本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種加快雨生紅球藻蝦青素積累的補(bǔ)光裝置和補(bǔ)光方法，雨生紅球藻培養(yǎng)在平行于地面的封閉透明雙層玻璃管內(nèi)，雙層玻璃管內(nèi)同軸設(shè)有中心孔；補(bǔ)光裝置設(shè)有安裝在中心孔內(nèi)并沿軸線呈螺旋狀纏繞的兩線雙色LED燈帶，兩種顏色的燈珠交替排列在LED燈帶上且光源均朝外，其中一種顏色的LED燈珠發(fā)出423nm波長的光，另一種顏色的LED燈珠發(fā)出644nm波長的光。在雨生紅球藻的藻細(xì)胞密度達(dá)到3
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種加快雨生紅球藻蝦青素積累的補(bǔ)光裝置和補(bǔ)光方法
[0001]本專利技術(shù)涉及雨生紅球藻的培養(yǎng)，具體涉及到一種加快雨生紅球藻蝦青素積累的補(bǔ)光裝置和補(bǔ)光方法。
技術(shù)介紹
[0002]天然蝦青素是一種具有抗氧化活性和高商業(yè)價(jià)值的生物活性物質(zhì)，屬于類胡蘿卜素物質(zhì)，廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、食品、飼料、化妝品等領(lǐng)域，具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。雨生紅球藻(Haematococcus lacustris)是一種單細(xì)胞綠藻，被公認(rèn)為是自然界中產(chǎn)蝦青素最好的來源之一。此外，雨生紅球藻具有體積小、生長快、繁殖周期短、容易培養(yǎng)等特點(diǎn)，值得進(jìn)一步商業(yè)開發(fā)利用。然而，目前雨生紅球藻存在生長密度較低，蝦青素積累效率低的問題，導(dǎo)致了蝦青素產(chǎn)量不高，生產(chǎn)成本高，影響了天然蝦青素的推廣應(yīng)用。
[0003]在實(shí)際生產(chǎn)過程中，雨生紅球藻的培養(yǎng)一般分為兩個(gè)階段。第一個(gè)階段是綠色游動(dòng)細(xì)胞階段，目的是為了促進(jìn)雨生紅球藻生長繁殖，有較高的生物量累積。雨生紅球藻長到較高生物量以后，需要消耗較多的營養(yǎng)鹽，便進(jìn)入第二階段，對雨生紅球藻進(jìn)行高光強(qiáng)脅迫，誘導(dǎo)雨生紅球藻蝦青素的積累，這個(gè)時(shí)候雨生紅球藻細(xì)胞逐漸變?yōu)榧t色，鞭毛脫離藻體，藻細(xì)胞成為紅色不動(dòng)孢子。但目前這兩個(gè)階段仍存在改善的空間，需要進(jìn)一步優(yōu)化培養(yǎng)條件，增加第一階段生物量的累積的同時(shí)，增加第二階段的光照脅迫作用，從而實(shí)現(xiàn)更高的蝦青素產(chǎn)量。
[0004]目前，采用管式光生物反應(yīng)器在室外培養(yǎng)是較好的一種雨生紅球藻大規(guī)模培養(yǎng)方式，利用自然光比使用LED燈帶能夠更好地促進(jìn)藻的生長并節(jié)省能耗，但雨生紅球藻長到較高密度時(shí)，需要在夜間補(bǔ)光促進(jìn)雨生紅球藻蝦青素積累，此時(shí)需要對管式光生物反應(yīng)器施加LED燈帶進(jìn)行光脅迫。傳統(tǒng)的LED燈帶放置于管式光生物反應(yīng)器側(cè)面，在白天遮擋了自然光照射，在夜晚兩者之間的距離削弱了光照強(qiáng)度和降低了光脅迫效率。為此，需要一種更高效率的補(bǔ)光裝置提高光脅迫效率。
[0005]雨生紅球藻可在白天接收自然光照，在夜晚接收三種LED燈光照(白、紅、藍(lán))，24小時(shí)不間斷光照，誘導(dǎo)雨生紅球藻積累蝦青素，而這種方法存在一定的不足。從植物本身來說，晝夜節(jié)律是植物完成正常生理活動(dòng)的必要環(huán)境條件，有一定的黑暗時(shí)間有利于植物更好地進(jìn)行光合作用；從經(jīng)濟(jì)效益來說，長時(shí)間使用LED燈帶導(dǎo)致能源消耗量增加，不利于節(jié)能減排。為實(shí)現(xiàn)上述目的，需要找到環(huán)保和高效的光照脅迫方法，更好地誘導(dǎo)雨生紅球藻蝦青素積累。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0006]本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠低成本和高效率地加快雨生紅球藻蝦青素積累的補(bǔ)光裝置和補(bǔ)光方法。
[0007]本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題提供的技術(shù)方案為：
[0008]一種加快雨生紅球藻蝦青素積累的補(bǔ)光裝置，
[0009]所述雨生紅球藻培養(yǎng)在平行于地面的封閉透明雙層玻璃管內(nèi)，在所述雙層玻璃管外層玻璃設(shè)有進(jìn)液口和出液口，所述雙層玻璃管內(nèi)同軸設(shè)有中心孔；
[0010]所述補(bǔ)光裝置設(shè)有安裝在所述中心孔內(nèi)并沿軸線呈螺旋狀纏繞的兩線雙色LED燈帶，兩種顏色的燈珠交替排列在所述LED燈帶上且光源均朝外，其中一種顏色的LED燈珠發(fā)出423nm波長的光，另一種顏色的LED燈珠發(fā)出644nm波長的光。
[0011]進(jìn)一步的，所述雙層玻璃管的內(nèi)外兩層玻璃的間距為10cm。
[0012]進(jìn)一步的，所述LED燈帶的總長度為230cm，每顆燈珠之間的間隔為2cm。
[0013]進(jìn)一步的，所述LED燈帶的光照強(qiáng)度為15000Lx。
[0014]進(jìn)一步的，所述中心孔插入有PVC管，所述LED燈帶纏繞在PVC管上，所述PVC管的兩端與所述雙層玻璃管兩端的螺紋帽連接。
[0015]進(jìn)一步的，所述LED燈帶連接有光照傳感器和時(shí)控開關(guān)。
[0016]一種采用上述補(bǔ)光裝置來加快雨生紅球藻蝦青素積累的補(bǔ)光方法，過程如下：
[0017]將雨生紅球藻溶液注入所述雙層玻璃管的封閉內(nèi)腔內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)，直至雨生紅球藻的細(xì)胞密度培養(yǎng)至3
×
105個(gè)/mL以上，隨后白天借助自然光培養(yǎng)，光照強(qiáng)度低于1000Lx時(shí)或者傍晚定時(shí)啟動(dòng)所述補(bǔ)光裝置運(yùn)行4小時(shí)，隨后關(guān)閉所述補(bǔ)光裝置，在黑暗環(huán)境中培養(yǎng)直至第二天天明，待藻細(xì)胞完全轉(zhuǎn)化為紅色不動(dòng)孢子、蝦青素積累達(dá)到規(guī)定值后，收集并獲得滿足蝦青素含量要求的雨生紅球藻；
[0018]其中，在黑暗環(huán)境中補(bǔ)光裝置以不同波長的兩種光交替對雨生紅球藻進(jìn)行照射，共兩個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)下每個(gè)波長的光分別照射1小時(shí)。
[0019]進(jìn)一步的，啟動(dòng)所述補(bǔ)光裝置時(shí)，首先開啟423nm的LED燈光照射。
[0020]進(jìn)一步的，蝦青素積累至雨生紅球藻細(xì)胞干重的4％后，收集雨生紅球藻。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0022](1)補(bǔ)光裝置固定于雙層玻璃管的中心孔內(nèi)，不阻礙白天自然光的照射，同時(shí)縮短了光程，提高了補(bǔ)光效果；
[0023](2)我們發(fā)現(xiàn)，雨生紅球藻對波長為423nm和644nm的光有最大吸收率，使得雨生紅球藻在相同時(shí)間內(nèi)吸收更多光能，提高光脅迫效率，最終使得雨生紅球藻能夠高效率、低成本地積累蝦青素，有助于提高蝦青素產(chǎn)量和降低生產(chǎn)成本。
[0024](3)本專利技術(shù)在雨生紅球藻生長至指數(shù)生長后期，即生物量達(dá)到較高水平時(shí)，夜晚采用高光強(qiáng)和兩種不同波長的光交替照射，對雨生紅球藻進(jìn)行4個(gè)小時(shí)的脅迫，使得藻細(xì)胞的增殖速度提高了25％，雨生紅球藻的轉(zhuǎn)紅速度加快了70％，這種補(bǔ)光方案優(yōu)于傳統(tǒng)連續(xù)光照的方案，減少的LED燈帶工作的時(shí)間，更高效地利用光源并節(jié)省了能源的消耗，降低了生產(chǎn)成本和提高了生產(chǎn)蝦青素的效率。
附圖說明
[0025]為了更清楚地說明本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0026]圖1是補(bǔ)光裝置示意圖；
[0027]圖2是實(shí)施例1連續(xù)光照24h雨生紅球藻產(chǎn)蝦青素效果圖；
[0028]圖3是實(shí)施例1自然光照+夜晚補(bǔ)光4h雨生紅球藻產(chǎn)蝦青素效果圖；
[0029]圖4是實(shí)施例1補(bǔ)光期間不同時(shí)間雨生紅球藻的蝦青素含量圖；
[0030]圖5是實(shí)施例2不同光照強(qiáng)度下雨生紅球藻的蝦青素含量圖；
[0031]圖6是實(shí)施例3不同補(bǔ)光條件下雨生紅球藻的蝦青素產(chǎn)量圖。
[0032]附圖標(biāo)記說明：
[0033]電源線1；LED燈帶2；644nm LED燈珠3；423nm LED燈珠4；進(jìn)液口5；螺紋帽6；雙層玻璃管內(nèi)層7；雙層玻璃管外層8；出液口9；卡扣10。
具體實(shí)施方式
[0034]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本專利技術(shù)更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本專利技術(shù)可以無需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其它的例子中，為了避免與本專利技術(shù)發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種加快雨生紅球藻蝦青素積累的補(bǔ)光裝置，其特征在于，所述雨生紅球藻培養(yǎng)在平行于地面的封閉透明雙層玻璃管內(nèi)，在所述雙層玻璃管外層玻璃設(shè)有進(jìn)液口和出液口，所述雙層玻璃管內(nèi)同軸設(shè)有中心孔；所述補(bǔ)光裝置設(shè)有安裝在所述中心孔內(nèi)并沿軸線呈螺旋狀纏繞的兩線雙色LED燈帶，兩種顏色的燈珠交替排列在所述LED燈帶上且光源均朝外，其中一種顏色的LED燈珠發(fā)出423nm波長的光，另一種顏色的LED燈珠發(fā)出644nm波長的光。2.如權(quán)利要求1所述加快雨生紅球藻蝦青素積累的補(bǔ)光裝置，其特征在于，所述雙層玻璃管的內(nèi)外兩層玻璃的間距為10cm。3.如權(quán)利要求1所述加快雨生紅球藻蝦青素積累的補(bǔ)光裝置，其特征在于，所述LED燈帶的總長度為230cm，每顆燈珠之間的間隔為2cm。4.如權(quán)利要求1所述加快雨生紅球藻蝦青素積累的補(bǔ)光裝置，其特征在于，所述LED燈帶的光照強(qiáng)度為15000Lx。5.如權(quán)利要求1所述加快雨生紅球藻蝦青素積累的補(bǔ)光裝置，其特征在于，所述中心孔插入有PVC管，所述LED燈帶纏繞在PVC管上，所述PVC管的兩端與所述雙層玻璃管兩端的螺紋帽連接。6...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：任禹錫，華雪銘，凌濱峰，王巧晗，
申請(專利權(quán))人：上海海洋大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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