第五章灭菌工程及空气净化第六章种子扩大培养.pptx
4）Z 值
—— 在加热致死时间曲线中，加热时间缩短90%所需 升高的温度，即为Z值。
加 热 100 时 间 （
10
Z = 15 Z
min)
100
115 加热温度 （℃）
加热致死时间曲线
2、微生物的热死规律——对数残留定律
◇ 微生物的热死是指微生物的受热失活，但物理性质不变。 ◇ 微生物虽然是一复杂的高分子体系，但受热死亡是由于 蛋白质变性所致。 ◇ 在一定温度下，微生物热死遵循分子反应速度理论。
separated, or dissociated, into electrically charged particles, or ions, even when there is no current flowing through the solution. In
10
D = 10 min D
0 10 20 30 40 50 60
残存活细胞曲线
加热时间 (min)
例：
含有某种细菌的悬液，含菌数为105/ml,在100℃（212°F）的 水浴温度中，活菌数降低到104/ml时所需的时间为10min,则该 菌的D值即为10min。
D100 = 10min 如果加热的温度为121℃，则常写成Dr
2）从底部通入蒸汽
3）排冷气
4）升压 打开各个需灭菌的管路、放气阀等（如 接 种管、0～60min 6) 降温 关闭各放气阀，切断汽源，慢慢放气；
或自然冷却，或泵循环水加速冷却
Notes: a）确保无死角产生 b）也可采用甲醛蒸煮或熏蒸的方法 c）勿激碎视镜
若开始灭菌（ = 0）时，培养基中活的微生物数为N0
- dN/d = N
积分
lnN/N0 = - or
2.303logN0/N =
= 2.303 logN0/N /
= 2.303 lgN0/N /
可见灭菌时间取决于污染程度(N0)、灭菌程度 （残留菌数N）和值
◆ 在培养基中有各种各样的微生物，不可能逐一加以考虑。 一般只考虑芽孢细菌和细菌的芽孢数之和作为计算依据。
第五章 灭菌工程及空气净化
第一节 灭菌工程
一、空罐灭菌
1、目的：
1）消除罐内死角，确保下一批发酵的成功 2）杀灭与罐直接相通的各管路、阀门的微生物 3）杀灭上批发酵的活的微生物，减轻环境污染
2、步骤： （热蒸汽法）
1）先彻底清洗 作用：a）有利于消除死角 b）免于料受热（尤其是干热的部位）干 焦于罐体、管或阀门
◆ 灭菌程度，即残留菌数，如果要求完全彻底灭菌，即N = 0，则 为∞，上式无意义，事实上也不可能。
一般取N = 0.001，即1000次灭菌中有1 次失败。
例：
有一发酵罐内装40m3培养基，在121℃温度下进行实罐灭 菌。原污染程度为每ml有2×105个耐热细菌芽孢， 121℃时灭 菌速度常数为1.8min－1。求灭菌失败几率为0.001时所需的灭 菌时间。
4、培养基灭菌温度的选择
◆ 培养基灭菌过程中，除微生物被杀死外，还伴随着培养基 成分被破坏，在加热下氨基酸、维生素等受破坏。 ◆ 培养基灭菌时，必须选择既能达到灭菌目的，又能使培养 基成分破坏减至最少的条件。
◆ 灭菌过程微生物死亡属于一级反应动力学类型（从对数残 留定律表达式可知）。 ◆ 在其它条件不变时，比死亡速率与温度的关系可用阿仑尼 乌斯方程式表示。
Svante August Arrhenius
was a Swedish physical chemist best known for his theory that electrolytes, certain
substances that dissolve in water to yield a solution that conducts electricity, are
某些微生物对湿热的相对热阻（与大肠杆菌比较）
微生物 细菌和酵母的营养细胞 细菌芽孢 霉菌孢子 病毒及噬菌体
相对热阻 1
3×106 2-10 1-5
下面介绍与热阻相关的几个概念
1）致死温度（Death temperature）
——杀死微生物的极限温度称为致死温度。
2）热力致死时间 (Thermal Death Time; TDT)
二、培养基灭菌的有关理论
一）加热灭菌原理
1、微生物的热阻
每一种微生物都有一定的生长温度范围；
当微生物处在最低生长温度以下，代谢作用几乎停止，而 处于休眠状态；当温度超过最高限度时，细胞中原生质体和 酶的基本成分就发生不可逆的变性，使微生物死亡。
不同种类微生物对热的抵抗力不同。
微生物对热的抵抗力称为热阻（heat resistance）。
对数残留定律的概念：
—— 对微生物进行湿热灭菌时，培养基中的微生物受热死 亡的速率与残存的微生物数量成正比，这就是对数残留定 律。
数学表达式：
- dN/d = N
N —— 培养基中活的微生物个数； —— 时间（s）; —— 比死亡速率（s-1） (死亡速率常数) dN/d —— 微生物的瞬间变化率，即死亡速率
—— 在特定条件、特定温度下，杀死某种微生物 所需的最短时间。
e.g 伤寒杆菌58℃ 30min 变形杆菌55℃ 60min
3）D值
------利用一定温度进行加热, 90%的活菌被杀死时所 需的时间(min)即为D值。又称1/10衰减时间。
残 存 106 活 105 细 104 胞 103 数 102
◆ 相同温度下，值越小，则此微生物越耐热。 在121℃，细菌芽孢的值约为1min-1,而营养细胞的值
为10-1010min-1。
121℃某些细菌芽孢的值
细菌芽孢名称
枯草芽孢杆菌FS5230 硬脂嗜热芽孢杆菌FS1518 硬脂嗜热芽孢杆菌FS617 产气梭状芽孢杆菌PA3679
值 min-1
3.8-2.6 0.77 2.9 1.8
解：
N0 = 40×106 × 2×105 = 8 ×1012 (个)
N = 0.001;
= 1.8 (min－1)
=
2.303
lg
N0 N
= 2.303 lg (8×1015) = 20.34 (min) 1.8
3、死亡速率常数 （比死亡速率）
◆ 死亡速率 常数 是微生物耐热性的一种特征，它随 微生物种类和灭菌温度而异。
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发酵工程第五章 种子扩大培养
• ④酶活力高。（因为菌丝体密度大） • ⑤对于固体培养，通常用于固体发酵，由于产物 浓度大，易于分离，可以有效的降低产品分离成 本。
• 缺点：
• （1）生产劳动强度较大，占地面积大，不宜自 动化生产。 • （2）容易污染其他霉菌。 • （2）周期长。 • （3）培养过程中环境条件控制较难。
2、液体培养 • 培养基配制成液体，接种培养。
第五节 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
→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%， 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
• 种子移种方法 孢子悬浮液采用微孔接种法；摇瓶菌丝 体种子可在火焰接种或差压法；种子罐之 间或发酵罐间接种采用差压法
第四节 影响种子质量的因素
一、种子质量标准
发酵工业生产上常用的种子质量标准，大致有 如下几个方面：
• • • • •
细胞或菌体 生化指标 产物生成量 酶活力 此外，种子应确保无任何杂菌污染
二、影响种子质量的因素
（一）影响孢子质量的因素
（二）影响种子质量的因素
（一）影响孢子质量的因素 培养基
培养条件
培养时间和冷藏时间 种龄 接种量
（二）影响种子质量的因素 培养基
培养条件
种龄 接种量
• 种龄：种龄(seed age)指种子罐中培养的种子开始 移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。 • 适宜时间：以菌体处于生命力极为旺盛的对数 生长期，且培养液中菌体量还未达到最高峰时， 较为适宜。 • 接种量：接种量(seed volume)是指移入的种子的 体积和接种后培养液的体积比。 • 接种量的大小决定于生产菌种在发酵罐中的繁 殖速度。
菌种与种子扩大培养PPT教案
自发突变
传代增殖
➢ 防止衰纯种菌退的方法：合理不培纯养菌种条件，减少传代次数
➢ 复壮：分离单细胞，抗性筛选突，变个苛体刻条件
原始个体
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工业微生物菌种保藏技术
(1) 低温冷冻保藏； (2) 转接培养或斜面传代保藏； (3) 矿物油保藏； (4) 土壤或陶瓷珠等载体干燥保藏。 保藏原则：选择优良纯种、创造休眠环境 保藏要求：保持菌种优良特性，经济方便
1．离心收获对数生长中期至后期的微生物细胞 2．用新鲜培养基重新悬浮所收获的细胞； 3．加入等体积的20％甘油或10％二甲亚砜； 4．混匀后分装入冷冻指管或安瓿中，于-70℃超低温冰箱中保藏。
超低温冰箱的冷冻速度一般控制在1-2℃／min。一些细菌和
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冻干保藏：是通过在减压条件下使冻结的细胞悬液中的水分升华， 特点： ➢ 冻干状态下一般可保藏10年不丧失活力 ➢ 冻干后的菌株可常温保存，便于运输 ➢ 必须使用冷冻保护剂，常用脱脂乳、蔗糖等
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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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，保持稳定的生产能力 活力强，移种至发酵后，能够迅速生长 无杂菌污染
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二，种子制备的过程：
石蜡油封藏法* 沙土保藏法
低温 低温 低温、缺氧 干燥、无营养
各大类 细菌、酵母菌
各大类** 产孢子微生物
3~6月 6~12月 1~2年 1~10年
简便 简便 简便 简便
冷冻干燥法
干燥、无氧、低 温、有保护剂
各大类
5~15年 以上
种子的扩大培养
放线菌的孢子培养一般采用琼脂斜面培养基，培养基中含有一些适合产孢子 的营养成分，如麸皮、豌豆浸汁、蛋白胨和一些无机盐等。
菌种进入种子罐有两种方法 一种为孢子进罐法 一种方法为摇瓶菌丝进罐法
○ 放线菌发酵生产的工艺过程
霉菌孢子的制备
霉菌的孢子培养，一般以大米、小米、 玉米、麸皮、麦粒等天然农产品为培养 基。这是由于这些农产品中的营养成分 较适合霉菌的孢子繁殖，而且这类培养 基的表面积较大，可获得大量的孢子。
种子罐培养：
获得足够的菌种数量； 种子罐的培养基接近发酵罐培养的醪液成
分和培养条件，使菌体适应发酵环境。
种子罐级数 的确定
种子扩大的级数： 制备种子需逐级扩 大培养的次数
种子罐级数越少，越有利于简化工艺 和控制，并减少由于多次转种而带来 的染菌机会以及减少因种子罐生长异 常而造成的发酵波动
3、接种量和种龄的影响
接种量大小最终以实践定。
移入种子的体积
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观 点。您的内容已经简明扼要，字字珠玑，但信息却千丝万缕、错综复杂，需要用更多的文字来表 述；但请您尽可能提炼思想的精髓，否则容易造成观者的阅读压力，适得其反。正如我们都希望 改变世界，希望给别人带去光明，但更多时候我们只需要播下一颗种子，自然有微风吹拂，雨露 滋养。恰如其分地表达观点，往往事半功倍。当您的内容到达这个限度时，或许已经不纯粹作用 于演示，极大可能运用于阅读领域；无论是传播观点、知识分享还是汇报工作，内容的详尽固然 重要，但请一定注意信息框架的清晰，这样才能使内容层次分明，页面简洁易读。如果您的内容 确实非常重要又难以精简，也请使用分段处理，对内容进行简单的梳理和提炼，这样会使逻辑框 架相对清晰。
菌种进入种子罐有两种方法 一种为孢子进罐法 一种方法为摇瓶菌丝进罐法
○ 放线菌发酵生产的工艺过程
霉菌孢子的制备
霉菌的孢子培养，一般以大米、小米、 玉米、麸皮、麦粒等天然农产品为培养 基。这是由于这些农产品中的营养成分 较适合霉菌的孢子繁殖，而且这类培养 基的表面积较大，可获得大量的孢子。
种子罐培养：
获得足够的菌种数量； 种子罐的培养基接近发酵罐培养的醪液成
分和培养条件，使菌体适应发酵环境。
种子罐级数 的确定
种子扩大的级数： 制备种子需逐级扩 大培养的次数
种子罐级数越少，越有利于简化工艺 和控制，并减少由于多次转种而带来 的染菌机会以及减少因种子罐生长异 常而造成的发酵波动
3、接种量和种龄的影响
接种量大小最终以实践定。
移入种子的体积
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观 点。您的内容已经简明扼要，字字珠玑，但信息却千丝万缕、错综复杂，需要用更多的文字来表 述；但请您尽可能提炼思想的精髓，否则容易造成观者的阅读压力，适得其反。正如我们都希望 改变世界，希望给别人带去光明，但更多时候我们只需要播下一颗种子，自然有微风吹拂，雨露 滋养。恰如其分地表达观点，往往事半功倍。当您的内容到达这个限度时，或许已经不纯粹作用 于演示，极大可能运用于阅读领域；无论是传播观点、知识分享还是汇报工作，内容的详尽固然 重要，但请一定注意信息框架的清晰，这样才能使内容层次分明，页面简洁易读。如果您的内容 确实非常重要又难以精简，也请使用分段处理，对内容进行简单的梳理和提炼，这样会使逻辑框 架相对清晰。
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
种子扩大培养.ppt
C 种子质量的判断
由于菌种在种子罐中的培养时间较短，可供分析 的参数较少，使种子的内在质量难以控制，为了保证 各级种子移种前的质量，除了保证规定的培养条件外， 在过程中还要定期取样测定一些参数以观察基质的代 谢变化及菌丝形态是否正常。在生产中通常测定的参 数为
1）pH；
2）培养基灭菌后磷、糖、氨基氮的含量；
8.l.2 生产车间种子制备
实验室制备的孢子或摇瓶菌丝体种子移种至 种子罐扩大培养，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，使菌丝体在培养 液中均匀分布，获得相同的培养条件。孢子悬 浮液一般采用微孔接种法接种，摇瓶菌丝体种 子可在火焰保护下接入种子罐或采用压差法接 入。种子罐之间或发酵罐间的移种方式，主要 采用差压法，由种子接种管道进行移种，移种 过程中要防止接受罐表压降至零，否则会引起 染菌。
B 培养条件
（l）温度 温度对多数品种斜面孢子质量有显著的影 响。温度高，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斜面的培养温度。
（2）湿度 制备斜面孢子培养基的湿度对孢子的数量 和质量有较大的影响。
（3）通气量 在种子罐中培养的种子除保证供给易被 利用的培养基外，有足够的通气量可以提高种子质量。
B 接种龄与接种量
（l）接种 接种龄是指种子罐中培养 的菌丝体开始移入下一级种子罐或发 酵罐时的培养时间。选择适当的接种 龄显得十分重要。通常，接种龄以菌 丝处于生命力极为旺盛的对数生长期， 且培养液中菌体量还未达到最高峰时， 较为合适。
过于年轻的种子接入发酵罐后， 往往会出现前期生长缓慢、整个发酵 周期延长、产物开始形成的时间推迟， 甚至会因菌丝量过少而在发酵罐内结 球，造成异常发酵的惜况。过老的种 子会引起生产能力下降而菌丝过早自 溶。
《菌种扩大培养》课件
重要性
菌种扩大培养是微生物实验和工业生 产中的重要环节，它能够提供足够数 量的微生物用于实验或生产，是实现 微生物利用的关键步骤。
菌种扩大培养的基本原理
生长曲线
菌种扩大培养需遵循微生物的生长曲线，即适应期、对数生长期和稳定期。在适应期，微 生物需要适应新的环境；在对数生长期，微生物快速分裂繁殖；在稳定期，微生物繁殖速 度减缓，细胞开始出现分化。
菌种活性检测
定期检测菌种的活性，确保菌种在 培养过程中保持较高的活性。
03
菌种扩大培养的技术与设备
微生物培养技术
微生物培养基
选择适宜的培养基成分，如碳源、氮 源、无机盐等，以支持微生物的生长 和繁殖。
无菌技术
培养条件控制
根据微生物的特性，控制培养温度、 湿度、pH值等条件，以获得最佳生长 效果。
工业生产
在工业生产中，菌种扩大 培养可用于发酵、酶工程 、生物制药等领域，提供 足够数量的目的产物。
农业生产
在农业生产中，菌种扩大 培养可用于菌肥、生物农 药等的生产，提高农作物 的产量和品质。
02
菌种扩大培养的步骤
菌种选择与纯化
菌种选择
选择适合工业化生产的菌种，考 虑其生长速度快、产率高、对环 境的适应性等。
新型发酵技术如连续发酵、分批补料发酵等能够提高菌种的发酵效率和产物得率 ，降低能耗和资源消耗。
新型发酵技术还有助于解决传统发酵工艺中存在的瓶颈问题，如高细胞密度培养 和产物抑制等，为菌种扩大培养提供新的解决方案。
智能化、自动化技术的进一步发展
智能化、自动化技术能够实现菌种扩大培养过程的实时监测 、控制和优化，提高培养过程的稳定性和可重复性。
《菌种扩大培养》PPT课件
目录 Contents
菌种扩大培养是微生物实验和工业生 产中的重要环节，它能够提供足够数 量的微生物用于实验或生产，是实现 微生物利用的关键步骤。
菌种扩大培养的基本原理
生长曲线
菌种扩大培养需遵循微生物的生长曲线，即适应期、对数生长期和稳定期。在适应期，微 生物需要适应新的环境；在对数生长期，微生物快速分裂繁殖；在稳定期，微生物繁殖速 度减缓，细胞开始出现分化。
菌种活性检测
定期检测菌种的活性，确保菌种在 培养过程中保持较高的活性。
03
菌种扩大培养的技术与设备
微生物培养技术
微生物培养基
选择适宜的培养基成分，如碳源、氮 源、无机盐等，以支持微生物的生长 和繁殖。
无菌技术
培养条件控制
根据微生物的特性，控制培养温度、 湿度、pH值等条件，以获得最佳生长 效果。
工业生产
在工业生产中，菌种扩大 培养可用于发酵、酶工程 、生物制药等领域，提供 足够数量的目的产物。
农业生产
在农业生产中，菌种扩大 培养可用于菌肥、生物农 药等的生产，提高农作物 的产量和品质。
02
菌种扩大培养的步骤
菌种选择与纯化
菌种选择
选择适合工业化生产的菌种，考 虑其生长速度快、产率高、对环 境的适应性等。
新型发酵技术如连续发酵、分批补料发酵等能够提高菌种的发酵效率和产物得率 ，降低能耗和资源消耗。
新型发酵技术还有助于解决传统发酵工艺中存在的瓶颈问题，如高细胞密度培养 和产物抑制等，为菌种扩大培养提供新的解决方案。
智能化、自动化技术的进一步发展
智能化、自动化技术能够实现菌种扩大培养过程的实时监测 、控制和优化，提高培养过程的稳定性和可重复性。
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目录 Contents
6.种子的扩大培养
生产车间种子制备阶段：
种子培养在种子罐里面进行，一般在工程归为发酵车间管理， 因此形象地称这些培养过程为生产车间种子制备阶段。
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： 对于不产孢子和芽胞的微生物 ——获得一定数量和室阶段的种子 扩大培养最终是获得一定数量和质量的菌体，如谷氨酸 的种子培养。
生产过程中经常出现种子质量不稳定的现象，其主要原因是原材 料质量波动。 原材料质量的波动，起主要作用的是其中无机离子含量不同，如 微量元素Mg2+ 、Cu2+ 、Ba2+能刺激孢子的形成。磷含量太多或 太少也会影响孢子的质量。 以培养菌体为目的，种子罐与发酵罐培养基成分一致较好。 主要是碳源、氮源、无机盐、生长素和水等。 选用原则：组分简单，来源丰富，价格便宜，取材方便等。
不同接种量影响菌体的生长和发酵
发酵前期发酵液作为种子，发酵指数明显提高, 发酵后期菌体自溶明显，影响提炼收率.
20%种子罐＋10%发酵罐前期发酵液效果最好
本章小节：
了解种子扩培的工艺过程及其中的基本概念
理解种子扩培的目的和要求
掌握控制种子质量的基本方法和手段
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
例：柠檬酸发酵
以蔗糖为原料
成分 麦芽汁 蔗糖 NH4NO3 K2HPO4 MgSO4.H2O KCl 琼脂
斜面 麦汁
种子罐
发酵
2.5-5% 0.225% 0.03% 0.025%
20% 0.11% 0.025% 0.015%
8.生产发酵罐的无菌接种
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。
工业微生物种子的扩大培养 教学PPT课件
● 固体培养基培养孢子 ● 液体培养法
2）生产车间种子制备
⑴ 种子罐级数的确定
种子扩大的级数：制备种子需逐级扩大培养的次数
级数愈少，愈利于简化工艺及控制，并可减少种子罐污染杂菌的机会， 减少消毒及值班工作量，减少因种子罐生长异常而造成的发酵波动。
种子质量的判断方法
❖通常检测的培养液中参数
➢ 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 ➢ 有无杂菌污染
●种子液生化分析项目主要有：营养基质的消 ●耗速度、pH变化、溶氧变化、色泽和气味等
2.影响种子质量的因素
接种量
染菌控制
影响种子质量 的因素
种龄
培养基 培养条件
培养基：
主要是碳源、氮源、无机盐、生长素和水等。
糖份少而氮源多些(菌体增殖为主要目的) 。
与发酵培养基的主要成分相近
*培养温度和湿度：
● 菌体总量适宜 ● 种子生命力旺盛，能缩短延长期，生产性能及生理状态稳定 ● 无杂菌和噬菌体的污染
2.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
2.种子制备的过程
●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
1）实验室种子的制备
● 一般采用两种方式
温度过低，菌种生长发育缓慢 ❖ 温度过高会使菌丝过早自溶 湿度低，孢子生长快； ❖ 湿度大，孢子生长慢
pH：
选择最适种子培养pH的原则是获得最大比生长速率和适 当的菌量
❖ 培养最后一级种子的培养基的pH应接近于发酵培养基的 pH，以便种子能尽快适应新的环境
通风和搅拌：
溶解氧的作用：参与菌体呼吸作用
2）生产车间种子制备
⑴ 种子罐级数的确定
种子扩大的级数：制备种子需逐级扩大培养的次数
级数愈少，愈利于简化工艺及控制，并可减少种子罐污染杂菌的机会， 减少消毒及值班工作量，减少因种子罐生长异常而造成的发酵波动。
种子质量的判断方法
❖通常检测的培养液中参数
➢ 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 ➢ 有无杂菌污染
●种子液生化分析项目主要有：营养基质的消 ●耗速度、pH变化、溶氧变化、色泽和气味等
2.影响种子质量的因素
接种量
染菌控制
影响种子质量 的因素
种龄
培养基 培养条件
培养基：
主要是碳源、氮源、无机盐、生长素和水等。
糖份少而氮源多些(菌体增殖为主要目的) 。
与发酵培养基的主要成分相近
*培养温度和湿度：
● 菌体总量适宜 ● 种子生命力旺盛，能缩短延长期，生产性能及生理状态稳定 ● 无杂菌和噬菌体的污染
2.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
2.种子制备的过程
●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
1）实验室种子的制备
● 一般采用两种方式
温度过低，菌种生长发育缓慢 ❖ 温度过高会使菌丝过早自溶 湿度低，孢子生长快； ❖ 湿度大，孢子生长慢
pH：
选择最适种子培养pH的原则是获得最大比生长速率和适 当的菌量
❖ 培养最后一级种子的培养基的pH应接近于发酵培养基的 pH，以便种子能尽快适应新的环境
通风和搅拌：
溶解氧的作用：参与菌体呼吸作用
育种子的扩大培养资料
2 培养条件
（l）温度 温度对多数品种斜面孢子质量有显著的 影响。温度高，菌丝过早自溶，效价降低等现象。严 格控制。
（2）湿度 影响斜面孢子培养基上孢子的数量和质 量。
（3）通气量 足够的通气量可以提高种子质量。
3 斜面冷藏时间
• 斜面冷藏对孢子质量的影响与孢子成熟程 度有关。
• 冷藏时间对孢子的生产能力也有影响。冷 藏时间宜短不宜长。
3）细菌培养物的制备
a)细菌的斜面培养基：多采用碳源限量而氮源丰富 的配方，牛肉膏、蛋白胨常用作有机氮源。
b)培养温度：大多数为37℃，少数为28℃， c)细菌菌体培养时间一般为1～2天，产芽孢的细菌
需培养5～10天。
（三）生产车间阶段 1、培养物的选择原则
以抗生素为例，
主产菌：放线菌、 若干真菌、细菌
1)放线菌孢子的制备
2)霉菌孢子的制备 3)细菌培养物的制备
分别讲
1）放线菌孢子的制备
a) 一般采用琼脂斜面培养基，培养基中含有一些适 合产孢子的营养成分，如麸皮、豌豆浸汁、蛋白 胨和一些无机盐等。
b) 碳源和氮源不要太丰富（碳源约为1％，氮源不超 过0.5％），干燥和限制营养可直接或间接诱导孢 子形成。
通常，接种龄以菌丝处于对数生长期，且培养液中 菌体量还未达到最高峰时，较为合适。但是最终由 实验结果定。
种龄短：菌体太少，产物形成时间延迟 种龄长：生产能力下降，易老化。
6、种子质量的判断： 量：要求达到一定的浓度 质: 形态 （生长处于某个阶段、均匀等等） 理化指标：C、N、P的含量，pH、酶活等 无污染
一、 种子扩大培养的目的与要求
（一）种子扩大培养的概念: 是指将处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面 活化后，再经过摇瓶或扁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。
菌种与种子扩大培养39页PPT
菌种与种子扩大培养
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
39
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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露
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无
游
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天
高
风
景ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
澈
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7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
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吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
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9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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倚
南
窗
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傲
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易
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子