第四节 种子扩大培养 一. 种子扩大培养的任务 工业生产规模的增大 需要种子就增多 种子的扩大培养 种子扩大培养的任务，不但要得到纯而壮的培养 物，还要获得活力旺盛的、性能稳定、接种数量足 够的、纯的培养物。 菌种的活化与种子的扩大培养的区别？
第四节 种子扩大培养 一. 种子扩大培养的任务 工业生产规模的增大 需要种子就增多 种子的扩大培养 种子扩大培养的任务，不但要得到纯而壮的培养 物，还要获得活力旺盛的、性能稳定、接种数量足 够的、纯的培养物。 菌种的活化与种子的扩大培养的区别？
菌种扩大培养的目的 为发酵罐的投料提供足够数量的代谢旺盛的种 子。因为发酵时间的长短和接种量的大小有关，接 种量大，发酵时间则短。将较多数量的成熟菌体接 入发酵罐中，就有利于缩短发酵时间，提高发酵罐 的利用率，并且也有利于减少染菌的机会。 对于不同产品的发酵过程来说，必须根据菌 种生长繁殖速度快慢及生产的规模决定种子扩大培 养的级数
菌种扩大培养的目的 为发酵罐的投料提供足够数量的代谢旺盛的种 子。因为发酵时间的长短和接种量的大小有关，接 种量大，发酵时间则短。将较多数量的成熟菌体接 入发酵罐中，就有利于缩短发酵时间，提高发酵罐 的利用率，并且也有利于减少染菌的机会。 对于不同产品的发酵过程来说，必须根据菌 种生长繁殖速度快慢及生产的规模决定种子扩大培 养的级数
二. 种子扩大培养(制备)阶段 实验室种子的制备： 生产车间种子制备: A 实验室种子的制备： e.g 产黄青霉菌(P.chrysogonum) 原始菌种 斜面试管 获得孢子 250ml 茄子瓶（大米或小米） 25 ~28 ℃ ，4~14天 成熟（在真空下抽去水分，使水分含量在10%以下 ，于4 ℃冰箱保存）
二. 种子扩大培养(制备)阶段 实验室种子的制备： 生产车间种子制备: A 实验室种子的制备： e.g 产黄青霉菌(P.chrysogonum) 原始菌种 斜面试管 获得孢子 250ml 茄子瓶（大米或小米） 25 ~28 ℃ ，4~14天 成熟（在真空下抽去水分，使水分含量在10%以下 ，于4 ℃冰箱保存）
对于不产孢子的赤霉素生产菌（Gibberelline fujikuroi）， 也可用大米固体培养基在茄子瓶中培养菌丝体，用作种子罐种 子。 产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种，如产链霉素的灰色 链霉菌（S．griseus ），产卡那霉素的卡那链霉菌 （S．kanamyceticu），可以用摇瓶液体培养法，孢子接入含液 体培养基的摇瓶中，于摇床上培养，获得菌丝体，作为种子。 不产孢子的细菌，如生产谷氨酸的棒状杆菌 （Corynebacterium）、短杆菌（Brevibacterium），生产上一般 采用斜面营养细胞进行扩培，再转入液体摇瓶培养，获得细胞 悬液再接种
对于不产孢子的赤霉素生产菌（Gibberelline fujikuroi）， 也可用大米固体培养基在茄子瓶中培养菌丝体，用作种子罐种 子。 产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种，如产链霉素的灰色 链霉菌（S．griseus ），产卡那霉素的卡那链霉菌 （S．kanamyceticu），可以用摇瓶液体培养法，孢子接入含液 体培养基的摇瓶中，于摇床上培养，获得菌丝体，作为种子。 不产孢子的细菌，如生产谷氨酸的棒状杆菌 （Corynebacterium）、短杆菌（Brevibacterium），生产上一般 采用斜面营养细胞进行扩培，再转入液体摇瓶培养，获得细胞 悬液再接种
e.g. Glutamic acid-producer：（谷氨酸生产菌） 原始菌种（出发菌种） 固体试管斜面（32 °C ，18~24小时） 三角瓶培养（摇床）(flask culture) 种子罐培养 e.g. yeast： 原始菌种（出发菌种） 10ml 麦汁试管 250ml 三角瓶培养 （27 °C ~28 °C ，3天） （25°C， 2天） 5~10 L卡氏罐 （15 °C ~20 °C ，3~5天）
e.g. Glutamic acid-producer：（谷氨酸生产菌） 原始菌种（出发菌种） 固体试管斜面（32 °C ，18~24小时） 三角瓶培养（摇床）(flask culture) 种子罐培养 e.g. yeast： 原始菌种（出发菌种） 10ml 麦汁试管 250ml 三角瓶培养 （27 °C ~28 °C ，3天） （25°C， 2天） 5~10 L卡氏罐 （15 °C ~20 °C ，3~5天）
B：生产车间种子制备： 种子罐的作用：使有限数量的孢子(菌体)发芽、生长、 并繁殖成大量的菌丝体(菌体)，满足发酵罐的需要（菌体生 长和产物形成）。实验室种子进入种子罐有孢子进罐法和 摇瓶菌种进罐法。 种子罐级数的确定：种子罐级数是指制备种子逐级扩 培的次数。 依据：菌种生长特性，孢子发芽及菌体繁殖的速度以 及所用的发酵罐的容积。 种子罐(seeding tank)的级数 产物的品种 生产规模 工艺条件
B：生产车间种子制备： 种子罐的作用：使有限数量的孢子(菌体)发芽、生长、 并繁殖成大量的菌丝体(菌体)，满足发酵罐的需要（菌体生 长和产物形成）。实验室种子进入种子罐有孢子进罐法和 摇瓶菌种进罐法。 种子罐级数的确定：种子罐级数是指制备种子逐级扩 培的次数。 依据：菌种生长特性，孢子发芽及菌体繁殖的速度以 及所用的发酵罐的容积。 种子罐(seeding tank)的级数 产物的品种 生产规模 工艺条件
种子罐级数越少越好，原因： 简化生产工艺和控制 减少接种带来的染菌机会 需考虑：尽量延长发酵罐生产产物的时间，缩短由于种子发芽、生产 而占用的非生产时间，以提高发酵罐的生产率［产物／ml·h］。 e.g. Glutamate fermentation 一级种子扩培 实验室种子 种子罐 发酵罐 e.g. penicillin fermentation 二级种子扩培 实验室种子 一级种子罐 二级种子罐 发酵罐 e.g. Streptomycin fermentation 三级种子扩培 实验室种子 一级种子罐 二级种子罐 三级种子罐 发酵罐 (Streptomyces griseus)－－灰色链霉菌
种子罐级数越少越好，原因： 简化生产工艺和控制 减少接种带来的染菌机会 需考虑：尽量延长发酵罐生产产物的时间，缩短由于种子发芽、生产 而占用的非生产时间，以提高发酵罐的生产率［产物／ml·h］。 e.g. Glutamate fermentation 一级种子扩培 实验室种子 种子罐 发酵罐 e.g. penicillin fermentation 二级种子扩培 实验室种子 一级种子罐 二级种子罐 发酵罐 e.g. Streptomycin fermentation 三级种子扩培 实验室种子 一级种子罐 二级种子罐 三级种子罐 发酵罐 (Streptomyces griseus)－－灰色链霉菌
种龄与接种量： 种龄(seed age)指种子罐培养种子从开始至结束的培养时间。 在种子罐中，培养时间延长－－菌体量增加－－基质消耗及代谢产 物积累－－菌体量不再增加－－老化 过老：生产能力下降，菌体自溶。 过嫩：前期生长缓慢，发酵周期延长，产物形成时间推迟，甚至造 成异常发酵。 适宜时间：以菌体处于生命力极为旺盛的对数生长期（exponential phase），且培养液中菌体量还未达到最高峰时，较为适宜。 嗜碱性芽孢杆菌（Bacillus alkalophilus)生产碱性蛋白酶（alkaline proteinase/protease） ，培养１２小时接种，酶活最高
种龄与接种量： 种龄(seed age)指种子罐培养种子从开始至结束的培养时间。 在种子罐中，培养时间延长－－菌体量增加－－基质消耗及代谢产 物积累－－菌体量不再增加－－老化 过老：生产能力下降，菌体自溶。 过嫩：前期生长缓慢，发酵周期延长，产物形成时间推迟，甚至造 成异常发酵。 适宜时间：以菌体处于生命力极为旺盛的对数生长期（exponential phase），且培养液中菌体量还未达到最高峰时，较为适宜。 嗜碱性芽孢杆菌（Bacillus alkalophilus)生产碱性蛋白酶（alkaline proteinase/protease） ，培养１２小时接种，酶活最高
接种量(seed volume)指移入的种子的体积和接种后培养液的体积 比。Antibiotic： 7%~7.5% Glu： 1% 接种量的大小决定于生产菌种在发酵罐中的繁殖速度。 采用较大接种量可以缩短发酵罐中菌体繁殖到达高峰的时间，使产 物形成提前。 原因：1、种子多，种子液中含有大量的胞外水解酶，有利于 对基 质的利用 ２、生产菌迅速占据了整个培养环境，减少染菌机会。 但过多，易使菌体（菌丝体）生长过快，培养液粘度增加，溶氧 降低，产物合成受影响。 e.g. 嗜碱性芽孢杆菌生产碱性蛋白酶 接种1%，酶活最高；1.5%~4%影响不大；大于4%，酶产量明显下降
接种量(seed volume)指移入的种子的体积和接种后培养液的体积 比。Antibiotic： 7%~7.5% Glu： 1% 接种量的大小决定于生产菌种在发酵罐中的繁殖速度。 采用较大接种量可以缩短发酵罐中菌体繁殖到达高峰的时间，使产 物形成提前。 原因：1、种子多，种子液中含有大量的胞外水解酶，有利于 对基 质的利用 ２、生产菌迅速占据了整个培养环境，减少染菌机会。 但过多，易使菌体（菌丝体）生长过快，培养液粘度增加，溶氧 降低，产物合成受影响。 e.g. 嗜碱性芽孢杆菌生产碱性蛋白酶 接种1%，酶活最高；1.5%~4%影响不大；大于4%，酶产量明显下降
制霉菌素生产中，1%比10%效果好，0.1%与1%效果相当。 发酵生产的趋势：采取大接种量及丰富培养基。 如谷氨酸： 大接种量20% ，高生物素，高青霉素的强制 发酵工艺。 有的采用双种法增大接种量：两只种子罐 一只发酵罐 如卡那霉素：双种比单种的发酵单位（fermentation titer unit）提高8%，到达产量 高 峰的 时间提前。 倒种法：将培养适宜的发酵液倒出适量给另一个发酵罐作 为种子。 如 链霉素：倒种法比单种法的发酵单位提高12%
制霉菌素生产中，1%比10%效果好，0.1%与1%效果相当。 发酵生产的趋势：采取大接种量及丰富培养基。 如谷氨酸： 大接种量20% ，高生物素，高青霉素的强制 发酵工艺。 有的采用双种法增大接种量：两只种子罐 一只发酵罐 如卡那霉素：双种比单种的发酵单位（fermentation titer unit）提高8%，到达产量 高 峰的 时间提前。 倒种法：将培养适宜的发酵液倒出适量给另一个发酵罐作 为种子。 如 链霉素：倒种法比单种法的发酵单位提高12%