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单胞藻快速培养技术及其影响因素



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技术2014
海洋与渔业
单胞藻快速培养技术及其影响因素
■ 中国水产科学研究院黄海水产研究所 王彩理 滕瑜
  中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所 沈健 / 文图
四角蛤蜊是我国常见的滩涂贝类,
生长快、肉质细腻、味道鲜美,适应水
温是 0℃ ~35℃,适应盐度是 5‰ ~35‰,
饵料为单胞藻及原生动物,年繁殖 2 次,
每年 4 月和 10 月为其采捕期。为了提
高四角蛤的加工质量,采捕后需要立即
进行净化、育肥和加工,所以单胞藻的
持续供应很关键,贝类产业技术体系
(CARS-48)利用半连续培养单细藻技
术提高单胞藻生产的稳定性,解决了四
角蛤低温净化保活技术中的关键环节。
单胞藻投喂不但能使四角蛤加速新陈代
谢净化吐沙、除去异味,而且能增肥、
提高出肉率。
一、国内外藻类培养情况对比
1.国外情况
国外在鱼、虾、贝育苗中的主要藻
类培养品种为等鞭金藻、角毛藻及硅藻,
环境条件参数为:温度 20℃ ~22℃,光
照 5000Lx,pH 值 7.2~8.2,海水一般要
经过 4 次过滤并高温杀菌水消毒,培养
生长曲线类似开放式藻类生长曲线,指
数生长期稍长,即达到相对生长下降期
时间稍长。一般 15L 藻种用于 250L 袋
培养,接种浓度约 12 万 /ml,收获浓度
为 200 万 /ml。当藻种浓度达到 200 万 /
ml 时,收获量不超过袋内总量的 1/3,
收获后马上补充消毒海水及营养盐,
1 天 ~2 天藻液细胞可达到 200 万 /ml。
单胞藻培养法主要有开放式和封闭式,
四角蛤蜊净化
藻类培养
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2014 年 6 月刊 总 242 期
多采用一次性或半连续性培养法。一次
性培养法常用的培养器皿有 2 万 ml 玻
璃瓶、3.5 万 ml 树脂圆筒及直径 3m 深
1m 的大型玻璃缸圆槽;半连续培养法
的常用培养容器框架式聚乙烯塑料袋,
这种装置自带人工光源,袋内充气,并
带一系列复杂的电加热、水交换调温系
统控制水温。此种方法培养效果好,不
受环境因子的制约,占地少、存放方便,
但是投资大成本高。
2.国内情况
我国常用做海产动物幼体饵料培
养的单胞藻类主要有三角褐指藻、新
月 菱 形 藻、 等 鞭 金 藻 3011、 湛 江 叉
鞭金藻及扁藻,它们对光照、温度的
要求如表 1。多数单胞藻培养的最适
水温为 20℃左右,但四角蛤、杂色蛤
等贝类 4 月育肥期收获时水温在 10℃
甚至低于 6℃ ~7℃,为保证藻种的持
续供给,应对培养水体进行加温和控
温,可采用袋外预热、电保温和电气
控 制 等 方 案。 经 过 实 验,1.5m3 水 体
在室温为 15℃ ~16℃时要达到设定水
温 23 ℃ 所 需 时 间 为 7.5h, 所 耗 功 率
为 19.1kwh; 达 到 设 定 水 温 后, 欲 长
时间保持该水温平均耗电 0.492kwh;
若 达 到 设 定 水 温 23 ℃ 后 室 温 降 低 至
6℃ ~8℃,则欲长时间保持该水温平
均耗电 1.383kwh。
金 藻、 扁 藻 等 单 胞 藻 还 可 作 为
四 角 蛤 幼 体 的 培 养 饵 料, 四 角 蛤 幼
体 在 海 水 盐 度 20 ‰ ~30 ‰、 水 温
18℃ ~25℃时生长较快,在四角蛤幼
体 8 个 /ml~10 个 /ml 的密度时单胞藻
的日投喂量为 6 万 /ml,可随幼体发育
而逐渐增加。
二、四角蛤净化培养
1.供水供气系统(如图 1)
2.单胞藻培养工艺流程
单胞藻培养工艺流程如图 2 所示:
藻原种培养→扩种培养→半连续培养→
接种藻种→日常管理→收获→再培养→
再利用。
3.四角蛤净化培养
以 20kg/m2 密 度 进 行 12h 自 然 净
化四角蛤,即能吐出体内 90% 的沙。
然后加入收获的单胞藻,四角蛤能在
2h 食尽,及时补充投喂新鲜藻液,四
角蛤经过再次净化之后,可吐尽体内
99% 以上的沙。处于繁殖期的四角蛤
蜊肥满度、出肉率最高,煮熟出肉率
达 35%~40 %, 此 时 食 用 价 值 最 大,
经 1d 净化培养时间即可吐尽泥沙,时
间长易催卵;非繁殖季节的四角蛤要
经 3d~5d 的净化、肥育,出肉率可由
10% 达到 40%,提高之幅度相当大,
还能消除异味,提高四角蛤的商品价
值和经济价值。净化培养后停止投喂
单胞藻,在低温保活净化系统中静养
6h~8h,排空粪便和杂质,便于立即进
行加工。
图 1 供水供气系统
图 2 单胞藻培养工艺流程
表 1 国内常用藻类生态条件参数
种类 培养温度 (℃ ) 最适温度 (℃ ) 光照强度 (Lx)
三角褐指藻 5~25 10~15 3000~5000
新月菱形藻 5~28 15~20 3000~8000
等鞭金藻 10~30 25± 3000~8000
湛江叉鞭金藻 15~25 23± 3000~8000
扁藻 7~30 20~28 5000~10000
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技术2014
海洋与渔业
三、影响因素
1.光在单胞藻培养中是影响生长、
繁殖最重要的因子,使用人工光源增加
光照时间和强度,能提高藻类生长速
度,在单胞藻的实验室培养时和藻种培
养时,常使用人工光源进行昼夜照明,
以获得最大的生长、繁殖速度,缩短培
养周期。但也应该考虑,在单胞藻大规
模生产性培养中,这种方法会大大增加
成本。而采用 12h 光照 12h 黑暗交替的
方法,效果良好。
2.在单胞藻开放式培养中,一般
都是采用大比例接种的方法,缩短延
缓期,使藻类细胞能迅速生长,形成
优势种,抑制敌害生物的繁殖,提高
培养的成功率,但这样也增加了藻种
的供应量,因此选择适宜的接种量对
减少藻种培养规模、降低生产成本是
十分重要的。采用适宜接种浓度 30 万
/ml~50 万 /ml,用于接种的藻种浓度:
等鞭金藻在 220 万 /ml~250 万 /ml,新
月菱形藻在 300 万 /ml 较合适,接种时
间选择晴天上午进行,使藻类一经接
种后就有一个适宜的生长环境,能较
快的进入指数生长期。
3.pH 值在单胞藻培养中是极易
变化变因子,随着藻浓度的增加,pH
值随之上升,最终抑制了藻类的生长、
繁殖。以往的封闭式、半封闭式培养均
采用充 CO2 和空气的混合气体来控制
藻液的 pH 值,同时提供藻类光合作用
所需的 CO2,这样也相应增加了一些设
备,使培养装置的投资和生产成本大大
增加,同时培养技术更为复杂,这对于
实验室和小规模藻类培养时适用的,而
大规模的生产性培养由于受到生产成
本、技术条件等方面的制约,采用这种
方法就很困难了。藻液容易 pH 值上升
的原因,并采取了相应的措施控制 pH
值变化:一是在培养过程中,随着藻液
浓度的增加而加大充气量,也就是增加
二氧化碳的供给量,达到稳定 pH 值的
目的。另外,充气也能使藻液翻腾,增
加藻细胞受光的机会,同时起到间歇光
照的作用,对于单胞藻的生长极为有利;
二是对常规配方进行了改进,取得了良
好的效果。在新配方中,尿素本身是中
性,有不改变培养液酸碱反应、保持
pH 值稳定的特点。新配方中所增加的
NaHCO3,即作为一种 pH 缓冲剂,同
时也能在 CO2 供给不足时参与藻类的光
合作用,抑制 pH 值上升,而 NaHCO3
本身也能降低藻液 pH 值。海洋渔业