一种葛仙米的培养方法及培养装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种葛仙米培养方法及培养装置，属于微藻培养工业技术领域。所述培养方法是将葛仙米于薄层培养液中静置培养，使所述微藻能够直接利用薄层培养液表面吸收的CO

Method for culturing Nostoc and cultivating device

The invention provides a material culture method and culture device, which belongs to the technical field of industrial cultivation of microalgae. The training method is on a thin medium under static culture, the microalgae can directly use thin medium surface absorption CO

【技术实现步骤摘要】
一种葛仙米的培养方法及培养装置
本专利技术属于藻类生物培养领域，涉及到葛仙米的培养方法及培养装置。
技术介绍
葛仙米(NostocsphaeroidesKützing)是一种多细胞蓝藻，属于念珠藻，学名为拟球状念珠藻。葛仙米是一种可以食用蓝藻，因晋朝的道教理论学家、医学家和炼丹家葛洪的名字及其经历而命名，本草纲目中还记载其有治疗夜盲症、脱肛等疾病的功效。野生葛仙米还有丰富的蛋白质、胞外多糖以及各种微量元素，其蛋白质含量高达52％且其氨基酸种类齐全，还总糖含量20％左右的(其中生物活性的多糖高达8％-12％)，因此其能广泛的应用到食品、医药和保健等领域；现在有很多学者对其多糖和脂肪酸进行了研究，发现其多糖具有抗氧化活性、抗病毒和抗菌活性和增强机体免疫力等功效，其脂肪酸还对心脏病有一定治疗效果。因其特殊的生长环境，所以野生葛仙米只存在中国的少数山区的水稻田里。但由于现代农业的发展所带来的化肥和农药的滥用，而导致野生葛仙米的产量急剧减少，已经无法达到人们的应用要求，因此人工培养是必然趋势。对于人工培养葛仙米，如何增大葛仙米生物量，如何降低其培养的成本是其未来产业化、市场化的主要屏障。目前葛仙米的培养方法主要为液体浸没法，典型的光生物反应器有开放式跑道池以及玻璃平板式生物反应器。浸没法是将藻浸没在大量的培养液中，通过搅拌设备或循环设备或曝气设备，使培养液持续处于循环运动状态，使每个葛仙米细胞能够均匀地接受光照、吸收CO2以及使葛仙米细胞不沉积在反应器底部。然而，该培养方法和装置有一个共同缺点就是能耗大、生物量低(葛仙米的细胞干重仅为0.4g/L)，且光利用效率低、空间利用率低、耗水量大，易于被机械搅拌件的剪切力损坏细胞结构(高速搅拌时)，其中以能耗大、光利用效率低、耗水多、空间利用率低以及易于被搅拌叶片损坏细胞结构为其主要弊端。因此，传统的浸没法培养微藻，其单位成本高是业界所公认的难题，也是产业化亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种葛仙米培养方法，用以解决目前葛仙米培养中存在的单位成本高的问题。本专利技术的第二个目的在于提供一种适合所述培养方法的培养装置。为实现上述目的，本专利技术首先提供一种微藻培养方法，其是将微藻于薄层培养液中静置培养，使所述微藻能够直接利用薄层培养液表面吸收的CO2。其中，所述培养液的厚度可以是1mm～20mm，优选培养液的厚度为2mm～10mm。基于此，本专利技术进一步提供一种葛仙米的培养方法，其是将葛仙米于薄层培养液中静置培养，使所述葛仙米能够直接利用薄层培养液表面吸收的CO2。其中，所述培养液的厚度是葛仙米粒径范围的1～4倍，葛仙米干种的粒径是0.4mm左右，葛仙米的鲜粒的直径大约是1.0mm～5mm之间。所述培养液的厚度可以是1mm～20mm，优选培养液的厚度为2mm～10mm。其中，所述静置培养的环境温度可以是20-28℃。其中，所述静置培养的光强度可以是2～526μmol·m-2·s-1,更优选为16.9～274.6μmol·m-2·s-1。其中，所述静置培养的培养基可以是无氮元素的BG11液体培养基。其中，所述静置培养的环境湿度范围可以是80-99％。其中，葛仙米接种量可以是0.1-0.9g/L。进一步，本专利技术提供一种适合上述微藻静置培养的层叠式微藻薄层培养装置，其包括多个层叠式分布的培养平板，所述培养平板包括底板和围绕底板与底板紧密相连的围堰，所述围堰的最低处高度为1mm-20mm，上下相邻两培养平板之间间隔一预定距离。其中，上下相邻两培养平板之间具有支撑部件，支撑部件使上下相邻培养平板之间形成所述的预定距离。其中，所述支撑部件可分别与上下相邻两培养平板的围堰或底板相连接。支撑部件可以是一套固定支撑系统，例如支撑架或者支撑柱等，将培养板连接成培养板矩阵，或者采用悬吊系统使培养板连接成培养板矩阵。例如在本专利技术的一实施方式中所述支撑部件为支撑柱。其中，上下相邻两培养平板底板与底板之间的间距为5～30mm。其中，所述培养平板的底板和/或围堰的材料优选为透明材料，包括但不限于以下透明材料：玻璃、GPPS、ABS、苯乙烯丙烯腈、PVC、PMMA、聚碳酸脂或聚苯乙烯。其中，所述支撑部件的材料优选为透明或透光材料。其中，所述培养平板可以是一体成型的。其中，所述培养平板与所述支撑部件可以是一体成型的。其中，所述培养平板的底板材料可以是平板玻璃，所述培养平板的围堰材料可以是透明胶条。其中，在所述薄层培养装置的至少一个侧面还可设置有光源。本专利技术采用薄层静态培养方法，由于培养液的厚度足够小，因此不需要搅拌混合等均质化操作，也不需要向培养液内通入CO2，仍然能够保证培养液内藻细胞可以较为均匀地获得光照，并且能够气体交换，从培养液的液面获得藻细胞光合作用所需要的CO2和排放对光合作用产生抑制的O2。因此，本专利技术的培养方法具有节约能耗，降低培养成本的优势。专利技术人突破传统的用大容量器皿进行的浸没式培养方法，本专利技术是首次引入薄层、静态培养的处理方式，其实质是介于浸没法和半干法之间的一种新型培养方法。本专利技术的培养装置，可以实现高密度层叠，每层之间具有间隙，可供光线传播至较远的距离，因此，在光线可及的范围内都能培养葛仙米。如此便直接增大了单位面积光源的生物质产量。又因为薄层、静态式培养，因此节省供碳、搅拌等能耗。附图说明图1是本专利技术培养装置的一个示意图(主视图)。图2是本专利技术培养装置的培养平板示意图。图3是本专利技术培养装置的另一个示意图(侧视图)。图4A是本专利技术一种实施方式的俯视图，用面积为120mm*60mm的培养片在1㎡光源下培养，光源高1m，宽1m，培养平板共7排，与光源垂直。图4B是传统培养方式中的跑道池示意图(俯视图)，跑道池表面积为2.5m2。图4C是传统培养方式中金鱼池式反应器示意图(立体图)，其长宽高分别为55cm、20cm和45cm。图5是本专利技术葛仙米培养，距离光源不同远近情况下测得的光强度值及葛仙米细胞干重。图中：1培养平板，11底板，12围堰，2支撑部件，3光源。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明，但不应理解为对本专利技术的限制。本专利技术提供的葛仙米培养方法，其是将葛仙米于薄层培养液中静置培养，使所述葛仙米能够直接利用薄层培养液表面吸收的CO2。培养液厚度以不高于20mm为宜，优选1.5-10mm，更优选2～10mm，可以为大约1mm、大约2mm、大约3mm、大约4mm、大约5mm，7mm、10mm或所述任意值之间的范围。培养液厚度过大，通过培养液表面与空气交互获得的CO2则不足以支持葛仙米的持续培养，且光能量损失较多，液面以下的藻种无法吸收足够的光强。另外，培养液厚度过小，例如低于0.3mm，一方面由于培养液太薄，一些长得粒径较大的鲜葛仙米的局部可能会被裸露到培养液之外影响生长，且水分的挥发不利于培养，同时培养量减少，也不经济。当然，以上是基于常规培养条件进行的。如果通过提高CO2浓度、改善光照条件等措施，培养液的厚度可以有所增加。由于本专利技术的方法中培养基的厚度足够小，使得葛仙米细胞能够通过气体交换从培养液的液面直接获得光合作用所需要的CO2和并排放对光合作用产生抑制的O2，因此不需要向培养液进行通气操作。此外，不需要搅拌混合等均质化操作，仍然能够保证培养液内的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微藻培养方法，其是将微藻于薄层培养液中静置培养，使所述微藻能够直接利用薄层培养液表面吸收的CO

【技术特征摘要】
1.一种微藻培养方法，其是将微藻于薄层培养液中静置培养，使所述微藻能够直接利用薄层培养液表面吸收的CO2。2.根据权利要求1所述的培养方法，其特征在于，所述培养液的厚度为1mm～20mm。3.一种葛仙米的培养方法，其是将葛仙米于薄层培养液中静置培养，使所述葛仙米能够直接利用薄层培养液表面吸收的CO2。4.根据权利要求3所述的培养方法，其特征在于，所述培养液的厚度是所培养的葛仙米鲜粒直径范围的1～4倍。5.根据权利要求3或4所述的培养方法，其特征在于，所述培养液的厚度为1mm～20mm。6.根据权利要求5所述的培养方法，其特征在于，所述培养液的厚度为2mm～10mm。7.根据权利要求3-6任一项所述的培养方法，其特征在于，所述静置培养的环境温度为20-28℃。8.根据权利要求3-6任一项所述的培养方法，其特征在于，所述静置培养的光强度为2～526μmol·m-2·s-1，更优选为16.9～274.6μmol·m-2·s-1。9.根据权利要求3-6任一项所述的培养方法，其特征在于，所述静置培养的培养基是无氮元素的BG11培养基。10.根据权利要求3-6任一项所述的培养方法，其特征在于，所述静置培养的环境湿度范围是80-99％。11.根据权利要求3-6任一项所述的培养方法，其特征在于，葛仙米接种量为0.1-0.9g/L。12.一种层叠式葛仙米薄层培养装置，其包括多个层叠式分布的培养平板，所述培养平板包括底板和围绕底板与底板紧密相连的围堰，所述围堰的最低处高度为1mm-20mm，上下相邻两培养...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡强，汪丰海，
申请(专利权)人：国家开发投资公司，中国电子工程设计院，
类型：发明
国别省市：北京,11