[实用新型]动态均衡营养法定向培养人参不定根的生物反应器及系统

说明书

技术领域

本实用新型属生物技术领域,具体涉及一种动态均衡营养法定向培养人参不定根的生物反应器。

背景技术

人参（Panax ginseng C. A. Meyer）系五加科（Araliacede）人参属（Panax L.）植物，是闻名遐迩的“东北三宝”之一，更是我国传统的名贵中草药，驰名中外。我国明代伟大的医学家、药学家李时珍在其史诗性巨著《本草纲目》一书中，对人参的功效作了详尽的介绍，奠定了人参“百草之王”的美誉。人参多生长于昼夜温差小、海拔为500～1100米的针叶林或混交林的山坡中，其主产区主要分布在40°～45°(N), 117.5°～134°(E)之间，在我国主要分布在东北三省及河北北部的山地地区，尤以吉林长白山地区为主产区。我国是研究人参最早的国家之一，现存最早的药物学专著《神农本草经》中详细记载了人参具有“补五脏、安精神、定魂魄、止惊悸、除邪气、明目益智，久服轻身延年”之功效^[7]。现代药理学研究表明，人参具有大补元气、复脉固脱、补脾益肺、生津安神之功效，同时人参具有抗心律失常、抗溶血、调节免疫系统、调节中枢神经系统等诸多药理学活性^[8]。人参中含有的化学组分比较复杂，除了含有人参皂苷外，人参中还含有多种非皂苷的活性成分，如含有糖类（单糖、寡糖、低聚糖、多糖等）、氨基酸、脂肪酸、黄铜、维生素（VB1、VB2、VB12、烟酸、泛酸等）及挥发油等组分。随着近年来现代药理学、药代动力学研究的不断深入，人参的药用价值及其保健功效进一步得到了认证，人参的价格和地位不断飙升，如今人参不仅作为我国的名贵中草药，更是得到了世界人民的广泛认可。

人参皂苷具有良好的药理活性及保健功效，经药理学研究表明人参皂苷对于心脑血管、中枢神经系统、免疫系统、消化系统等具有良好的药理学活性。而对于单体人参皂苷药理学活性的研究极为活跃，特别是一些含量甚微的稀有人参皂苷，具有极高的药用价值。

由于长期以来人参被视为珍品，野生资源已枯竭，人工栽培占用林地，造成水土流失，周期长、管理成本高、病害严重。

人参细胞培养、根培养的优势在于其具有原始植物根所具有的巨大生物合成能力，根培养中细胞的高度分化使得次生代谢产物的合成能力明显提高，同时表出明显的代谢稳定性。

人参不定根的诱导培养技术已日趋成熟，普遍应用的是，将多年生人参的鲜根洗净、消毒、切割后在含有2,4-D、KT和蔗糖的MS固体培养基中进行愈伤组织诱导。再将诱导出的愈伤组织移至IBA和蔗糖的MS中诱导、增殖不定根。

比起人参细胞培养，根培养的优势在于其具有原始植物根所具有的巨大生物合成能力，根培养中细胞的高度分化使得次生代谢产物的合成能力明显提高，同时表出明显的代谢稳定性和活力的稳定性。

人参不定根生物反应器培养，普遍应用蔗糖提供碳源，随着蔗糖浓度的增加，人参不定根的产量也随之增加，而培养基中蔗糖的浓度在60g/L以上，对不定根的生长有抑制作用。

目前对于生物反应器培养增殖人参不定根，大多采用将配制好培养基一次性加入反应器中，接种不定根，培养至营养耗尽为止。收获不定根。而生物反应器培养不定根的过程中，是一个动态的生长过程，生长各个阶段对营养的需求不尽相同，从理论上培养基的营养成份是一个逐渐减少的过程。一次性加入培养基，不能具体适应各生长阶段的需要。

有报道采用同样的培养基，分两次或三次加入反应器中，次数越多，增殖系数越小。

发明内容

本实用新型的目的是为解决生物反应器培养人参不定根，各阶段营养不均衡的问题，提高人参不定根的产量及次生代谢产物的含量，而提供动态均衡营养法定向培养人参不定根的生物反应器。

动态均衡营养法定向培养人参不定根的生物反应器，它包括：初始培养基反应罐4、空气压力泵5和营养添加液罐6；初始培养基反应罐4为鼓泡式生物反应罐，其底部设有气动装置，反应罐盖403还设有营养添加液滴加口401；空气压力泵5与气动装置相连；所述的营养添加液罐6底部设有带调节阀出料口64、顶部设有罐盖62和带过滤器进气口61，进气口61设在罐盖62上，营养添加液滴加口401通过管道7与出料口64相连；

气动装置的喷头为多微孔喷头405；

所述的营养添加液滴加口401的直径为2.0～0.2mm；

所述的营养添加液罐6的进气口61与空气压力泵5通过进气调节装置相连。