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高效能培养单胞藻方法研究

关于本文的内容介绍
摘要:利用高效能封闭装置对单胞藻进行半连续培养,提高了单胞藻生产的稳定性,适合大规模生产性培养,可解决四角蛤净化保活期间单胞藻的持续供给问题,为实际生产应用提供可靠的保证。
  关键词:单胞藻;四角蛤;培养;净化
  中图分类号:S968.4文献标识号:A文章编号:1001-4942(2013)07-0035-03
  四角蛤是黄渤海南部的重要经济贝类之一[1],生栖在近海滩涂,含有泥沙和微生物,需要进行净化吐沙,否则会使产品牙碜而影响商业价值[2]。单胞藻具有营养丰富、生长繁殖迅速、环境适应性强的特点,是水中溶氧的重要来源,也是贝类等的重要饵料[3]。但单胞藻培养经常受到诸如气候、设备、操作方法等条件的制约[4],为解决此问题,国内外开发出保存藻泥[5]、浓缩藻膏[6]等产品。高效能单胞藻培养装置采用半连续培养的方法生产单胞藻,可用于净化保活四角蛤等贝类,同时控制海水pH值、盐度等,其主要特点是占地面积小、培养容量大、生产周期短、抗污染能力强,适合我国单胞藻的大规模生产性培养,可解决四角蛤净化保活期间单胞藻的持续供给问题。
  1培养装置及方法
  1.1单胞藻培养装置
  全套装置由两个直立矩形生物饵料器架和夹中间的光温控制架组成。生物饵料器架包括架体和塑料薄膜袋两部分,架体是由普通2.5 cm角钢按一定的设计要求焊制,规格为210 cm×155 cm×55 cm,主要作用是支撑薄膜袋,使之保持直立并承受水的压力;塑料薄膜是由有效容积1.5 m3、厚度为0.10~0.12 mm的复合薄膜热合而成。光温控制架中的人工辅助光源由12支40 W日光灯组成,最大光照强度为8 200 lx,薄膜袋内的加热保温元件采用聚四氟乙烯电加热线,功率为2 000 W、1 000 W和500 W,藻液温度由薄膜袋内的8002型温度自控仪控制。
  1.2培养室
  单胞藻小规模培养时不需另建培养室,可利用现有实验室、培养室、育苗室,生物饵料容量框架可单独安放在室内池沿,利用自然光照进行培养,必要时可与光温控制架组合在一起,在实验室、培养室利用控温装置和人工辅助光源提高培养效果。大规模培养单胞藻时可建造专用培养室,培养室以南北走向为宜,屋顶为白色玻璃钢瓦,四周装有大玻璃窗,晴天采光一般要求10 000 lx以上,室内装有暖气、辅助光源,还可以配备海水消毒池、洗袋池和充气设备等。
  1.3供水供气系统
  复合薄膜袋培养单胞藻用的海水需先经沉淀、沙滤后进入水处理池,再用0.025%次氯酸钠溶液 (含有效氯10%)进行消毒,静置12 h后加入硫代硫酸钠溶液充气中和余氯,经检查无余氯后供给培养使用。如果培养用水需要升温,可在消毒的同时提温。藻种及扩种培养用海水经四层200目筛绢加一层脱脂棉过滤,煮沸后方可使用。复合薄膜袋培养单胞藻需要昼夜充气,每个袋内需设置2~4个100#气石,气源可利用育苗室(或饵料室)原有气源,也可利用自带的小型充气机,充气量为单胞藻培养水体的2%左右。
  1.4余氯的简易检测方法
  次氯酸钠消毒遗留在海水中的氯量称余氯,余氯主要以HOCl和OCl-的形式存在,加入碘化钾后作用释放碘,能使淀粉溶液变蓝。称取固体淀粉10 g,加入少量纯水研磨成糊状,然后加入1 000 ml沸水,为防腐败可加4 g ZnCl2或1.25 g水杨酸,搅匀冷却后取上清液;配制0.2 mol/L的KI:称取固体33.6 g KI于烧瓶中,加纯水至1 000 ml处,待完全溶解后使用。取适量水样加几滴淀粉溶液,再往里加几滴KI溶液,溶液变成蓝色则表示有余氯存在。
  2工艺流程
  2.1藻种培养
  藻种培养要在保种室内进行,室内要设置培养架,架上有日光灯做辅助电源,用开关控制光照强弱。培养容器为3 000~5 000 ml的三角烧瓶,接种前要用淡水煮沸法或烘箱干燥法消毒。
  2.2扩种培养
  扩种培养是在10 000 ml的细口瓶中进行,细口瓶的消毒方法如下:用淡水加去污粉洗净→浓盐酸浸泡→消毒水反复清洗。扩种数量根据袋培养需要安排,应保证向薄膜袋提供各种高纯度的藻种。
  2.3复合薄膜袋培养
  2.3.1准备工作先把薄膜袋装在框架内,调整好,接通袋内外的收获藻液管、取样检测管、充气管和气石(气石上要栓重物使气石能沉在水底)。如需加热保温,再把电加热线从袋子的小口引入。所有装入袋内的物品,均要先经0.0025%高锰酸钾消毒,淡水冲洗干净。做好以上工作后,盖紧薄膜袋的两个管口盖子,然后向袋内充气,使薄膜袋膨胀成型,紧贴在框架上。
  2.3.2加水和营养盐所有工作做妥后往袋内注入消毒海水,然后按水量加营养盐。新月菱形藻和等鞭金藻营养盐配方见表1。
  2.3.3接藻种接种的藻种要逐一镜检,有原生动物的藻种一定不要接进薄膜袋内。接种时间最好在晴天上午8~10时,要选择生活力强、生长旺盛、藻液颜色正常的藻种,藻种浓度一般在220~250万/ml,新月菱形藻在300万/ml左右。接种时把瓶内藻液直接倒入薄膜袋内。等鞭金藻和新月菱形藻接种浓度见表2。
  2.3.4日常管理要经常检查薄膜袋内的充气情况,使袋内藻液能翻腾为宜。随时观察藻类生长情况,正常生长的藻液,袋内无沉淀、结团和附壁现象,并且随培养天数的增加,藻液颜色逐日加深;经常取样镜检藻细胞浓度,掌握藻类生长繁殖情况;每天定时测光照、温度和pH值,藻液浓度加大时要相应增加充气量,视藻类生长情况每天或隔天加营养盐。
  2.3.5收获和再培养复合薄膜袋培养单胞藻,由于接种浓度不同,接种后经2~4 d培养即可首次收获,收获的浓度和收获量见表2。收获的方法有两种:一种是虹吸法,利用装置上的自动收获系统,把藻液从收获管中虹吸出来;另一种方法是使用自吸泵抽取藻液,自吸泵的取液管直接连在薄膜袋的收获管口上,将藻液泵到远处及位置较高的育苗池中。收获后的薄膜袋内要立即注入消毒海水,并按注水量添加营养盐继续培养,一般隔1~2 d又可重新收获,如此循环,每个薄膜袋可收获5次以上。收获的藻液可为其它薄膜袋接种用,这样能大幅地减少接种和扩种规模,对于单胞藻的大规模生产很有益处。首次收获的藻液新鲜、生长旺盛、纯度高,用于接种的稀释浓度较小,随着收获次数增多,稀释浓度不断增大,培养周期不断缩短。经多次收获后藻类生长逐渐缓慢,老化细胞、杂质增多,在薄膜袋底部出现附壁现象,即使稀释浓度超过200万/ml,也达不到预期培养效果,且很容易出现死亡,失去了培养的意义,此时即可全部收获。其收获后的稀释浓度与培养周期的关系见表3。2.3.6薄膜袋的再利用全部收获后的复合薄膜袋还可再次使用。先把薄膜袋放入加洗衣粉的水中搓洗,再放入0.025%次氯酸钠中浸泡12 h,淡水洗净再用。最好放入100℃的沸水中浸泡进行高温消毒。一般一个袋可重复使用2~3次。
  2.3.7注意事项①薄膜袋使用前要仔细检查有无漏洞,特别是接缝压合处,如果有漏洞,用聚乙烯薄膜胶粘牢再用。②防污染是关键,操作前所有工具和手均要经过彻底消毒。③随着藻细胞的生长繁殖,藻液颜色不断加深,要逐渐增加充气量。④接种、收获和添加营养盐的工作一般要在每天上午进行。
  3讨论
  利用高效能封闭式单胞藻培养装置对四角蛤进行净化吐沙,能为四角蛤提供一个相对稳定的吐沙环境,12~24 h达到无泥沙要求,既保证了四角蛤的摄食要求,又保证了充分的氧气供应,提高了净化质量,增强了生产的稳定性,节省了水体、能源和劳力,又通过从源头、养殖、加工到餐桌控制质量,进行可追溯管理,进一步保证了产品的安全性[7]。在此基础上进行四角蛤等贝类的净化加工、低温保活流通及产业化示范,不仅提高产品的附加值,还可促进我国海洋经济的可持续健康发展[8]
  参考文献:
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  [3]邹琰, 李琪, 邱兆星, 等. 单胞藻高温期培养技术要点 [J]. 齐鲁渔业, 2010, 27(5):45-46.
  [4]Fulks W, Main K L. Rotifer and microalgae production systems in Asia and the U.S. [C]. Honolulu: Hawaii Proceedings of a US Asia Workshop, 1991, 28-31.
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  山 东 农 业 科 学2013,45(7):38~41Shandong Agricultural Sciences
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