【发酵工程】第五章 发酵工业种子制备

第五章发酵工业的种子制备内容提要•种子制备原理和技术•影响种子质量的因素•种子质量的控制措施•工业微生物培养的类型一、种子扩大培养1、种子扩大培养的任务工业生产规模的增大需要种子就增多种子的扩大培养种子扩大培养的任务，不但要得到纯而壮的培养物，还要获得活力旺盛的、性能稳定、接种数量足够的、纯的培养物。

2、菌种扩大培养的目的为发酵罐的投料提供足够数量的代谢旺盛的种子。

因为发酵时间的长短和接种量的大小有关，接种量大，发酵时间则短。

将较多数量的成熟菌体接入发酵罐中，就有利于缩短发酵时间，提高发酵罐的利用率，并且也有利于减少染菌的机会。

对于不同产品的发酵过程来说，必须根据菌种生长繁殖速度快慢及生产的规模决定种子扩大培养的级数。

对于不同产品的发酵过程来说，必须根据菌种生长繁殖速度快慢来决定种子扩大培养级数。

抗生素生产中，放线菌的细胞生长繁殖速度较慢，常常用三级种子扩大培养，即将种子罐中之菌丝移植到较大的种子罐中扩大培养后，再移入发酵罐中，这种流程称为三级种子四级发酵一般50t发酵罐多采用三级发酵，有的甚至采用四级发酵，如链霉素生产。

有些酶制剂发酵生产也采用三级发酵。

而谷氨酸及其他氨基酸发酵所用的菌种是细菌，生长繁殖速方式很快，所以采用二级发酵。

一级种子二级发酵的流程如下：斜面菌种→一级种子摇床培养→二级种子罐培养→发酵罐二、种子制备原理与技术种子培养：指冷冻干燥管、沙土管中处于休眠状态的工业菌种，接入试管斜面活化后，再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养，而获得一定数量和质量的纯种的过程。

其中的纯培养物就称为种子。

不同的发酵产品和菌种，种子制备的方法与条件不同。

要根据目的菌种的生理特性，选择合适的培养条件来获得优良的种子。

1、优良种子应具备的条件①、菌种细胞的生长活力强，转移至发酵罐后能迅速生长，延迟期短；②、菌种生理状态稳定（如菌丝生长速率、种子培养液的特性等）；③、菌体浓度及总量能满足大容量发酵罐接种量的要求；④、无杂菌污染，保证纯种发酵；⑤、菌种适应性强，能保持稳定的生产能力。

发酵工业种子制备教案标题：发酵工业种子制备教案一、教学目标：1. 了解发酵工业中种子的重要性和作用。

2. 掌握发酵工业种子制备的基本步骤和技术要求。

3. 发展学生科学实验设计和实验操作能力。

二、教学准备：1. 实验室环境和设备：灭菌器、培养基和培养基配制器具、培养皿、移液管、恒温培养箱等。

2. 实验材料：发酵菌株、发酵种子、培养基成分等。

三、教学过程：1. 导入（5分钟）：向学生介绍发酵工业中种子制备的重要性，引发学生的兴趣和探究欲望。

2. 知识讲解（15分钟）：a. 介绍发酵工业种子的定义和作用，让学生了解其在发酵过程中的重要性。

b. 说明种子制备的基本步骤：准备培养基、接种发酵菌株、培养过程中适当控制温度、观察培养结果等。

c. 解释发酵种子的培养基要求，如pH值、碳源、氮源、无机盐等。

3. 实验操作（40分钟）：a. 学生分组，每组分配所需实验材料。

b. 学生按照教师指导，准备培养基，确认培养基是否符合要求。

c. 学生进行发酵菌株的接种操作，注意操作规范和无菌技术要求。

d. 将接种后的培养物放入恒温培养箱，控制适当的温度进行培养。

e. 监测培养物的生长情况，记录观察结果。

f. 学生进行结果分析，讨论实验中可能存在的误差以及改进方法。

4. 实验总结（10分钟）：a. 学生归纳总结种子制备的基本步骤和技术要求。

b. 学生讨论发酵工业中种子制备的应用意义和局限性。

c. 教师给予学生反馈和指导，鼓励他们提出问题和展示实验成果。

五、延伸拓展：根据学生实验结果，可以开展如下拓展活动：1. 探究不同培养基对发酵种子生长的影响。

2. 研究温度变化对发酵种子生长速率的影响。

3. 分析种子制备中可能出现的常见问题，并提出解决方案。

六、教学评估：1. 实验操作过程中学生的操作规范和无菌技术掌握情况。

2. 实验结果的准确性和可靠性。

3. 学生对于种子制备步骤和技术要求的理解程度。

七、教学反思：针对学生在实验过程中可能遇到的难点和疑惑进行及时引导和解答，同时加强对于实验操作规范和安全意识的培养。

第五章发酵工业的种子制备
1.优良种子应具备的条件(p78)
a.生长活力强，延迟期短；
b.生理状态稳定；
c.浓度及总量能满足发酵罐接种量的要求;
d.无杂菌污染，保证纯种发酵；
e.适应性强，生产能力稳定
2.种子制备(p79)
a.实验室种子制备阶段：琼脂斜面至固体培养基扩大培养（如茄子瓶斜面培养等)或液体摇瓶培养
b.生产车间种子制备阶段：种子罐扩大培养
3.种龄和接种量(p80)
接种龄:种子罐中培养的菌体移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间
–接种龄以处于对数生长期的菌丝最为合适。

菌种过嫩或过老，不但延长发酵周期，而且会降低产量。

–细菌最适接种龄7-24h，霉菌16-50h，放线菌21-64h，同一菌种不同批次培养，得到的种子质量也不完全一致。

接种量：移入的种子液体积和接种后培养液体的体积的比例
大多数抗生素发酵：7～15% ，有时可达20～25%,
有机酸发酵：10%
谷氨酸发酵（棒状杆菌）：1%
肌苷酸发酵1.5～2%
制霉菌素发酵0.1～1%
4.种子罐级数确定方法
a.通常检测的培养液中参数
b.pH是否在种子要求的范围之内
c.糖、氨基氮、磷酸盐的含量
d.菌丝形态、菌丝浓度和培养液外观
e.有无杂菌污染
f.其他参数，如接种前酶活、种子罐的溶氧和尾气等。

发酵工程实验五一级种子的制备《发酵工程实验》实验五、一级种子的制备一、实验目的1、了解发酵工业菌种的制备过程及质量控制。

2、熟悉发酵实验的一级菌种制备。

二、实验原理菌种制备的主要手段是扩培，其出发点是尽可能培养出高活性的、能满足大规模发酵需要的纯种。

由于现代生产菌种的生产性能已非常高，因此，菌种在培养过程中自发突变往往以负向突变为主，加上平时操作中可能有污染，导致发酵菌种容易退化。

因此，菌种的管理主要有两点：分离纯化和扩大培养。

前者目的为分离出单细胞菌落，保证菌种的性能稳定。

后者目的是为发酵生产提供充足的高活性菌种，分斜面菌种、一级菌种和二级菌种。

在进行各级菌种的扩培时，菌种的质量要达到发酵要求。

比较简单的做法是用显微镜观察细胞的形态是否正常、测定种子培养基的pH 值是否正常及细胞生长繁殖活力等。

三、实验器材与试剂1、菌种实验二中筛选到的-淀粉酶产生菌(酵母)。

2、培养基（W/V）（1）斜面培养基（已制备）（2）摇瓶种子培养基：蔗糖20g/L，蛋白胨5.0g/L，磷酸氢二钠4.0g/L，硫酸镁0.5g/L，磷酸二氢钾1.0g/L，pH为5.0-5.5。

250ml 三角瓶中装培养基50ml，8层纱布封口，0.1MPa 灭菌20min（现用现配）。

四、实验步骤1、斜面接种挑取保藏菌种接种到斜面培养基上，28℃培养24h。

仔细观察斜面菌苔生长情况（菌苔的颜色、边缘等特征是否正常），有无感染杂菌。

2、镜检在无菌条件下，挑取斜面菌苔少许，在载玻片上制成涂片，在显微镜下检查菌苔形态特征，大小、均匀情况。

3、摇瓶培养挑取经镜检确定后的活化斜面菌苔3-5环，接入上述液体培养基中，28℃恒温摇床培养(180rpm)，培养12h。

观察摇瓶菌液外观稠度、静置沉降情况。

镜检菌液中菌体细胞的形态是否正常（大小均匀程度等）及测定培养液中pH。

五、注意事项1、出现污染征象的斜面培养活化菌苔坚决不能使用。

2、菌种的污染，势必导致发酵的失败，轻者产量降低，严重的不积累产物。