松茸菌絲的培養方法及其專用裝置製造方法

2023-06-15 05:06:21

松茸菌絲的培養方法及其專用裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種松茸菌絲的培養方法及專用裝置，屬於松茸菌絲的人工培養領域。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。本發明進一步公開了用所述的專用裝置大量培養松茸菌絲的方法。本發明松茸菌絲專用培養罐解決了松茸菌絲培養生長緩慢、難以大量生產等問題，具有體積小、成本低、能耗低、操作簡便、效率高等優點，在松茸野外人工促繁和功能性代謝產物的深度利用等方面具有重要的應用潛力。
【專利說明】松茸菌絲的培養方法及其專用裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種真菌的培養方法以及實現該方法的專用裝置，尤其涉及松茸菌絲的培養方法及其專用裝置，屬於松茸菌絲的人工培養領域。
【背景技術】
[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共生關係的外生菌根菌，必須依靠活體樹木的根系來維持生長；由於松茸對生長條件的要求十分苛刻，目前尚不能人工栽培。由於森林生態環境的破壞和無序的惡性採集，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深度利用的需求愈來愈大，而其基礎就是松茸菌絲的大量快速培養技術。
[0003]目前，松茸菌絲的培養所採用的培養器均為三角瓶或圓柱形狀，均存在分離難、生長緩慢、規模小且收率低等問題，如500ml三角瓶液體培養收率僅為4g/L左右，儘管有收率20g/L左右的報導但其培養量僅為10ml規模或培養時間長達I個月以上。松茸菌絲的人工培養中所普遍存在的規模小、周期長和收率低等問題嚴重製約了松茸野外人工促繁技術和功能性物質 深度開發利用研究的開展，亟待改進。

【發明內容】

[0004]本發明的目的之一是提供一種培養規模大、周期短、松茸菌絲的收率高的松茸菌絲專用培養裝置。
[0005]本發明的目的之二是將將所述的專用裝置應用於培養松茸菌絲。
[0006]本發明的上述目的是通過以下技術方案來實現的:
[0007]一種松茸菌絲的專用培養罐，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)設置在罐體的上端；攪拌棒和攪拌葉位於罐體的內腔中心；取樣口設置在罐體的下端；在取樣口中設置有控制閥，在入氣口中設置有控制閥；其中，罐體的上部及中部的體積顯著大於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效果，優選的，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罐均為三角瓶或圓柱形狀，用三角瓶或圓柱形狀的培養罐培養松茸菌絲，均存在收率低、培養規模小、培養周期長等問題；本發明通過大量的實驗發現，採用中、上部體積大，下部體積緩坡型縮小的氣球形培養罐能有效增加單位容積培養液的空氣接觸面積，提高培養液的氧氣溶量，減少氣泡破裂給細胞所帶來的脅迫，加大培養液的整體循環，促使菌絲培養均勻，最終顯著提高松茸菌絲的培養效率。經試驗證實，相比現有的圓柱形或三角形等其它形狀的培養罐體，氣球形罐體能顯著提高松茸菌絲的培養效率。
[0010]本發明進一步發現，在培養過程中，氧氣供應採用鼓泡式入氣(即:從培養罐底部供氣)的供應方式能夠確保氧氣的充足供應及氧氣的分布均勻，能夠有效提高松茸菌絲的培養效率；因此，本發明優選將入氣口設置在培養罐的最底部，實現從培養罐底部供氣氧氣。此外，在入氣口內設置一個入氣口控制閥，能夠確保培養(供氣)前和培養(供氣)結束後，避免罐體內培養液滴漏以及被汙染等情況。
[0011]從培養罐底部供應氧氣時，入氣口附近的菌絲附著生長並成團常會造成入氣通道不暢通或堵塞，最終導致菌絲培養效率低下；為了解決上述問題，本發明在靠接入氣口的上方設置兩個外部循環接口，兩個外部循環接口用軟管連接，在入氣口附近形成培養液的流體循環，防止入氣口附近菌絲附著生長並成團所引起的入氣通道的堵塞，保證培養平穩及高效率。
[0012]設置在培養罐罐體下部的取樣口便於實時分析碳氮等營養源、pH值和代謝產物成分變化；其中，設置在取樣口中的控制閥能夠保證非取樣時段罐體內培養液的滴漏和汙染。
[0013]設置在培養罐罐體上部的出氣口能夠保證恆壓並避免異常罐壓所帶來的培養效率的降低。
[0014]位於培養罐罐體的內腔中的攪拌棒和攪拌葉能夠防止氣泡產生、有害成分形成和菌絲成團所帶來的培養效率的降低。
[0015]本發明還提供了一種應用所述的專用培養罐培養松茸菌絲的方法，該方法包括:
[0016]1、將松茸菌絲的培養基注入到罐體中， 培養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基中，開啟攪拌棒，進行松茸菌絲的培養；
[0018]3、開啟入氣口中設置的控制閥，通過罐體的底部向培養基供應氧氣；
[0019]4、適時開啟出氣口，排除罐體內的過多的氣體，保證罐體內的恆壓；
[0020]5、通過取樣口從培養罐內取出樣品進行分析；通過接種口(或補料口 )適時向罐體內補充營養成分。
[0021]本發明還提供了另外一種應用所述的專用培養罐培養松茸菌絲的方法，該方法包括:
[0022]1、將松茸菌絲的培養基注入到罐體中，培養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基中，開啟攪拌棒,進行松茸菌絲的培養；
[0024]3、開啟入氣口中設置的控制閥，通過罐體的底部向培養基供應氧氣；將兩個外部循環接口用軟管連接，在入氣口附近形成培養液的流體循環；
[0025]4、適時開啟出氣口，排除罐體內的過多的氣體，保證罐體內的恆壓；
[0026]5、通過取樣口從培養罐內取出樣品進行分析；通過接種口或補料口適時向罐體內補充營養成分。
[0027]本發明的松茸菌絲專用培養罐，解決了松茸菌絲培養生長緩慢以及難以大量生產等問題，具有體積小，成本低，能耗低，操作簡便，效率高等優點，本發明在松茸野外人工促繁和功能性代謝產物的深度利用等方面具有重要的應用潛力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本發明松茸菌絲的專用培養罐的一種結構示意圖。
[0029]圖2是本發明松茸菌絲的專用培養罐的另外一種結構示意圖。[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接口，8-靠近入氣口的外部循環接口，9-取樣口，10-設置在取樣口中的控制閥，11-入氣口，12-設置在入氣口中的控制閥。
【具體實施方式】
[0031]下面結合具體實施例來進一步描述本發明，本發明的優點和特點將會隨著描述而更為清楚。但這些實施例僅是範例性的，並不對本發明的範圍構成任何限制。本領域技術人員應該理解的是，在不偏離本發明的精神和範圍下可以對本發明的細節和形式進行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發明的保護範圍內。
[0032]以下結合說明書附圖對本發明的結構和技術效果作進一步說明。
[0033]圖1是本發明的松茸菌絲的專用培養罐的第一種結構示意圖；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)設置在罐體⑴的上端；攪拌棒⑶和攪拌葉⑷位於罐體⑴的內腔中心；取樣口(9)設置在罐體⑴的下端；在取樣口(9)中設置有控制閥(10);入氣口(11)設置在培養罐的最底部，在入氣口(11)中設置有控制閥(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]該松茸菌絲的培養罐的使用方法包括:將松茸菌絲的培養基注入到罐體(1)中，培養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)的培養基中，開啟攪 拌棒(3)，進行松茸菌絲的培養；開啟入氣口(11)中設置的控制閥(12)，通過罐體的底部向培養基供應氧氣；適時開啟出氣口(5)，排除罐體內的過多的氣體，保證罐體內的恆壓；通過取樣口(9)從培養罐內取出樣品進行分析；通過接種口(或補料口)(6)適時向罐體內補充營養成分。
[0035]圖2是本發明松茸菌絲的專用培養罐的另一種結構示意圖；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)設置在罐體⑴的上端；攪拌棒⑶和攪拌葉⑷位於罐體⑴的內腔中心；取樣口
(9)設置在罐體(1)的下端；在取樣口(9)中設置有控制閥(10);入氣口(11)設置在培養罐的最底部，在入氣口(11)中設置有控制閥(12);將入氣口設置在培養罐的最底部，實現從培養罐底部供氣氧氣。此外，在入氣口內設置一個入氣口控制閥，能夠確保培養(供氣)前和培養(供氣)結束後，避免罐體內培養液滴漏以及被汙染等情況。兩個外部循環接口
(7)和(8)設置在靠接入氣口的上方；在靠接入氣口的上方設置兩個外部循環接口，兩個外部循環接口用軟管連接，在入氣口附近形成培養液的流體循環，防止入氣口附近菌絲附著生長並成團所引起的入氣通道的堵塞，保證培養平穩及高效率。
[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；採用中、上部體積大，下部體積緩坡型縮小的氣球形培養罐能有效增加單位容積培養液的空氣接觸面積，提高培養液的氧氣溶量，減少氣泡破裂給細胞所帶來的脅迫，加大培養液的整體循環，促使菌絲培養均勻。
[0037]該松茸菌絲的培養罐的使用方法包括:將松茸菌絲的液體培養基注入到罐體(1)中，液體培養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)的培養基中，開啟攪拌棒(3)，進行松茸菌絲的培養；開啟入氣口(11)中設置的控制閥(12)，通過罐體的底部向培養基供應氧氣；將兩個外部循環接口(7)和(8)用軟管連接，在入氣口附近形成培養液的流體循環；適時開啟出氣口(5)，排除罐體內的過多的氣體，保證罐體內的恆壓；通過取樣口(9)從培養罐內取出樣品進行分析；通過接種口或補料口(6)適時向罐體內補充營養成分。
[0038]實驗例I應用本發明松茸菌絲專用培養罐培養松茸菌絲的實驗
[0039]一、培養設備及材料
[0040]1、培養罐:採用圖2所示的專用培養罐(罐體體積為10L)。
[0041]2、接種用菌絲的準備
[0042]2.1用固體培養基培養(24°C ) 60天；
[0043]2.2將菌絲切碎，用若干個500ml三角瓶內裝(200mL培養液)，搖床(I1rpm, 24°C )液體培養20天以上；
[0044]2.3將液體培養菌絲用菌絲搗碎機(13000rpm，30s)搗碎並定量。 [0045]3、液體培養液成分(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、培養方法
[0048]將8L松茸菌絲液體培養基注入到罐體(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基供應氧氣，進行松茸菌絲的培養；培養條件為:培養溫度:24°C ;攪拌轉速:200rpm ;通氣:0.2-0.3vvm ;培養時間:15d ；
[0049]將兩個外部循環接口(7)和(8)用軟管連接，在入氣口附近形成培養液的流體循環；在培養過程中適時開啟出氣口(5)，排除罐體內的過多的氣體，保證罐體內的恆壓；通過取樣口(9)從培養罐內取出樣品進行分析；如果培養液中缺乏營養元素(碳氮等)，則通過接種口(或補料口)(6)適時向罐體內補充營養成分(碳氮等)。
[0050]三、實驗結果
[0051]10天左右就能達到生長穩定期，10天時松茸菌絲收率達到了 24g/L。
[0052]對比實驗例I
[0053]對比實驗例中所採用的培養罐的形狀為圓柱形，除此之外，培養罐的其餘的結構均與實驗例I中的培養罐相同；松茸菌絲的培養方法以及培養條件均與實驗例I相同。
[0054]實驗結果:圓柱形培養罐的培養周期需要25天以上才能達到生長穩定期；培養25天時的菌絲收率僅為9.5g/L。
【權利要求】
1.一種松茸菌絲的專用培養罐，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)設置在罐體⑴的上端；攪拌棒⑶和攪拌葉⑷位於罐體⑴的內腔中心；取樣口(9)設置在罐體(1)的下端；在取樣口(9)中設置有控制閥(10)，在入氣口(11)中設置有控制閥(12);其特徵在於:罐體(1)的上部及中部的體積顯著大於罐體下部的體積，且罐體中部的體積最大。
2.按照權利要求1所述的專用培養罐，其特徵在於: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.按照權利要求1或2所述的專用培養罐，其特徵在於:罐體(1)的整體呈氣球形。
4.按照權利要求1所述的專用培養罐，其特徵在於:將入氣口(11)設置在培養罐的最底部；在入氣口(11)內設置一個入氣口控制閥(12)。
5.應用權利要求1-4任何一項所述的專用培養罐培養松茸菌絲的方法，包括: a、將松茸菌絲的培養基注入到罐體(1)中，培養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)的培養基中，開啟攪拌棒(3)，進行松茸菌絲的培養； C、開啟入氣口(11)中設置的控制閥(12)，通過罐體的底部向培養基供應氧氣； d、適時開啟出氣口(5)，排除罐體內的過多的氣體，保證罐體內的恆壓； e、通過取樣口(9)從培養罐內取出樣品進行分析；通過接種口(6)適時向罐體內補充營養成分。
6.一種松茸菌絲的專用培養罐，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)設置在罐體⑴的上端；攪拌棒⑶和攪拌葉⑷位於罐體⑴的內腔中心；取樣口(9)設置在罐體(1)的下端；在取樣口(9)中設置有控制閥(10)，在入氣口(11)中設置有控制閥(12);其特徵在於:罐體(1)的上部及中部的體積顯著大於罐體下部的體積，且罐體中部的體積最大；在靠接入氣口(11)的上方設置兩個外部循環接口(7)和(8);外部循環接口(7)遠離入氣口(11)，外部循環接口(8)靠近入氣口(11)。
7.按照權利要求6所述的專用培養罐，其特徵在於: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.按照權利要求6或7所述的專用培養罐，其特徵在於:罐體(1)的整體呈氣球形。
9.按照權利要求6所述的專用培養罐，其特徵在於:將入氣口(11)設置在培養罐的最底部；在入氣口(11)內設置一個入氣口控制閥(12)。
10.一種應用權利要求6-9任何一項所述的專用培養罐培養松茸菌絲的方法，該方法包括: a、將松茸菌絲的培養基注入到罐體(1)中，培養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)的培養基中，開啟攪拌棒(3)，進行松茸菌絲的培養； C、開啟入氣口(11)中設置的控制閥(12)，通過罐體的底部向培養基供應氧氣；將兩個外部循環接口(7)和(8)用軟管連接，在入氣口附近形成培養液的流體循環； d、適時開啟出氣口(5)，排除罐體內的過多的氣體，保證罐體內的恆壓；e、通過取樣口(9)從培養罐內取出樣品進行分析；通過接種口(6)適時向罐體內補充營養 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 優先權日:2014年5月27日
【發明者】樸春根, 李永, 郭民偉, 薛寒, 田國忠, 汪來發, 王曦茁, 林彩麗 申請人:中國林業科學研究院森林生態環境與保護研究所