一种规模化培育北冬虫夏草用的培养器皿
技术领域
本发明涉及一种培养器皿,特别涉及一种组织培养用的培养器皿,具体涉及一种规模化培育北冬虫夏草用的培养器皿。
背景技术
目前,国内外绝大多数科研院所进行生物组织培养时都基本采用玻璃圆瓶作为培养器皿或采用同规格的塑料圆瓶作为培养器皿。
在培养北冬虫夏草(Cordyceps Militaris)方面,目前国内的单位大多采用玻璃圆瓶作为培养器皿,也有少数几家单位采用与玻璃圆瓶同规格的塑料圆瓶作为培养器皿。
采用现在的玻璃圆瓶或塑料圆瓶作为培养器皿,存在以下几方面缺点:
1、采用现在的玻璃圆瓶或塑料圆瓶作为培养器皿,由于其开口小,底径大的结构特点,在装料、接种、采集方面,尤其在清理培养基方面很不方便,无法适应工厂化要求;
2、采用现在的玻璃圆瓶或塑料圆瓶作为培养器皿,由于其底部呈圆形的结构特点,在培养架上排列后,相邻的培养器皿之间存在空隙,导致有效应用面积小;
3、据《虫草人工栽培与深度开发》(作者李昊,吴百昌,李春蓝;科学技术文献出版社2003年出版,第42页)报道采用现在的玻璃圆瓶或塑料圆瓶作为培养器皿,为了防止菌类污染,要将瓶口密闭,瓶口密闭后造成培养器皿透气性差,无法补充北冬虫夏草生长发育过程中所需要的氧气,也无法排出营养液中富余的水分,导致严重影响虫草生物转化率和出草率;
4、采用现在的玻璃圆瓶或塑料圆瓶作为培养器皿,因为圆瓶容积小,耗时耗工耗能源,不适应大规模培育的需求;
5、采用现在的玻璃圆瓶作为培养器皿,玻璃圆瓶易碎,会给产品带来不安全因素;采用现在的塑料圆瓶作为培养器皿,在加热灭菌时容易变形,且现有技术中的塑料圆瓶透光性差,不利于北冬虫夏草的生长。
目前,国内有少数几家单位使用小塑料圆盒培育北冬虫夏草,也存在着单位面积产量低、透气性不好、易造成染菌、接种不便、生产能耗高、劳动生产率低下等弊端。
发明内容
本发明的目的在于提出一种规模化培育北冬虫夏草用的培养器皿,以解决现在组织培养北冬虫夏草方面使用的玻璃圆瓶、塑料圆瓶和小塑料圆盒因为不透气而无法补充北冬虫夏草生长发育过程中所需要的氧气,也无法排出多余的水分,导致虫草生物转化率和出草率低下的问题。
为了解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种规模化培育北冬虫夏草用的培养器皿,包括盒身,与所述盒身配套、能整体上密封所述盒身的盒盖,其特征在于:在所述培养器皿上设置有连通所述培养器皿内部和外部的透气孔,在所述培养器皿上还设置有封住所述透气孔、只使空气自由进出并对空气进行微滤的封体。
微滤的主要作用是过滤细菌,使其不能进入培养器皿内。
本发明所述的培养器皿,因为设置了透气孔,还设置有封住所述透气孔、只使空气自由进出并对空气进行微滤的封体,所以可以容许培养器皿内部和外部进行气体交换,且不会使菌类进入培养器皿内部造成培养基或营养液和北冬虫夏草被污染;并可通过封体,蒸发出培养基或营养液中富余的水分,更有利于北冬虫夏草的生长发育与高产。
所述透气孔可以设置在盒盖的侧板上(如果盒盖有侧板的话),也可以设置在盒身的侧板上。如果透气孔设置在盒盖或盒身的侧板上,将培养器皿并列放置时,会使透气孔被相邻的培养器皿的侧板遮住,因此,透气孔最佳设置方位,在所述盒盖的顶板上。
所述封体包括作为中间层的微孔滤膜,在所述微孔滤膜的上下表面分别设置有作为表层和底层的药用级无纺布。因为微孔滤膜的制作材料是纸,其很薄且强度很低、易破损。为保护微孔滤膜免受损坏,在其上下表面用无毒副作用的药用级无纺布加以保护。微孔滤膜的孔径为0.2~0.5微米。
所述封体可以采用各种方式设置在透气孔处。当透气孔开设在所述盒盖的顶板上时,在所述盒盖的顶板的下表面、所述透气孔的周围,设置有与所述顶板成一体结构的套筒,所述套筒的内壁上设置有螺纹,与所述套筒内壁的螺纹配套的螺栓带有贯穿其上下表面的透气通孔,所述封体放置在所述套筒中,通过所述螺栓旋进所述套筒中将所述封体设置在所述顶板下。这种设置方式的优点是容易更换损坏和被污染的封体,并且能够紧紧压住封体,不使气体走短路,密封性好。走短路是指气体不经过微孔滤膜而从微孔滤膜旁边通过。
所述透气孔可呈各种形状,可以规则地或不规则地排列,可以均匀或不均匀地排列。透气孔可在盒盖的顶盖上按每250cm2开一个,每个透气孔由4~6个孔径为5mm至7mm的小孔组成,小孔呈十字形排列。这种形状的透气孔通气均匀,单位面积上有足够的通气面积,能满足新鲜空气进入和蒸发出培养基或营养液中的富余水分。根据实验,每250cm2设置一个由4~6个孔径为5mm至7mm的小孔呈十字形组成的透气孔,可满足需要。
所述培养器皿的材料选用全透明的食品级PP塑料。PP塑料是聚丙烯塑料的缩写。这种塑料对北冬虫夏草无毒副作用、成型性好、耐高温、透光度好、一般可用5~10次不变形,如变形损坏后可回收利用。为了保证培养器皿耐用又省材,所述培养器皿的厚度为1~5mm。
所述培养器皿,整体上呈长方体状,这样能充分利用培养间和培养架的有效面积,而且长方体状的培养器皿的盒身的开口大,方便了装料、接种、采集和清理培养基;所述培养皿的边角呈圆形,这样使用更加安全;所述培养器皿的高度为100~120mm;长度与宽度的比例为1:0.655,长度为1000~200mm,宽度为655~130mm。本发明所述的培养器皿,容积大,适应大规模工厂化培育的需求,能耗低,操作过程耗工耗时少。
与现有技术相比,使用本发明所述的培养器皿培养北冬虫夏草具有以下优点:
1、在不改变原有生产环境基础上,较原使用玻璃圆瓶培养北冬虫夏草平均每平方米的年产量增加了三倍;
2、单位能耗下降约40%;
3、生物转化率提高1.2%;
4、劳动生产率提高18倍;
5、大幅度减轻了工作劳动强度
6、可提高通气量,并降低染菌率;
7、可降低生产面积需求;
8、避免了玻璃瓶易碎,玻璃碎片滞留在产品中的安全问题。
附图说明
图1是具体实施方式中规模化培育北冬虫夏草用的培养器皿的结构示意图。
图2是图1中A—A线的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
参见图1。本发明的规模化培育北冬虫夏草用的培养器皿,整体上呈长方体状,边角为圆角。整体上设计为长方体状,这样并列摆放在培养架上或培养间中,相邻的培养器皿之间就不会有太多的空隙,提高了有效利用面积。本发明的规模化培育北冬虫夏草用的培养器皿,边角设计为圆角,这样就更加安全,不会因为棱角的尖锐而伤人。本具体实施方式中根据常规的培养室和培养架的大小,将培养器皿特制成高度为100~120mm、长度为290mm、宽度为190mm的塑制培养器皿。
本发明的规模化培育北冬虫夏草用的培养器皿主要由盒身1和盒盖2构成。盒身1和盒盖2配套,盒盖2盖在盒身1上,能整体上密封盒身1。盒盖2和盒身1之间的接合方式,可以采用现有技术中将盒盖2和盒身1接合的方式,比如可以采用盒盖2和盒身1套接的方式,也可以采用盒盖2和盒身1卡扣接合的方式,现有技术中有很多种将盒盖和盒身接合的方式,在此不一一赘述。
盒身1包括一块长方形的底板和四块长方形的侧板。四块侧板和底板围成一个容置腔,这个容置腔用于容纳培养基、营养液、菌种和在培养基中生长发育的北冬虫夏草。盒盖2可以仅为一块顶板,本具体实施方式中盒盖2包括一块长方形的顶板21和四块长方形的侧板。四块侧板和顶板围成一个容置腔,顶板的下表面和侧板的内表面构成该容置腔的内壁。
在盒盖2的顶板21的上表面上,从顶板21的上表面向下表面开有贯通的透气孔20,这样透气孔20就连通了培养器皿的内部和外部。俯视看,每个透气孔由4~6个孔径为5mm至7mm的小孔组成,小孔呈十字形排列组成。透气孔设置在盒盖的顶板上距离顶板的边缘20mm处。顶板上表面面积的每250cm2开1个透气孔。
本发明的规模化培育北冬虫夏草用的培养器皿,还包括封住透气孔20、只使空气自由进出并对空气进行微滤的封体3。封体3本身的结构,可以使气体特别是空气自由穿过封体,这样就能不断向培养器皿中补充北冬虫夏草生长发育过程中所需要的氧气和蒸发掉北冬虫夏草生产过程中培养基或营养液中富余的水分。封体3本身的结构,能对空气进行微滤,不利于菌类、灰尘等穿过封体3本身,这样就能避免培养器皿内部的培养基受到污染。本具体实施方式中,采用这样一种结构的封体3,该封体3的由表层、中间层、底层组成。中间层是一层直径为35mm、孔径为0.45微米的微孔滤膜。表层是药用级无纺布,底层也是药用级无纺布。采用以下工艺制造这种封体:取规格符要求的微孔薄膜,平放在药用级无纺布上,然后在微孔薄膜的上表面覆盖药用级无纺布,平整作为表层和底层的药用级无纺布,使微孔薄膜上下表面的药用级无纺布紧贴微孔薄膜。药用级无纺布的层数,优选为1~2层。
封体3可以采用多种方式设置在透气孔20处,比如可以采用直接塞在透气孔20中的方式设置在透气孔20处,又比如可以采用直接粘贴在顶板21的下表面的方式设置在透气孔20处。参见图2,本具体实施方式中采用如下方式将封体3设置在透气孔20处:在盒盖2的顶板21的下表面、透气孔20的周围,设置与盒盖2的顶板21成一体结构的套筒5,套筒5的内壁上设置半牙内旋螺纹51,与半牙内旋螺纹51配套的螺栓4带有贯穿其上下表面的透气通孔40,封体3放置在套筒5中,通过螺栓4旋进套筒5中将封体3设置在盒盖2的顶板21下。
实际使用中,本发明所述的规模化培育北冬虫夏草用的培养器皿外部的空气,可以通过透气孔中的封体3与本发明所述的培养器皿内部的空气进行气体交换,但是灰尘、菌类等无法进入培养器皿的内部。气体交换的结果主要是补充了北冬虫夏草生长发育过程中大量需要的氧气和蒸发掉了北冬虫夏草生产过程中培养基或营养液中富余的水分。
本发明所述的规模化培育北冬虫夏草用的培养器皿,其材料选用全透明的食品级PP塑料。本具体实施方式中选用的塑料,能经受十次以上在0.22MPA压力和134℃条件下工作1.5小时不变形。所述培养器皿的厚度,也就是构成盒身的底板和侧板、构成盒盖的顶板和侧板的厚度均为为5mm。
下面在本具体实施方式下举实施例和对比实施例说明本发明的技术效果。
实施例1
本实施例中,组织培养北冬虫夏草的培养器皿为本具体实施方式所述的组织培养冬虫夏草用的培养器皿。培养器皿的高度为100mm,长度为290mm,宽度为190mm,厚度均为5mm。透气孔由十字形排列的5个孔径为5mm的小孔组成。透气孔设置在盒盖的顶板上距离顶板的边缘20mm处。顶板上表面面积的每250cm2开个透气孔。封体中间层是一层直径为35mm、孔径为0.45微米的微孔滤膜,表层为一层药用级无纺布,底层也为一层药用级无纺布。
培养北冬虫夏草采用的组织培养方法、培养基、培养液,以及温度、湿度、光照等条件参数的选择,参照《虫草人工栽培与深度开发》(作者李昊,吴百昌,李春蓝;科学技术文献出版社2003年出版)。
共培养了100组,每组200个培养器皿,放入400克培养基、营养液及北冬虫夏草菌种。得到的实验数据平均如下:
平均每平方米的北冬虫夏草产量为:545克
单位能耗为:0.32度电/8小时;
生物转化率为:7.75%(投料400克,出草约为31克)
劳动生产率:以每次洗瓶或装料的时间和用玻璃瓶生产方式相同来计算,同样完成一次工作,但产量约为玻璃瓶生产方式的16~18倍);
染菌率为:1.5%。
对比实施例1
本实施例中,组织培养北冬虫夏草的培养器皿为玻璃圆瓶。培养器皿的高度为100mm,直径为65mm,厚度均为5mm。
采用同实施例1的组织培养方法、培养基、培养液培养北冬虫夏草,温度、湿度、光照等条件参数也同实施例1。
共培养了100组,每组100个玻璃圆瓶,每个玻璃圆瓶放入30克培养基、营养液及北冬虫夏草菌种。得到的实验数据平均如下:
平均每平方米的北冬虫夏草产量为:180克;
单位能耗为:0.54度电/8小时;
生物转化率为:6%(投料30克,出草约为1.8克);
染菌率为:3.5%。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本发明,而并非用作为对本发明的限定,只要在本发明的实质精神范围内,对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。