動態(tài)均衡營養(yǎng)法定向培養(yǎng)人參不定根的生物反應(yīng)器及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種動態(tài)均衡營養(yǎng)法定向培養(yǎng)人參不定 根的生物反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002] 人參（/???: g/ase/?# C. A. Meyer)系五加科（Araliacede)人參屬（Panax L.) 植物，是聞名遐邇的"東北三寶"之一，更是我國傳統(tǒng)的名貴中草藥，馳名中外。我國明代偉 大的醫(yī)學(xué)家、藥學(xué)家李時珍在其史詩性巨著《本草綱目》一書中，對人參的功效作了詳盡的 介紹，奠定了人參"百草之王"的美譽。人參多生長于晝夜溫差小、海拔為500~1100米的 針葉林或混交林的山坡中，其主產(chǎn)區(qū)主要分布在40°~45° (N)，117.5°~134° (E)之 間，在我國主要分布在東北三省及河北北部的山地地區(qū)，尤以吉林長白山地區(qū)為主產(chǎn)區(qū)。我 國是研究人參最早的國家之一，現(xiàn)存最早的藥物學(xué)專著《神農(nóng)本草經(jīng)》中詳細(xì)記載了人參具 有"補五臟、安精神、定魂魄、止驚悸、除邪氣、明目益智，久服輕身延年"之功效 [7]?，F(xiàn)代藥 理學(xué)研究表明，人參具有大補元氣、復(fù)脈固脫、補脾益肺、生津安神之功效，同時人參具有抗 心律失常、抗溶血、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)、調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)等諸多藥理學(xué)活性 [8]。人參中含有的 化學(xué)組分比較復(fù)雜，除了含有人參皂苷外，人參中還含有多種非皂苷的活性成分，如含有糖 類(單糖、寡糖、低聚糖、多糖等)、氨基酸、脂肪酸、黃銅、維生素（VB1、VB2、VB12、煙酸、泛酸 等）及揮發(fā)油等組分。隨著近年來現(xiàn)代藥理學(xué)、藥代動力學(xué)研究的不斷深入，人參的藥用價 值及其保健功效進(jìn)一步得到了認(rèn)證，人參的價格和地位不斷飆升，如今人參不僅作為我國 的名貴中草藥，更是得到了世界人民的廣泛認(rèn)可。
[0003] 人參皂苷具有良好的藥理活性及保健功效，經(jīng)藥理學(xué)研究表明人參皂苷對于心腦 血管、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等具有良好的藥理學(xué)活性。而對于單體人參皂苷 藥理學(xué)活性的研究極為活躍，特別是一些含量甚微的稀有人參皂苷，具有極高的藥用價值。
[0004] 由于長期以來人參被視為珍品，野生資源已枯竭，人工栽培占用林地，造成水土流 失，周期長、管理成本高、病害嚴(yán)重。
[0005] 人參細(xì)胞培養(yǎng)、根培養(yǎng)的優(yōu)勢在于其具有原始植物根所具有的巨大生物合成能 力，根培養(yǎng)中細(xì)胞的高度分化使得次生代謝產(chǎn)物的合成能力明顯提高，同時表出明顯的代 謝穩(wěn)定性。
[0006] 人參不定根的誘導(dǎo)培養(yǎng)技術(shù)已日趨成熟，普遍應(yīng)用的是，將多年生人參的鮮根洗 凈、消毒、切割后在含有2, 4_D、KT和蔗糖的MS固體培養(yǎng)基中進(jìn)行愈傷組織誘導(dǎo)。再將誘導(dǎo) 出的愈傷組織移至IBA和蔗糖的MS中誘導(dǎo)、增殖不定根。
[0007] 比起人參細(xì)胞培養(yǎng)，根培養(yǎng)的優(yōu)勢在于其具有原始植物根所具有的巨大生物合成 能力，根培養(yǎng)中細(xì)胞的高度分化使得次生代謝產(chǎn)物的合成能力明顯提高，同時表出明顯的 代謝穩(wěn)定性和活力的穩(wěn)定性。
[0008] 人參不定根生物反應(yīng)器培養(yǎng)，普遍應(yīng)用蔗糖提供碳源，隨著蔗糖濃度的增加，人參 不定根的產(chǎn)量也隨之增加，而培養(yǎng)基中蔗糖的濃度在60g\L以上，對不定根的生長有抑制 作用。
[0009]目前對于生物反應(yīng)器培養(yǎng)增殖人參不定根，大多采用將配制好培養(yǎng)基一次性加入 反應(yīng)器中，接種不定根，培養(yǎng)至營養(yǎng)耗盡為止。收獲不定根。而生物反應(yīng)器培養(yǎng)不定根的過 程中，是一個動態(tài)的生長過程，生長各個階段對營養(yǎng)的需求不盡相同，從理論上培養(yǎng)基的營 養(yǎng)成份是一個逐漸減少的過程。一次性加入培養(yǎng)基，不能具體適應(yīng)各生長階段的需要。 [0010] 有報道采用同樣的培養(yǎng)基，分兩次或三次加入反應(yīng)器中，次數(shù)越多，增殖系數(shù)越 小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本實用新型的目的是為解決生物反應(yīng)器培養(yǎng)人參不定根，各階段營養(yǎng)不均衡的問 題，提高人參不定根的產(chǎn)量及次生代謝產(chǎn)物的含量，而提供動態(tài)均衡營養(yǎng)法定向培養(yǎng)人參 不定根的生物反應(yīng)器。
[0012] 動態(tài)均衡營養(yǎng)法定向培養(yǎng)人參不定根的生物反應(yīng)器，它包括：初始培養(yǎng)基反應(yīng)罐 4、空氣壓力泵5和營養(yǎng)添加液罐6 ;初始培養(yǎng)基反應(yīng)罐4為鼓泡式生物反應(yīng)罐，其底部設(shè)有 氣動裝置，反應(yīng)罐蓋403還設(shè)有營養(yǎng)添加液滴加口 401 ;空氣壓力泵5與氣動裝置相連；所 述的營養(yǎng)添加液罐6底部設(shè)有帶調(diào)節(jié)閥出料口 64、頂部設(shè)有罐蓋62和帶過濾器進(jìn)氣口 61， 進(jìn)氣口 61設(shè)在罐蓋62上，營養(yǎng)添加液滴加口 401通過管道7與出料口 64相連；
[0013] 氣動裝直的嗔頭為多微孔嗔頭405 ;
[0014] 所述的營養(yǎng)添加液滴加口 401的直徑為2. 0~0· 2mm ;
[0015] 所述的營養(yǎng)添加液罐6的進(jìn)氣口 61與空氣壓力泵5通過進(jìn)氣調(diào)節(jié)裝置相連。 [0016] 本實用新型又一個目的是動態(tài)均衡營養(yǎng)法定向培養(yǎng)人參不定根系統(tǒng)，它包括：1 個營養(yǎng)添加液罐6和3個初始培養(yǎng)基反應(yīng)罐4,營養(yǎng)添加液罐6的出料口 64與3個初始培 養(yǎng)基反應(yīng)罐4的養(yǎng)添加液滴加口 401連接；
[0017] 所述的初始培養(yǎng)基反應(yīng)罐4氣動裝置、營養(yǎng)添加液罐6的進(jìn)氣口 61通過管道與空 氣壓力泵相連接；
[0018] 所述的初始培養(yǎng)基反應(yīng)罐4和營養(yǎng)添加液罐6均為18L，初始培養(yǎng)基添加量為 8-10L，營養(yǎng)添加液的添加量為12-15L。
[0019] 本實用新型提供了動態(tài)均衡營養(yǎng)法培養(yǎng)人參不定根的生物反應(yīng)器，它包括：初始 培養(yǎng)基反應(yīng)罐、空氣壓力泵和營養(yǎng)添加液罐；初始培養(yǎng)基反應(yīng)罐為鼓泡式生物反應(yīng)罐，反應(yīng) 罐蓋還設(shè)有營養(yǎng)添加液滴加口；所述的營養(yǎng)添加液罐底部設(shè)有帶調(diào)節(jié)閥出料口、頂部設(shè)有 罐蓋和帶過濾器進(jìn)氣口，營養(yǎng)添加液滴加口通過管道與出料口相連；還提供了動態(tài)均衡營 養(yǎng)法培養(yǎng)人參不定根系統(tǒng)，它是由1個營養(yǎng)添加液罐和3個初始培養(yǎng)基反應(yīng)罐構(gòu)成，所述的 初始培養(yǎng)基反應(yīng)罐和營養(yǎng)添加液罐均為18L，初始培養(yǎng)基添加量為8-10L，營養(yǎng)添加液的添 加量為12-15L，該生物反應(yīng)器，可適時地滴加營養(yǎng)添加液，增加皂苷含量，特別是可用高濃 度蔗糖的培養(yǎng)基，動態(tài)平衡反應(yīng)罐的蔗糖濃度，可加大蔗糖的添加量提高不定根產(chǎn)量，解決 了蔗糖濃度高抑制不定根生長的問題。初始培養(yǎng)基反應(yīng)罐和營養(yǎng)添加液罐均為18L，初始培 養(yǎng)基添加量為8-10L，營養(yǎng)添加液的添加量為12-15L的培養(yǎng)系統(tǒng)，為人參不定根提供了最 佳的生長環(huán)境。
【附圖說明】
[0020] 圖1為動態(tài)均衡營養(yǎng)法定向培養(yǎng)人參不定根的生物反應(yīng)器的初始培養(yǎng)基反應(yīng)罐 示意圖；
[0021] 圖2為動態(tài)均衡營養(yǎng)法定向培養(yǎng)人參不定根的生物反應(yīng)器的營養(yǎng)添加液罐不意 圖；
[0022] 圖3、4為動態(tài)均衡營養(yǎng)法定向培養(yǎng)人參不定根系統(tǒng)不意圖。
【具體實施方式】
[0023] 實施例1人參不定根的獲得
[0024] 選取長白山區(qū)（吉林省通化市集安縣）6年生園參，切塊，用MS培養(yǎng)基誘導(dǎo)愈傷組 織，將誘導(dǎo)的愈傷組織用3\4 SH培養(yǎng)基+IBA5. Omg/L+蔗糖30g/L，誘導(dǎo)不定根，繼代培養(yǎng)。
[0025] 實施例2初始培養(yǎng)基及營養(yǎng)添加液的配制
[0026] 1、培養(yǎng)基的配制
[0027] 1)初始培養(yǎng)基
[0028] 3/4SH 培養(yǎng)基 + 吲哚丁酸鉀（K-IBA ) 3mg/L+ 蔗糖 30g/L
[0029] 2)營養(yǎng)添加液
[0030] 營養(yǎng)添加液（1):
[0031] 在每升3/4SH培養(yǎng)基中，加入萘乙酸（C12HltlO 2) 2. 7mg/L，茉莉酸甲酯（C13H20O3) 240mg/L，水楊酸 240 mg/L，鹿糖（C12H22O11) 90g/L。
[0032] 營養(yǎng)添加液（2):
[0033] 加入萘乙酸（C12HltlO2) 2. 7mg/L，茉莉酸甲酯（C1