1、第一章第一章 菌种与种子扩大培养菌种与种子扩大培养1 微生物工业用菌微生物工业用菌2 种子扩大培养种子扩大培养2.1 工业微生物的培养方法工业微生物的培养方法2.2 影响种子质量的因素影响种子质量的因素2.3 种子扩培的实例种子扩培的实例q 诱变育种： 诱变是工业发酵稳产高产的重要保证；q 从自然界分离： 目前土壤中已分离的微生物不到总数的 1%，微生物的多样性仍然是以后若干年的研究重点；q 基因重组： 基因定向改造技术大大加快了生物产品开 发的进程。从自然界中分离菌种的一般过程采样 预处理 培养 菌落的选择 产品的鉴定抗生素生产有关的微生物放线菌（链霉素四环素；红霉素等） 真菌（青霉素、头孢
2、等）一些产芽孢的细菌植物或动物来源氨基酸生产菌的要求： 代谢途径比较清楚，代谢途径比较简单谷氨酸发酵的菌种：其它氨基酸生产菌：棒杆菌属，短杆菌属、节杆菌属或小杆菌属的棒型细菌常规菌种一般也是以谷氨酸生产菌选育而成；工程菌，大肠杆菌，枯草芽孢杆菌氨基酸生产有关的微生物食品工业微生物包括：酿造业， 酶制剂等食品用的微生物需经过严格的毒理试验，目前已同意使用的仅仅少数微生物能用于生产食品用酶。 淀粉酶：黑曲霉、米曲霉、米根酶、枯草牙孢杆菌和地衣牙孢杆菌q 能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物q 有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的可操作性要强q 遗传性能要相对稳定q 不易
3、感染它种微生物或噬菌体q 产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关）q 生产特性要符合工艺要求种子：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q 接种量的需要q 菌种的驯化q 缩短发酵时间、保证生产水平种子的要求：q 总量及浓度能满足要求q 生理状况稳定，个体与群体q 活力强，移种至发酵后，能够迅速生长q 无杂菌污染实验室阶段： 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，因此将其称为实验室阶段
4、的种子培养。培养基：保证培养基的质量，有利于菌体的生长减少传代次数孢子培养时注意湿度，子斜面使用一般不超过 1个月生产车间阶段 ： 种子培养在种子罐里面进行，一般在工厂归发酵车间管理，因此形象地称这些培养过程为生产车间阶段。培养基：控制成本，驯化；营养比发酵培养基丰富。种子扩培的两个阶段静置培养法：嫌气发酵，如酒精、丙酮、丁醇、乳酸等通气培养法深层浅层固体液体液体固体解释 特点 适用范围固体培养即曲法培养，源于传统制曲技术酶活力高可调温湿度酿造业液体深层培养液体培养，深层通风 可调节各种环境因素：营养物浓度，温湿度等；无菌操作要求高几乎所有好气发酵：如有机酸、氨基酸等载体培养可重复使用的多孔材
5、料，严格控制营养条件，结束后挤压培养液抽提产物兼具固体培养法与液体培养法的优点可培养霉菌、酵母、放线菌等两步法液体深层培养将营养生长期与生产期分开，分别控制不同条件工艺可达到最优过程繁琐氨基酸生产2.3 种子扩大培养举例例一、谷氨酸生产的种子制备斜面菌种 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培养基特点： 有利于菌体的生长，原料比较精细培养条件： 32 ，生长 18-24小时生长斜面要求： 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）培养条件：于 1000ml三角瓶
6、中，装液 200-250ml,32 培养 12小时。培养基：葡萄糖 2% ，尿素 0.5% ，玉米浆 2.5% ， K2HPO4 0.1%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 )培养条件：在种子罐中培养（容积为发酵罐的 1% ），32 培养 7-10个小时培养基：和一级种子相似，其中葡萄糖用水解糖代替，浓度为 2.5%培养基的特点 ：长菌体，更接近于发酵培养基种子的质量要求：108-109个 /ml大小均匀，呈单个或八字排列PH 7.0-7.2时结束， 6.887.0-7.2活力旺盛二、青霉素生产的种子制备安培管 斜面孢子 大米孢子 一级种子 二级种子 发酵一、斜面孢子培养基：甘油、 葡萄糖、 蛋白胨等培养基特点 ： 有利于长孢子，用量少而精细培养条件： 25 、 7天 , 注意湿度 50% 左右二、大米孢子培养基：大米及氮源（玉米浆）培养基的特点 ： 成本低、米粒之间结构疏松提高比表面积和氧的传质，营养适当（要求大米的白点小）有利于孢子的生长。培养条件： 25 、 7天，控制湿度大米孢子的要求 ： 1粒米含 1.4*106个孢子
