《微生物發(fā)酵技術(shù)》-項(xiàng)目五 發(fā)酵工業(yè)的種子制備

發(fā)酵技術(shù)項(xiàng)目五

發(fā)酵工業(yè)的種子制備第一節(jié)：種子制備（一）種子制備的原理（二）優(yōu)良種子應(yīng)具備的條件（三）種子制備的步驟一、種子制備的原理菌種一般采用“沙土管”、“凍干管”保藏，使其處于休眠狀態(tài)，以防止其退化。在發(fā)酵使用前必須進(jìn)行菌種的活化、擴(kuò)大培養(yǎng)等技術(shù)環(huán)節(jié)，制備發(fā)酵工業(yè)的種子。一、種子制備的原理種子液(幾或幾十立方米)按10%接種量發(fā)酵罐(幾十或幾百立方米)由實(shí)驗(yàn)室制備到車間生產(chǎn)的過程種子質(zhì)量的優(yōu)劣對發(fā)酵生產(chǎn)起關(guān)鍵作用。其生產(chǎn)方法與條件隨不同的生產(chǎn)品種和菌種種類而異。一、種子制備的原理種子制備又稱為種子的擴(kuò)大培養(yǎng)，是指將冷凍干燥管、沙土管中處于休眠狀態(tài)的工業(yè)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過搖瓶及種子罐逐級擴(kuò)大培養(yǎng)而獲得一定數(shù)量和質(zhì)量純種的過程。這種純培養(yǎng)物稱為種子。二、優(yōu)良種子應(yīng)具備的條件1234菌種活力強(qiáng)接種量菌種生理狀態(tài)穩(wěn)定純種發(fā)酵5生產(chǎn)能力穩(wěn)定三、種子制備的步驟種子制備的步驟大致可分為1.斜面活化2.實(shí)驗(yàn)室種子制備階段3.生產(chǎn)車間種子制備階段三、種子制備的步驟1.斜面活化將沙土管或冷凍干燥管中的種子接種到斜面培養(yǎng)基中進(jìn)行活化培養(yǎng)。三、種子制備的步驟2.實(shí)驗(yàn)室種子制備將生長良好的斜面孢子或菌絲轉(zhuǎn)種到扁瓶固體培養(yǎng)基或搖瓶液體培養(yǎng)基中進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，完成實(shí)驗(yàn)室種子制備。實(shí)驗(yàn)室種子制備階段包括瓊脂斜面、固體培養(yǎng)基擴(kuò)大培養(yǎng)或搖瓶液體培養(yǎng)。三、種子制備的步驟3.生產(chǎn)車間種子制備01種子罐的作用：使孢子發(fā)芽，生長繁殖成菌（絲）體，接入發(fā)酵罐能迅速生長，達(dá)到一定的菌體量，以利于產(chǎn)物的合成。02種子罐的培養(yǎng)基：接近發(fā)酵罐培養(yǎng)的醪液成分和培養(yǎng)條件，使菌體適應(yīng)發(fā)酵環(huán)境。三、種子制備的步驟種子罐級數(shù)：制備種子需逐級擴(kuò)大培養(yǎng)的次數(shù)。一級種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)二級種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)（發(fā)芽罐、繁殖罐）三級種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)：生長更慢的菌種一級發(fā)酵：在小型發(fā)酵罐(5~30L)中進(jìn)行試驗(yàn)時，直接采用孢子或菌絲體接入罐中發(fā)酵。二級發(fā)酵三級發(fā)酵四級發(fā)酵三、種子制備的步驟接種齡與接種量接種齡是指種子罐中培養(yǎng)的菌種轉(zhuǎn)入下一級種子罐或發(fā)酵罐時的培養(yǎng)時間。三、種子制備的步驟微生物的生長特性三、種子制備的步驟接種量接種量是指移入的種子液體積和接種后培養(yǎng)液體積的比例。接種量的大小決定于生產(chǎn)菌種在發(fā)酵罐中生長繁殖的速度并且直接影響發(fā)酵周期，采用較大的接種量可以縮短發(fā)酵周期并可減少雜菌的生長機(jī)會。嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的種子制備過程是發(fā)酵安全生產(chǎn)的內(nèi)在靈魂！第二節(jié)：種子質(zhì)量控制措施（一）影響種子質(zhì)量的因素（二）種子質(zhì)量控制措施（三）種子制備實(shí)例一、影響種子質(zhì)量的因素種子質(zhì)量受很多因素影響，概括起來主要有以下幾方面。主要有以下因素：原材料質(zhì)量培養(yǎng)溫度斜面濕度通氣與攪拌培養(yǎng)基pH斜面培養(yǎng)時間及冷藏時間一、種子制備的原理1.原材料質(zhì)量原材料的產(chǎn)地、品種、加工方法及用量、瓊脂的質(zhì)量、水質(zhì)的硬度、無機(jī)離子含量等都會影響孢子的質(zhì)量。例如制備霉菌用的大（?。┟祝洚a(chǎn)地、顆粒大小、均勻程度不同，孢子質(zhì)量也不同。蛋白胨加工原料不同，如魚胨或骨胨，對孢子質(zhì)量影響也不同。一、種子制備的原理2.培養(yǎng)溫度溫度對多數(shù)微生物的斜面孢子質(zhì)量有顯著影響。溫度過低會導(dǎo)致菌種生長發(fā)育緩慢，溫度過高會使菌絲過早自溶。一、種子制備的原理3.斜面濕度濕度低，孢子生長快；濕度高，孢子生長慢。氣候干燥條件下，孢子斜面長得較快，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。在濕度高的條件下，斜面孢子長得慢，主要是由于試管下部冷凝水多而不利于孢子的形成。一、種子制備的原理4.通氣與攪拌充足的通氣量能保證菌種代謝正常，提高種子的質(zhì)量。一、種子制備的原理5.斜面培養(yǎng)時間及冷藏時間種子在斜面培養(yǎng)基上培養(yǎng)的時間不可過長。斜面孢子一般培養(yǎng)7~8天時就開始自溶。但是如果培養(yǎng)了5天后冷藏，20天未發(fā)現(xiàn)自溶。冷藏時間過長會使菌體的活力下降。在鏈霉素生產(chǎn)中，斜面孢子在6℃冷藏兩個月后的發(fā)酵單位比冷藏一個月的降低18%，冷藏3個月后降低了35%。一、種子制備的原理6.培養(yǎng)基合適的C/N；種子罐和發(fā)酵罐的培養(yǎng)基成分接近；培養(yǎng)基成分的最適宜配比。一、種子制備的原理7.pH各種微生物都有自己生長和合成酶的最適pH。選擇最適種子培養(yǎng)pH的原則是獲得最大比生長速率和適當(dāng)?shù)木?，以獲得最高產(chǎn)量。此外，培養(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。二、種子質(zhì)量控制措施為了提供質(zhì)量合格的種子，需要在種子制備的每個環(huán)節(jié)做好質(zhì)量控制：1.菌種本身穩(wěn)定性檢查；2.創(chuàng)設(shè)適宜的培養(yǎng)環(huán)境;3.菌種的純度檢查。二、種子質(zhì)量控制措施1.菌種本身穩(wěn)定性檢查菌種在保藏過程中或多或少都會出現(xiàn)變異，因此定期考察菌種的生產(chǎn)能力十分必要。測定其生產(chǎn)能力二、種子質(zhì)量控制措施2.創(chuàng)設(shè)適宜的生長環(huán)境菌種的生長環(huán)境可分為營養(yǎng)因素與理化因素。營養(yǎng)因素主要指種子培養(yǎng)基的質(zhì)量。優(yōu)良的種子培養(yǎng)基有助于種子的生長及代謝活力的增強(qiáng)。01檢查的方法分為鏡檢與生化培養(yǎng)分析。鏡檢是通過顯微鏡觀察種子樣品，判斷的方法一般是以視野內(nèi)不出現(xiàn)異常形態(tài)菌體為依據(jù)。02生化培養(yǎng)方法也是生產(chǎn)上常用的染菌判斷方法。一般做法是將種子樣品涂在平板培養(yǎng)基上劃線培養(yǎng)或接入酚紅肉湯培養(yǎng)，經(jīng)肉眼觀察平板上是否出現(xiàn)異常菌落、酚紅肉湯有否變黃色等。二、種子質(zhì)量控制措施3.