發(fā)酵工程第五章發(fā)酵工業(yè)種子制備

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1、發(fā)酵工程FermentationEngineering精品課程第五章發(fā)酵工業(yè)的種子制備本章內(nèi)容：種子制備原理與技術(shù)影響種子質(zhì)量的因素種子質(zhì)量的控制措施種子制備的放大原理與技術(shù)種子制備原理與技術(shù)優(yōu)良種子應(yīng)具備的條件生長活力強，延遲期短；生理狀態(tài)穩(wěn)定；濃度及總量能滿足發(fā)酵罐接種量的要求；無雜菌污染，保證純種發(fā)酵；適應(yīng)性強，生產(chǎn)能力穩(wěn)定種子罐級數(shù)的確定種子擴大的級數(shù)：制備種子需逐級擴大培養(yǎng)的次數(shù)級數(shù)愈少，愈利于簡化工藝及控制，并可減少種子罐污染雜菌的機會，減少消毒及值班工作量，減少因種子罐生長異常而造成的發(fā)酵波動。確定方法菌種的性質(zhì)(如菌種傳代后的穩(wěn)定性)瓶中的孢子數(shù)，孢子發(fā)芽及菌絲繁

2、殖速度發(fā)酵罐中種子培養(yǎng)液的最低接種量種子罐與發(fā)酵罐的容積比生產(chǎn)規(guī)模隨工藝條件的改變作適當?shù)恼{(diào)整種子質(zhì)量的判斷方法通常檢測的培養(yǎng)液中參數(shù)pH是否在種子要求的范圍之內(nèi)糖、氨基氮、磷酸鹽的含量菌絲形態(tài)、菌絲濃度和培養(yǎng)液外觀有無雜菌污染其他參數(shù)，如接種前酶活、種子罐的溶氧和尾氣等種子制備步驟：斜面培養(yǎng)基中活化；扁瓶固體培養(yǎng)基或搖瓶培養(yǎng)基中擴大培養(yǎng)，完成實驗室種子制備一級種子罐，制備生產(chǎn)用種子；視情況確定擴大級數(shù)，完成生產(chǎn)車間種子制備；種子轉(zhuǎn)種至發(fā)酵罐種子制備過程實驗室種子制備階段：瓊脂斜面至固體培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)（如茄子瓶斜面培養(yǎng)等或液體搖瓶培養(yǎng)生產(chǎn)車間種子制備階段：種子罐擴大培養(yǎng)實驗室種子

3、制備無菌方式接保藏的菌種至斜面培養(yǎng)基上，成熟后挑選正常菌落至試管斜面和搖瓶。菌種產(chǎn)孢子能力強及孢子發(fā)芽、生長繁殖迅速，可用固體培養(yǎng)基培養(yǎng)孢子菌種產(chǎn)孢子能力不強或孢子發(fā)芽慢，可用搖瓶液體培養(yǎng)法不產(chǎn)孢子的菌種，保藏基礎(chǔ)上，在一定溫度下活化即可種子擴大培養(yǎng)階段液體培養(yǎng)法：液體試管、三角瓶搖床振蕩或回旋式培養(yǎng)。表面培養(yǎng)法：茄子瓶、克氏瓶或瓷盤培養(yǎng)。固體培養(yǎng)法：三角瓶、蘑菇瓶、克氏瓶、培養(yǎng)皿等麩皮培養(yǎng)。生產(chǎn)車間種子制備實驗室制備的孢子斜面或搖瓶種子移接到種子罐進行擴大培養(yǎng)種子罐培養(yǎng)一獲得足夠的菌種數(shù)量，二　種子罐的培養(yǎng)基接近發(fā)酵罐培養(yǎng)的醪液成分和培養(yǎng)條件，使菌體適應(yīng)發(fā)酵環(huán)境種子罐級數(shù)越少，

4、越有利于簡化工藝和控制，并減少由于多次轉(zhuǎn)種而帶來的染菌機會以及減少因種子罐生長異常而造成的發(fā)酵波動但考慮能否在一定時間內(nèi)獲得優(yōu)質(zhì)、足量的種子以滿足發(fā)酵的需求種齡與接種量接種齡種子罐中培養(yǎng)的菌體從開始移入下一級種子罐或發(fā)酵罐時的培養(yǎng)時間種子培養(yǎng)期應(yīng)取菌種的對數(shù)生長期為宜，菌種過嫩或過老，不但延長發(fā)酵周期，而且會降低產(chǎn)量。大量地接入培養(yǎng)成熟的菌種的優(yōu)點：縮短生長過程的延緩期，因而縮短了發(fā)酵周期，提高了設(shè)備利用率節(jié)約發(fā)酵培養(yǎng)的動力消耗有利于減少染菌機會放射形土壤桿菌多糖（ARPS）發(fā)酵過程中不同的接種齡對多糖產(chǎn)量的影響接種種齡和接種量接種量：移入的種子液體積和接種后培養(yǎng)液體的體積的比例

5、接種量過多，菌絲生長過快、溶氧不足，衰老細胞增加等，發(fā)酵后勁不足種量過少延長發(fā)酵周期，形成異常形態(tài)，而且易造成染菌。以生產(chǎn)菌種在發(fā)酵罐中的繁殖速度為依據(jù)接種量的大小直接影響發(fā)酵周期。在放射形土壤桿菌多糖（ARPS）發(fā)酵過程中不同的接種量對多糖產(chǎn)量的影響影響種子質(zhì)量的因素原材料質(zhì)量培養(yǎng)溫度濕度通氣與攪拌斜面冷藏時間培養(yǎng)基pH原材料質(zhì)量原材料質(zhì)量波動引起種子質(zhì)量不穩(wěn)定原材料質(zhì)量波動的主要原因：無機離子含量不同（微量元素Mg2+、Cu2+、Ba2+能刺激孢子的形成，磷含量太多或太少也會影響孢子的質(zhì)量）。培養(yǎng)溫度溫度過低，菌種生長發(fā)育緩慢溫度過高會使菌絲過早自溶在制備土霉素生產(chǎn)種子過程中

6、，高于37℃培養(yǎng)時，孢子接入發(fā)酵罐后表現(xiàn)出糖代謝變慢，氨基氮回升提前，菌絲過早自溶，效價降低等現(xiàn)象。濕度濕度低，孢子生長快；濕度大，孢子生長慢制備土霉素生產(chǎn)菌種龜裂鏈霉菌孢子時發(fā)現(xiàn)，在含有少量水分的試管斜面培養(yǎng)基下部孢子長得較好，而斜面上部由于水分迅速蒸發(fā)呈干癟狀，孢子稀少通氣與攪拌足夠的通氣量，以保證菌種代謝正常，提高種子的質(zhì)量攪拌可提高通氣效果，促進生長繁殖，過度攪拌導致培養(yǎng)液大量涌泡，液膜表面的酶易氧化變性，泡沫過多增加染菌機會，增加能耗。絲狀微生物不宜劇烈攪拌。斜面冷藏時間對孢子的生產(chǎn)能力有較大影響冷藏時間越長，生產(chǎn)能力下降越多鏈霉素生產(chǎn)中，斜面孢子在6℃冷藏兩個月后的發(fā)

7、酵單位比冷藏一個月的降低18％，比冷藏3個月的降低35％。培養(yǎng)基培養(yǎng)種子的目的：擴大培養(yǎng)，增加細胞數(shù)量；同時也必須培養(yǎng)出強壯、健康、活性高的細胞。為了使細胞迅速進行分裂或菌絲快速生長。有較完全和豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，糖分少，需充足氮源和生長因子，無機氮源比例大；各種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度不必太高；供孢子用的種子培養(yǎng)基，可添加易被吸收利用的碳源和氮源；應(yīng)考慮與發(fā)酵培養(yǎng)基的主要成分相近。種子培養(yǎng)基特點pH選擇最適種子培養(yǎng)pH的原則是獲得最大比生長速率和適當?shù)木颗囵B(yǎng)最后一級種子的培養(yǎng)基的pH應(yīng)接近