 1 ）细胞生长活力强，转种至发酵罐后能迅速生 长，延迟期短。 2 ）生理状态稳定。 3 ）菌体总量及浓度能保证大容量发酵罐的要求。 4 ）无杂菌污染，保证纯种发酵。 5 ）保持稳定的生产能力。
种子及发酵：孢子（或菌丝）接入到体积较小的种 子罐中，经培养后形成大量菌丝，这样的种子成 为一级种子。 接种：将无菌状态分离的菌落或斜面孢子，或是试 管、三角瓶、发酵罐内的菌体接入其他的培养容 器内灭过菌的培养基中的操作过程。 接种量：指移种的种子液体积和培养液体积比值。 接种量的大小由发酵罐内菌体的生长繁殖速度决 定。
发酵工程第五章 种子扩大培养
2. 一级种子（摇瓶）
培养基：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%
１、实验室种子制备
• 放线菌、霉菌、芽孢杆菌、孢子制备采用 何种培养方法？ 固体培养 • 不产孢子、产孢子弱的细菌菌体制备采用 何种方法？ 液体培养
例子
卡氏罐：制备酵母种子
２、生产车间种子制备
• 实验室制备孢子或摇瓶培养细胞种子经种 子罐扩大培养，满足种子罐需要。 • 种子罐种子培养
• • • • 一级种子→二级发酵 二级种子→三级发酵 三级种子→四级发酵 种子罐的级数主要决定于菌种的性质和菌体生 长速度及发酵设备的合理应用。在满足种子罐 需要前提下，种子级数越低越好。
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
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
• 确保无染菌 染菌检测有那些方法？
显微镜检查法 肉汤培养法
平板（双碟）培养法
种子液进行生化分析
三、种子异常的分析
• ⑴菌种生长发育缓慢或过快：菌种老化、 培养基不合适、接种量少、染菌易过慢； 培养基含氮量高，接种量过大，菌体生长 快。 • ⑵菌丝结团：搅拌效果不佳、染菌、接种 量少 • ⑶菌丝粘壁：搅拌效果不佳
种子的扩大培养
种子异常分析
1、菌种生长速度过慢 2、菌丝结团 3、菌丝粘壁
第三节
种子制备过程的技术概要
种子制备的过程大致可分为：
实验室种子制备阶段
生产车间种子制备阶段
一、实验室种子的制备
实验室种子的制备一般采用两种方式
对于产孢子能力强的及孢子发芽、生长繁
殖快的菌种可以采用固体培养基培养孢子， 孢子可直接作为种子罐的种子，这样操作 简便，不易污染杂菌。 对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种， 可以用液体培养法。
搅拌转速340r／min； 250L种子罐1:0.3
搅拌转速300r／ min
500L种子罐1:0.25 搅拌转速230r／ min
(3)二级种子的质量要求 种龄 7~8h pH 7.2左右 OD值 净增0.5左右 无菌检查 (-) 噬菌体检查(-)
二、啤酒酵母的扩大培养
一般可采用三级扩大培养，扩大倍数：第1级 到第2级为8-10倍，第2级到第3级为4-6倍。 1，实验室扩大培养
(2) 培养条件 用1000mL三角瓶装入培养基 200mI，灭菌后置于冲程7．6cm、频率96次 ／min的往复式摇床上振荡培养12h，培养温 度33~34℃ (3) 一级种子质量要求 种龄：12h pH值：6.4± 0.1 光密度：净增OD值0.5以上 残糖：0.5％以下 无菌检查：(-) 噬菌体检查： (-) 镜检：菌体生长均匀、粗壮，排列整齐 革兰氏阳性反应。
水质的影响：地区不同、季节变化 和水源污染，均可造成水质波动， 影响种子质量。 菌种在固体培养基上可呈现多种不 同代谢类型的菌落，氮源品种越多， 出现的菌落类型也越多，不利于生 产的稳定。
措施
培养基所用原料要经过发酵试验合格才可