發(fā)酵工業(yè)的種子制備PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1發(fā)酵工業(yè)的種子制備發(fā)酵工業(yè)的種子制備一、概述一、概述第1頁/共54頁第2頁/共54頁第3頁/共54頁第4頁/共54頁第5頁/共54頁第6頁/共54頁第7頁/共54頁第8頁/共54頁第9頁/共54頁（二）實驗室種子制備階段（二）實驗室種子制備階段目的：將種子擴(kuò)培到一定的量和質(zhì)，根據(jù)菌種的特點最終的目的：將種子擴(kuò)培到一定的量和質(zhì)，根據(jù)菌種的特點最終的培養(yǎng)物可分為兩類：培養(yǎng)物可分為兩類：q 對于不產(chǎn)孢子和芽孢的微生物對于不產(chǎn)孢子和芽孢的微生物 獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的菌體獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的菌體 獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的孢子獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的孢子菌絲體培養(yǎng)步驟少，因而更容易獲得量和質(zhì)穩(wěn)定菌絲體培養(yǎng)

2、步驟少，因而更容易獲得量和質(zhì)穩(wěn)定的種子，但操作繁瑣。的種子，但操作繁瑣。q 對于產(chǎn)孢子的微生物對于產(chǎn)孢子的微生物 獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的菌絲體獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的菌絲體便于操作，但需要更仔細(xì)的控制。便于操作，但需要更仔細(xì)的控制。第10頁/共54頁1 1、培養(yǎng)基選擇的原則、培養(yǎng)基選擇的原則 培養(yǎng)基的選擇應(yīng)該是有利于菌體的生長，對孢子培培養(yǎng)基的選擇應(yīng)該是有利于菌體的生長，對孢子培養(yǎng)基養(yǎng)基應(yīng)該是有利于孢子的生長應(yīng)該是有利于孢子的生長。v 菌種產(chǎn)孢子能力強及孢子發(fā)芽、生長繁殖迅速，可用固菌種產(chǎn)孢子能力強及孢子發(fā)芽、生長繁殖迅速，可用固體培養(yǎng)基培養(yǎng)孢子體培養(yǎng)基培養(yǎng)孢子v 菌種產(chǎn)孢子能力不強或孢子發(fā)芽慢，可

3、用搖瓶液體培養(yǎng)菌種產(chǎn)孢子能力不強或孢子發(fā)芽慢，可用搖瓶液體培養(yǎng)法法v 不產(chǎn)孢子的菌種，保藏基礎(chǔ)上，在一定溫度下活化即可不產(chǎn)孢子的菌種，保藏基礎(chǔ)上，在一定溫度下活化即可第11頁/共54頁1 1、培養(yǎng)基選擇的原則、培養(yǎng)基選擇的原則 在原料方面，實驗室種子培養(yǎng)階段，規(guī)模一般在原料方面，實驗室種子培養(yǎng)階段，規(guī)模一般比較小，因此為了保證培養(yǎng)基的質(zhì)量，培養(yǎng)基的原比較小，因此為了保證培養(yǎng)基的質(zhì)量，培養(yǎng)基的原料一般都比較精細(xì)。料一般都比較精細(xì)。第12頁/共54頁2 2、起始接種物的傳代問題、起始接種物的傳代問題q 細(xì)菌細(xì)菌保藏斜面保藏斜面 活化斜面活化斜面q 產(chǎn)孢子產(chǎn)孢子保藏保藏 母斜面母斜面 子斜面子斜面目

4、的目的：使菌種的傳代次數(shù)盡可能的少。：使菌種的傳代次數(shù)盡可能的少。第13頁/共54頁 母瓶母瓶：活化、純化，使保藏菌種生長，并去處變異株。：活化、純化，使保藏菌種生長，并去處變異株。 所以接種時要稀一點、便于純化生長到單菌落。所以接種時要稀一點、便于純化生長到單菌落。 子瓶子瓶: 大量繁殖，得到大量孢子。大量繁殖，得到大量孢子。 接種：從母斜面上點接種，選取生長好的接種：從母斜面上點接種，選取生長好的單菌落單菌落 接種時密一點，得到大量的孢子。接種時密一點，得到大量的孢子。孢子培養(yǎng)時注意濕度，子斜面使用一般不超過孢子培養(yǎng)時注意濕度，子斜面使用一般不超過1個月個月孢子培養(yǎng)第14頁/共54頁（三）

5、生產(chǎn)車間種子制備階段（三）生產(chǎn)車間種子制備階段 在生產(chǎn)車間階段，最終一般都是獲得一定數(shù)量在生產(chǎn)車間階段，最終一般都是獲得一定數(shù)量的菌絲體。的菌絲體。q 縮短發(fā)酵時間縮短發(fā)酵時間q 有利于獲得好的發(fā)酵結(jié)果有利于獲得好的發(fā)酵結(jié)果菌絲體比孢子要有利：菌絲體比孢子要有利：第15頁/共54頁1 1、培養(yǎng)基選擇的原則、培養(yǎng)基選擇的原則 培養(yǎng)基的選擇應(yīng)首先考慮的是有利于孢子的發(fā)育和菌培養(yǎng)基的選擇應(yīng)首先考慮的是有利于孢子的發(fā)育和菌體的生長，所以營養(yǎng)要比發(fā)酵培養(yǎng)基豐富。體的生長，所以營養(yǎng)要比發(fā)酵培養(yǎng)基豐富。 在原料方面：不如實驗室階段那么精細(xì)，而是基本接在原料方面：不如實驗室階段那么精細(xì)，而是基本接近于發(fā)酵培養(yǎng)

6、基，這有兩個方面的原因近于發(fā)酵培養(yǎng)基，這有兩個方面的原因: 一是成本一是成本 二是馴化二是馴化第16頁/共54頁2 2、發(fā)酵級數(shù)的確定、發(fā)酵級數(shù)的確定谷氨酸：三級發(fā)酵谷氨酸：三級發(fā)酵一級種子（搖瓶）一級種子（搖瓶）二級種子二級種子 （小罐）（小罐）發(fā)酵發(fā)酵青霉素：三級發(fā)酵青霉素：三級發(fā)酵一級種子一級種子 （小罐）（小罐）二級種子（中罐）二級種子（中罐）發(fā)酵發(fā)酵 一般由菌絲體培養(yǎng)開始計算發(fā)酵級數(shù)，但有時一般由菌絲體培養(yǎng)開始計算發(fā)酵級數(shù)，但有時，工廠從第一級種子罐開始計算發(fā)酵級數(shù)。，工廠從第一級種子罐開始計算發(fā)酵級數(shù)。第17頁/共54頁發(fā)酵級數(shù)確定的依據(jù)發(fā)酵級數(shù)確定的依據(jù)q 級數(shù)受發(fā)酵規(guī)模、菌體生

7、長特性、接種量的影響級數(shù)受發(fā)酵規(guī)模、菌體生長特性、接種量的影響q 級數(shù)大，難控制、易染菌、易變異，管理困難，一級數(shù)大，難控制、易染菌、易變異，管理困難，一 般般2-4級。級。q 在發(fā)酵產(chǎn)品的放大中，反應(yīng)級數(shù)的確定是非常重在發(fā)酵產(chǎn)品的放大中，反應(yīng)級數(shù)的確定是非常重要要 的一個方面的一個方面第18頁/共54頁3 3、接種量的確定、接種量的確定 移入種子的體積移入種子的體積接種量接種量 接種后培養(yǎng)液的體積接種后培養(yǎng)液的體積v 接種量過多，菌絲生長過快、溶氧不足，衰老細(xì)胞增加接種量過多，菌絲生長過快、溶氧不足，衰老細(xì)胞增加等，發(fā)酵后勁不足等，發(fā)酵后勁不足v 種量過少延長發(fā)酵周期，形成異常形態(tài)，而且易造

8、成染種量過少延長發(fā)酵周期，形成異常形態(tài)，而且易造成染菌菌v 以生產(chǎn)菌種在發(fā)酵罐中的繁殖速度為依據(jù)以生產(chǎn)菌種在發(fā)酵罐中的繁殖速度為依據(jù)v 接種量的大小直接影響發(fā)酵周期接種量的大小直接影響發(fā)酵周期第19頁/共54頁4 4、種齡、種齡 種齡是指種子罐中培養(yǎng)的菌體開始移入下一級種子種齡是指種子罐中培養(yǎng)的菌體開始移入下一級種子罐或發(fā)酵罐時的培養(yǎng)時間。罐或發(fā)酵罐時的培養(yǎng)時間。種齡短：菌體太少；種齡長：易老化種齡短：菌體太少；種齡長：易老化。 原則：對數(shù)生長期末，細(xì)胞活力強，菌體濃度相對原則：對數(shù)生長期末，細(xì)胞活力強，菌體濃度相對較大，但是最終由實驗結(jié)果定。較大，但是最終由實驗結(jié)果定。第20頁/共54頁第2

9、1頁/共54頁在放射形土壤桿菌多糖（ARPS）發(fā)酵過程中不同的接種量對多糖產(chǎn)量的影響 第22頁/共54頁放射形土壤桿菌多糖（ARPS）發(fā)酵過程中不同的接種齡對多糖產(chǎn)量的影響 第23頁/共54頁5 5、種子的質(zhì)量要求、種子的質(zhì)量要求量：要求達(dá)到一定的濃度量：要求達(dá)到一定的濃度質(zhì)質(zhì): 形態(tài)形態(tài) （生長處于某個階段、均勻等等）（生長處于某個階段、均勻等等） 理化指標(biāo)：理化指標(biāo)：C、N、P的含量，的含量，pH 酶活等酶活等 無污染無污染第24頁/共54頁v斜面冷藏時間斜面冷藏時間v培養(yǎng)基培養(yǎng)基vpHpH第25頁/共54頁第26頁/共54頁第27頁/共54頁第28頁/共54頁第29頁/共54頁 第30頁

10、/共54頁v 種子培養(yǎng)基特點：種子培養(yǎng)基特點： 有較完全和豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，糖分少，需充足氮源有較完全和豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，糖分少，需充足氮源和生長因子，無機(jī)氮源比例大和生長因子，無機(jī)氮源比例大 各種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度不必太高各種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度不必太高 供孢子用的種子培養(yǎng)基，可添加易被吸收利用的碳供孢子用的種子培養(yǎng)基，可添加易被吸收利用的碳源和氮源源和氮源 應(yīng)考慮與發(fā)酵培養(yǎng)基的主要成分相近應(yīng)考慮與發(fā)酵培養(yǎng)基的主要成分相近第31頁/共54頁第32頁/共54頁第33頁/共54頁第34頁/共54頁第35頁/共54頁梭狀芽孢桿菌發(fā)酵丁醇丙酮時種子擴(kuò)大培養(yǎng)的程序 舉 例： 第36頁/共54頁第37頁/共54頁面包

11、酵母的種子擴(kuò)大培養(yǎng)面包酵母的種子擴(kuò)大培養(yǎng)第38頁/共54頁v 利用孢子作為接種物利用孢子作為接種物 第39頁/共54頁v 利用菌絲體作為接種物利用菌絲體作為接種物 第40頁/共54頁第41頁/共54頁制備過程制備過程斜面菌種斜面菌種 一級種子培養(yǎng)一級種子培養(yǎng) 二級種子培養(yǎng)二級種子培養(yǎng) 發(fā)酵發(fā)酵五、谷氨酸生產(chǎn)種子制備五、谷氨酸生產(chǎn)種子制備第42頁/共54頁1、斜面、斜面 (AS1.299)培養(yǎng)基：蛋白胨培養(yǎng)基：蛋白胨 1%，牛肉膏，牛肉膏1%，氯化鈉，氯化鈉 0.5 瓊脂瓊脂 2%， pH 7.0-7.2培養(yǎng)基特點：培養(yǎng)基特點：有利于菌體的生長，原料比較精細(xì)有利于菌體的生長，原料比較精細(xì)培養(yǎng)條件

12、：培養(yǎng)條件：32，生長，生長18-24小時小時生長斜面要求：生長斜面要求：生長良好，所使用斜面連續(xù)傳代不超生長良好，所使用斜面連續(xù)傳代不超過過 3次次第43頁/共54頁2、一級種子（搖瓶）、一級種子（搖瓶）培養(yǎng)條件：于培養(yǎng)條件：于1000ml三角瓶中，裝液三角瓶中，裝液200-250 mL, 32培培 養(yǎng)養(yǎng)12小時。小時。培養(yǎng)基：葡萄糖培養(yǎng)基：葡萄糖2%，尿素，尿素0.5%，玉米漿，玉米漿 2.5%， K2HPO4 0.1%培養(yǎng)基特點：培養(yǎng)基特點：有利于菌體的生長，所使用的原料已經(jīng)基有利于菌體的生長，所使用的原料已經(jīng)基 本接近于發(fā)酵培養(yǎng)基本接近于發(fā)酵培養(yǎng)基第44頁/共54頁3、二級種子、二級種

13、子(種子罐種子罐)培養(yǎng)條件：在種子罐中培養(yǎng)（容積為發(fā)酵罐的培養(yǎng)條件：在種子罐中培養(yǎng)（容積為發(fā)酵罐的1%），）， 32培養(yǎng)培養(yǎng)7-10個小時個小時培養(yǎng)基：和一級種子相似，其中葡萄糖用水解糖代培養(yǎng)基：和一級種子相似，其中葡萄糖用水解糖代 替，濃度為替，濃度為2.5%培養(yǎng)基的特點培養(yǎng)基的特點：長菌體，更接近于發(fā)酵培養(yǎng)基：長菌體，更接近于發(fā)酵培養(yǎng)基第45頁/共54頁種子的質(zhì)量要求：種子的質(zhì)量要求：108-109個個/mL大小均勻，呈單個或八字排列大小均勻，呈單個或八字排列pH 7.0-7.2時結(jié)束，時結(jié)束，6.887.0-7.2活力旺盛活力旺盛第46頁/共54頁安瓿管安瓿管 斜面孢子斜面孢子 大米孢子

14、大米孢子 一級種子一級種子 二級種子二級種子 發(fā)酵發(fā)酵五、青霉素生產(chǎn)種子制備五、青霉素生產(chǎn)種子制備制備過程制備過程第47頁/共54頁1、斜面孢子、斜面孢子培養(yǎng)基：甘油、培養(yǎng)基：甘油、 葡萄糖、葡萄糖、 蛋白胨等蛋白胨等培養(yǎng)基特點培養(yǎng)基特點：有利于長孢子，用量少而精細(xì)有利于長孢子，用量少而精細(xì)培養(yǎng)條件：培養(yǎng)條件：25、7天天, 注意濕度注意濕度50%左右左右第48頁/共54頁2、大米孢子、大米孢子培養(yǎng)基：大米及氮源（玉米漿）培養(yǎng)基：大米及氮源（玉米漿）培養(yǎng)基的特點培養(yǎng)基的特點：成本低、米粒之間結(jié)構(gòu)疏松提高比表成本低、米粒之間結(jié)構(gòu)疏松提高比表面積和氧的傳質(zhì)，營養(yǎng)適當(dāng)（要求面積和氧的傳質(zhì)，營養(yǎng)適當(dāng)（要求大米的白點小）有利于孢子的生長大米的白點小）有利于孢子的生長。培養(yǎng)條件：培養(yǎng)條件：25、7天，控制濕度天，控制濕度大米孢子的要求大米孢子的要求：1粒米含粒米含1.4*106個孢個孢子子第49頁/共54頁3、一級種子、一級種子培養(yǎng)基：（葡萄糖、乳糖、蔗糖）、玉米漿培養(yǎng)基：（葡萄糖、乳糖、蔗糖）、玉米漿目的目的：長菌體長菌體培養(yǎng)條件：培養(yǎng)條件：27，40小時小時接種量：接種量：200億孢子億孢子/噸噸4、二級種子、二級種子培養(yǎng)基：同上培養(yǎng)基：同上培養(yǎng)條件：培養(yǎng)條件：27、10-14小時小時