发酵——种子的扩大培养
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1发酵工程:采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。其研究内容包括菌种选育、培养基的配置、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯(生物分离工程)等方面。
2种子扩大培养:是指将保存在砂土管、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,在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。
3菌种衰退:菌种经过长期人工培养或保藏,由于自发突变的作用而引起某些优良特性变弱或消失的现象。
4前体:指某些化合物加入到发酵培养基中,能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去,而其自身的结构并没有多大变化,但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。
5促进剂:是指那些非细胞生长所必须的营养物,又非前体,但加入后可以影响微生物的正常代谢,促进中间代谢物的积累,或提高次级代谢产物的产量。
6微生物代谢的控制:指运用人为的方法对微生物的代谢调节进行遗传改造和条件的控制,以期按照人们的愿望,生产有用的微生物制品。
7生物热:生物热是生产菌在生长繁殖时产生的大量热量。培养基中碳水化合物,脂肪,蛋白质等物质被分解为CO2, NH3时释放出的大量能量。
8发酵热:所谓发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。在发酵过程中产生菌分解基质产生热量,机械搅拌产生热量,而罐壁散热、水分蒸发、空气排气带走热量。这各种产生的热量和各种散失的热量的代数和就叫做净热量。发酵热引起发酵液的温度上升。发酵热大,温度上升快,发酵热小,温度上升慢。
9搅拌热:在机械搅拌通气发酵罐中,由于机械搅拌带动发酵液作机械运动,造成液体之间,液体与搅拌器等设备之间的摩擦,产生的热量。搅拌热与搅拌轴功率有关。
10分批培养:简单的过程,培养基中接入菌种以后,没有物料的加入和取出,除了空气的通入和排气。整个过程中菌的浓度、营养成分的浓度和产物浓度等参数都随时间变化。
1、前体 指某些化合物加入到发酵培养基中,能直接彼微生物在生物合成过程中合成到
产物物分子中去,而其自身的结构并没有多大变化,但是产物的产量却因加入前体而有较
大的提高。
2、发酵生长因子 从广义上讲,凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质,如氨基酸
、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子
3、菌浓度的测定 是衡量产生菌在整个培养过程中菌体量的变化,一般前期菌浓增长很
快,中期菌浓基本恒定。补料会引起菌浓的波动,这也是衡量补料量适合与否的一个参数
。
4、搅拌热 :在机械搅拌通气发酵罐中,由于机械搅拌带动发酵液作机械运动,造成液
体之间,液体与搅拌器等设备之间的摩擦,产生可观的热量。搅拌热与搅拌轴功率有关
5、分批培养 :简单的过程,培养基中接入菌种以后,没有物料的加入和取出,除了空
气的通入和排气。整个过程中菌的浓度、营养成分的浓度和产物浓度等参数都随时间变化
。
6、接种量 : 移入种子的体积
接种量= —————————
接种后培养液的体积
7、比耗氧速度或呼吸强度 单位时间内单位体积重量的细胞所消耗的氧气,mmol O2?g
菌-1?h-1
8、次级代谢产物 是指微生物在一定生长时期,以初级代谢产物为前体物质,合成一些
对微生物的生命活动无明确功能的物质过程,这一过程的产物,即为次级代谢产物。
9、实罐灭菌 实罐灭菌(即分批灭菌)将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中,通
入蒸汽将培养基和所用设备加热至灭菌温度后维持一定时间,在冷却到接种温度,这一工
艺过程称为实罐灭菌,也叫间歇灭菌。
10、种子扩大培养 :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的纯种
过程。这些纯种培养物称为种子。
11、初级代谢产物 是指微生物从外界吸收各种营养物质,通过分解代谢和合成代谢,生
成维持生命活动所需要的物质和能量的过程。这一过程的产物即为初级代谢产物。
- 1 - 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 - 2 - 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。
菌种的扩大培养、污染的检测与判别
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的纯种过程。这些纯种培养物称为种子。
微生物工业自从采用纯种发酵以来,产率有了很大的提高,然而防止杂菌污染的要求也更高了。人们在与杂菌污染的斗争中,积累总结出很多宝贵的经验。规范了管理措施,设计了一系列设备(例如密闭式发酵罐,培养基灭菌设备,无菌空气制备设备等)和管道,应用了无菌室甚至无菌车间,建立了无菌操作技术,因而大大降低了发酵染菌率。但是某些发酵工业还遭受着染菌的威胁,染菌后轻者影响产率、产物提取收得率和产品质量,重者造成“倒罐” ,不但浪费大量原材料,造成严重的经济损失,还会对周围环境造成破坏。凡是在发酵液或发酵容器中侵入了非接种的微生物统称为杂菌污染,及早发现杂菌并采取相应措施,对减少由杂菌污染造成的损失至关重要。
因此检查的方法要求准确、快速。发酵污染可发生在各个时期。种子培养期染菌的危害最大,因严格防止。一旦发现种子染菌,均应灭菌后弃去,并对种子罐及其管道进行彻底灭菌。发酵前期养分丰富,容易染菌,此时养分消耗不多,应将发酵液补足必要养分后迅速灭菌,并重新接种发酵。发酵中期染菌不但严重干扰生产菌株的代谢,而且会影响产物的生成,甚至使已形成的产物分解。
由于发酵中期养分已被大量消耗,代谢产物的生成又不是很多,挽救处理比较困难,可考虑加入适量的抗生素或杀菌剂。如果是发酵后期染菌,此时产物积累已较多,糖等养分已接近耗尽,若染菌不严重,可继续进行发酵;若污染严重,可提钱放罐。染菌程度越重,危害越大;染菌少,对发酵的影响就小。所以,实际生产中,应当根据污染程度和发酵时期区别对待。
器材与试剂
1.器材高压蒸汽灭菌锅、超净工作台、带摇床的培养箱、显微镜、天平、三角瓶、试管、移液管、培养皿、 接种针、平板涂布器、酒精灯、载玻片