CN103937668B - 念珠藻属藻类生态模拟培养系统及培养方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了念珠藻属藻类生态模拟培养系统及培养方法，该系统包括培养液回收池（7）、多层培养架（1）、多个光照装置（3）、回收液过滤系统（6）、至少一个喷头（12）。该方法是将带孔培养盘置于多层培养架上，接种用藻种为通过无菌培养获得的直径为1mm～2mm的藻种，接种时将藻种均匀平铺在带孔培养盘中，接种的密度控制在0.5？g/cm2～1g/cm2，接种厚度为1cm-2cm；向培养物上喷淋培养液，控制光照和培养液温度。该方法可节水80%，在葛仙米培养过程中球体不易破裂，培养过程中葛仙米抗杂藻污染能力强，杂藻污染率低，生产的葛仙米的干物质含量可高达8%。
Description
技术领域
本发明属于藻类培养技术领域，具体属于念珠藻属藻类生态模拟培养系统及培养方法，特别是葛仙米的培养系统和培养方法。
背景技术
葛仙米是我国湖北鹤峰走马镇特产的一种珍稀药食两用淡水蓝藻，因东晋人称葛仙公的炼丹术家、医学家、道教理论家葛洪献与皇上,太子久食此物后病愈体畅，遂赐名“葛仙米”。它与地木耳(Nostoccommunevanch.)、发菜(N.flagelliforme)同属属蓝藻门(Cyanophyta)、蓝藻纲(Cyanophyceae),段殖藻目(Hormogonales),念珠藻科(Nostocaceae)，念珠藻属(Nostoc)，学名“拟球状念珠藻”(Nostocsphaeroidskuz)。葛仙米是一种多细胞群体,其主要形状为球形,少数为纺锤形、椭圆行、哑铃形或扁平状，其丝状体的外面有一共同的胶质衣鞘，易形成层状结构，比较坚固，呈墨绿色，野生群体直径可以达到2厘米，人工培养的葛仙米直径可以达到5厘米。
葛仙米是我国传统药食两用淡水藻类，自东晋以来，许多著名医书、食谱对葛仙米有大量记载。《名医别录》、《本草纲目》、《药性考》、《全国中草药汇编》等医书认为葛仙米具有明目益气,治夜盲症，解热清隔，消除疲劳、治疗烫伤并兼具美容等功效；葛仙米由于其形色美观、滋润可口且清爽芳香，因而在《绿菜赞》、《野菜谱》、《调鼎集》、《孔府名馔》等众多古代食书菜谱中均记载有许多的烹调方法，而清史记载为贡品、御膳，末代皇帝溥仪所著《我的前半生》中对“鸭丁馏葛仙米”就一直念念不忘。1980年3月2日《人民日报》、1994年9月26日《人民日报》海外版和1994年10月13日解放日报的《报刊文摘》中对葛仙米均有介绍，并称其为“稀有珍品”。
葛仙米有极高的营养价值，现代实验分析结果表明：葛仙米含18种氨基酸，其中含人体必需的八种氨基酸；葛仙米干物质中各种成份含量为总蛋白高达56％左右（其中10%为具可抗癌防癌功能的藻蓝蛋白），总糖为24.19%（其中8-12%为可抗辐射抗癌的活性多糖），粗脂肪8.11％，碳水化合物12.69％，灰分10.88％，叶绿素30.98mg/g；抗坏血酸5.5mg/g，维生素c含量接近鲜枣，比山楂高5倍多；维生素B1、B2高于一般菌藻类；含矿物质15种，最丰富的有磷、硫、钙、钾、铁等，较少的有铅、硅、镁、钡、锗等，微量元素有锌、铜、锰，还有淀粉和糖类，其含钙量高于一般蔬菜，是一种极好的天然富钙营养食品。由于葛仙米具有食疗、保健、滋补之功效，其营养成份组成比例非常符合人体需要，被世界卫生组织推荐为“最佳保健食品”。
由于葛仙米具有美味、食疗、保健、滋补等特殊功效，近年来一些商家对其进行了大力推介，使葛仙米得到越来越多人们的认可，市场需求量越来越大，价格也越来越高，市场上优质鲜品售价高达400元/公斤，干品更是高达3600元/公斤。
据中科院水生所黎尚豪院士考证，葛仙米对生长环境的要求极为苛刻，生长范围很窄，除湖北省鹤峰县走马镇尚有一万多亩外，仅在非洲有极少量的分布。由于其天然分布窄，产量低，以往主要作为贡品、御膳供皇家及达官显贵所享用。近年来随着农药、化肥的大量使用，再加上环境污染日益严重，葛仙米的生长环境受到极大破坏，适宜葛仙米生长的田地越来越少，产量越来越低，其天然年产量不足五吨，资源已经濒临枯竭。
近年来许多研究人员投入大量人力物力对葛仙米的人工培养方法进行了研究，目前，有关葛仙米的人工培养方法已有研究报道:中国专利文献CN1294190(申请日:1999.10.22)中公开的培养方法包括培养液配制、藻种制备、通气培养、硬化处理、筛选收获及干燥等环节，培养容器为玻璃缸或跑道池。中国专利文献CN1528127(申请日:2003.10.10)中公开的方法包括培养液配制、藻种制备、生物反应器通气培养、硬化处理、筛选收获等环节。中国专利文献CN101792716(申请日:2010.03.10)采用半封闭的室内水池实现规模化生产，并公开了水池的结构原理和培养葛仙米7个基本要素的优化条件。中国专利文献CN201424471(申请日:2009.06.09)公开了一种用于葛仙米培养的气升装置及葛仙米人工培养装置，在培养过程中产生的高度分散小气了包扩散于培养液中，使葛仙米在生长过程形成有规律的上升下降运动。以上专利文献在培养过程中所使用的培养容器无论是玻璃缸、生物反应器、水池还是跑道池，都需要将葛仙米与培养液混合，在整个培养过程中必须通过通气或叶轮使葛仙米悬浮在培养液中，在近90天的培养周期中，每隔7～10天需更换一次培养液，收获前为了提高球体的机械强度还需进行硬化处理；由于在培养过程中需要通入大量空气使葛仙米悬浮于培养液中，而气流剧烈的冲击力及与培养容器的摩擦使葛仙米球体易受损伤，破碎严重，一般破碎率在5%-10%之间，破碎严重的在10%以上，在更换培养液时甚至会全部破裂。中国专利文献CN1544612(申请日:2003.11.25)公开了一种在葛仙米、地木耳培养过程中控制污染的方法，主要包括纯种培养、培养容器消毒、人工清洗葛仙米、过滤及更换培养液等步骤。由于葛仙米生长于水溶液中，其含水量很高，干物质含量一般只有1.5-2%左右。以上葛仙米培养相关专利中，水、电及人工耗费大，生产成本高。
发明内容
针对现有技术中葛仙米培养过程中水电耗费大、容易破碎、易受杂藻污染、培养后的葛仙米干物质含量低的技术问题，本申请旨在提供一种念珠藻属藻类生态模拟培养系统及培养方法。该系统根据葛仙米的培养要求而量身设计，结构简单、可以对培养液进行温控，并循环使用，适合于念珠藻属藻类培养。该培养方法可节水80%以上，节约用电50%以上，使得葛仙米在培养过程不破碎，杂藻污染率低，且葛仙米的干物质含量明显增加。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：
念珠藻属藻类生态模拟培养系统，包括培养液回收池，还包括由多个起支撑作用的竖直支撑杆和多个用于放置带孔培养盘的水平支撑杆所构成的多层培养架、多个光照装置、回收液过滤系统、培养液输送控制器、培养液输送管道、至少一个喷头；所述光照装置设置在多层培养架的任意一层水平支撑杆的下方，所述多层培养架底部设有培养液回收盘，所述培养液回收盘通过回收管道、回收液过滤系统与培养液回收池连通；所述培养液回收池连通内设有培养液输送泵和温控设备；所述培养液输送泵通过培养液输送管道与喷头连通，且所述喷头位于多层培养架顶层的上方。
所述培养液输送管道优选上设有培养液输送控制器。
所述带孔培养盘的孔径优选≤1mm。
所述多层培养架的层间距优选为30cm-40cm。
所述喷头与多层培养架顶层的距离优选为40cm-50cm。
念珠藻属藻类生态模拟培养方法，使用所述培养系统，具体步骤为：
（1）以玻璃温室或塑料大棚温室为培养场地，将上述培养系统置于培养场地内，将带孔培养盘置于多层培养架上，多层培养架每层间隔为30cm～40cm，带孔培养盘孔径≤1mm，设置喷头与多层培养架顶层的距离为40cm-50cm；
（2）接种用藻种为通过无菌培养获得的直径为1mm～2mm的藻种，接种时将藻种均匀平铺在带孔培养盘中，接种的密度控制在0.5g/cm2～1g/cm2，接种厚度为1cm-2cm；
（3）向培养物上喷淋培养液，喷淋间隔时间10～30分钟，每次喷淋持续时间1～2分钟，时间的调节以保持所有培养物表面湿润为标准，培养液由上层向下层滴落，最后流至最底层的培养液收集盘，再回收到培养液回收池，循环利用；同时，控制光照保持在1000lx～20000lx之间，控制培养液温度保持在20℃～30℃之间；
所述培养液成份和浓度为：
所述念珠藻属藻类为葛仙米或地木耳。
下面对本发明做进一步的解释和说明：
本发明的基础是：我们通过对自然界中野生葛仙米及实验室中人工养殖葛仙米的生长条件进行深入的了解，模拟葛仙米自然生长方式并结合现代生物技术，改变葛仙米的培养模式，在培养过程中鲜重日均增重可达5%以上。由于目前对葛仙米生态模拟生产系统的研究刚开始，所以提高其产量的潜力还很大。
葛仙米培养包括以下几个步骤：培养液组分及配制，光温条件控制，藻种培养，接种，培养，培养液回收及处理，收获及贮存。
A.以玻璃温室或塑料大棚温室为培养场地，充分利用自然光温资源；同时温室顶部设置可自动开关的遮阳网、温室内添加一定的人工照明设备，使室内光照保持在1000～20000lx；通过地热源空调等控温设备直接控制培养液温度，并通过控制对培养物进行喷淋的间隔时间，将培养物温度保持在20～30℃，有效降低能耗。
B.培养架框架由铝合金制作，每层间隔为30～40cm，根据不同季节的光照特点，调节层间间隔距离，使光照强度保持在适宜范围。培养架底部置培养液收集盘，并与培养液回收管道相连接，以回收过滤培养液。带孔培养盘边框由不锈钢或其它无毒材料制作、底部为孔径1mm不锈钢网或无毒有机材料网，将葛仙米藻种放入带孔培养盘后分层排列在培养架上，根据需要间隔喷淋培养液，使培养物保持适宜湿度及温度。
C.培养液基本成份及浓度同上。培养液配方在葛仙米的不同生长阶段需进行相应调整，回收的培养液在进行循环使用时需根据营养成份的损耗加以补充。
D.接种用藻种应为通过无菌培养获得的直径为1～2mm的优良藻种，接种时将藻种均匀平铺在带孔培养盘中，接种的密度控制在0.5～1g/cm2，随季节及光照强弱进行一定的调整。
E.由自动控制器控制培养架顶部安装的喷头向培养物喷淋培养液，喷淋间隔时间10～30分钟，每次喷淋持续时间1～2分钟，时间的调节以保持所有培养物表面湿润为标准。培养液由上层向下层滴落，最后流至最底层的培养液收集盘，再回收到培养液回收系统。
F.回收的培养液需过滤掉杂质流入回收池，然后再在回收池中通过温控系统将培养液温度控制在20～25℃，再通过喷淋设备重新利用。
所述葛仙米的生态模拟生产方法和培养系统，也适用于地木耳等念珠藻属其它藻类的大规模生产。
本发明所提供的葛仙米生态模拟培养系统在进行规模化培养葛仙米生产时，只需将葛仙米藻种放入四周为不锈钢边框，底部为孔径1mm左右的不锈钢网制成的带孔培养盘中，置于培养架上培养即可。
近年来许多研究人员投入大量人力物力对葛仙米的人工培养方法进行了研究，目前，所有有关葛仙米的人工培养方法都包括培养液配制、藻种制备、通气培养、硬化处理、筛选收获及干燥等环节，培养容器为玻璃缸或跑道池。这些方法都存在生产环节多，耗水量大，能耗高，球体易破裂，干物质含量低及生产成本高等问题。因此我们设计了全新的葛仙米生态模拟培养系统及方法，能有效地解决这些问题。
所使用的培养容器无论是玻璃缸、生物反应器、水池还是跑道池，都需要将葛仙米与培养液混合，在整个培养过程中必须通过通气或叶轮使葛仙米悬浮在培养液中，在近90天的培养周期中，每隔7～10天需更换一次培养液，收获前为了提高球体的机械强度还需进行硬化处理。在新的培养系统中，我们简化步骤，去掉了通气、清洗、换培养液、硬化等过程，可以节省大量人力，有效提高工作效率，降低生产成本。
在新的培养系统中，我们是将葛仙米静置在培养盘中而不需要对葛仙米进行悬浮培养，因而可以节水80%以上；控温也不是通过控制整个培养空间进行，而只需对培养液进行温控就可达到使培养物保持在适宜生长的温度条件，因而可以节约能耗50%以上。
在新的培养系统中，可以有效抑制杂藻污染，与传统方法相比可减少污染70%以上。
在培养过程中葛仙米球体破裂一直是一个难以解决的问题。这主要是由于在培养过程中需要通入大量空气使葛仙米悬浮于培养液中，而气流剧烈的冲击力及与培养容器的摩擦使葛仙米球体易受损伤，破碎严重，一般破碎率在5%-10%之间，破碎严重的在10%以上，在更换培养液时甚至会全部破裂。而使用本方法进行培养的过程中，葛仙米球体破损极少，破损率接近零。
在传统培养方法中由于葛仙米生长于水溶液中，其含水量很高，干物质含量一般只有1.5-2%左右。而通过方法培养的葛仙米其干物质含量可高达8%，是传统方法的2-5倍。由于干物质含量高，因而机械强度高，因此在培养过程中不需要进行专门的硬化过程。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1、葛仙米生态模拟生产系统生产葛仙米所需的技术和设备简单，投资小，生产成本低且可全年连续生产；
2、使用本方法时，葛仙米的光、温适应范围较宽，温度在4-35℃，光照在600-12000lx都可生长，光合作用效率高；
3、葛仙米干物质含量比悬浮在培养液中培养的高2～3倍，干物质含量可达7～8%，是其它培养方法的2～5倍；
4、葛仙米杂藻污染率低、抗逆性好，球体不破裂；
5、由于仅对培养液温度进行控制，可有效降低能耗，节约能源达50%以上；
6、培养过程中可节水80%以上；
7、培养液成份及酸碱度接近于自然水体，可循环使用，直接排放也不会污染环境。
附图说明
图1本发明所述培养系统结构示意图；
图2本发明所述带孔培养盘放大结构示意图；
其中，1是多层培养架，2是带孔培养盘，3是光照装置，4是培养液回收盘，5是回收管道，6是回收液过滤系统，7是培养液回收池，8是培养液输送泵，9是温控设备，10是培养液输送控制器，11是培养液输送管道，12是喷头，13是竖直支撑杆，14是水平支撑杆。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
念珠藻属藻类生态模拟培养系统，包括培养液回收池7，还包括由多个起支撑作用的竖直支撑杆13和多个用于放置带孔培养盘2的水平支撑杆14所构成的多层培养架1、多个光照装置3、回收液过滤系统6、培养液输送控制器10、培养液输送管道11、至少一个喷头12；所述光照装置3设置在多层培养架1的任意一层水平支撑杆14的下方，所述多层培养架1底部设有培养液回收盘4，所述培养液回收盘4通过回收管道5、回收液过滤系统6与培养液回收池7连通；所述培养液回收池7连通内设有培养液输送泵8和温控设备9；所述培养液输送泵8通过培养液输送管道11与喷头12连通，且所述喷头12位于多层培养架1顶层的上方。
所述培养液输送管道11上设有培养液输送控制器10。所述带孔培养盘2为网状不锈钢体，孔径≤1mm。所述多层培养架1的层间距为30cm-40cm。所述喷头12与多层培养架1顶层的距离为40cm-50cm。
实施例2
以葛仙米为例，葛仙米生态模拟培养方法，用实施例1所述培养系统进行培养，具体包括：
培养场地和设备：以玻璃温室或塑料大棚温室为培养场地，将所述培养系统置于培养场地内，将带孔培养盘置于多层培养架上，多层培养架每层间隔为30cm～40cm，带孔培养盘孔径≤1mm，设置喷头与多层培养架顶层的距离为40cm-50cm；
光源：葛仙米生长所需光强为1000-8000lx，当自然光光强满足此条件时可以不用人工光源，当光强过高时，需通过遮阳网降低光强。常用光源为防水日光灯管或LED灯，这些灯分别布置在培养架横框下，以维持藻体能获得1000-8000lx光强的照射。
温度：葛仙米的生长温度范围为10-35℃，最佳温度在20-25℃左右。当自然温度在此温度范围内时，只需打开温室侧膜及顶膜进行通风换气即可；温度太低或太高时，需通过调节培养液温度及喷淋间隔时间使培养物保持适宜的温度。
培养液成份和浓度为：
藻种制备：葛仙米藻种分一级和二级两种。其中一级藻种制备时，先用蒸馏水配制培养液，然后分装到50-l000ml玻璃三角瓶或试剂瓶，封口后经高压121℃灭菌20分钟，冷却备用；然后挑选生长旺盛、形状好、弹性好且无污染的葛仙米球体，在实验室中在严格无菌条件下进行消毒、匀浆后接种到制备好的培养基，通入过滤空气进行通气培养；培养时温度控制在20-25℃，光照控制在3000-5000lx，并添加适量红光。当藻体培养到直径0.5-1mm时，转接到10-20L大玻璃瓶中，进行扩大培养，培养条件同上；当藻体直径长到2mm左右时，检查生长状态好、无污染即可作为二级藻种生产种）。
接种及培养：将通过以上方法制备的优质生产种放入底部孔径1mm的带孔培养盘中，接种的密度控制在0.5g/cm2～1g/cm2，接种厚度为1-2cm，再将带孔培养盘分层放置到培养架上，将培养液温度控制在20-25℃，按一定的时间间隔向盘中喷淋培养液，间隔时间以保持培养物表面湿润且使培养物温度保持在15-30℃为准；在光照过强或不足时应通过遮阳或通过人工光源补充光照使其符合培养条件。喷淋的培养液由上层向下层逐层漏下，最后落入最下层的培养液收集盘，再通过收集盘底部出口流入收集管，经过滤设备过滤后进入培养液收集池，再通过控温设备将培养液温度调节为20-25℃冬季温度稍高，夏季温度稍低），再通过喷淋管道重新利用。收集池中培养液成份的浓度须进行监控，损耗部分须及时补足。在培养过程中，每天需翻动葛仙米1-2次，当葛仙米生长量翻倍时分到两个带孔培养盘中继续培养，以此类推，直到葛仙米生长到6-8mm，过筛分级后直接销售或阴干后销售。
产品检测：通过肉眼观察到葛仙米球体没有破裂情况，有效抑制了杂藻污染，与传统方法相比减少污染70%以上，通过烘干后检测得出葛仙米干物质含量为7%-8%。
Claims (3)
1.念珠藻属藻类生态模拟培养系统，包括培养液回收池(7)，其特征是，还包括由多个起支撑作用的竖直支撑杆(13)和多个用于放置带孔培养盘(2)的水平支撑杆(14)所构成的多层培养架(1)、多个光照装置(3)、回收液过滤系统(6)、培养液输送控制器(10)、培养液输送管道(11)、至少一个喷头(12)；所述光照装置(3)设置在多层培养架(1)的任意一个水平支撑杆(14)的下方，所述多层培养架(1)底部设有培养液回收盘(4)，所述培养液回收盘(4)通过回收管道(5)、回收液过滤系统(6)与培养液回收池(7)连通；所述培养液回收池(7)连通内设有培养液输送泵(8)和温控设备(9)；所述培养液输送泵(8)通过培养液输送管道(11)与喷头(12)连通，且所述喷头(12)位于多层培养架(1)顶层的上方；所述带孔培养盘(2)的孔径≤1mm，且所述带孔培养盘(2)的孔径小于葛仙米藻种的直径；所述多层培养架(1)的层间距为30cm-40cm，所述喷头(12)与多层培养架(1)顶层的距离为40cm-50cm；所述念珠藻属藻类为葛仙米。
2.根据权利要求1所述念珠藻属藻类生态模拟培养系统，其特征是，所述培养液输送管道(11)上设有培养液输送控制器(10)。
3.念珠藻属藻类生态模拟培养方法，其特征是，使用权利要求1或2所述培养系统，具体步骤为：
(1)以玻璃温室或塑料大棚温室为培养场地，将权利要求1-2之一所述培养系统置于培养场地内，将带孔培养盘置于多层培养架上，多层培养架每层间隔为30cm～40cm，带孔培养盘孔径≤1mm，设置喷头与多层培养架顶层的距离为40cm-50cm；
(2)接种用藻种为通过无菌培养获得的直径为1mm～2mm的藻种，接种时将藻种均匀平铺在带孔培养盘中，接种的密度控制在0.5g/cm2～1g/cm2，接种厚度为1cm-2cm；
(3)向培养物上喷淋培养液，喷淋间隔时间10～30分钟，每次喷淋持续时间1～2分钟，时间的调节以保持所有培养物表面湿润为标准，培养液由上层向下层滴落，最后流至最底层的培养液收集盘，再回收到培养液回收池，循环利用；同时，控制光照保持在1000lx～20000lx之间，控制培养液温度保持在20℃～30℃之间；
所述培养液成份和浓度为：
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Families Citing this family (13)
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| CN104178426A (zh) * | 2014-08-08 | 2014-12-03 | 新奥科技发展有限公司 | 微藻培养的温度控制方法及装置 |
| CN104789501A (zh) * | 2015-04-07 | 2015-07-22 | 张懋 | 葛仙米的气相规模化培育方法 |
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| CN111264370A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-06-12 | 中山大学 | 一种尾矿库修复生态毯的生产系统及生产方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1528127A (zh) * | 2003-10-10 | 2004-09-15 | 中国科学院水生生物研究所 | 一种用生物反应器培养葛仙米的方法 |
| CN1544611A (zh) * | 2003-11-11 | 2004-11-10 | 中国科学院水生生物研究所 | 一种葛仙米藻种的制备方法 |
| CN101036445A (zh) * | 2007-04-24 | 2007-09-19 | 上海师范大学 | 一种人工快速培养葛仙米藻种的方法 |
| CN102630494A (zh) * | 2012-04-25 | 2012-08-15 | 中国科学院武汉植物园 | 一种普通念珠藻的培养方法及装置 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1528127A (zh) * | 2003-10-10 | 2004-09-15 | 中国科学院水生生物研究所 | 一种用生物反应器培养葛仙米的方法 |
| CN1544611A (zh) * | 2003-11-11 | 2004-11-10 | 中国科学院水生生物研究所 | 一种葛仙米藻种的制备方法 |
| CN101036445A (zh) * | 2007-04-24 | 2007-09-19 | 上海师范大学 | 一种人工快速培养葛仙米藻种的方法 |
| CN102630494A (zh) * | 2012-04-25 | 2012-08-15 | 中国科学院武汉植物园 | 一种普通念珠藻的培养方法及装置 |
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| PB01 | Publication | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20160203 |