车间种子罐是通过液体深层培养技术，实现菌种从少量到大量、从实验室阶段到工业化生产阶段的高效繁殖与活化，为发酵生产提供数量充足、活性适宜的种子，确保发酵过程顺利开展。
生产车间种子制备通常称作营养体制备(菌丝制备),营养体培养是种子罐深层培养。生产车间种子制备的目的是使菌种瓶中有限数量的菌种生长,并繁殖成大量的营养体,以缩短发酵罐繁殖的时间。种子制备是在种子罐中进行的,采用液体深层培养。
实验室制备的孢子或摇瓶营养体(菌丝体)移种至种子罐扩大培养,种子罐的培养基虽因菌种不同而异,但其原则为采用易被菌体利用的成分如葡萄糖、玉米浆、磷酸盐等,同时还需供给足够的无菌空气,并不断搅拌,使营养体在培养液中均匀分布,获得相同的培养条件。
种子罐接种方法有几种,孢子悬浮液一般用微孔接种法接种;采用摇瓶营养体种子接种,可在火焰保护下接入种子罐或采用压差法接入。种子罐之间或发酵罐间的移种方式主要采用压差法,由种子移种管道进行移种,移种过程中要防止接受罐表压降至零,否则会引起染菌。
种子制备的工艺过程是逐级扩大的过程,因产物的品种不同而异,一般分为一级种子制备，二级种子制备,三级种子制备。为什么要逐级扩大培养呢?由于实验室制备的孢子和摇瓶菌丝的数量有限,如果将很少量的菌种直接接入几十立方米的发酵罐，一方面菌种生长的时间会很长,使发酵罐中的非生产周期加长,对生产来说是不经济的;此外根据微生物生长特性,过少的接种量,菌丝会生长不良,或结成菌丝球,而影响产物合成。因此采用逐级扩大培养的方法,这是实际的经验总结。
级数的确定要根据菌种生长特性、孢子发芽及菌体繁殖速度,以及所采用发酵罐的容积而定。对于生长快速的细菌,种子用量比较少,级数相应也少。如谷氨酸生产中,采用茄子瓶斜面或摇瓶种子接入种子罐于32℃培养7~10h,菌浓度达到10⁸~10⁹个/mL,即可接入发酵罐作为种子,这称为一级种子罐扩大培养,一级种子接入发酵罐进行的发酵称为二级发酵。生长较慢的菌种,如青霉素生产菌种,其孢子悬浮液接入一级种子罐于25℃培养40h,此时孢子发芽,长出菌丝,再移至含有新鲜培养基的第二级种子罐,于27℃培养15~24h,菌丝迅速繁殖,获得粗壮菌体,此菌丝即可移至发酵罐作为种子,这称为二级种子罐扩大培养,三级发酵。一般50m³的发酵罐都采用三级发酵。对于生长更慢的菌种,如灰色链霉菌,一般采用三级种子罐扩大培养。在小型发酵罐(5~30L)中进行试验时,也有采用直接孢子或菌丝体接入罐中发酵的,这称为一级发酵。
种子罐的级数越少,越有利于简化工艺和控制,并可减少由于多次移种而带来染菌的概率,但也必须考虑各生产菌种的特性和生产车间的设备配制,以提高发酵罐的生产效率。虽然种子罐级数由产物的品种及生产规模而定,但也与所选用的工艺条件有关。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。