种子扩大培养-讲义.pdf

种子扩大培育整理ppt种子扩大培育是指将储存在砂土管，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 逐级扩大培育而获得肯定数量和质量的纯 种过程；这些纯种培育物称为种子；整理ppt种子扩大培育应依据菌种的生理特性，选择合适的培育条件来获得代谢旺盛，数 量足够的种子；培育良好的种子接入发酵罐后，将使发 酵生产周期缩短，设备利用率提高；种子 液质量的优劣对发酵生产起着关键性的作 用；整理ppt优良种子应具备的条件 活力强 生理状态稳固 菌体数量浓度达到要求 无杂菌污染 适应性强，能保证稳固生产整理ppt种子质量的判定 通常测定的参数包括 pH 培育基中养分物质的含量 菌丝外形，色泽，浓度 酶活，溶解氧，尾气等整理ppt试验室制备阶段 试验室阶段：不用种子罐，所用的设备为 培育箱，摇床等试验室常见设备，在工厂 这些培育过程一般都在菌种室完成，因此 将这些培育过程称为试验室阶段的种子培 育；整理ppt试验室阶段培育物选择的原就目的：种子扩培到肯定的量和质，依据菌种的特点最终 的培育物可分为两类：对于不产抱子和芽胞的微生物获得肯定数量和质量的菌体对于产抱子的微生物获得肯定数量和质量的抱子，获得肯定数量和质量 的菌丝体整理ppt斜面培育基接种法用途：常用于扩大纯种细菌及试验室储存菌种;操作方法：1,以无菌操作法用接种环挑取单个菌落，自斜面底向上划始终线，然后再从底向上轻轻来回作曲折划线；2,管口通过火焰，塞上棉塞，接种环烧灼后方可放下;置37温箱孵育18-24小时，取出观看斜面上菌苔生长情形;整理ppt生产车间种子的制备 抱子或摇瓶菌丝在试验室中制备好后，即 可转移到种子罐中扩大培育；种子罐的作用是使有限的数量的抱子或菌 丝生长繁殖成大量的菌丝体；种子罐的培育基虽因不同菌种而异，但其 原就为接受易被菌利用的成分如葡萄糖，玉米浆，磷酸盐等，同时仍需供应足够的 无菌空气，并不断搅拌整理ppt生产车间阶段培育物的选择原就：在生产车间阶段，最终一般都是获得肯定数量的菌 丝体；菌丝体比抱子要有利：缩短发酵时间有利于获得好的发酵结果整理ppt种子扩大的级数 指制备种子需逐级扩大培育的次数，需要 依据菌种的生长繁殖速率，发酵罐的容积 综合确定；一级种子二级发酵：谷氨酸棒杆菌 二级种子三级发酵：青霉菌 三级种子四级发酵：灰色链霉菌整理ppt种子罐的级数越少，越有利于简化工艺和 掌握，并可削减由于多次移种而带来染菌 的机会；但也必需考虑尽量延长发酵罐生 产产物的时间，缩短由于种子发芽，生长 而占用的非生产时间，以提高发酵罐的生 产率；整理ppt种龄与接种量 种龄：种子的培育时间;接种量：移入的种子液体积和接种后培育液体 积的比例；双种：两个种子罐接种到一个发酵罐中;倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐；整理ppt影响种子质量的因素 原材料质量 一般情形：培育基糖分相对要少，氮源要 多，无机盐所占的比例要大；种子罐和发 酵罐培育基成分趋于一样也有好处，种子 很快适应，但各成分的数量依据目的各自 确定；培育条件 如温度，PH值，湿度，培育时间和冷藏 时间等都影响种子质量；整理ppt种子质量的掌握 菌种的稳固性检查与复壮 无杂菌检查整理ppt青霉素生产的种子制备制备过程安培管一斜面抱子一大米抱子一一级种子 二级种子一发酵整理ppt斜面抱子培育基：甘油，葡萄糖，蛋白陈等培育条件：25,7天，留意湿度50%左右培育基特点：有利于长抱子，用量少而精细整理ppt大米抱子培育基：大米及氮源（玉米浆）培育条件：25,7天，掌握湿度培育基的特点：成本低，米粒之间结构疏松提高比表 面积和氧的传质，养分适当（要求大米 的白点小）有利于抱子的生长；大米抱子的要求：1粒米含1.4*106个抱子整理ppt一级种子培育基：（葡萄糖，乳糖，蔗糖），玉米浆培育条件：27,40小时接种量：200亿抱子/吨目的：长菌体二级种子培育基：同上培育条件：27,10-14小时接种量：10%整理ppt种子的质量要求菌丝长稠呈丝状，菌丝团很少，有中小 空抱，处于miv期青霉素发酵菌丝体的生长共分为6个期，1-4为年青期，4-6期合成青霉素的才能最 强整理ppt发酵动力学分批发酵动 力学整理ppt微生物生长分为：迟滞期，对数 生长期，稳固期和死亡期在迟滞期，菌体没有分裂只有生长,由于当菌种接种入一个新的环境，细胞内的核酸，酶等稀释，这时细 胞不能分裂；整理ppt当细胞内的与细胞分裂相关的物质浓 度达到肯定程度，细胞开头分裂，这 时细胞生长很快，比生长速率几近常 数；这个时期称为对数生长期随着细胞生长，培育液中的养分物削减，废物积存，导致细胞生长速率下降，进入 减速期和稳固期；最终当细胞死亡速率大 于生成速率，进入死亡期整理ppt代谢产物合成与微生物生长的关系 微生物发酵中，所消耗的底物主要用于3个 方面：合成新的细胞物质 合成代谢产物 供应能量整理ppt按产物的生成与微生物生长关系的动力学模式分为三种类型(a):相关联型，产物的形成速度与细胞的比生长速度成正比，因此要 提高产物的形成速度就应当努力获得高的细胞的比生长速度(b):部分关联模式：取决于有关联和无关联的两种形式；(c):无关联模式：产物的形成速度与生长速度无关联，而只与细胞的 浓度有关；整理ppt生长相关型 指产物的生产与细胞的生长亲密相关，产 物的生成是微生物主要能量代谢的直接结 果；产物通常为细胞生长必需的初级分解代谢 产物，如葡糖酸等整理ppt生长部分相关型 产物是能量代谢的间接结果，不是底物的 直接氧化产物，产物的生成与细胞生长部 分偶联；主要有柠檬酸，氨基酸发酵整理ppt非生长相关型 产物的生成与能量代谢没关系，与细胞生 长也无直接关系，产物均为次级代谢产物,细胞进入稳固期后产物才开头大量合成；在基质消耗和菌体生长后，菌体利用中间 代谢反应来形成产物；整理ppt分批培育的优缺点优点操作简洁，周期短，染菌机会少，生 产过程和产品质量简洁把握缺点存在底物抑制或限制问题，对于底物 类型及初始浓度敏锐的次级代谢物就不适用,设备利用效率较低，产率不高；整理ppt补料分批培育在分批培育过程中补入新颖的料液，以克服养分不足而导致的发酵过早终 止的缺点；在此过程中只有料液的加入没有料液 的取出，所以发酵终止时发酵液体积 比发酵开头时有所增加；在工厂的实 际生产中接受这种方法很多；整理ppt补料分批培育的优缺点优点 在这样一种系统中可以爱护低的基 质浓度，防止快速利用碳源的阻遏效应;可以通过补料掌握达到正确的生长和产物 合成条件；仍可以利用运算机掌握合理的补料速率，稳固正确生产工艺;缺点由于没有物料取出，产物的积存最 终导致比生产速率的下降；由于有物料的 加入增加了染菌机会整理ppt半连续培育在补料分批培育的基础上间歇放掉部分发酵 液（带放）称为半连续培育；优点 放掉部分发酵液，再补入部分料液，使代谢有害物得以稀释有利于产物合成，提 高了总产量；缺点代谢产生的前体物被稀释，提取 的总体积增大整理ppt连续培育发酵过程中一边补入新颖料液一边放 出等量的发酵液，使发酵罐内的体积 爱护恒定；达到稳态后，整个过程中菌的浓度，产物浓度，限制性基质浓度都是恒定 的；整理ppt 常用的连续培育方法有:恒浊法 恒化法整理ppt恒浊法是以培育器中微生物细胞的密度为 监控对象，用光电掌握系统来掌握流入培 育器的新颖培育液的流速，同时使培育器 中的含有细胞与代谢产物的培育液也以基 本恒定的流速流出，从而使培育器中的微 生物在保持细胞密度基本恒定的条件下进 行培育的一种连续培育方式；用于恒浊培育的培育装置称为恒浊器整理ppt用恒浊法连续培育微生物，可掌握微生物 在最高生长速率与最高细胞密度的水平上 生长繁殖，达到高效率培育的目的整理ppt 恒化法是通过掌握培育基中养分物，主要 是生长限制因子的浓度，来调控微生物生长繁殖与代谢速度的连续培育方式；用于恒化培育的装置称为恒化器；恒化连续培育在争论微生物利用某种底物进行代谢的规律方面被广泛接受；因此，它是微生物 养分，生长，繁殖，代谢和基因表达与调 控等基础与应用基础争论的重要技术手段;整理ppt 连续发酵的优点：在发酵达到稳固后，其非生产时间大大削 减，设备利用效率高，生产才能大，产品 质量较稳固，工艺易于实现自动化 缺点：染菌和菌种退化整理ppt 假如不发生污染杂菌，不显现菌种退化,连续培育是不是能始终生产下去？整理ppt发酵过程工艺掌握的目的有一个好的菌种以后要有一个协作菌种生 长的正确条件，使菌种的潜能发挥出来 目标是得到最大的比生产速率和最大的生 产率整理ppt发挥菌种的最大生产潜力要考虑菌种本身的代谢特点：生长速率，呼吸 强度，养分要求（酶系统），代谢速率菌代谢与环境的相关性：温度，pH,渗 透压，离子强度，溶氧浓度，剪切力等 整理ppt微生物代谢是一个复杂的系统，它的 代谢呈网络形式，比如糖代谢产生的 中间物可能用作合成菌体的前体，可 能用作合成产物的前体，也可能合成 副产物，而这些前体有可能流向不同 的反应方向，环境条件的差异会引发 代谢朝不同的方向进行；整理ppt因此对发酵过程的明白不能机械的，割裂的 去熟识，而要从细胞代谢水平和反应工程水 平全面的熟识微生物的生长与产物合成有亲密相关性，不 仅表现在菌体量的大小影响产物量的多少，而且菌体生长正常与杳，即前期的代谢直接 影响中后期代谢的正常与否；特殊是对于次 级代谢产物的合成更具有复杂性整理ppt发酵过程受到多因素又相互交叉 的影响如茵本身的遗传特性，物 质运输，能量平稳，工程因素，环境因素等等；因此发酵过程的 掌握具有不确定性和复杂性；整理ppt