一种采用生物反应器生产山参培养根的方法技术

本发明专利技术是一种采用生物反应器生产山参培养根的方法，将新鲜的山参切块后诱导培养为外植体愈伤组织，再从该愈伤组织诱导生长出不定根组织称之为山参培养根，山参培养根在含有蔗糖和IBA的优化过的SH液体培养基的三角瓶内震荡扩增培养，至山参培养根充满整个三角瓶；三角瓶培养后又接种至气升式生物反应器中，在所需温度和通气控制范围内，在液体培养基中快速生长繁殖，针对山参培养根的生长过程添加了生长促进剂和人参皂甙生成诱导剂，山参培养根在生物反应器内培养结束后，再经清洗、浸泡、干燥，最后获得大量山参培养根成品。本发明专利技术添加经优选的生长促进剂和人参皂甙生成诱导剂，使得山参培养根的产量和人参总皂甙含量都有显著的提高。

A method of using bioreactor to produce ginseng root culture

The invention relates to a method of using root culture bioreactor to produce ginseng, fresh ginseng cut after the induction and culture of callus, then the callus induced from the growth of adventitious root culture is called root ginseng, ginseng culture flask SH liquid medium containing sucrose and IBA in root optimization after the shock in cultured ginseng culture root to fill the flask; flask after inoculation to airlift bioreactor, at the desired temperature and ventilation control range in liquid medium of rapid growth, the growth process of root needle added growth promoter and ginsenoside generation of inducers on ginseng cultivation, cultivation ginseng root culture in a bioreactor after the cleaning, soaking, drying, and finally get a lot of ginseng root culture products. The invention adds the preferred growth promoter and ginsenoside generation inducer, makes ginseng total saponin content of ginseng root yield and cultivation are improved significantly.

【技术实现步骤摘要】
一种采用生物反应器生产山参培养根的方法
本专利技术涉及一种可用于食品和化妆品的原料,特别是涉及一种采用生物反应器快速大量地生产山参培养根的方法，属于植物组织培养的

技术介绍
人参是应用历史最为久远的名贵中药，隶属于Panax属。希腊文Panax的含义就有“总的医疗”或“万能药”的意思，这说明人参具有被大家广泛认同对人体健康有益的多种功效。虽然在植物分类上，人参可分为十几个种，但最为被大众接受而食用的，只有高丽参(国内又称长白参或吉林参，Panax.ginsengC.A.Mayer)和西洋参(又名美国参或花旗参，P.quinguefoliusL.)。人参作为传统的滋补品，在世界范围内广受欢迎。我国于2012年8月29日正式将人参分类为保健食品，摆脱了以往“药食不能同源”的尴尬处境，尽管对人参类产品的需求日益增高，但公认具有极好功效的野生人参已被确定为濒危物种，国际上已经严禁此类商品交易，另外来源稀少也不可能满足市场供应。人工种植人参是满足市场需求的最主要的来源，可是人参种植对地理位置和环境的要求较特殊，同时具有良好保健功效的人参需要种植六年以上且耕地不可连作，这些严重限制了人参产量供应；人工种植另一个无法避免的不足之处是种植过程中农药的使用和环境污染对土壤腐蚀而导致的重金属残留。我国建立的种植人参的国家标准中明确提到的农药残留量测定的种类已经达到十三种。现代生物技术的发展，为人参培养提供了一种新的思路。这其中最被看好的一项技术就是人参不定根的组织培养，该项技术具有培养过程无农药、无重金属残留，不受自然环境限制，培养周期短(两个月)，功效成分及含量(人参皂甙)也与种植人参相似，适合工业化生产，产品种系纯净(与母本人参完全一致)等多项种植人参无法匹及的优势和特点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的利用生物反应器大量生产山参培养根的方法，所用的山参培养根是分离自百年野生山参，百年长白参或百年吉林参，百年野生山参在自然界难得一见，它的食、药用价值远远高于种植的人参，由此山参分离培养得到的山参培养根必然也会在遗传上获得母本山参中特有的稀缺营养、功效物质，因此通过本专利技术方法大量得到的山参培养根产品在营养、保健价值上要好于普通的种植人参。分离过程简述为切取野山参的根部组织块，无菌培养在含营养物的琼脂平皿上，通过诱导使其分化出愈伤组织，分离愈伤组织转接到新的营养琼脂平皿上，加入IBA(吲哚丁酸)诱导愈伤组织分化出不定根组织，将来源不同愈伤组织的不定根分别收集并在三角摇瓶内扩增，将每种不定根均进行生物学特征鉴定，把有不同特色的不定根分别命名以示区别。本专利技术选用的山参不定根，其特征在于生长过程可累积较高的人参皂甙含量，易于培养不需要特殊的营养要求，其总人参皂甙中人参三醇型(Protopanaxtriol)的含量比例高，其中Re和人参皂苷Rg1两者的含量总和占总人参皂甙含量的50％以上，且人参总皂甙含量大于3％。此山参培养根是由韩国韩方生物(HanbangBio)庆熙大学技术支柱会社分离鉴定，并授权给本专利技术人生产使用。具体制作方法为：(4)将新鲜的山参培养根在含有蔗糖和IBA(吲哚丁酸)的100～120mL优化过的SCHENK&HIDEBRANDT(SH)液体培养基的三角瓶内震荡扩增培养，温度为16～26℃温度范围，时间为32～40天，至山参培养根充满整个三角瓶；(5)经三角瓶培养得到的山参培养根后，收集瓶内的山参培养根，无菌接种到装有12～14升含有蔗糖和IBA(吲哚丁酸)的优化过的SCHENK&HIDEBRANDT(SH)液体培养基并灭菌后的气升式生物反应器内；山参培养根在气升式生物反应器中培养的前28天内，培养温度控制范围在23～26℃，空气通气量控制范围在0.09～0.21m3/h；在29天至结束培养，培养温度范围调整为19～21℃，空气通气量范围调整为0.012～0.024m3/h；其中分别在第29天添加人参皂甙生成诱导剂，第35天添加生长促进剂；(6)山参培养根在气升式生物反应器内生长至山参培养根长出新的根须充满气升式生物反应器，培养结束，将须状山参培养根收集后，用清水冲洗干净、浸泡5～10分钟去除残留培养基，再经80～90℃通风干燥20～24小时即获得山参培养根成品。所述的气升式生物反应器为外形为圆筒状，内容积为18升；下口进气，上口排气，反应器摆放在支架上，每一支架可放18个反应器，称为一套为气升式反应器。山参培养根在气升式生物反应器内生长天数为45～50。山参培养根培养过程所使用的优化过的培养基为SCHENK&HIDEBRANDT(SH)液体培养基的改良培养基，所有优化过的SCHENK&HIDEBRANDT(SH)液体培养基营养成分的浓度为SCHENK&HIDEBRANDT(SH)标准培养基的0.7～0.8倍，每升SCHENK&HIDEBRANDT(SH)标准培养基的成分有2500mgKNO3，300mgNH4H2PO4，151.02mgCaCl2，195.34mgMgSO4，10.0mgMnSO4·H2O，1.0mgKI，0.10mgNaMoO4·2H2O，1.0mgZnSO4·7H2O，0.20mgCuSO4·5H2O，15.0mgFeSO4·7H2O，20.0mgNa2EDTA，1000mgmyo-inositol，5.0mgThiamine-HCl，0.50mgPyridoxine-HCl，5.0mgNicotinic-acid；山参培养根培养过程pH控制在5.7～5.9。于步骤(2)中，第29天加入人参皂甙生成诱导剂，每12-14升的液体培养基中添加人参皂甙生成诱导剂，所述人参皂甙生成诱导剂为终浓度为50～100ppm的水杨酸，50～100μmol/L的亚麻酸，200～400ppm的透明质酸，200～400ppm的海藻多糖，摩尔浓度0.05～0.1％的聚乙二醇400，以上物质均溶入500mL的SCHENK&HIDEBRANDT(SH)标准培养基中得到的人参皂甙生成诱导剂。此溶液为使用前配制，并经过0.22μm除菌膜过滤除菌。步骤(2)中，第35天加入生长促进剂，每12-14升的培养体系中添加生长促进剂，所述的生长促进剂包括终浓度为200～400ppm生物素，10～16wt.％的蔗糖，溶入体积为500mL的磷酸钾缓冲液中得到的生长促进剂，pH控制在5.8～6.0,其中钾离子浓度为0.5～2.0mmol/L。此溶液为使用前配制，并经过0.22μm除菌膜过滤除菌。得到的山参培养根成品及萃取物可用于食品领域所允许的辅助添加剂和化妆品领域。所述的步骤(1)中的山参培养根初始接种培养根接入量为0.3～0.6克/瓶，步骤(2)在每个生物反应器中的山参培养根接种培养根接入量为150～250克，每个三角瓶和生物反应器中含有添加终质量浓度为3％-4％的蔗糖和终浓度为2～5ppm的IBA(吲哚丁酸)的优化过的SCHENK&HIDEBRANDT(SH)液体培养基。经反应器培养获得经干燥的山参培养根成品，每个反应器最终可得到130～180克干重的山参培养根成品。所述的山参培养根是由生物反应器生产培养，反应器的材质为可耐受125℃蒸汽灭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用生物反应器生产山参培养根的方法，其特征在于：将新鲜的山参切块后诱导培养为外植体愈伤组织，再从该愈伤组织诱导生长出不定根组织——称之为山参培养根，三角瓶培养后又接种至气升式生物反应器中，在所需温度和通气控制范围内，在液体培养基中快速生长繁殖，针对山参培养根的生长过程添加了生长促进剂和人参皂甙生成诱导剂，山参培养根在生物反应器内培养结束后，再经清洗、浸泡、干燥，最后获得大量山参培养根成品。

【技术特征摘要】
1.一种采用生物反应器生产山参培养根的方法，其特征在于：将新鲜的山参切块后诱导培养为外植体愈伤组织，再从该愈伤组织诱导生长出不定根组织——称之为山参培养根，三角瓶培养后又接种至气升式生物反应器中，在所需温度和通气控制范围内，在液体培养基中快速生长繁殖，针对山参培养根的生长过程添加了生长促进剂和人参皂甙生成诱导剂，山参培养根在生物反应器内培养结束后，再经清洗、浸泡、干燥，最后获得大量山参培养根成品。2.据权利要求1所述的采用生物反应器生产山参培养根的方法，其特征在于：(1)山参培养根在含有蔗糖和IBA(吲哚丁酸)的100～120mL优化过的SCHENK&HIDEBRANDT(SH)液体培养基的三角瓶内震荡扩增培养，温度为16～26℃温度范围，时间为32～40天，至山参培养根充满整个三角瓶；(2)经三角瓶培养得到的山参培养根后，收集瓶内的山参培养根，无菌接种到装有12～14升含有蔗糖和IBA(吲哚丁酸)的优化过的SCHENK&HIDEBRANDT(SH)液体培养基并灭菌后的气升式生物反应器内；山参培养根在气升式生物反应器中培养的前28天内，培养温度控制范围在23～26℃，空气通气量控制范围在0.09～0.21m3/h；在29天至结束培养，培养温度范围调整为19～21℃，空气通气量范围调整为0.012～0.024m3/h；其中分别在第29天添加人参皂甙生成诱导剂，第35天添加生长促进剂；(3)山参培养根在气升式生物反应器内生长至山参培养根长出新的根须充满气升式生物反应器，培养结束，将须状山参培养根收集后，用清水冲洗干净、浸泡5～10分钟去除残留培养基，再经80～90℃通风干燥20～24小时即获得山参培养根成品。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的气升式生物反应器为外形为圆筒状，内容积为18升；下口进气，上口排气，反应器摆放在支架上，每一支架可放18个反应器，称为一套为气升式反应器。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：山参培养根在气升式生物反应器内生长天数为45～50。5.根据权利要求2所述的采用生物反应器生产山参培养根的方法，其特征在于：山参培养根培养过程所使用的优化过的培养基为SCHENK&HIDEBRANDT(SH)液体培养基的改良培养基，所有优化过的SCHENK&HIDEBRANDT(SH)液体培养基营养成分的浓度为SCHENK&HIDEBRANDT(SH)标准液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯剑英，王晓东，庄欠民，
申请(专利权)人：辽宁未来生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21