[发明专利]葛仙米的气相规模化培育方法

说明书

技术领域：本发明涉及一种新型的规模化培养念珠藻属的生产系统，特别涉及葛仙米的气相规模化培育方法。

背景技术：

葛仙米是念珠藻属(Nostoc Vauch)中的拟球状念珠藻(Nostoc sphaeoides Kützing)的俗称，它属于蓝藻门(Cyanophyta)，蓝藻纲(Cyanophyceae)，念珠藻目(Nostocales)，念珠藻科(Nostocaceae)，念珠藻属(Nostoc)。该属中还有发菜和地木耳两类。葛仙米是目前世界上能人工培育的念珠藻属中的佼佼者。本发明提出培养以葛仙米为代表的念珠藻属(Nostoc)的气态生产系统。以下叙述仅以葛仙米为代表。

野生葛仙米主要产于我国湖北鹤峰县水稻田中，是一种兼具光合和固氮双重作用的珍珠状藻类植物。它既可固定空气中的氮气，最终合成机体的蛋白质；又可通过光合作用吸收CO₂形成碳水化合物并放出O₂；

它有药食两用功能，我国的文字记载已有1700多年，从晋朝开始便是宫廷御膳。葛仙米是理想的高蛋白保健食品。它的营养极为丰富，其干物质的蛋白质含量高达50％以上，高于大豆，牛肉和鸡肉；氨基酸品种较齐全，结构较合理，基本符合FAO/WHO推荐的标准。粗脂肪为5.34-8.11％，它富含不饱和脂肪酸，可以作为肥胖病人和糖尿病人的膳食。总糖为24.19％，其中8-12％为可抗辐射抗癌的活性多糖。还富含10％可抗癌防癌的藻蓝蛋白、丰富的维生素C(其干重100克含量高达521毫克)，比柑橘高15倍，近于鲜枣。此外，还含有丰富的高于一般植物的叶绿素、B_类胡萝卜素、B族维生素和多种有益于健康的微量元素等。它虽营养虽极为丰富，但却属于素食食品，无疑将可成为一种新型的人类食品，并由此开发出一系列保健食品。它丰富的藻蓝蛋白和多糖，还可以开发医用，化工和美容产品。作为食品，它的口感很好，类似珍珠奶茶中的“珍珠”，但它十分脆嫩。其成品外形如灿烂的珍珠，颇为美观。它既可生食，也能搭配在任何菜肴中。若做熟食，炒，汤，羹，蒸都可。还可做成色拉，珍珠奶茶，冰淇淋，饮料等。它的食疗和药用价值显而易见，兼具治病滋补和延年益寿的功效。中国历代将其作为御膳和药食两用的美味佳肴文字记载数不胜数。因其珍珠状生物体是连续生长的，所以可以根据需要在不同生长期随时收获不同直径的群体。由于收获的是藻类活体，故能在冰箱中保存较长时间而不易变质。如做成干品，则可随时放入水中浸泡恢复原来灿烂的珍珠状。

鹤峰县当地野生葛仙米的年产量为一吨左右，由于珍贵，当地农民每年会争相采捞，它在古代作为贡品，近代供出口。近年因化肥和杀虫剂的大量使用，和过量的采收致使野生产量逐年减少，面临灭绝的危险。

近年来，经中国科学院水生生物研究所和其他单位的联合开发，已经研制出相关的光生物反应器，以及生产配方，实现了实验室内的小规模水箱培养，形成了较为成熟的生产工艺，使葛仙米成为目前世界上念珠属中能人工培育的主要品种，经科技部联合中科院鉴定，其产量达到200g/m²/d(鲜重)。

上述水箱中的人工培育方法是模拟野生葛仙米生长在水稻田中的环境，包括光强，温度，水中的营养和气体成分而设计的光生生物反应器。其藻种主要采用湖北鹤峰的野生黑色葛仙米通过实验室多代培养并扩种，一般采用人工匀浆破碎的藻群体的藻丝片段为起点，再在实验室内逐级放大的方式进行培养。当藻种在实验室中培养到约0.1-0.2mm直径时，再放置到营养液水箱中，在一定光照和温度控制下，水箱底部灌注过滤空气，使形成气泡上升，从而带动藻种在水中随气泡不停地上下运动而生长。

该方法创新了一种不受自然条件影响的人工连续培育葛仙米的方法，而且可以采用批量的小体积水箱容器作光生反应器达到规模培育的效果。这为葛仙米的研究和人工培育开创了新的路子。不足之处是该产品产量低，技术要求和成本高，很难普及和产业化。

发明内容：

与目前的人工培育方法根本不同之处是，本方法的光生反应器不是将葛仙米藻种在液相水中培育，而是在气相的空气中培育。