易思富 田云

摘要? ? 葛仙米是一種營養(yǎng)豐富、開發(fā)應(yīng)用價(jià)值較高的淡水微藻。其對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求很苛刻，野生分布區(qū)域狹窄，多年來人工培養(yǎng)技術(shù)主要采用塑料桶和玻璃缸等簡(jiǎn)單方式。本文介紹了一種跑道池培養(yǎng)葛仙米的規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)，以期為實(shí)現(xiàn)葛仙米產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞? ? 葛仙米;淡水微藻;跑道池;培養(yǎng)技術(shù)

中圖分類號(hào)? ? S647? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? B

文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）16-0079-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

Abstract? ? Nostoc sphaeroids Kützing is a kind of freshwater microalgae with rich nutrition and high development and application value.However，it has strict requirements on the growth environment and narrow distribution area in the wild.For many years，the artificial culture technique of Nostoc sphaeroids Kützing mainly used plastic barrel，glass cylinder and other simple ways.This paper introduced a kind of large-scale production technique of Nostoc sphaeroids Kützing in the way of raceway pond，in order to provide technical support for the industrialization production of Nostoc sphaeroids Kützing.

Key words? ? Nostoc sphaeroids Kützing;freshwater microalgae;raceway pond;culture technique

葛仙米（Nostoc sphaeroides Kützing），學(xué)名球狀念珠藻，野外生長(zhǎng)在水田中，屬藍(lán)藻綱（Cyanophyceae）段殖藻目（Hormogonales）念珠藻科（Nostocaceae）念珠藻屬（Nostoc），出現(xiàn)時(shí)間早于螺旋藻[1-2]。葛仙米食用歷史悠久，其名為東晉時(shí)期晉哀帝司馬丕為感謝葛洪之功所賜名，直至清末代皇溥儀所著回憶錄《我的前半生》還記載有“鴨丁溜葛仙米”御膳食品[3]。目前，葛仙米已正式列入國家新食品原料名錄[4]。

葛仙米可以用來煲湯、烹飪，是一種美味的食材，曾遠(yuǎn)銷東南亞、日本等地，深受消費(fèi)者喜愛。1980年《人民日?qǐng)?bào)》稱葛仙米為“大自然恩賜之寶”;1994年《人民日?qǐng)?bào)》海外版將葛仙米譽(yù)為“稀有珍品，綠色珍珠”;2018年《中國食品報(bào)》第4版稱“葛仙米為大自然饋贈(zèng)的寶物”。葛仙米還具有諸多醫(yī)療保健功能，《本草綱目拾遺》《藥性考》《全國中草藥匯編》《陜西中草藥》《江西草藥手冊(cè)》等醫(yī)書均記載了葛仙米的藥用功能。葛仙米性寒、味淡，具有清熱收斂、益氣明目之功效，能治療目赤紅腫、燙火傷、夜盲癥等[5]。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，葛仙米是一種良好的美容護(hù)膚品原料，保濕效果明顯[6]。

葛仙米對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求苛刻，野生分布區(qū)域狹窄。由于近代耕作方式的改變與農(nóng)藥、化肥的使用，葛仙米的產(chǎn)量大大降低，在主產(chǎn)地走馬坪鎮(zhèn)的個(gè)別地方甚至已經(jīng)絕跡[7-8]。因此，研究其產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)具有較為深遠(yuǎn)的意義。

1? ? 培養(yǎng)準(zhǔn)備

1.1? ? 培養(yǎng)器材

500 mL或1 000 mL三角燒瓶（能夠采用高溫高壓方法徹底滅菌）、5～20 L透明塑料瓶或玻璃瓶（以玻璃材質(zhì)為佳，方便消毒與滅菌處理，使用壽命長(zhǎng)）、100～200 L敞口式透明塑料桶或玻璃缸、10～500 t跑道池（工程塑料材質(zhì)或磚混結(jié)構(gòu)建造，容量大時(shí)可制作成連體式，寬度不宜超過5 000 mm，深度800～1 000 mm）。

1.2? ? 器具與清洗液消毒滅菌

原種制備時(shí)，直接接觸葛仙米藻絲的器具均須經(jīng)過121 ℃高溫高壓滅菌處理。用于一級(jí)藻種培養(yǎng)的容器，使用前先用漂白粉消毒液浸泡4 h，然后用毛刷洗刷后再用清水洗凈瀝干;用于二級(jí)藻種培養(yǎng)的容器，使用前用毛刷將附著在容器壁上的雜質(zhì)洗刷干凈;用于規(guī)?；囵B(yǎng)的跑道池，在使用前先用漂白粉消毒液浸泡4 h，水位控制在200 mm左右，池壁洗刷干凈后再用清水洗凈。條件允許的情況下，所有清洗用的清水以經(jīng)過紫外殺菌或煮沸消毒處理為佳。

1.3? ? 培養(yǎng)液配制

所有培養(yǎng)液均采用藻類BG 11配方去除NaNO3的BG 110配方。從二級(jí)藻種制備開始，配方中蒸餾水調(diào)整為培養(yǎng)場(chǎng)所最經(jīng)濟(jì)便捷的生產(chǎn)用水，微量元素部分也可以視當(dāng)?shù)厮|(zhì)情況選擇加或不加。

配制大量元素母液時(shí)試劑分別配制，微量元素按量配制后混合存放。配制培養(yǎng)液時(shí)，加入試劑的順序依次為CaCl2、MgSO4、檸檬酸、檸檬酸鐵銨、EDTA、Na2CO3、微量元素、KH2PO4，然后加入蒸餾水定容。定容后，用NaOH或HCl將培養(yǎng)液pH值調(diào)節(jié)至7.1，121 ℃滅菌20 min備用。

2? ? 培養(yǎng)方法

2.1? ? 母種制備

選取外表光滑、色澤亮麗、顆粒飽滿、球徑2～3 mm的葛仙米，清水洗凈后用雙氧水消毒處理10～15 s，再用無菌水沖洗3次，備用;然后在無菌工作臺(tái)上用組織勻漿器將葛仙米研碎制成藻漿，研磨過程中可加入適量無菌培養(yǎng)液;之后將藻漿接種于盛有培養(yǎng)液（經(jīng)121 ℃滅菌處理）的三角瓶中，24 h持續(xù)光照與通氣培養(yǎng)。培養(yǎng)條件：日光燈作為光源，光照強(qiáng)度控制在2 000～3 000 lx[9];通氣量控制在200～300 mL/min，通入的空氣經(jīng)0.2 μm無菌空氣過濾器過濾處理;培養(yǎng)室溫度控制在20～25 ℃。25～35 d后，在瓶壁長(zhǎng)出肉眼可見的微小葛仙米，即完成母種制備。

2.2? ? 一級(jí)藻種制備

將制取的葛仙米母種從三角瓶中倒出，靜置分層后，小心去除上層培養(yǎng)液，加入無菌水再靜置分層，同樣方法重復(fù)3次;然后在洗凈的母種中加入適量培養(yǎng)液，一起接種至盛有培養(yǎng)液的培養(yǎng)容器中，并用棉塞封口，24 h光照與通氣培養(yǎng)。培養(yǎng)條件：日光燈為光源，光照強(qiáng)度控制在2 000～5 000 lx;通氣量控制在1 000～2 000 mL/min，通入的空氣經(jīng)初效空氣過濾器過濾處理即可;溫度控制在20～25 ℃。每10 d左右更換1次培養(yǎng)液，顆粒稍大后，換水處理時(shí)可用致密的濾布進(jìn)行濾水處理。經(jīng)過3～4次換水，待葛仙米球徑>1 mm時(shí)，即完成一級(jí)藻種制備。

2.3? ? 二級(jí)藻種制備

將葛仙米一級(jí)藻種洗凈后，接種于盛有培養(yǎng)液的敞口式塑料桶或玻璃缸進(jìn)行開放式培養(yǎng)，單個(gè)容器容積盡量不超過500 L，以200 L左右為佳。培養(yǎng)條件：以自然光作為光源，光強(qiáng)控制在2 000～10 000 lx，光照不足時(shí)采用日光燈或植物生長(zhǎng)燈補(bǔ)光;通氣量控制在8 000～10 000 mL/min;溫度控制在15～30 ℃;培養(yǎng)液深度不宜超過500 mm。經(jīng)過3～5次更換培養(yǎng)液，待葛仙米球徑>2 mm時(shí)，即完成二級(jí)藻種制備。

2.4? ? 跑道池規(guī)?；囵B(yǎng)

將葛仙米二級(jí)藻種洗凈后，接種于盛有培養(yǎng)液的跑道池中進(jìn)行規(guī)?；囵B(yǎng)，單個(gè)跑道池容量不宜超過500 t。培養(yǎng)條件：以正常自然光作為光源，光照強(qiáng)度控制在2 000～20 000 lx，光照不足時(shí)采用日光燈或植物生長(zhǎng)燈補(bǔ)光;通氣量控制在8 000～10 000 mL/min，溫度控制在5～30 ℃;培養(yǎng)液深度不宜超過500 mm;跑道池的攪拌槳輪轉(zhuǎn)速控制在50～100 r/min。在不同溫度條件下，葛仙米的生長(zhǎng)速率變化非常大，具體對(duì)比情況如表1所示，在30 ℃時(shí)生長(zhǎng)速率達(dá)到最佳，繼續(xù)升溫生長(zhǎng)速率將受到抑制;在5～30 ℃范圍內(nèi)，葛仙米生長(zhǎng)速率與溫度成正相關(guān)。經(jīng)過4～8次更換培養(yǎng)液，待葛仙米球徑生長(zhǎng)至4～7 mm時(shí)，即可進(jìn)行采收。

2.5? ? 產(chǎn)品干燥

將采收的葛仙米清洗干凈，置于瀝水性能較好的濾布上于陽光下曬干，晾曬過程中應(yīng)不斷翻動(dòng)葛仙米，以降低其顆粒間的黏連程度;或在熱風(fēng)循環(huán)烘箱中烘干，烘干溫度控制在45～50 ℃，以保障營養(yǎng)成分不流失和顏色不發(fā)生變化。

3? ? 日常管理

3.1? ? 培養(yǎng)條件控制

在葛仙米生長(zhǎng)的不同階段，培養(yǎng)條件存在較大的差異。其中，在制備母種與一級(jí)藻種的過程中，對(duì)光照、溫度的要求范圍比較窄，需要在室內(nèi)進(jìn)行比較精準(zhǔn)的控制;二級(jí)藻種制備與規(guī)?；囵B(yǎng)時(shí)采取的方式為開放性培養(yǎng)，對(duì)環(huán)境條件的要求相對(duì)較寬泛。除光照、溫度、通氣等條件外，隨著葛仙米生長(zhǎng)對(duì)養(yǎng)分的消耗以及通氣的進(jìn)行，培養(yǎng)液的pH值會(huì)逐漸發(fā)生變化，因而在培養(yǎng)過程中應(yīng)將pH值控制在7.0～7.5之間。

3.2? ? 培養(yǎng)過程中觀察與檢查

在日常培養(yǎng)過程中，每天早上、中午和傍晚各對(duì)培養(yǎng)區(qū)域的光照、溫度與pH值進(jìn)行監(jiān)測(cè)與記錄;同時(shí)，對(duì)葛仙米的顆粒大小、色澤、破損率、沉底與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、培養(yǎng)液清澈度以及容器壁的雜質(zhì)附著狀態(tài)等進(jìn)行觀察記錄。在藻種制備的3個(gè)階段，還需要對(duì)葛仙米進(jìn)行顯微鏡檢查，以確定其處于正常發(fā)育狀態(tài)。

4? ? 存在的問題與解決方法

4.1? ? 培養(yǎng)液配制時(shí)水源選擇

BG 110配方的標(biāo)準(zhǔn)使用水質(zhì)為蒸餾水，但在規(guī)模化生產(chǎn)時(shí)將會(huì)帶來巨大的成本壓力。實(shí)踐證實(shí)，后期采用其他水質(zhì)來代替蒸餾水是可行的?？梢允褂玫挠械叵滤?、河水、自來水等，其中自來水需要去除余氯，地下水與河水等需要去除泥沙。另外，地下水一般硬度較高，需要定期監(jiān)測(cè)地下水質(zhì)情況，若硬度過高，則需要進(jìn)行軟化或以低硬度的水體進(jìn)行稀釋方可使用。

4.2? ? 藻種純凈度

在葛仙米生長(zhǎng)過程中，對(duì)其種群影響較大的因素為在藻種階段就混入了其他藻類以及菌類物質(zhì)，從而導(dǎo)致營養(yǎng)被競(jìng)爭(zhēng)消耗，有些藻類甚至?xí)尫懦鲆恍┒舅貙?duì)葛仙米的生長(zhǎng)造成嚴(yán)重影響。因此，在藻種階段必須要充分保障葛仙米的純凈度。

4.3? ? 接種溫度控制

不同階段的溫度差異較大，從一個(gè)階段向另一階段過渡時(shí)，直接接種溫度可能會(huì)有10 ℃以上的差別，會(huì)導(dǎo)致葛仙米因無法適應(yīng)瞬間的溫度變化而變色破損。在實(shí)際操作中，采取的措施為先將待接藻種放入下一環(huán)節(jié)區(qū)域培養(yǎng)一段時(shí)間，監(jiān)測(cè)其溫度變化情況，最終在溫差小于5 ℃的情況下進(jìn)行接種。

4.4? ? 陰雨天氣影響

葛仙米進(jìn)入開放式培養(yǎng)階段時(shí)，光照主要依賴于太陽照射。若出現(xiàn)連日的陰雨天氣，每天的補(bǔ)光系統(tǒng)必須要盡快打開。

4.5? ? 通氣攪拌不均勻問題

在培養(yǎng)過程中，需要不斷通氣或攪拌，促使葛仙米在培養(yǎng)液內(nèi)不斷運(yùn)動(dòng)，從而充分接受光照進(jìn)行光合作用。由于使用的曝氣石因自身重量問題會(huì)隨著氣泡在培養(yǎng)容器中發(fā)生運(yùn)動(dòng)，有時(shí)會(huì)偏至邊緣或一些死角位置，導(dǎo)致曝氣不均勻。跑道池的情況也類似，槳輪轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)葛仙米運(yùn)動(dòng)，葛仙米的密度大于水，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到一些角落時(shí)就會(huì)大量沉積。因此，必須加強(qiáng)培養(yǎng)過程中的管理，發(fā)現(xiàn)曝氣石移位就要及時(shí)糾正，防止曝氣石偏離太遠(yuǎn)。如果跑道池中葛仙米沉積過多就要?進(jìn)行人工清理。

5? ? 參考文獻(xiàn)

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