松茸菌絲的培養(yǎng)方法及其專用裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種松茸菌絲的培養(yǎng)方法及專用裝置，屬于松茸菌絲的人工培養(yǎng)領(lǐng)域。所述專用裝置包括：罐體(1)、罐蓋(2)、攪拌棒(3)、攪拌葉(4)、出氣口(5)、接種口(6)、兩個外部循環(huán)接口(7)和(8)、取樣口(9)、入氣口(11)；其中罐體(1)的上部和中部呈球型，下部呈緩坡型罐脖，整個罐體(1)呈氣球形。本發(fā)明進一步公開了用所述的專用裝置大量培養(yǎng)松茸菌絲的方法。本發(fā)明松茸菌絲專用培養(yǎng)罐解決了松茸菌絲培養(yǎng)生長緩慢、難以大量生產(chǎn)等問題，具有體積小、成本低、能耗低、操作簡便、效率高等優(yōu)點，在松茸野外人工促繁和功能性代謝產(chǎn)物的深度利用等方面具有重要的應(yīng)用潛力。
【專利說明】松茸菌絲的培養(yǎng)方法及其專用裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種真菌的培養(yǎng)方法以及實現(xiàn)該方法的專用裝置，尤其涉及松茸菌絲的培養(yǎng)方法及其專用裝置，屬于松茸菌絲的人工培養(yǎng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]松茸是珍貴的林下野生真菌，被正式列入了國家二級保護植物名錄。松茸是一種與松樹形成營養(yǎng)共生關(guān)系的外生菌根菌，必須依靠活體樹木的根系來維持生長；由于松茸對生長條件的要求十分苛刻，目前尚不能人工栽培。由于森林生態(tài)環(huán)境的破壞和無序的惡性采集，其生長的生物圈日趨縮小，資源日益匱乏；因而松茸人工促繁和功能性物質(zhì)深度利用的需求愈來愈大，而其基礎(chǔ)就是松茸菌絲的大量快速培養(yǎng)技術(shù)。
[0003]目前，松茸菌絲的培養(yǎng)所采用的培養(yǎng)器均為三角瓶或圓柱形狀，均存在分離難、生長緩慢、規(guī)模小且收率低等問題，如500ml三角瓶液體培養(yǎng)收率僅為4g/L左右，盡管有收率20g/L左右的報道但其培養(yǎng)量僅為10ml規(guī)?；蚺囵B(yǎng)時間長達I個月以上。松茸菌絲的人工培養(yǎng)中所普遍存在的規(guī)模小、周期長和收率低等問題嚴重制約了松茸野外人工促繁技術(shù)和功能性物質(zhì) 深度開發(fā)利用研究的開展，亟待改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的之一是提供一種培養(yǎng)規(guī)模大、周期短、松茸菌絲的收率高的松茸菌絲專用培養(yǎng)裝置。
[0005]本發(fā)明的目的之二是將將所述的專用裝置應(yīng)用于培養(yǎng)松茸菌絲。
[0006]本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0007]一種松茸菌絲的專用培養(yǎng)罐，包括:罐體、罐蓋、攪拌棒、攪拌葉、出氣口、接種口(或補料口)、取樣口、入氣口 ；其中，罐蓋、出氣口以及接種口(或補料口)設(shè)置在罐體的上端；攪拌棒和攪拌葉位于罐體的內(nèi)腔中心；取樣口設(shè)置在罐體的下端；在取樣口中設(shè)置有控制閥，在入氣口中設(shè)置有控制閥；其中，罐體的上部及中部的體積顯著大于罐體下部的體積且罐體中部的體積最大。
[0008]為了達到最佳的技術(shù)效果，優(yōu)選的，罐體的上部和中部呈球型，罐體的下部呈緩坡型罐脖,整個罐體呈氣球形。
[0009]目前松茸菌絲的培養(yǎng)罐均為三角瓶或圓柱形狀，用三角瓶或圓柱形狀的培養(yǎng)罐培養(yǎng)松茸菌絲，均存在收率低、培養(yǎng)規(guī)模小、培養(yǎng)周期長等問題；本發(fā)明通過大量的實驗發(fā)現(xiàn)，采用中、上部體積大，下部體積緩坡型縮小的氣球形培養(yǎng)罐能有效增加單位容積培養(yǎng)液的空氣接觸面積，提高培養(yǎng)液的氧氣溶量，減少氣泡破裂給細胞所帶來的脅迫，加大培養(yǎng)液的整體循環(huán)，促使菌絲培養(yǎng)均勻，最終顯著提高松茸菌絲的培養(yǎng)效率。經(jīng)試驗證實，相比現(xiàn)有的圓柱形或三角形等其它形狀的培養(yǎng)罐體，氣球形罐體能顯著提高松茸菌絲的培養(yǎng)效率。
[0010]本發(fā)明進一步發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)過程中，氧氣供應(yīng)采用鼓泡式入氣(即:從培養(yǎng)罐底部供氣)的供應(yīng)方式能夠確保氧氣的充足供應(yīng)及氧氣的分布均勻，能夠有效提高松茸菌絲的培養(yǎng)效率；因此，本發(fā)明優(yōu)選將入氣口設(shè)置在培養(yǎng)罐的最底部，實現(xiàn)從培養(yǎng)罐底部供氣氧氣。此外，在入氣口內(nèi)設(shè)置一個入氣口控制閥，能夠確保培養(yǎng)(供氣)前和培養(yǎng)(供氣)結(jié)束后，避免罐體內(nèi)培養(yǎng)液滴漏以及被污染等情況。
[0011]從培養(yǎng)罐底部供應(yīng)氧氣時，入氣口附近的菌絲附著生長并成團常會造成入氣通道不暢通或堵塞，最終導(dǎo)致菌絲培養(yǎng)效率低下；為了解決上述問題，本發(fā)明在靠接入氣口的上方設(shè)置兩個外部循環(huán)接口，兩個外部循環(huán)接口用軟管連接，在入氣口附近形成培養(yǎng)液的流體循環(huán)，防止入氣口附近菌絲附著生長并成團所引起的入氣通道的堵塞，保證培養(yǎng)平穩(wěn)及高效率。
[0012]設(shè)置在培養(yǎng)罐罐體下部的取樣口便于實時分析碳氮等營養(yǎng)源、pH值和代謝產(chǎn)物成分變化；其中，設(shè)置在取樣口中的控制閥能夠保證非取樣時段罐體內(nèi)培養(yǎng)液的滴漏和污染。
[0013]設(shè)置在培養(yǎng)罐罐體上部的出氣口能夠保證恒壓并避免異常罐壓所帶來的培養(yǎng)效率的降低。
[0014]位于培養(yǎng)罐罐體的內(nèi)腔中的攪拌棒和攪拌葉能夠防止氣泡產(chǎn)生、有害成分形成和菌絲成團所帶來的培養(yǎng)效率的降低。
[0015]本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用所述的專用培養(yǎng)罐培養(yǎng)松茸菌絲的方法，該方法包括:
[0016]1、將松茸菌絲的培養(yǎng)基注入到罐體中， 培養(yǎng)基的體積不超過罐體體積的80% ；
[0017]2、將松茸菌種通過接種口或補料口接種到罐體的培養(yǎng)基中，開啟攪拌棒，進行松茸菌絲的培養(yǎng)；
[0018]3、開啟入氣口中設(shè)置的控制閥，通過罐體的底部向培養(yǎng)基供應(yīng)氧氣；
[0019]4、適時開啟出氣口，排除罐體內(nèi)的過多的氣體，保證罐體內(nèi)的恒壓；
[0020]5、通過取樣口從培養(yǎng)罐內(nèi)取出樣品進行分析；通過接種口(或補料口 )適時向罐體內(nèi)補充營養(yǎng)成分。
[0021]本發(fā)明還提供了另外一種應(yīng)用所述的專用培養(yǎng)罐培養(yǎng)松茸菌絲的方法，該方法包括:
[0022]1、將松茸菌絲的培養(yǎng)基注入到罐體中，培養(yǎng)基的體積不超過罐體體積的80% ；
[0023]2、將松茸菌種通過接種口或補料口接種到罐體的培養(yǎng)基中，開啟攪拌棒,進行松茸菌絲的培養(yǎng)；
[0024]3、開啟入氣口中設(shè)置的控制閥，通過罐體的底部向培養(yǎng)基供應(yīng)氧氣；將兩個外部循環(huán)接口用軟管連接，在入氣口附近形成培養(yǎng)液的流體循環(huán)；
[0025]4、適時開啟出氣口，排除罐體內(nèi)的過多的氣體，保證罐體內(nèi)的恒壓；
[0026]5、通過取樣口從培養(yǎng)罐內(nèi)取出樣品進行分析；通過接種口或補料口適時向罐體內(nèi)補充營養(yǎng)成分。
[0027]本發(fā)明的松茸菌絲專用培養(yǎng)罐，解決了松茸菌絲培養(yǎng)生長緩慢以及難以大量生產(chǎn)等問題，具有體積小，成本低，能耗低，操作簡便，效率高等優(yōu)點，本發(fā)明在松茸野外人工促繁和功能性代謝產(chǎn)物的深度利用等方面具有重要的應(yīng)用潛力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明松茸菌絲的專用培養(yǎng)罐的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2是本發(fā)明松茸菌絲的專用培養(yǎng)罐的另外一種結(jié)構(gòu)示意圖。[0030]附圖標記:1-罐體，2-罐蓋，3-攪拌棒，4-攪拌葉，5-出氣口，6-接種口(或補料口)，7-遠離入氣口的外部循環(huán)接口，8-靠近入氣口的外部循環(huán)接口，9-取樣口，10-設(shè)置在取樣口中的控制閥，11-入氣口，12-設(shè)置在入氣口中的控制閥。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合具體實施例來進一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和特點將會隨著描述而更為清楚。但這些實施例僅是范例性的，并不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對本發(fā)明的細節(jié)和形式進行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0032]以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和技術(shù)效果作進一步說明。
[0033]圖1是本發(fā)明的松茸菌絲的專用培養(yǎng)罐的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；它包括:罐體(1)、罐蓋(2)、攪拌棒(3)、攪拌葉(4)、出氣口(5)、接種口或補料口(6)、取樣口(9)、入氣口
(11);其中，罐蓋(2)、出氣口(5)以及接種口(或補料口)(6)設(shè)置在罐體⑴的上端；攪拌棒⑶和攪拌葉⑷位于罐體⑴的內(nèi)腔中心；取樣口(9)設(shè)置在罐體⑴的下端；在取樣口(9)中設(shè)置有控制閥(10);入氣口(11)設(shè)置在培養(yǎng)罐的最底部，在入氣口(11)中設(shè)置有控制閥(12);其中罐體(1)的上部和中部呈球型，罐體的下部呈緩坡型罐脖，整個罐體呈氣球形。
[0034]該松茸菌絲的培養(yǎng)罐的使用方法包括:將松茸菌絲的培養(yǎng)基注入到罐體(1)中，培養(yǎng)基的體積不超過罐體(1)體積的80% ;將松茸菌種通過接種口或補料口(6)接種到罐體(1)的培養(yǎng)基中，開啟攪 拌棒(3)，進行松茸菌絲的培養(yǎng)；開啟入氣口(11)中設(shè)置的控制閥(12)，通過罐體的底部向培養(yǎng)基供應(yīng)氧氣；適時開啟出氣口(5)，排除罐體內(nèi)的過多的氣體，保證罐體內(nèi)的恒壓；通過取樣口(9)從培養(yǎng)罐內(nèi)取出樣品進行分析；通過接種口(或補料口)(6)適時向罐體內(nèi)補充營養(yǎng)成分。
[0035]圖2是本發(fā)明松茸菌絲的專用培養(yǎng)罐的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；它包括:罐體⑴、罐蓋(2)、攪拌棒(3)、攪拌葉(4)、出氣口(5)、接種口(或補料口)(6)、兩個外部循環(huán)接口
(7)和(8)，取樣口(9)、入氣口 (11);其中，罐蓋(2)、出氣口 (5)以及接種口(或補料口 )
(6)設(shè)置在罐體⑴的上端；攪拌棒⑶和攪拌葉⑷位于罐體⑴的內(nèi)腔中心；取樣口
(9)設(shè)置在罐體(1)的下端；在取樣口(9)中設(shè)置有控制閥(10);入氣口(11)設(shè)置在培養(yǎng)罐的最底部，在入氣口(11)中設(shè)置有控制閥(12);將入氣口設(shè)置在培養(yǎng)罐的最底部，實現(xiàn)從培養(yǎng)罐底部供氣氧氣。此外，在入氣口內(nèi)設(shè)置一個入氣口控制閥，能夠確保培養(yǎng)(供氣)前和培養(yǎng)(供氣)結(jié)束后，避免罐體內(nèi)培養(yǎng)液滴漏以及被污染等情況。兩個外部循環(huán)接口
(7)和(8)設(shè)置在靠接入氣口的上方；在靠接入氣口的上方設(shè)置兩個外部循環(huán)接口，兩個外部循環(huán)接口用軟管連接，在入氣口附近形成培養(yǎng)液的流體循環(huán)，防止入氣口附近菌絲附著生長并成團所引起的入氣通道的堵塞，保證培養(yǎng)平穩(wěn)及高效率。
[0036]罐體(1)的上部和中部呈球型，罐體的下部呈緩坡型罐脖，整個罐體呈氣球形；采用中、上部體積大，下部體積緩坡型縮小的氣球形培養(yǎng)罐能有效增加單位容積培養(yǎng)液的空氣接觸面積，提高培養(yǎng)液的氧氣溶量，減少氣泡破裂給細胞所帶來的脅迫，加大培養(yǎng)液的整體循環(huán)，促使菌絲培養(yǎng)均勻。
[0037]該松茸菌絲的培養(yǎng)罐的使用方法包括:將松茸菌絲的液體培養(yǎng)基注入到罐體(1)中，液體培養(yǎng)基的體積不超過罐體(1)體積的80% ;將松茸菌種通過接種口(或補料口)
(6)接種到罐體(1)的培養(yǎng)基中，開啟攪拌棒(3)，進行松茸菌絲的培養(yǎng)；開啟入氣口(11)中設(shè)置的控制閥(12)，通過罐體的底部向培養(yǎng)基供應(yīng)氧氣；將兩個外部循環(huán)接口(7)和(8)用軟管連接，在入氣口附近形成培養(yǎng)液的流體循環(huán)；適時開啟出氣口(5)，排除罐體內(nèi)的過多的氣體，保證罐體內(nèi)的恒壓；通過取樣口(9)從培養(yǎng)罐內(nèi)取出樣品進行分析；通過接種口或補料口(6)適時向罐體內(nèi)補充營養(yǎng)成分。
[0038]實驗例I應(yīng)用本發(fā)明松茸菌絲專用培養(yǎng)罐培養(yǎng)松茸菌絲的實驗
[0039]一、培養(yǎng)設(shè)備及材料
[0040]1、培養(yǎng)罐:采用圖2所示的專用培養(yǎng)罐(罐體體積為10L)。
[0041]2、接種用菌絲的準備
[0042]2.1用固體培養(yǎng)基培養(yǎng)(24°C ) 60天；
[0043]2.2將菌絲切碎，用若干個500ml三角瓶內(nèi)裝(200mL培養(yǎng)液)，搖床(I1rpm, 24°C )液體培養(yǎng)20天以上；
[0044]2.3將液體培養(yǎng)菌絲用菌絲搗碎機(13000rpm，30s)搗碎并定量。 [0045]3、液體培養(yǎng)液成分(g/L)
[0046]碳(C)源30-35，氮(N)源 0.7-0.8，磷(P)源 0.25-0.30，鉀(K)0.28-0.30，鎂(Mg) 0.045-0.050，鈣(Ca) 0.45-0.50，錳(Mn) 0.47-0.48，ρΗ6.5。
[0047]二、培養(yǎng)方法
[0048]將8L松茸菌絲液體培養(yǎng)基注入到罐體(1)中；將松茸菌種按照0.15g/L的接種量通過接種口(6)接種到罐體(1)的液體培養(yǎng)基中，開啟攪拌棒(3)，開啟入氣口(11)中的控制閥(12)，通過罐體的底部向培養(yǎng)基供應(yīng)氧氣，進行松茸菌絲的培養(yǎng)；培養(yǎng)條件為:培養(yǎng)溫度:24°C ;攪拌轉(zhuǎn)速:200rpm ;通氣:0.2-0.3vvm ;培養(yǎng)時間:15d ；
[0049]將兩個外部循環(huán)接口(7)和(8)用軟管連接，在入氣口附近形成培養(yǎng)液的流體循環(huán)；在培養(yǎng)過程中適時開啟出氣口(5)，排除罐體內(nèi)的過多的氣體，保證罐體內(nèi)的恒壓；通過取樣口(9)從培養(yǎng)罐內(nèi)取出樣品進行分析；如果培養(yǎng)液中缺乏營養(yǎng)元素(碳氮等)，則通過接種口(或補料口)(6)適時向罐體內(nèi)補充營養(yǎng)成分(碳氮等)。
[0050]三、實驗結(jié)果
[0051]10天左右就能達到生長穩(wěn)定期，10天時松茸菌絲收率達到了 24g/L。
[0052]對比實驗例I
[0053]對比實驗例中所采用的培養(yǎng)罐的形狀為圓柱形，除此之外，培養(yǎng)罐的其余的結(jié)構(gòu)均與實驗例I中的培養(yǎng)罐相同；松茸菌絲的培養(yǎng)方法以及培養(yǎng)條件均與實驗例I相同。
[0054]實驗結(jié)果:圓柱形培養(yǎng)罐的培養(yǎng)周期需要25天以上才能達到生長穩(wěn)定期；培養(yǎng)25天時的菌絲收率僅為9.5g/L。
【權(quán)利要求】
1.一種松茸菌絲的專用培養(yǎng)罐，包括:罐體(1)、罐蓋(2)、攪拌棒(3)、攪拌葉(4)、出氣口(5)、接種口(6)、取樣口(9)、入氣口 (11);其中，罐蓋(2)、出氣口 (5)以及接種口 (6)設(shè)置在罐體⑴的上端；攪拌棒⑶和攪拌葉⑷位于罐體⑴的內(nèi)腔中心；取樣口(9)設(shè)置在罐體(1)的下端；在取樣口(9)中設(shè)置有控制閥(10)，在入氣口(11)中設(shè)置有控制閥(12);其特征在于:罐體(1)的上部及中部的體積顯著大于罐體下部的體積，且罐體中部的體積最大。
2.按照權(quán)利要求1所述的專用培養(yǎng)罐，其特征在于:罐體(1)的上部和中部呈球型，罐體(1)的下部呈緩坡型罐脖。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的專用培養(yǎng)罐，其特征在于:罐體(1)的整體呈氣球形。
4.按照權(quán)利要求1所述的專用培養(yǎng)罐，其特征在于:將入氣口(11)設(shè)置在培養(yǎng)罐的最底部；在入氣口(11)內(nèi)設(shè)置一個入氣口控制閥(12)。
5.應(yīng)用權(quán)利要求1-4任何一項所述的專用培養(yǎng)罐培養(yǎng)松茸菌絲的方法，包括: a、將松茸菌絲的培養(yǎng)基注入到罐體(1)中，培養(yǎng)基的體積不超過罐體(1)體積的80%; b、將松茸菌種通過接種口(6)接種到罐體(1)的培養(yǎng)基中，開啟攪拌棒(3)，進行松茸菌絲的培養(yǎng)； C、開啟入氣口(11)中設(shè)置的控制閥(12)，通過罐體的底部向培養(yǎng)基供應(yīng)氧氣； d、適時開啟出氣口(5)，排除罐體內(nèi)的過多的氣體，保證罐體內(nèi)的恒壓； e、通過取樣口(9)從培養(yǎng)罐內(nèi)取出樣品進行分析；通過接種口(6)適時向罐體內(nèi)補充營養(yǎng)成分。
6.一種松茸菌絲的專用培養(yǎng)罐，包括:罐體(1)、罐蓋(2)、攪拌棒(3)、攪拌葉(4)、出氣口(5)、接種口(6)、取樣口(9)、入氣口 (11);其中，罐蓋(2)、出氣口 (5)以及接種口 (6)設(shè)置在罐體⑴的上端；攪拌棒⑶和攪拌葉⑷位于罐體⑴的內(nèi)腔中心；取樣口(9)設(shè)置在罐體(1)的下端；在取樣口(9)中設(shè)置有控制閥(10)，在入氣口(11)中設(shè)置有控制閥(12);其特征在于:罐體(1)的上部及中部的體積顯著大于罐體下部的體積，且罐體中部的體積最大；在靠接入氣口(11)的上方設(shè)置兩個外部循環(huán)接口(7)和(8);外部循環(huán)接口(7)遠離入氣口(11)，外部循環(huán)接口(8)靠近入氣口(11)。
7.按照權(quán)利要求6所述的專用培養(yǎng)罐，其特征在于:罐體(1)的上部和中部呈球型，罐體(1)的下部呈緩坡型罐脖。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的專用培養(yǎng)罐，其特征在于:罐體(1)的整體呈氣球形。
9.按照權(quán)利要求6所述的專用培養(yǎng)罐，其特征在于:將入氣口(11)設(shè)置在培養(yǎng)罐的最底部；在入氣口(11)內(nèi)設(shè)置一個入氣口控制閥(12)。
10.一種應(yīng)用權(quán)利要求6-9任何一項所述的專用培養(yǎng)罐培養(yǎng)松茸菌絲的方法，該方法包括: a、將松茸菌絲的培養(yǎng)基注入到罐體(1)中，培養(yǎng)基的體積不超過罐體(1)體積的80%; b、將松茸菌種通過接種口(6)接種到罐體(1)的培養(yǎng)基中，開啟攪拌棒(3)，進行松茸菌絲的培養(yǎng)； C、開啟入氣口(11)中設(shè)置的控制閥(12)，通過罐體的底部向培養(yǎng)基供應(yīng)氧氣；將兩個外部循環(huán)接口(7)和(8)用軟管連接，在入氣口附近形成培養(yǎng)液的流體循環(huán)； d、適時開啟出氣口(5)，排除罐體內(nèi)的過多的氣體，保證罐體內(nèi)的恒壓；e、通過取樣口(9)從培養(yǎng)罐內(nèi)取出樣品進行分析；通過接種口(6)適時向罐體內(nèi)補充營養(yǎng) 成分。
【文檔編號】A01G1/04GK104025904SQ201410227831
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】樸春根, 李永, 郭民偉, 薛寒, 田國忠, 汪來發(fā), 王曦茁, 林彩麗 申請人:中國林業(yè)科學研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護研究所