微生物菌种生长条

微生物菌种生长条第一页，共五十八页，2022年，8月28日

大肠杆菌应用：对谷氨酸定量分析，生产天冬氨酸、苏氨酸、缬氨酸第二页，共五十八页，2022年，8月28日乳酸杆菌应用：乳酸、干酪、奶子酒、发面、泡菜、酸奶等的制作第三页，共五十八页，2022年，8月28日枯草芽孢杆菌应用：生产淀粉酶第四页，共五十八页，2022年，8月28日第五页，共五十八页，2022年，8月28日啤酒酵母红酵母第六页，共五十八页，2022年，8月28日面包酵母第七页，共五十八页，2022年，8月28日应用：生产有机酸、生产淀粉酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶第八页，共五十八页，2022年，8月28日应用：酱油、酱类（淀粉酶）第九页，共五十八页，2022年，8月28日米曲霉应用：产糖化酶和蛋白酶、主要用于酿酒制曲和酱油制曲第十页，共五十八页，2022年，8月28日应用：生产甲义丁二酸第十一页，共五十八页，2022年，8月28日毛霉应用：可以产生蛋白酶，我国多用于豆腐乳、豆豉等的制作第十二页，共五十八页，2022年，8月28日根霉种类：米根霉、华根霉、少根根霉、爪哇根霉应用：酿酒第十三页，共五十八页，2022年，8月28日青霉菌第十四页，共五十八页，2022年，8月28日放线菌第十五页，共五十八页，2022年，8月28日一、培养条件温度

pH值

氧种龄接种量第十六页，共五十八页，2022年，8月28日1．温度通常在生物学范围内每升高10℃，生长速度就加快一倍，所以温度直接影响酶反应，对于微生物来说，温度直接影响其生长和合成酶。

机体的重要组成如蛋白质、核酸等都对温度较敏感，随着温度的增高有可能遭受不可逆的破坏。微生物可生长的温度范围较广，总体说在-10—95℃。第十七页，共五十八页，2022年，8月28日温度任何微生物的生长都需要有最适的生长温度，在此温度范围内微生物生长繁殖最快。如果所培养的微生物能承受稍高一些的温度进行生长和繁殖，这对生产有很大的好处，即可减少污染杂菌的机会和夏季培养所需降温的辅助设备，因此培养耐高温的菌种有一定的生产现实意义。第十八页，共五十八页，2022年，8月28日2．pH值培养基中的pH值与微生物生命活动有着密切关系，各种微生物有其可以生长的和最适生长的pH范围。微生物通过其活动也能改变环境的pH值。

发酵过程中，控制发酵液的pH值是控制生产的指标之一，pH值过高、过低都会影响微生物的生长繁殖以及代谢产物的积累。控制pH值不但可以保证微生物良好的生长，而且可以防止杂菌的污染。第十九页，共五十八页，2022年，8月28日培养基pH在发酵过程中能被菌体代谢所改变。若阴离子(如醋酸根、磷酸根)被吸收或氮源被利用后产生NH3

，则pH上升；阳离子(如NH4、K+)被吸收或有机酸的积累，使pH下降。一般来说，高碳源培养基倾向于向酸性pH转移，高氮源培养基倾向于向碱性pH转移，这都跟碳氮比直接有关。第二十页，共五十八页，2022年，8月28日3．氧微生物对氧的需要不同，是由于依赖获得能量的代谢方面的差异。好气性菌主要是有氧呼吸或氧化代谢，厌气菌为厌气发酵(分子间呼吸)，兼性厌气菌则两者兼而有之。不同微生物或同一微生物的不同生长阶段对通风量的要求也不相同。第二十一页，共五十八页，2022年，8月28日通风和搅拌通气可以供给大量的氧。通气量与菌种、培养基性质、培养阶段有关。通气量的多少，最好按氧溶解的多少来决定。只有氧溶解的速度大于菌体的吸氧量时，菌体才能正常地生长和合成酶。因此随着菌体繁殖，呼吸增强，必须按菌体的吸氧量加大通气量，以增加溶解氧的量。第二十二页，共五十八页，2022年，8月28日搅拌则能使新鲜氧气更好地与培养液混合，保证氧的最大限度溶解，并且搅拌有利于热交换，使培养液的温度一致，还有利于营养物质和代谢物的分散。此外，挡板则有助于搅拌，使其效果更好。第二十三页，共五十八页，2022年，8月28日一般来说，若培养罐深，搅拌转速大，通气管开孔小或多，气泡在培养液内停留时间就长，氧的溶解速度就大，而且在这些因素确定下，培养基的粘度越小，氧的溶解速度也越大。搅拌可以提高通气效果，但是过度地剧烈搅拌会导致培养液大量涌泡，容易增加杂菌污染的机会，液膜表层的酶容易氧化变性，微生物细胞也不宜剧烈搅拌。第二十四页，共五十八页，2022年，8月28日种龄与接种量种子培养期应取菌种的对数生长期为宜，菌种过嫩或过老，不但延长发酵周期，而且会降低产量。接种量的大小直接影响发酵周期。第二十五页，共五十八页，2022年，8月28日大量地接入培养成熟的菌种的优点：1.可以缩短生长过程的延缓期，因而缩短了发酵周期，提高了设备利用率，2.节约了发酵培养的动力消耗，3.并有利于减少染菌机会，一般都将菌种扩大培养，进行两级发酵或三级发酵。接种量和培养物的生长过程的延缓期长短呈反比。接种量过多也无必要。因培养种子费时，而且过多地移入代谢废物，反而会影响正常发酵。

第二十六页，共五十八页，2022年，8月28日二、菌种扩大培养第二十七页，共五十八页，2022年，8月28日种子扩大培养什么是种子扩大培养？什么是种子？第二十八页，共五十八页，2022年，8月28日优良种子必须具备的条件1、菌种细胞的生长活力强，转种至发酵罐后能迅速生长，延迟期短。2、菌种生理状态稳定，如菌丝形态、菌丝生长速率和种子培养液的特性等符合要求第二十九页，共五十八页，2022年，8月28日3、菌体浓度及总量能满足大容量发酵罐接种量的要求4、无杂菌污染，保证纯种发酵5、菌种适应性强，能保持稳定的生产能力第三十页，共五十八页，2022年，8月28日1、种子制备过程实验室种子制备阶段：琼脂斜面至固体培养基扩大培养（如茄子瓶斜面培养等或液体摇瓶培养）生产车间种子制备阶段：种子罐扩大培养第三十一页，共五十八页，2022年，8月28日第三十二页，共五十八页，2022年，8月28日第三十三页，共五十八页，2022年，8月28日孢子制备（1）放线菌的孢子制备放线菌的孢子培养以一般采用琼脂斜面培养基。放线菌斜面的培养温度大多数为28℃，少数为37℃，培养时间为5～14d。采用母斜面孢子接入液体培养基有利于防止菌种变异，采用子斜面孢子接入液体培养基可节约菌种用量。第三十四页，共五十八页，2022年，8月28日（2）霉菌孢子的制备霉菌的孢子培养，一般以大米、小米、玉米、麸皮、麦粒等天然农产品为培养基。这是由于这些农产品中的营养成分较适合霉菌的孢子繁殖，而且这类培养基的表面积较大，可获得大量的孢子。霉菌的培养一般为25～28℃，培养时间为4～14d。第三十五页，共五十八页，2022年，8月28日（3）细菌培养物的制备细菌的斜面培养基多采用碳源限量而氮源丰富的配方，牛肉膏、蛋白胨常用作有机氮源。细菌培养温度大多数为37℃，少数为28℃，细菌菌体培养时间一般1～2d，产芽孢的细菌则需培养5～10d。第三十六页，共五十八页，2022年，8月28日种子制备种子制备是将固体培养基上培养出的孢子或菌体转入到液体培养基中培养，使其繁殖成大量菌丝或菌体的过程。种子制备所使用的培养基和其他工艺条件，都要有利于孢子发芽和菌丝繁殖。第三十七页，共五十八页，2022年，8月28日（1）摇瓶种子制备某些孢子发芽和菌丝繁殖速度缓慢的菌种，需将孢子经摇瓶培养成菌丝后再进入种子罐，这就是摇瓶种子。摇瓶相当于微缩了的种子罐，其培养基配方和培养条件于种子罐相似。摇瓶种子进罐，常采用母瓶、子瓶两级培养，有时母瓶种子也可以直接进罐。第三十八页，共五十八页，2022年，8月28日（2）种子罐种子制备种子罐种子制备的工艺过程，因菌种不同而异，一般可分为一级种子、二级种子和三级种子的制备。种子罐的级数主要决定于菌种的性质和菌体生长速率及发酵设备的合理应用。注意：种子制备和发酵的目的不同，因此注意不同需要采用不同的工艺。第三十九页，共五十八页，2022年，8月28日生产车间种子制备实验室制备的孢子斜面或摇瓶种子移接到种子罐进行扩大培养种子罐培养一方面使菌种获得足够的数量，另一方面种子罐中的培养基更接近发酵罐培养的醪液成分和培养条件，譬如通无菌空气，搅拌形式等等，以使菌体适应发酵环境第四十页，共五十八页，2022年，8月28日种子罐级数的确定种子罐的级数是指制备种子需逐级扩大培养的次数

种子罐的级数取决于菌种生长特性、孢子发芽及菌体繁殖速度、所采用发酵罐的容积等。对于细菌来说，菌体生长快，种子用量比例少，级数也较少，一般采用二级发酵，即茄子瓶→种子罐→发酵罐。对于霉菌来说，霉菌生长较慢，如青霉菌，需要三级发酵，即孢子悬浮液→一级种子罐（27℃,40小时孢子发芽，产生菌丝）→二级种子罐（27℃,10~24小时，菌体迅速繁殖，粗壮菌丝体）→发酵罐。对于放线菌来说，放线菌生长更慢，采用四级发酵。对于酵母菌来说，酵母生长比细菌慢，比霉菌，放线菌快，通常用一级种子。

第四十一页，共五十八页，2022年，8月28日确定种子罐级数需注意一些问题。种子级数越少越好，可简化工艺和控制，减少染菌机会。但种子级数太少，接种量小，发酵时间延长，降低发酵罐的生产率，增加染菌机会。虽然种子罐级数随产物的品种及生产规模而定。但也与所选用工艺条件有关。如改变种子罐的培养条件，加速了孢子发芽及菌体的繁殖，也可相应地减少种子罐的级数。

第四十二页，共五十八页，2022年，8月28日接种种龄和接种量接种龄

种子罐中培养的菌体从开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。通常种龄是以处于生命力极旺盛的对数生长期，菌体量还未达到最大值时的培养时间较为合适。时间太长，菌种趋于老化，生产能力下降，菌体自溶；种龄太短，造成发酵前期生长缓慢。不同菌种或同一菌种工艺条件不同，种龄是不一样的，一般需经过多种实验来确定。

第四十三页，共五十八页，2022年，8月28日接种量

接种量指的是移入的种子悬浮液体积和接种后培养液体的体积的比例

接种量的大小决定于生产菌种在发酵罐中生长繁殖的速度，采用较大的接种量可以缩短发酵罐中菌丝繁殖达到高峰的时间，使产物的形成提前到来，并可减少杂菌的生长机会。但接种量过大或者过小，均会影响发酵。过大会引起溶氧不足，影响产物合成；而且会过多移入代谢废物，也不经济；过小会延长培养时间，降低发酵罐的生产率。通常接种量，细菌1~5%，酵母菌5~10%，霉菌7~15%，有时20~25%种子质量的判断第四十四页，共五十八页，2022年，8月28日种子质量的控制（一）、影响孢子质量的因素及控制影响孢子质量的因素主要有培养基、培养条件、培养时间和冷藏时间。1、培养基生产过程中经常出现种子质量不稳定的现象，其主要原因是原材料质量波动。例如在四环素、土霉素生产中，配制产孢子斜面培养基用的麸皮，因小麦产地、品种、加工方法及用量的不同对孢子质量的影响也不同。原材料质量的波动，起它要作用的是其中无机离子含量不同，如微量元素Mg2+

、Cu2+

、Ba2+能刺激孢子的形成。磷含量太多或太少也会影响孢子的质量。水质对孢子的质量也有影响，地区不同、季节变化和水源污染，均可造成水质波动，影响种子质量。第四十五页，共五十八页，2022年，8月28日控制措施是：①培养基所用原料要经过发酵试验合格才可使用；②严格控制灭菌后培养基的质量③斜面培养基使用前，需在适当温度下放置一定时间；④供生产用的孢子培养基要用比较单一的氮源，作为选种或分离用的培养基则采用较复杂的有机氮源。

第四十六页，共五十八页，2022年，8月28日２、培养条件（1）温度

温度对多数品种斜面孢子质量有显著的影响。一般各生产单位都严格控制孢子子斜面的培养温度。（2）湿度

制备斜面孢子培养基的湿度对孢子的数量和质量有较大的影响。第四十七页，共五十八页，2022年，8月28日3、培养时间和冷藏时间（1）培养时间一般来说，衰老的孢子不如年轻的孢子，因为衰老的孢子已在逐步进入发芽阶段，核物质趋于分化状态。过于衰老的孢子会导致生产能力的下降。控制措施是孢子培养的时间应该控制在孢子量多、孢子成熟、发酵产量正常的阶段终止培养。（2）冷藏时间斜面冷藏对孢子质量的影响与孢子成熟程度有关。如土霉素生产菌种孢子斜面培养4天左右即于4℃冰箱保存，发现冷藏7~8天菌体细胞开始自溶。而培养5天以后冷藏，20天未发现自溶。冷藏时间对孢子的生产能力也有影响。例如在链霉素生产中，斜面孢子在6℃冷藏两个月后的发酵单位比冷藏一个月降低18%，冷藏3个月后降低35%。第四十八页，共五十八页，2022年，8月28日种子质量标准

1、细胞或菌体包括菌丝形态、菌丝浓度和培养液外观（色素、颗粒等。单细胞要求菌体健壮、菌形一致、均匀整齐，有的还要求有一定的排列或形态；霉菌、放线菌：菌丝粗壮、对某些染料着色力强、生长旺盛、菌丝分枝情况和内含物情况好。第四十九页，共五十八页，2022年，8月28日2、生化指标包括种子液的糖、氮、磷的含量和pH变化、产物生成量、酶活力。在抗生素发酵中，产物生成量是考察种子质量的重要指标，因为种子液中产物生成量的多少间接反映种子的生产能力和成熟程度。种子液中某种酶的活力，与目的产物的产量有一定的关联。第五十页，共五十八页，2022年，8月28日种子培养培养类型

⑴静置培养法（厌气性发酵）；⑵通气性培养（好气性发酵）；作为种子扩大培养的方法：①液体培养法（三角瓶摇床震荡或转式培养）；第五十一页，共五十八页，2022年，8月28日②表面法培养：液体表层；③固态法培养。第五十二页，共五十八页，2022年，8月28日大规模工业生产的培养方法及特点A、固体培养（曲法培养）浅盘固体培养深层固体培养园盘制曲机第五十三页，共五十八页，2022年，