CN100375783C

CN100375783C - 圆石藻的室外大面积养殖和加工的方法

Info

Publication number: CN100375783C
Application number: CNB2006100133422A
Authority: CN
Inventors: 张俊杰; 崔志强; 吕本松; 高清潭; 王富平; 刘洪岩
Original assignee: ZHONGYAN SALT-MAKING ENGINEERING TECHNOLOGY INST
Current assignee: ZHONGYAN SALT-MAKING ENGINEERING TECHNOLOGY INST
Priority date: 2006-03-21
Filing date: 2006-03-21
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2026-03-21
Also published as: CN1831105A

Abstract

本发明公开了一种快速的圆石藻的室外大面积养殖和加工方法。本发明属微藻养殖、采收加工技术。本发明利用浅水道式光生物反应反应器进行初级扩种，玻璃温室、塑料大棚养殖池进行圆石藻中继扩种，进而实现室外大面积养殖；藻液经离心或微滤采收、喷雾干燥后制成藻粉。本发明为室外大面积的养殖和生产提供高密度的、优质的种源，从而节约了生产时间。

Description

圆石藻的室外大面积养殖和加工的方法

技术领域

本发明涉及藻类的养殖和加工方法领域，更具体地说，是涉及一种海洋光能自养单细胞藻类——圆石藻的高密度养殖、室外大面积养殖和加工方法。

背景技术

圆石藻一般分布在温度比较低的冷水海域，其最适生长温度在15～25℃之间。圆石藻无细胞壁，但它在生长过程中可在细胞膜外形成一层球石粒。球石粒呈圆盘状，直径约lum，数量大约200个左右。球石粒外层为CaCO3晶体，中间为蛋白质和酸性多糖，还有少量Fe、Mn及Si等元素。由于CaCO3晶体结构复杂，比表面积非常大，是目前常见补钙剂的几倍。加之球石粒中还含有少量酸性多糖，所以其中的钙更易于分散、离子化，利于被吸收利用。但是该藻以往养殖密度仅为50～60万/毫升，且仅局限于实验室内培养，未实现室外大面积培养。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种快速的圆石藻的室外大面积养殖和加工方法。

本发明圆石藻的室外大面积养殖和加工的方法，包括下述步骤：

(1)一级育种阶段：一级养殖池采用浅水道式光生物反应反应器育种，所述反应器由透光材料制成，底部配有光照系统，所述反应器能控制调整养殖培养液的温度、PH及营养盐浓度，所述养殖培养液温度在15～25℃、PH值为7～9、营养盐浓度为0.3～0.8毫摩尔/升KNO₃、0.03～0.08毫摩尔/升K₂HPO₄、0.2～1毫摩尔/升NaHCO₃、2～15微摩尔/升Fe-EDTA，反应器内养殖培养液为200L，接种密度为10～15万/ml，养殖9～12天；

(2)二级扩种阶段：在玻璃温室内的浅水道养殖池进行，养殖池放置上述养殖培养液800～1200升，养殖采用自然光源，从上述一级养殖池接种一级育种液，接种密度为10～15万/ml，养殖9～12天；

(3)三级扩种阶段：在塑料大棚内进行，将上述二级扩种液转入大棚内上述养殖培养液20～30m³中，接种密度为10～15万/ml，养殖9～12天；

(4)在自然条件下，将消毒的海水、湖水放入带有搅拌装置的室外养殖池，调整水体，要求其中NaCL2.5％～3.0％，PH为7～9；

(5)向上述水体中加入三级扩种液，接种密度为10～15万/ml，添加营养元素N、P、C、Fe元素，即一次性加入0.3～0.8毫摩尔/升KNO₃、0.03～0.08毫摩尔/升K₂HPO₄、0.2～1毫摩尔/升NaHCO₃、2～15微摩尔/升Fe-EDTA，白天每隔2～3小时搅拌0.5小时，养殖9～12天；

(6)上述步骤(5)所述培养液生物量达10⁶/ml即可采用离心或微滤进行采收；

(7)分离后的藻糊在喷雾干燥器中喷雾干燥，进口温度为160～170℃，出口温度为75～80℃，即可得圆石藻藻粉。

圆石藻中钙质占干基含量的10％以上，甚至到15％，高度不饱和脂肪酸的含量可达到4.1％(γ-亚麻酸为2.7％，EPA为0.5％，DHA为0.9％)，尤其是γ-亚麻酸对多种心血管疾病、帕金森综合症等有很好的预防和治疗效果。另外，圆石藻中蛋白质含量可达30％左右，可作为一种新型的单细胞蛋白源。因此圆石藻藻粉可作为药品、保健食品的添加剂，也可作为我国北方地区水产鱼苗的开口饵料。

本发明方法能够在温度较低的情况下，利用浅水道式光生物反应反应器提前开始扩种养殖，有效地缩短了扩种周期。在现有实验室培养条件下，如温度不适宜扩种需要20天甚至更长时间，而使用本发明方法则可进行扩种，周期为9～12天，就为室外大面积的养殖和生产提供了高密度的、优质的种源，从而节约了生产时间。

附图说明

图1是本发明浅水道式光生物反应反应器原理框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1：

将消毒的海水、湖水放入一级育种的浅水道式光生物反应反应器中，调整水体使其NaCL2.5％～3.0％，PH为7～9，营养盐浓度为0.4毫摩尔/升KNO₃、0.05毫摩尔/升K₂HPO₄、0.5毫摩尔/升NaHCO₃、10微摩尔/升Fe-EDTA。按照10万/ml密度进行接种，养殖9～12天；进入二级育种阶段，在玻璃温室内的浅水道养殖池中放置上述养殖培养液，养殖采用自然光源，从上述一级养殖池接种培养液，接种密度为10万/ml，养殖9～12天；进入三级育种阶段，按照10万/ml的密度将上述二级扩种液转入塑料大棚内上述养殖培养液中，养殖9～12天；在自然条件下，将消毒的海水、湖水放入带有搅拌装置的室外养殖池，调整水体，要求其中NaCL2.5％～3.0％，PH为7～9，向上述水体中加入三级扩种液，接种密度为10万/ml，添加营养元素N、P、C、Fe元素，即一次性加入0.4毫摩尔/升KNO₃、0.05毫摩尔/升K₂HPO₄、0.5毫摩尔/升NaHCO₃、10微摩尔/升Fe-EDTA，白天每隔2～3小时搅拌0.5小时，养殖9～12天；待上述培养液生物量达10⁶/ml即可采用离心或微滤进行采收；分离后的藻糊在喷雾干燥器中喷雾干燥，进口温度为165℃，出口温度为80℃，即可得圆石藻藻粉。

浅水道式光生物反应反应器由透光材料制成，底部配有光照系统，该反映器由控制、执行和检测三部分组成。控制部分由计算机和可编程控制器(PLC)组成；执行部分由加热器、搅拌机、电磁阀、制冷机等组成；检测部分为温度传感器及人工检测。

本反应器采用两种控制方法：

A由操作人员直接通过计算机的监控画面下指令给PLC，PLC输出信号控制执行器的动作，执行器(电磁阀等)根据设置的延迟时间自行启闭，从而控制了添加料、液的总量。与此同时，PLC启动桨板叶轮搅拌养殖液，使添加的料、液与养殖液充分混合。

B温度控制采用闭环控制，对一级育苗反应器中的温度实现在线显示控制。温度传感器在线测得现场温度参数信号，传输到PLC，通过PLC控制加使温度上升、下降均匀，保持养殖液温度在最佳范围之内。控制部分的核心是PLC，它根据现场的工况，按照工艺要求做出相应的反应输出，计算机作为监控器辅助控制、管理设备运行。

系统的执行部分在接受了PLC的控制指令后，进行相应的动作。如电磁阀的开关、启闭加热器、制冷机、搅拌机的开启、关闭等；检测部分的温度传感器，作为在线控制的重要环节，将现场工况变成电信号传送给PLC；PLC根据检测到的现场工况进行逻辑运算，并把运算后的结果输出到输出寄存器，达到控制目的。当计算机发出添加营养盐的时间段信号时，PLC就输出控制信号到进料阀门，阀门开启，到设定的时间后关闭。加磷、加氮、加水等的操作过程均为相同方式；温度的控制是由温度传感器发出温度变化信号，PLC与设定值进行比较，并将比较结果输出到加热器和制冷机。

本反应器可实现人机对话。生产过程中，人工对营养盐、盐度、PH等参数进行检测，每日将对盐度、PH值及营养盐浓度取样测定的结果，根据微藻不同生长阶段和生长速率计算上述参数的调整幅度，并将幅度换算成时间量指令；操作人员将指令输入计算机，控制温度、搅拌、加营养盐、加水等工艺参数的调整。计算机将根据命令开启相应的电磁阀，控制淡水、稀酸、营养液补给，控制桨板叶轮搅拌，从而实现养殖过程的最优化。同时，电脑屏幕可显示控制流程的动画画面，方便观察、操作。电脑还可将养殖过程中的温度状况记录、存储，可备事后调出对实验温度检查核对、分析工况。

实施例2：

按照实施例1所述的步骤，其中使用养殖培养液的条件为：温度在25℃、PH值为7～9、营养盐浓度为0.3毫摩尔/升KNO₃、0.03毫摩尔/升K₂HPO₄、0.2毫摩尔/升NaHCO₃、2微摩尔/升Fe-EDTA。

实施例3：

按照实施例1所述的步骤，其中使用养殖培养液的条件为：温度在15℃、PH值为7～9、营养盐浓度为0.8毫摩尔/升KNO₃、0.08毫摩尔/升K₂HPO₄、1毫摩尔/升NaHCO₃、15微摩尔/升Fe-EDTA。

Claims

1.一种圆石藻的室外大面积养殖和加工的方法，其特征是，包括下述步骤：