生产菌种的培养与保存资料优秀PPT.ppt
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1、第四章第四章 生产菌种的制备和保藏生产菌种的制备和保藏生产菌种的制备过程生产菌种的制备过程生产菌种的保藏生产菌种的保藏生产菌种的质量限制生产菌种的质量限制1 1 1 第一节第一节 生产菌种的制备过程生产菌种的制备过程菌种菌种 母斜面母斜面 子斜面子斜面 摇瓶菌丝摇瓶菌丝 种子罐种子罐 发酵罐发酵罐 试验室阶段:不用种子罐,所用的设备为培育箱、摇试验室阶段: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,因此现象地将这些培育过程称为试验室菌种室完成,因此现象地将这些培育过程称为试验室阶段的种子培育。阶段的种
2、子培育。生产车间阶段:种子培育在种子罐里面进行,一般在生产车间阶段:种子培育在种子罐里面进行,一般在工程归为发酵车间管理,因此形象地称这些培育过程工程归为发酵车间管理,因此形象地称这些培育过程为生产车间阶段。为生产车间阶段。种种子子扩扩大大培培育育是是指指将将保保存存在在砂砂土土管管、冷冷冻冻干干燥燥管管中中处处休休眠眠状状态态的的生生产产菌菌种种接接入入试试管管斜斜面面活活化化后后,再再经经过过扁扁瓶瓶或或摇摇瓶瓶及及种种子子罐罐逐逐级级扩扩大大培培育育,最最终终获获得得确确定定数数量量和和质质量量的的纯纯种过程。这些纯种培育物称为种子。种过程。这些纯种培育物称为种子。种子扩培的目的种子扩培
3、的目的q 接种量的须要接种量的须要q 菌种的驯化菌种的驯化q 缩短发酵时间、保证生产水平缩短发酵时间、保证生产水平种子的要求:种子的要求:q 总量及浓度能满足要求总量及浓度能满足要求q 生理状况稳定,个体与群体生理状况稳定,个体与群体q 活力强,移种至发酵后,能够快速生长活力强,移种至发酵后,能够快速生长q 无杂菌污染无杂菌污染一、孢子的制备一、孢子的制备放线菌孢子的制备:放线菌孢子的制备:养分要求:养分物质含量要低,特殊是氮源养分要求:养分物质含量要低,特殊是氮源 培育基:琼脂斜面培育基培育基:琼脂斜面培育基 培育温度:培育温度:2837 培育时间:培育时间:514天天 斜面含水量:低斜面含
4、水量:低 棒状链霉菌成熟单菌落生棒状链霉菌成熟单菌落生长丰满,紧密,菌落呈草帽形,长丰满,紧密,菌落呈草帽形,中间突起,气生菌丝颜色为白中间突起,气生菌丝颜色为白色,基内菌丝由浅黄到灰黄,色,基内菌丝由浅黄到灰黄,都不产生可溶性色素,孢子为都不产生可溶性色素,孢子为暗灰绿色,成熟后,孢子易于暗灰绿色,成熟后,孢子易于刮下刮下 棒状链霉菌动身菌株单菌落形态特征棒状链霉菌动身菌株单菌落形态特征 棒状链霉菌斜面一棒状链霉菌斜面一般培育四到五天左右产生般培育四到五天左右产生孢子,六到七天斜面孢子孢子,六到七天斜面孢子生长成熟,气生菌丝颜色生长成熟,气生菌丝颜色为白色,基内菌丝由浅黄为白色,基内菌丝由浅
5、黄到灰黄,都不产生可溶性到灰黄,都不产生可溶性色素,孢子呈暗灰绿色色素,孢子呈暗灰绿色 棒状链霉菌动身菌株的斜面培育特征棒状链霉菌动身菌株的斜面培育特征 霉菌孢子的制备:霉菌孢子的制备:养分要求:碳、氮含量要低,无机盐适养分要求:碳、氮含量要低,无机盐适量量 培育基:自然农产品培育基:自然农产品 培育温度:培育温度:2528 培育时间:培育时间:414天天 细菌种子的制备:细菌种子的制备:养分要求:养分丰富,氮源含量要高养分要求:养分丰富,氮源含量要高 培育基:牛肉膏、蛋白胨培育基:牛肉膏、蛋白胨 培育温度:培育温度:37 培育时间:培育时间:12天(芽孢天(芽孢58天)天)二、摇瓶种子的制备
6、二、摇瓶种子的制备一级摇瓶一级摇瓶 二级摇瓶二级摇瓶 种子罐种子罐三、种子罐种子的制备三、种子罐种子的制备一级种子罐一级种子罐 二级种子罐二级种子罐 发酵罐(三级发酵)发酵罐(三级发酵)级数的确定:菌种的特性;发酵罐的体积级数的确定:菌种的特性;发酵罐的体积谷氨酸:三级发酵谷氨酸:三级发酵一级种子(摇瓶)一级种子(摇瓶)二级种子二级种子(小罐)(小罐)发酵发酵青霉素:三级发酵青霉素:三级发酵一级种子一级种子(小罐)(小罐)二级种子(中罐)二级种子(中罐)发酵发酵 一般由菌丝体培育起先计算发酵级数,但有时,工厂从第一级种子罐起先计算发酵级数。发酵级数确定的依据发酵级数确定的依据q 级数受发酵规模
7、、菌体生长特性、接种量的影响级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响q 级数大,难限制、易染菌、易变异,管理困难,一级数大,难限制、易染菌、易变异,管理困难,一q 般般2-4级。级。q 在发酵产品的放大中,反应级数的确定是特别重要q 的一个方面四、四、种子制备过程举例种子制备过程举例1、谷氨酸生产的种子制备、谷氨酸生产的种子制备制备过程制备过程斜面菌种斜面菌种一级种子培育一级种子培育二级种子培育二级种子培育发酵发酵斜面斜面(AS1.299)培育基:蛋白胨培育基:蛋白胨1%,牛肉膏,牛肉膏1%,氯化钠,氯化钠0.5培育基特点:有利于菌体的生长,原料比较精细培育基特点:有利于菌体的生长,原料比较
8、精细培育条件:培育条件:32,生长,生长18-24小时小时生长斜面要求:生长良好,所运用斜面连续传代不超生长斜面要求:生长良好,所运用斜面连续传代不超过过3次次一级一级种子(摇瓶)种子(摇瓶)培育条件:于培育条件:于1000ml三角瓶中,装液三角瓶中,装液200-250ml,32培培养养12小时小时培育基:葡萄糖培育基:葡萄糖2%,尿素,尿素0.5%,玉米浆,玉米浆2.5%,K2HPO40.1%培育基特点:有利于菌体的生长,所运用的原料已经基培育基特点:有利于菌体的生长,所运用的原料已经基 本接近于发酵培育基本接近于发酵培育基二级种子二级种子(种子罐种子罐)培育条件:在种子罐中培育(容积为发酵
9、罐的培育条件:在种子罐中培育(容积为发酵罐的1%),),32培育培育7-10个小时个小时培育基:和一级种子相像,其中葡萄糖用水解糖代替,培育基:和一级种子相像,其中葡萄糖用水解糖代替,浓度为浓度为2.5%培育基的特点:长菌体,更接近于发酵培育基培育基的特点:长菌体,更接近于发酵培育基种子的质量要求:种子的质量要求:108-109个个/ml大小匀整,呈单个或八字排列大小匀整,呈单个或八字排列活力旺盛活力旺盛2、青霉素生产的种子制备、青霉素生产的种子制备制备过程制备过程安培管安培管 斜面孢子斜面孢子 大米孢子大米孢子 一级种子一级种子 二级种子二级种子 发酵发酵斜面孢子斜面孢子培育基:甘油、培育基
10、:甘油、葡萄糖、葡萄糖、蛋白胨等蛋白胨等培育基特点:有利于长孢子,用量少而精细培育基特点:有利于长孢子,用量少而精细培育条件:培育条件:25、7天天,留意湿度留意湿度50%左右左右大米孢子大米孢子培育基:大米及氮源(玉米浆)培育基:大米及氮源(玉米浆)培育基的特点:成本低、米粒之间结构疏松提高比表培育基的特点: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(要求大米面积和氧的传质,养分适当(要求大米的白点小)有利于孢子的生长。的白点小)有利于孢子的生长。培育条件:培育条件:25、7天,限制湿度天,限制湿度大米孢子的要求:大米孢子的要求:1粒米含粒米含1.4*106个孢子个孢子一级种子
11、一级种子培育基:(葡萄糖、乳糖、蔗糖)、玉米浆培育基:(葡萄糖、乳糖、蔗糖)、玉米浆目的:长菌体目的:长菌体培育条件:培育条件:27,40小时小时接种量:接种量:200亿孢子亿孢子/吨吨二级种子二级种子培育基:同上培育基:同上培育条件:培育条件:27、10-14小时小时接种量:接种量:10%种子的质量要求种子的质量要求菌丝长稠呈丝状、菌丝团很少,有中小空孢,处于菌丝长稠呈丝状、菌丝团很少,有中小空孢,处于期期青霉素发酵菌丝体的生长共分为青霉素发酵菌丝体的生长共分为6个期,个期,1-4为年青期,为年青期,4-6期合成青霉素的实力最强期合成青霉素的实力最强其次节其次节 生产菌种的质量限制生产菌种的
12、质量限制一、影响孢子质量的因素一、影响孢子质量的因素1.培育基培育基养分成分养分成分灭菌的质量灭菌的质量斜面培育基的含水量斜面培育基的含水量2.培育温度和湿度的影响培育温度和湿度的影响 菌体生长温度范围宽些菌体生长温度范围宽些2837 ,孢子,孢子形成温度窄形成温度窄27、283.培育时间培育时间 过短:孢子不成熟;低温保藏时、易死亡过短:孢子不成熟;低温保藏时、易死亡 过长:菌体代谢活力降低,产量低过长:菌体代谢活力降低,产量低4.保藏时间保藏时间 一般不超过一星期一般不超过一星期5.接种量接种量 在母斜面上形成单菌落,在子斜面上在母斜面上形成单菌落,在子斜面上形成一层菌落形成一层菌落二、影
13、响种子质量的因素及限制措施二、影响种子质量的因素及限制措施1.影响因素:影响因素:培育基培育基培育条件培育条件培育时间培育时间 最适种龄:对数生长期后期最适种龄:对数生长期后期 种龄是指种子罐中培育的菌体起先移入种龄是指种子罐中培育的菌体起先移入下一级种子罐或发酵罐时的培育时间。下一级种子罐或发酵罐时的培育时间。原则:对数生长期末,细胞活力强,菌体浓度原则:对数生长期末,细胞活力强,菌体浓度相对较大,但是最终由试验结果定。相对较大,但是最终由试验结果定。菌龄过小:延迟期长,菌体生长缓慢,生物菌龄过小:延迟期长,菌体生长缓慢,生物合成期缩短,产量降低合成期缩短,产量降低种龄长:易老化种龄长:易老
14、化接种量接种量 接入种子液的体积接入种子液的体积 接入后培育液体积接入后培育液体积 接种量范围:接种量范围:125%,但是一般认为大一点好,但是一般认为大一点好 过大:菌体过度生长,养分物质及溶氧不能满足过大:菌体过度生长,养分物质及溶氧不能满足 菌体须要,使菌体苍老、自溶菌体须要,使菌体苍老、自溶 过小:生产期延长,以产生菌丝结团,产量降低过小:生产期延长,以产生菌丝结团,产量降低接种量接种量=100%双种:两个种子罐接种到一个发酵罐中。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。倒种:一部分种子来源于种子罐,一部分来源于发酵罐。2.种子质量的限制指
15、标种子质量的限制指标菌体的形态菌体的形态碳、氮、磷的代谢状况碳、氮、磷的代谢状况菌株的生产实力菌株的生产实力特殊酶活力特殊酶活力3.种子异样分析种子异样分析菌丝生长过慢:培育基质量不好;灭菌质量菌丝生长过慢:培育基质量不好;灭菌质量 不好;通入空气的温度过低不好;通入空气的温度过低菌丝结团:接种量小;培育基粘度不当;搅菌丝结团:接种量小;培育基粘度不当;搅 拌不好拌不好菌丝粘壁:搅拌不好;装料系数少;泡沫多菌丝粘壁:搅拌不好;装料系数少;泡沫多第三节第三节 生产菌种的保藏生产菌种的保藏一、微生物菌种的保藏要求一、微生物菌种的保藏要求要求:要求:是是广广泛泛收收集集各各种种探探讨讨、教教学学和和
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