第四章 发酵与酿造工程学基础 第一节 ppt课件.ppt

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1、第四章发酵与酿造工程学基础及主要设备第一节发酵工艺过程为什么要进行种子的扩大培养？从保藏在试管中的微生物菌种逐级扩大为生产用种子，是一个由实验室制备到车间生产的过程生产方法与条件随不同的生产品种和菌种种类而异。如细菌、酵母菌、放线菌或霉菌生长的快慢；产孢子能力的大小；对营养、温度、需氧等条件的要求均有所不同。一、菌种活化与扩大培养CONTENT概述种子的制备过程实验室种子的制备生产车间种子制备种子质量的控制应用实例菌种活化与扩大培养：是指将保存于沙土管、冷冻干燥管等保藏器皿中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜

2、面活化后，再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。（一）概述菌种筛选摇瓶试验发酵罐试验优质种子必须具备下列五项条件：（1）菌种细胞的生长活力强，移种到发酵罐后能迅速生长，能缩短迟滞期。（2）生理性状稳定，以便得到稳定的菌体生长过程（3）具有适宜的菌体总量及浓度，以满足大容量发酵的要求（4）无杂菌污染（5）保持稳定的生产能力，使最终产物的生物合成量持续稳定高产要想获得如上所述的优质种子，则必须具备如下五种条件：（1）有一种能使保存的菌种转移到存活力能达到最大的复活培养基上的方法（2）有一

3、个不引起种子染菌的接种场所（3）具有定量判断种子质量标准的方法（4）具有定量测定菌种一系列生理状态变化的方法，以能正确地反映生物物质的连续变化（5）选择能满足种子扩大培养的容器和其他环境条件种子扩大培养种子扩大培养的一般工艺流程生产车间种子制备阶段的任务是种子罐扩大培养。（二）种子的制备过程1.实验室种子的制备采用两种方式：（1）孢子菌种对于产孢子能力强的，孢子发芽和生长繁殖快的菌种可以采用固体培养基培养孢子，孢子可直接作为种子罐的种子，这样操作简便，不易污染杂菌。（2）液体菌种对于产孢子能力不强或孢子发芽

4、慢的菌种，可以用液体培养法。霉菌类孢子的制备：霉菌类孢子的培养多数采用大米、小米、麦麸等天然培养基。这些营养物质来源丰富，简单易得，价格低廉，比琼脂培养基产孢子量大得多。工艺过程：菌体孢子接种在斜面上恒温培养，待孢子成熟后制成孢子悬浮液，然后接种到含大米等成分的培养基上，在25-28℃下通常培养4-14d。孢子可放在5℃冰箱中保存，也可通过真空干燥进行保存。真空干燥的孢子可在生产上连续使用半年左右，对稳定生产有好处。真空干燥法保存主要适用于孢子，纯粹的菌丝不宜采取此法储存．因为容易引起死亡。放线菌孢子的制备

5、放线菌的孢子培养一般采用琼脂斜面培养基，培养基中含有一些适合产孢子的营养成分，如麸皮、豌豆浸汁、蛋白胨和一些无机盐等。培养温度一般为28℃。培养时间为5~14天。放线菌类孢子制备工艺过程为：摇瓶种子制备对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种用摇瓶液体培养法。制备摇瓶种子的目的是①使孢子发芽长成健壮的菌丝②斜面孢子的质量和无菌情况进行考察其过程如下：试管→三角瓶→摇床→种子罐以孢子形成的种子直接进罐优点：①工艺路线较短，容易控制；②斜面孢子易于保藏，若菌种纯度高，一次可以制备大量孢子。可节约人力、物力和时间，并

6、可以减少染菌机会，为稳定生产提供有利条件。摇瓶种子进罐常采用母瓶、子瓶两级培养，在很多情况下可以母瓶直接进罐。一般母瓶培养基成分要求比较丰富和完全，并易于分解利用，氮源丰富利于菌丝生长。原则上各种成分不宜过浓，pH适当而稳定，子瓶培养基浓度比母瓶略高，更接近于种子罐配方。摇瓶种子进罐的缺点是工艺过程长，染菌机率较高。摇瓶种子的质量主要以外观颜色、菌丝浓度或黏度以及糖氮代谢、pH为指标。2.生产车间种子制备实验室制备的孢子或液体种子移种至种子罐扩大培养，采用和大规模发酵罐相似的条件，如培养基、搅拌、供氧等。种

7、子罐种子制备种子罐的作用是将有限数量的孢子或菌丝生长并繁殖成大量的菌丝体。种子罐级数种子罐的级数是指制备种子需要逐级扩大培养的次数一般可分为一级种子、二级种子和三级种子的制备。孢子(或摇瓶菌丝)被接种到体积较小的种子罐中，经培养后形成大量的菌丝，这样的种子称为一级种子。把一级种子转入发酵罐内发酵，称为二级发酵。如果将一级种子接入到体积较大的种子罐中，经培养后形成更多的菌丝，这样的种子称为二级种子。把二级种子转入发酵罐内发酵，称为三级发酵。使用三级种子的发酵，称为四级发酵。孢子或摇瓶菌丝一级种子罐二级发酵发酵

8、罐二级种子罐三级发酵发酵罐四级发酵发酵罐三级种子罐种子进入发酵罐：能迅速生长，达到一定的量，利于产物合成。种子罐级数的确定种子罐级数取决于：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。种子级数越少越好可简化工艺和控制，减少染菌机会种子级数太少，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。细菌：生长快，种子用量比