[发明专利]一种高效培养人参不定根的反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高人参不定根质量、产量所使用的新型反应器。

背景技术

人参是我国传统的名贵中药材，被誉为药中之王。其产品具有广阔的市场。但人参的栽植周期较长使各项管理技术、土地、病虫、农药残留等问题成为栽植人参难以跨越的障碍。因此，利用生物反应器规模化培养人参不定根成为解决上述问题的有效方法之一。

目前，人参细胞生物反应器规模化培养已获得成功。现应用比较广泛的生物反应器存在的两大问题，一、原始生物反应器上口多为光滑微坡敞口，上口处只是橡胶塞盖在上面，瓶口光滑，很难保证从连接、包装、高温湿热灭菌、转入超净台、接种与培养整个过程中的密闭无菌状态，它的密闭仅依附于接种后，用封口膜，保鲜膜，或者胶带等的捆绑式密封，安全系数较差，操作粗放且困难。而且在培养过程中，有很多时候，会因为罐体内气压过大，导致胶塞滑出或脱落，整个培养就会被迫终止。二、原始生物反应器底部(气源体)和罐体是一体的，并且内径较大，使得人参不定根在培养期间因为气体的作用，会不断撞击下面的玻璃砂气体分布器，对培养材料产生过大的剪切力，抑制人参不定根的生长和其中的药用活性物质的累积。而且因为罐体较大，最底部连接硅胶管处细小，在清洗、灭菌和接种的过程中容易造成破碎或折断，另外，玻璃砂气体分布器由于气孔细密，比较容易堵塞，其位置又处于罐体的最底部，难于处理及清洗，堵塞严重时，整个罐体就会失去使用价值。单一方面的破损，而使整个反应器被淘汰，无疑是一种很大的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效培养人参不定根的反应器，该反应器的设计具有操作简便、气密性好、节约时间、节约成本、可调换、易清洗、成活率高、产品品质好、产量高、周期短等诸多优点，从高效、便捷、多用等方面大大提高了人参不定根的质量和产量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高效培养人参不定根的反应器，包括第一薄膜空气滤器、第二薄膜空气滤器、可换膜针筒式过滤器、玻璃三通、螺纹瓶盖、反应器罐体、水纹接口、气源体、双层玻璃砂气体分布器。第一薄膜空气滤器和可换膜针筒式过滤器通过硅胶管连接在玻璃三通上，玻璃三通的另一端插入到螺纹瓶盖以下，反应器罐体的瓶口与螺纹瓶盖以螺纹旋口的方式进行连接，反应器罐体与气源体以水纹接口外部卡扣方式进行连接，气源体的末端口通过硅胶管与第二薄膜空气滤器连接，气源体内自上而下平行设置双层玻璃砂气体分布器。

一种利用上述装置培养培养人参不定根的方法，包括如下步骤：

(1)将人参不定根以0.8-1.5cm段的形式，继代在含有20-50g/L蔗糖、0.1-0.5mg/LIBA、3-5g/Lgelrite、5.8-6.0pH值的mms培养基中进行种苗的固体培养基暗培养；

(2)将继代18-23天，处于生长旺盛期的人参不定根以1-5g/L的接种量直接接种于培养基(20-50g/L蔗糖，0.3-0.7mg/LIBA、pH值5.8-6.0)装量为反应器总体积的65-75％的反应器中进行气升式液体培养基发酵暗培养，控制温度为21-29℃，湿度为30-90％，生长周期为6-7周。

本发明利用新型玻璃生物反应器(5-20L)，小规模培养人参不定根，为大规模培养人参不定根提供技术支持。相比于现有技术，本发明具有如下优点：

1、本发明中所设计的反应器上口采用了螺纹旋口的方式，使内部硅胶塞更紧密的与坡口相连接，反应器的瓶口和底部接口的设计克服了其它常规简易反应器的很多缺点，瓶盖采用铝材螺纹和硅胶塞的合体，瓶口内直径尺寸严格控制在橡胶塞的中上部，加上瓶口外的螺纹与铝盖上的螺纹紧紧旋合，使瓶口处达到牢固，密闭的要求。

2、克服了在灭菌时由于受热胀冷缩影响瓶口处松弛，有细小的缝隙与外界相通，从而导致的培养期间受到菌体污染等问题。

3、减少了以往反应器在接种后采取的各种密封手段，大大简化了接种流程，提高了安全系数，并节省了操作时间，同时也节约了生产成本。

4、反应器罐体与气源体采用了水纹接口外部卡扣相连接的方式，这种设计方便拆装，密闭性好，便于清洗，可互相更换，节约成本。在反应器中，气体分布状况的好坏直接关系到培养基内的溶氧量、培养物发酵状态、养分的吸收率、次级代谢产物的形成状况以及最终产物的产率。因此在反应器应用时需尤其注重气体分布器的设计。气体分布器采用孔径0.3～0.5μm玻砂压制而成，具有承重性好、耐热、耐酸碱等特性。该分布器系统可与罐体分离，每个分布器也可拆卸，方便清洗。