生物课件--种子扩大培养.doc

种子的扩大培养
· 种子扩大培养的目的与要求
· 种子制备实例
· 种子制备的技术概要
·
一、种子扩大培养的目的与要求
· 种子扩大培养的概念:
· 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。
· 种子扩培的目的:
· 接种量的需要
· 菌种的驯化
· 缩短发酵时间、保证生产水平
· 种子的要求：
· 总量及浓度能满足要求生理状况稳定
· 个体与群体活力强
· 移种至发酵后，能够迅速生长
· 无杂菌污染
二、种子制备过程举例
谷氨酸生产的种子制备制备过程
斜面菌种→一级种子培养→二级种子培养→发酵
1、斜面 (AS1.299)
· 培养基：蛋白胨 1%，牛肉膏1%，氯化钠 0.5 ,琼脂 2%， pH 7.0-7.2
· 培养条件：32℃，生长18-24小时
· 培养基特点：有利于菌体的生长，原料比较精细
· 生长斜面要求：生长良好，所使用斜面连续传代不超过3次
2. 一级种子（摇瓶）
· 培养基：葡萄糖2%，尿素0.5%，玉米浆 2.5%，K2HPO4 0.1%
· 培养条件：于1000ml三角瓶中，装液200-250ml,32℃培养12小时
· 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
3.二级种子(种子罐)
· 培养基：和一级种子相似，其中葡萄糖用水解糖代替
· 浓度为2.5%培养条件：在种子罐中培养（容积为发酵罐的1% (10%)）32℃培养7-10个小时
· 培养基的特点：长菌体，更接近于发酵培养基

· 种子制备的过程
· 实验室阶段：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，因此现象地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：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。
· 实验室阶段
1、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的培养物可分为两类：对于不产孢子和芽孢的微生物
· ——获得一定数量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。
· 对于产孢子的微生物获得一定数量和质量的孢子，
· 孢子培养步骤少，因而更容易获得量和质稳定的种子，但操作繁琐。
· 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。
2、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，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。
· 起始接种物的传代问题
· 细菌
· 保藏斜面 → 活化斜面产物
· 孢子
· 保藏 → 母斜面 → 子斜面
· 目的：使菌种的传代次数尽可能的少
· 生产车间阶段
1、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菌丝体比孢子要有利：缩短发酵时间有利于获得好的发酵结果
2、培养基选择的原则
· 目的：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，所以营养要比发酵培养基丰富。
· 在原料方面：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:
· 一是成本 二是驯化

发酵级数的确定：
· 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
· 谷氨酸：三级发酵
· 一级种子（摇瓶）→二级种子 （小罐）→发酵
· 青霉素：三级发酵
· 一级种子 （小罐）→二级种子（中罐）→发酵

· 发酵级数确定的依据
· 级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响
· 级数大，难控制、易染菌、易变异，管理困难，一般2-4级。
· 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

接种量的确定
移入种子的体积
接种量＝ —————————
接种后培养液的体积

过大过小都不好，最终以实践定，如大多数抗生素为7-15%。但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。
倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐
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或发酵罐时的培养时间
· 种龄短：菌体太少；种龄长：易老化。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。
· 种子的质量要求
· 量：要求达到一定的浓度
· 质:形态 （生长处于某个阶段、均匀等等）理化指标：C、N、P的含量，pH
酶活等
· 无污染