生产菌种的生产PPT学习教案

1、会计学1 生产菌种的生产生产菌种的生产 种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处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摇瓶及种子罐逐级扩大培养, ,最终获得一定数量和质量的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。纯种过程。这些纯种培养物称为种子。 种子扩大培养的概念种子扩大培养的概念: : 第1页/共48页 种子扩培的目的：种子扩培的目的： q 接种量的需要接种量的需要 q 菌种的驯化菌种的驯化 q 缩短发酵时间、保证生产水平缩短发酵

2、时间、保证生产水平 种子的要求：种子的要求： q 总量及浓度能满足要求总量及浓度能满足要求 q 生理状况稳定，个体与群体活力强，移种生理状况稳定，个体与群体活力强，移种 至发酵罐后，能够迅速生长至发酵罐后，能够迅速生长 q 无杂菌污染无杂菌污染 第2页/共48页 第3页/共48页 第4页/共48页 第5页/共48页 二、种子的制备二、种子的制备 实验室阶段：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

3、培养。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：生产车间阶段：种子培养在种子罐里面进行，一般在工程归为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阶段发酵车间管理，因此形象地称这些培养过程为生产车间阶段 。 第6页/共48页 （一）实验室阶段（一）实验室阶段 1 1、培养物选择的原则、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：的培养物可分为两类： q 对于不产孢子和芽胞的微生物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获得一定数量

4、和质量的菌体 对于不产芽孢和孢子的微生物，实验室阶段的种子扩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。子培养。 第7页/共48页 获得一定数量和质量的孢子获得一定数量和质量的孢子 菌丝体培养步骤少，因而更容易获得量和质稳定的菌丝体培养步骤少，因而更容易获得量和质稳定的 种子，但操作繁琐。种子，但操作繁琐。 q 对于产孢子的微生物对于产孢子的微生物 获得一定数量和质量的菌丝体获得一定数量和质量的菌丝体 便于操作，但需要更仔细的控制。便于操作，但需要更仔细的控制。 第8页/共48页 2 2、

5、培养基选择的原则、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。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，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。精细。 第9页/共48页 3 3、起始接种物的传代问题、起始接种物的传代问题 q 细菌细菌 保藏斜面保藏斜面 活化斜面活化斜面 q 产孢子产孢子 保藏保藏 母斜面母斜面 子斜面子斜面 目的：目的：使菌种的传代次数尽

6、可能的少。使菌种的传代次数尽可能的少。 第10页/共48页 （二）生产车间阶段（二）生产车间阶段 1 1、培养物的选择原则、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。在生产车间阶段，最终一般都是获得一定数量的菌丝体。 q 缩短发酵时间缩短发酵时间 q 有利于获得好的发酵结果有利于获得好的发酵结果 菌丝体比孢子要有利：菌丝体比孢子要有利： 第11页/共48页 2 2、培养基选择的原则、培养基选择的原则 目的：目的：获得一定数量和质量的菌体，因此培养基的选择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应首先考虑的是有利于孢子的发育

7、和菌体的生长 ，所以营养要比发酵培养基丰富。，所以营养要比发酵培养基丰富。 在原料方面：在原料方面：不如实验室阶段那么精细，而是基本接近于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发酵培养基，这有两个方面的原因: : 一是成本一是成本 二是驯化二是驯化 第12页/共48页 3 3、发酵级数的确定、发酵级数的确定 谷氨酸：三级发酵谷氨酸：三级发酵 一级种子（摇瓶）一级种子（摇瓶）二级种子二级种子 （小罐）（小罐）发酵发酵 青霉素：三级发酵青霉素：三级发酵 一级种子一级种子 （小罐）（小罐）二级种子（中罐）二级种子（中罐）发酵发酵 一般由菌丝体培养开始计算发酵级数，但有

8、时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，工厂从第一级种子罐开始计算发酵级数 第13页/共48页 发酵级数确定的依据发酵级数确定的依据 q 级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响 q 级数大，难控制、易染菌、易变异，管理困难，一级数大，难控制、易染菌、易变异，管理困难，一 般般2-42-4级。级。 q 在发酵产品的放大中，反应级数的确定是非常重要在发酵产品的放大中，反应级数的确定是非常重要 的一个方面的一个方面 第14页/共48页 第15页/共48页 青霉素生产的种子制备青霉素生产的种子制备制备过程制备过程

9、安培管安培管 斜面孢子斜面孢子 大米孢子 大米孢子 一级种子一级种子 二级种子二级种子 发酵发酵 第16页/共48页 1.斜面孢子斜面孢子 培养基：甘油、培养基：甘油、 葡萄糖、葡萄糖、 蛋白胨等蛋白胨等 培养基特点：有利于长孢子，用量少而精细培养基特点：有利于长孢子，用量少而精细 培养条件：培养条件：25、7天天, 注意湿度注意湿度50%左右左右 第17页/共48页 2.2.大米孢子大米孢子 培养基：大米及氮源（玉米浆）培养基：大米及氮源（玉米浆） 培养基的特点：成本低、米粒之间结构疏松提高比表培养基的特点：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（要求面积和氧的传质，营养

10、适当（要求 大米的白点小）有利于孢子的生长大米的白点小）有利于孢子的生长 。 培养条件：培养条件：2525、7 7天，控制湿度天，控制湿度 大米孢子的要求：大米孢子的要求：1 1粒米含粒米含1.41.4* *10106 6个孢子个孢子 第18页/共48页 3.一级一级 种子种子 培养基：（葡萄糖、乳糖、蔗糖）、玉米浆培养基：（葡萄糖、乳糖、蔗糖）、玉米浆 目的：长菌体目的：长菌体 培养条件：培养条件：27，40小时小时 接种量：接种量：200亿孢子亿孢子/吨吨 4.二级二级 种子种子 培养基：同上培养基：同上 培养条件：培养条件：27、10-14小时小时 接种量：接种量：10% 第19页/共4

11、8页 谷氨酸生产的种子制备谷氨酸生产的种子制备制备过程制备过程 斜面菌种斜面菌种一级种子培养一级种子培养二级种子培养二级种子培养 发酵发酵 第20页/共48页 1 1、斜面、斜面 培养基：蛋白胨培养基：蛋白胨 1%1%，牛肉膏，牛肉膏1%1%，氯化钠，氯化钠 0.50.5 琼脂琼脂 2%2%， pH 7.0-7.2pH 7.0-7.2 培养基特点：有利于菌体的生长，原料比较精细培养基特点：有利于菌体的生长，原料比较精细 培养条件：培养条件：3232，生长，生长18-2418-24小时小时 生长斜面要求：生长良好，所使用斜面连续传代不超生长斜面要求：生长良好，所使用斜面连续传代不超 过过 3 3

12、次次 第21页/共48页 2. 一级一级种子（摇瓶）种子（摇瓶） 培养条件：于培养条件：于1000ml三角瓶中，装液三角瓶中，装液200-250ml,32培培 养养12小时。小时。 培养基：葡萄糖培养基：葡萄糖2%，尿素，尿素0.5%，玉米浆，玉米浆 2.5%， K2HPO4 0.1% 培养基特点：有利于菌体的生长，所使用的原料已经基培养基特点：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本接近于发酵培养基 第22页/共48页 3. 3. 二级种子二级种子( (种子罐种子罐) ) 培养条件：在种子罐中培养（容积为发酵罐的培养条件：在种子罐中培养（容积为发酵罐的1%1%），）， 32

13、32培养培养7-107-10个小时个小时 培养基：和一级种子相似，其中葡萄糖用水解糖代替，培养基：和一级种子相似，其中葡萄糖用水解糖代替， 浓度为浓度为2.5%2.5% 培养基的特点：长菌体，更接近于发酵培养基培养基的特点：长菌体，更接近于发酵培养基 第23页/共48页 种子的质量要求：种子的质量要求： 10108 8-10-109 9个个/ml/ml 大小均匀，呈单个或八字排列大小均匀，呈单个或八字排列 PH 7.0-7.2PH 7.0-7.2时结束，时结束，6.887.0-7.26.887.0-7.2 活力旺盛活力旺盛 第24页/共48页 第25页/共48页 第26页/共48页 第27页/

14、共48页 第28页/共48页 第29页/共48页 第30页/共48页 母瓶：母瓶：活化、纯化，使保藏菌种生长，并去处变异株。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。所以接种时要稀一点、便于纯化生长到单菌落。 子瓶子瓶: : 大量繁殖，得到大量孢子。大量繁殖，得到大量孢子。 接种：从母斜面上点接种，选取生长好的接种：从母斜面上点接种，选取生长好的 单菌落单菌落 接种时密一点，得到大量的孢子。接种时密一点，得到大量的孢子。 孢子培养时注意湿度，且子斜面使用一般不超过孢子培养时注意湿度，且子斜面使用一般不超过1 1个月个月 （四）接种量（四）接种量 第3

15、1页/共48页 种子的质量要求：种子的质量要求： 量：要求达到一定的浓度量：要求达到一定的浓度 质质: : 形态形态 （生长处于某个阶段、均匀等等）（生长处于某个阶段、均匀等等） 理化指标：理化指标：C C、N N、P P的含量，的含量，pHpH、酶活等、酶活等 无污染无污染 第32页/共48页 第33页/共48页 第34页/共48页 第35页/共48页 （三）种龄（三）种龄 种龄是指种子罐中培养的菌体开始移入下一级种子罐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。或发酵罐时的培养时间。 种龄短：生长缓慢、泡沫多、发酵周期延长以及菌种龄短：生长缓慢、泡沫多、发酵周期延

16、长以及菌 体太少体太少, ,菌丝结团；菌丝结团； 种龄长：生产能力下降种龄长：生产能力下降。 原则：对数生长期末，细胞活力强，菌体浓度相对较原则：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。大，但是最终由实验结果定。 第36页/共48页 第37页/共48页 （四）接种量（四）接种量 移入种子的体积移入种子的体积 接种量接种量 接种后培养液的体积接种后培养液的体积 大接种量可加速产物的形成，但会导致菌体生长大接种量可加速产物的形成，但会导致菌体生长 过快、过稠，造成营养基质缺乏和溶解氧不足。过快、过稠，造成营养基质缺乏和溶解氧不足。 接种量过小会导致发酵前期菌体生长缓慢，发酵接种量过小会导致发酵前期菌体生长缓慢，发酵 周期延长，菌丝量少，产生菌丝结团。周期延长，菌丝量少，产生菌丝结团。 第38页/共48页 过大过小都不好，最终以实践定，如霉菌素发酵的接过大过小都不好，最终以实践定，如霉菌素发酵的接 种量为种量为0.1%0.1%1%1%，肌苷酸发酵接种量为，肌苷酸发酵接种量为1.5% 1.5% 2%， 霉菌的发酵接种量为霉菌的发酵接种量为10%，大多数抗生素为大多数抗生素为7-15%7-15%。但。但 是一般认为大一点好。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。双种