第五章種子的擴(kuò)大培養(yǎng)(sunxianxun)

武漢市2021年度事業(yè)單位公開招考生物工程試題4種子的擴(kuò)大培養(yǎng)種子擴(kuò)大培養(yǎng)的目的與要求了解種子擴(kuò)培的工藝過程及根本概念掌握控制種子質(zhì)量的根本方法和手段第一節(jié)種子擴(kuò)大培養(yǎng)的目的與要求種子擴(kuò)大培養(yǎng)種子擴(kuò)培的目的接種量的需要菌種的馴化縮短發(fā)酵時(shí)間、保證生產(chǎn)水平作為種子的準(zhǔn)那么4.1種子的制備工藝實(shí)驗(yàn)室階段：所用的設(shè)備為培養(yǎng)箱、搖床等實(shí)驗(yàn)室常見設(shè)備，在工廠這些培養(yǎng)過程一般都在菌種室完成。一、實(shí)驗(yàn)室種子的制備①、斜面(AS1.299)培養(yǎng)基：蛋白胨1%，牛肉膏1%，氯化鈉0.5瓊脂2%，培養(yǎng)基特點(diǎn)：有利于菌體的生長，原料比較精細(xì)培養(yǎng)條件：32℃，生長18-24小時(shí)

對于不產(chǎn)孢子和孢子發(fā)芽慢的微生物——獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的菌體，如谷氨酸的種子培養(yǎng)。②.一級種子〔搖瓶〕培養(yǎng)條件：于1000ml三角瓶中，裝液200-250ml,32℃培養(yǎng)12小時(shí)。培養(yǎng)基：葡萄糖2%，尿素0.5%，玉米漿2.5%，K2HPO40.1%培養(yǎng)基特點(diǎn)：有利于菌體的生長，所使用的原料已經(jīng)根本接近于發(fā)酵培養(yǎng)基

對于不產(chǎn)孢子和孢子發(fā)芽慢的微生物培養(yǎng)基：和一級種子相似，其中葡萄糖用水解糖代替，濃度為2.5%培養(yǎng)基的特點(diǎn)：長菌體，更接近于發(fā)酵培養(yǎng)基④種子的質(zhì)量要求：108-109個(gè)/ml大小均勻，呈單個(gè)或八字排列時(shí)結(jié)束，活力旺盛

獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的孢子與菌絲體培養(yǎng)相比步驟少，因而更容易獲得量和質(zhì)穩(wěn)定的種子，但操作繁瑣。

對于產(chǎn)孢子的微生物

獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的菌絲體便于操作，但需要更仔細(xì)的控制。2、培養(yǎng)基選擇的原那么培養(yǎng)基的選擇應(yīng)該是有利于菌體的生長，對孢子培養(yǎng)基應(yīng)該是有利于孢子的生長。在原料方面，實(shí)驗(yàn)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)基的原料一般都比較精細(xì)。二、生產(chǎn)車間種子制備

1、培養(yǎng)物的選擇原那么在生產(chǎn)車間階段，最終一般都是獲得一定數(shù)量的菌絲體。縮短發(fā)酵時(shí)間有利于獲得好的發(fā)酵結(jié)果菌絲體比孢子要有利：2、培養(yǎng)基選擇的原那么目的：獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的菌體，培養(yǎng)基首先考慮有利于孢子的發(fā)育和菌體的生長，營養(yǎng)要比發(fā)酵培養(yǎng)基豐富。在原料方面：不如實(shí)驗(yàn)室階段那么精細(xì)，根本接近于發(fā)酵培養(yǎng)基:

一是本錢二是馴化例：檸檬酸發(fā)酵

以蔗糖為原料谷氨酸：三級發(fā)酵青霉素：三級發(fā)酵發(fā)酵級數(shù)確定的依據(jù)級數(shù)受發(fā)酵規(guī)模、菌體生長特性、接種量的影響級數(shù)大，難控制、易染菌、易變異，管理困難，一般2-4級。在發(fā)酵產(chǎn)品的放大中，反響級數(shù)確實(shí)定是非常重要的一個(gè)方面5、接種量確實(shí)定

移入種子的體積接種量＝—————————接種后培養(yǎng)液的體積過大過小都不好，最終以實(shí)踐定，如大多數(shù)抗生素為7-15%。但是一般認(rèn)為大一點(diǎn)好。采用被孢霉進(jìn)行Υ亞麻酸發(fā)酵時(shí)接種量可以明顯影響菌絲體接種量對菌體形態(tài)和產(chǎn)Υ亞麻酸的影響楊博，中國油脂，2002研究發(fā)現(xiàn)，采用被孢霉進(jìn)行Υ亞麻酸發(fā)酵時(shí)接種量可以明顯影響菌絲體的形態(tài)，從而影響菌體干重和Υ亞麻酸產(chǎn)量。

不同接種量影響菌體的生長和發(fā)酵發(fā)酵前期發(fā)酵液作為種子，發(fā)酵指數(shù)明顯提高發(fā)酵后期菌體自溶明顯，影響提煉收率6、種齡種齡短：菌體太少；種齡長：易老化。原那么：對數(shù)生長期末，細(xì)胞活力強(qiáng)，菌體濃度相對較大，但是最終由實(shí)驗(yàn)結(jié)果定。大量地接入培養(yǎng)成熟的菌種的優(yōu)點(diǎn)：縮短生長過程的延緩期，因而縮短了發(fā)酵周期，提高了設(shè)備利用率節(jié)約發(fā)酵培養(yǎng)的動(dòng)力消耗有利于減少染菌時(shí)機(jī)舒琴，林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)，2004鏡檢：24小時(shí)多個(gè)桿菌首位相連成線形，處于繁殖旺盛期30小時(shí)開始出現(xiàn)芽孢4.2影響種子質(zhì)量的因素原材料質(zhì)量培養(yǎng)溫度濕度通氣與攪拌斜面冷藏時(shí)間培養(yǎng)基pH原材料質(zhì)量原材料質(zhì)量波動(dòng)引起種子質(zhì)量不穩(wěn)定原材料質(zhì)量波動(dòng)的主要原因：無機(jī)離子含量不同〔微量元素Mg2+、Cu2+、Ba2+能刺激孢子的形成，磷含量太多或太少也會(huì)影響孢子的質(zhì)量〕。培養(yǎng)溫度溫度過低，菌種生長發(fā)育緩慢溫度過高會(huì)使菌絲過早自溶濕度濕度低，孢子生長快；濕度大，孢子生長慢制備土霉素生產(chǎn)菌種龜裂鏈霉菌孢子時(shí)發(fā)現(xiàn)，在含有少量水分的試管斜面培養(yǎng)基下部孢子長得較好，而斜面上部由于水分迅速蒸發(fā)呈干癟狀，孢子稀少通氣與攪拌足夠的通氣量，以保證菌種代謝正常，提高種子的質(zhì)量攪拌可提高通氣效果，促進(jìn)生長繁殖，過度攪拌導(dǎo)致培養(yǎng)液大量涌泡，液膜外表的酶易氧化變性，泡沫過多增加染菌時(shí)機(jī)，增加能耗。絲狀微生物不宜劇烈攪拌。斜面冷藏時(shí)間對孢子的生產(chǎn)能力有較大影響冷藏時(shí)間越長，生產(chǎn)能力下降越多鏈霉素生產(chǎn)中，斜面孢子在6℃冷藏兩個(gè)月后的發(fā)酵單位比冷藏一個(gè)月的降低18％，比冷藏3個(gè)月的降低35％。培養(yǎng)基培養(yǎng)種子的目的：擴(kuò)大培養(yǎng)，增加細(xì)胞數(shù)量；同時(shí)也必須培養(yǎng)出強(qiáng)壯、健康、活性高的細(xì)胞。為了使細(xì)胞迅速進(jìn)行分裂或菌絲快速生長。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；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源和氮源；應(yīng)考慮與發(fā)酵培養(yǎng)基的主要成分相近。種子培養(yǎng)基特點(diǎn)pH選擇最適種子培養(yǎng)pH的原那么是獲得最大比生長速率和適當(dāng)?shù)木颗囵B(yǎng)最后一級種子的培養(yǎng)基的pH應(yīng)接近于發(fā)酵培養(yǎng)基的pH，以便種子能盡快適應(yīng)新的環(huán)境種子質(zhì)量的控制措施菌種穩(wěn)定性的檢查測定其生產(chǎn)能力，從中挑選高產(chǎn)菌株，并及時(shí)對退化菌種進(jìn)行復(fù)壯提供適宜的生長環(huán)境種子無雜菌檢查，保證純種發(fā)酵。

種子液生化分析工程主要有：營養(yǎng)基質(zhì)的消耗速度、pH變化、溶氧變化、色澤和氣味等三、種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1、細(xì)胞或菌體菌絲形態(tài)、菌絲濃度和培養(yǎng)液外觀〔色素、顆粒等〕單細(xì)胞：菌體健壯、菌形一致、均勻整齊，有的還要求有一定的排列或形態(tài)；霉菌、放線菌：菌絲粗壯、對某些染料著色力強(qiáng)、生長旺盛、菌絲分枝情況和內(nèi)含物情況好。在抗生素發(fā)酵中，產(chǎn)物生成量是考察種子質(zhì)量的重要指標(biāo)，因?yàn)榉N子液中產(chǎn)物生成量的多少間接反映種子的生產(chǎn)能力和成熟程度。3、產(chǎn)物生成量2、生化指標(biāo)種子液的糖、氮、磷的含量和pH變化。4、酶活力種子液中某種酶的活力，與目的產(chǎn)物的產(chǎn)量有一定的關(guān)聯(lián)。1、什么是種子的擴(kuò)大培養(yǎng)？

2、種子擴(kuò)大培養(yǎng)的目的與要求？

3、種子擴(kuò)大培養(yǎng)的一般步驟？

4、實(shí)驗(yàn)室階段和生產(chǎn)車間階段在培養(yǎng)基和培養(yǎng)物選擇上各有何特點(diǎn)？

5、什么是接種量？接種量對發(fā)酵有哪些影響？

6、什么是發(fā)酵級數(shù)？影響發(fā)酵級數(shù)因素有哪些？

7、什么是種齡？事宜種齡確定的依據(jù)？

8、接種、倒種、雙種？復(fù)習(xí)題青霉素生產(chǎn)的種子制備制備過程安培管→斜面孢子→大米孢子→一級種子→二級種子→發(fā)酵①、斜面孢子培養(yǎng)基：甘油、葡萄糖、蛋白胨等培養(yǎng)基特點(diǎn)：有利于長孢子，用量少而精細(xì)培養(yǎng)條件：25℃、7天,注意濕度50%左右②、大米孢子培養(yǎng)基：大米及氮源〔玉米漿〕培養(yǎng)基的特點(diǎn)：本錢低、米粒之間結(jié)構(gòu)疏松提高比外表積和氧的傳質(zhì)，營養(yǎng)適當(dāng)〔要求大米的白點(diǎn)小〕有利于孢子的生長。培養(yǎng)條件：25℃、7天，控制濕度大米孢子的要求：1粒米含1.4*106個(gè)孢子③、一級種子培養(yǎng)