專利名稱：浮游植物為基的醫(yī)效營養(yǎng)品及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及藻類提取物，更具體地說，涉及由浮游植物制成的醫(yī)效營養(yǎng)品。
技術(shù)背景本技術(shù)領(lǐng)域中已知一些藻類具有醫(yī)療性能。舉例來說，Moigne的美國專利6,346,252 公開了一種由稱之為5o朋e/wcz&o/h'flc郎的藻類中制備抗菌提取物的方法。Herve等人的 美國專利4,581,233公開了以褐藻及紅藻類提取物為基的藥物，褐藻類稱之為5(^m^fl /2o加m/a、 墨角藻(Fmcus ffew'cm/oms)、褐藻(/lscc5pA7〃m加油f/oj柳)、海洋棕藻(尸e/veria Cfl朋/icw/。叫，而紅藻類稱之為葉狀紅藻(Z e/ewe/"to S諷gifl'加a)。上述專利包含一些提取物的實施例，這些提取物從多細(xì)胞且通常肉眼可見的海草或大 型藻類中得到。雖然海草和浮游植物兩者都屬于原生生物界，但它們是獨立的門。海洋的浮游植物，也就是公知的微藻類，其包括成千上萬種屬于原生生物界光合作用 的、單細(xì)胞生物。溫帶的沿海水域，例如沿加拿大不列顛哥倫比亞省的沿海水域是高產(chǎn)區(qū)， 并且保持各種不同系列的眾多綱的微藻種類，其中包括稱之為硅藻(硅藻綱 5c^7ton'c!p/^ceae)的原生源。在春季，當(dāng)光線、營養(yǎng)物以及混合物的條件最適宜繁殖時， 硅藻在海洋的光亮帶水域中迅速地生長。這就是公知的"春季水華期"。在此期間，許多種 類都會利用這些增強(qiáng)的條件，但通常有三種硅藻類肋骨條藻(Ste/eeto加/na)、海鏈藻 (rAfl/osH'oji'ra)以及角毛藻(CAaetoceraj)最為成功。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及一種浮游植物提取物的制備方法，其包括獲取含有浮游植物的海水；將 海水貯存在一貯水器中，使海水在貯水器內(nèi)循環(huán)；使空氣與海水混合；以及使浮游植物自 溶和集中。本發(fā)明的另一方面涉及一種組合物，其基本上由磷、溶性鉀、硼、螯合銅、螯合鐵、 螯合錳、鉬、螯合鋅和乙二胺構(gòu)成。本發(fā)明還有一方面涉及一種化合物，其包括一種取自藻漿的自溶的浮游植物。 本發(fā)明再有一方面涉及一種裝置,其包括一與貯水器底部相連的混合室; 一支承結(jié)構(gòu)，其聯(lián)結(jié)到混合室上，以使混合室與貯水器底部之間留有間隔； 一管線，其與氣源連接，并 與混合室相接以使空氣注入混合室內(nèi)。本發(fā)明的這些以及其它一些特征通過以下的敘述將更為明白，或者可由下文所敘述的 本發(fā)明的具體實施例中獲知。附圖簡要說明為了進(jìn)一步理解本發(fā)明以上所述以及其它的一些優(yōu)點和特征，將結(jié)合附圖中所示的實 施例對本發(fā)明作更為具體的敘述。應(yīng)當(dāng)理解，這些附圖僅敘述本發(fā)明典型的實施例，故而 并不認(rèn)為限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的附加特征和細(xì)節(jié)進(jìn)行敘述和 說明，其中

圖1所示為本發(fā)明一系統(tǒng)的示意圖；圖2所示為顯示一貯水器細(xì)節(jié)的系統(tǒng)示意圖；圖3所示為顯示一擴(kuò)散器細(xì)節(jié)的系統(tǒng)示意圖；以及圖4所示為顯示一過濾器細(xì)節(jié)的系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
為了使浮游植物在受控的環(huán)境中有效地產(chǎn)生足夠數(shù)量和多樣性的種類，實際上最佳 的方式是使"春季水華期"的狀態(tài)再現(xiàn)。浮游植物的分類基于細(xì)胞形態(tài)(形狀)、表面裝飾、顏色以及食物貯存。多數(shù)浮游植物通過一種化合物或放大倍率為250-400x的倒置光學(xué)顯 微鏡來識別。對于某些種類，在其可以正確地識別前，需要通過電子顯微鏡仔細(xì)地觀察。 本發(fā)明多項實施例包括下述所討論的綱類和綱目的浮游植物。 1.硅藻綱(丑。<:!//。^0^7/^^加乂硅藻類￡>1^0附、硅藻綱(5flC"/cm'cp^c戰(zhàn)e)中的浮游植物是帶有硅質(zhì)細(xì)胞膜的單細(xì)胞藻類；硅藻細(xì)胞 膜的每一半都由一瓣面和一連接帶或環(huán)殼面組成；有時會有許多間生帶。瓣面上以不同的 方式印有毛孔、假孔、小圓塊、暈或肋。細(xì)胞質(zhì)集中在細(xì)胞外圍附近，而細(xì)胞內(nèi)部區(qū)域則 包含一大液泡。 一個或多個片狀或許多圓盤狀的載色體通常具有微黃色或綠褐色。貯存的 食物有金藻昆布糖和油泡。硅藻綱(5flCT7/flrtcp/^ce加)可分為兩大綱目中心目(C幼fra/es)和羽紋目(Pe"朋/as)。中心目(owfer C幼frafes)(中心硅藻Ce"fr。/es必fltoms)的組成部分在一點或多點周圍 具有同心或輻射狀的殼紋。此類硅藻沒有脊縫或假脊縫，因而不會作自發(fā)運(yùn)動。該綱目是 海洋浮游植物最重要的組成部份，并包括常見的海洋種類骨條藻屬0 fe^OTe ^)、盤鏈藻屬(7^a/aM/oH'ra)以及角毛藻屬(CAaetocems)。羽紋目(owfer戶e朋fl/幼)(羽狀硅藻必Wo柳)的組成部分具有縱線排列的殼紋。 此類硅藻具有脊縫或假脊縫，許多種類能夠作自發(fā)運(yùn)動。該綱目通常在海底(沉積物)中找 到，并包括常見的海洋浮游種類擬菱形藻屬(i^"rfowtoc/^)、海鏈藻屬(77wZfl^'o朋/iw)以及舟形藻屬(WflVl'CM/fl)。
38. 甲藻綱①f朋pAvcgflg)f雙鞭藻類Di'wo/ flge//ate5)甲藻綱(Z),'加p知c從e)中的浮游植物通常具有橫溝(瓣環(huán))和縱紋(縱溝)。瓣環(huán)和縱溝交 錯于腹面上。這些種類有外殼(被甲)或無鞘(裸出)，取決于它們是否具有纖維素板除細(xì)胞 膜之外。它們以淀粉和油作為貯存食物(用魯戈氏碘液將淀粉染成深色)。甲藻綱 (Z)iwo/7/^ceae)可分為許多綱目。原甲藻目(/VoceWra/as)的組成部分沒有溝紋，而且鞭毛插入細(xì)胞的頂端附近。他們具 有鞘，該鞘在鞭毛著生附近呈帶有小片狀體的兩大瓣面。這些小片狀體可能有刺。鰭藻目(Z^op/o^to/M)的組成部分同時具有瓣環(huán)和縱溝。瓣環(huán)移向細(xì)胞的頂端附近。 該類藻目具有翼(稱為狹條)襯在兩溝紋中；沿左邊的翼展開特別好并由三條肋支承。大多 數(shù)種類受到強(qiáng)烈地壓縮，因此通常只能從側(cè)面看到。它們通過細(xì)胞的大小和形狀、片狀體 的表面裝飾以及左溝狹條的形態(tài)進(jìn)行辨別。裸甲藻目(G;;/n;u^^'a/M)的組成部分是裸出的，因此無需保留其表面裝飾作為保護(hù)。 這些藻目通過細(xì)胞的大小和一般的形狀、瓣環(huán)和縱溝位置和縫徑、頂溝、表面條紋、葉綠 體的數(shù)量、以及細(xì)胞核的位置和形狀進(jìn)行辨別。裸甲藻屬(Gyw加必/H'"w)和環(huán)溝藻屬 (Gjw^/"/w)通過瓣環(huán)的相對位移來分開，在環(huán)溝藻屬(Q^A'/w'uw)中該位移大于細(xì)胞長度 的1/5。平以移除細(xì)胞內(nèi)含物)。該藻目在其頂端具有一特殊的孔片(看上去像一排骨狀)。其中一些 種類形成特殊的鏈狀(例如鏈狀亞歷山大藻J/ex朋A/"加cflte"e//fl)。夜光藻目(M 改7"cfl/幼)主相的組成部分為一種通常具有觸手的大裸露細(xì)胞。其包括常 見的海洋種類夜光藻屬(Wocft7wcfl)和帆甲藻屬(ii:o/o誠m'MW)。犁甲藻目(i^roc^to/M)主相的組成部分為一種非運(yùn)動型的球形細(xì)胞，并且通過膝溝藻 類或裸甲藻類的運(yùn)動型細(xì)胞繁殖。這類藻目包括常見的海洋種類梨甲藻屬(i^^yjto)。
39. 針胞藻綱(7 ap/tzVto。/ivceag)f綠胞藻類CWoTO加omKfa)可以說得出的針胞藻綱(及flpWdc!p/^c從e)的種類少于20種。該藻綱具有盤狀的葉綠體，其顏色從黃色至褐黃色，為具有將細(xì)胞推前的前部鞭毛和后部鞭毛拖尾的雙鞭毛藻類。當(dāng)用魯戈氏碘液保存時，其外膜消失，這使其在外觀上類似于一覆盆子。
40. 土棲藻綱(7>/^"& '0—。6。6)("定鞭藻類/^加"& ,< 7/^& / /。。鄉(xiāng)6卩加)這些土棲藻綱(尸OW"a"'cp/^cefle)的組成部分覆蓋有精細(xì)的有機(jī)垢，由顆石藻中的碳 酸鈣組成。其通常具有兩金棕色的葉綠體，為帶有一條附著鞭毛的雙鞭毛藻類。僅金色藻 屬(CA，ocAro加"/f"fl)的種類就有近50種。該藻綱具有性質(zhì)不同的通常種類的顆石藻。
41. 硅鞭藻綱(￡)!'￡:"00^0郎6)(硅鞭藻類&7&0/7^ 6//加& )桂鞭藩綱(i^c0^p/i;;cefle)的組成部分具有眾多盤狀的金棕色葉綠體(在光合作用種類 中)。該藻綱只有一前部鞭毛，其外部硅質(zhì)的骨架由管狀件組成。該藻綱的種類很少，其 包括種類硅鞭藻屬(Di'^odifl)和硅質(zhì)鞭毛藻屬(幼rz'fl)。
42. 裸藻綱rgtfgfewopvcette)f裸藻類五Mg/e"o幼)裸藻綱(五"g/e/z叩yce"e)中的浮游植物為綠色柔韌的雙鞭毛藻類，其包括常見的海洋種 類小型綠藻屬(五"/^pftW/fl)和裸藻屬(五wg/e"fl)。
43. 綠色鞭毛藻綱fPmsi'wopAvceaeV青綠藻類PiraHm 。fevtes)綠色鞭毛藻綱(尸raW"o/7A"e從)的組成部分對較高級的綠藻類來說是原前體。該藻綱 具有一至八條等長或不等長的鞭毛，而且都有一深的鞭毛窩。該藻綱具有單一且占據(jù)細(xì)胞 大部分內(nèi)部空間的碗形葉綠體。其主要的可溶性光合作用的產(chǎn)物為甘露醇，并以魯戈氏碘 液將其淀粉染成紫紅色或紅棕色。該藻綱包括常見的海洋種類塔胞藻(/^wm'/ncmM)、 融合微藻(7fefrYue/;n的、藻類(Mfcro/wo"as)、微藻(Hetero/na^ix)和綠色海藻(AfepAmse/ nis)。
44. 隠藻綱(Trvptoz^vcgQrg)f隱藻類Ovptomo加ah)隠藻綱(07/7to/7^c抑e)中的浮游植物具有淚形且背腹扁平的細(xì)胞。該藻綱具有兩條等 長或幾乎等長的鞭毛覆蓋于毛發(fā)中。在電子顯微鏡下，可以看到其表面有明顯的矩形或六 角形的圖案。該藻綱通常具有一或兩個葉綠體，并具有廣泛圍的色素沉著(紅、藍(lán)、橄欖 黃、棕、綠色)，還有一些種類為無色的。其光合作用的形式貯存淀粉，保存時以魯戈氏 碘液將淀粉染成深色。在其鞭毛底部上的狹道襯有刺絲孢。該藻綱包括常見的海洋種類 隱滴蟲屬(Coptomo"as)、紅胞藻(及/iofltomonas)、藻類(PZagi'oseftwis)、藍(lán)隱藻(C/irao;wo腿)、 以及藻類(^"e/nise/wis)。
45. 金藻綱fC/trvJOpAvceae)f金藻類C/trwooAvteJ)金藻綱(CAo^cpA;;c郎e)中的浮游植物具有金棕色的鞭毛，每一細(xì)胞通常有一或兩個葉 綠體，有些有六個。該藻綱通常也有兩條不等長的鞭毛彼此以斜角插入，當(dāng)游動時，較長 的鞭毛直接向前，而較短的鞭毛則朝向細(xì)胞的背面。其中有些為裸露的，還有些具有鱗片、 藻鞘或細(xì)胞壁的細(xì)胞覆蓋物。該藻綱包括常見的海洋種類錐囊藻屬(OcAmm^ay)、異鞭藻類(y4pe必we/Za)、藻類(PseMffopediwe〃a)以及黃群藻屬(Di加6。0。. 10.綠藻綱fCWorop/tvceflgV綠藻類CWoropAvtes)這些綠藻綱(CA/owp/^c郎e)的組成部分具有兩條或四條等長的鞭毛插在細(xì)胞前部 (其鞭毛向前游動)。其大部分種類具有巨大杯狀的葉綠體。該藻綱包括常見的海洋種類 冰藻(C/w'fl加y《fo附omw)和杜氏藻(Dww/fe/Zfl)。正如全文所使用的那樣，術(shù)語"浮游植物"意思是光合的單細(xì)胞生物，屬于原生生物 界，其包括如上所述的綱類和綱目。從海水中收集的浮游植物經(jīng)過生長和采集以制成一提取物，并由此制成一種醫(yī)效營 養(yǎng)品。在此過程中，收集未經(jīng)處理的海水貯放在一貯水器中以獲取海洋浮游植物。例如， 從靠近溫哥華島的喬治亞海峽中取回未經(jīng)處理的海水。如圖1和圖2所示，利用泵22將 未經(jīng)處理的海水收集到一管道20中并放置于貯水器24中。例如，管道20可以由海岸線 延伸出，其長度約為l公里，直徑為四英尺。管道20的一端26與貯水器24連接，而管 道20的另一端28可設(shè)置在水深約50至卯英尺處。例如，管道20的端28可設(shè)置在水深 約78英尺處。在這一深度，可容易地收集到以上討論過的浮游植物，而收集到的水可在 任何環(huán)境溫度下使浮游植物得以生長并采集。使用設(shè)于管道20的端28與貯水器24之間的過濾器30過濾未經(jīng)處理的海水，以移 除水母和小型種類的漂浮海草以及其它較大的多細(xì)胞有機(jī)物質(zhì)。過濾器30設(shè)計成可使單 細(xì)胞藻類(浮游植物)通過。然后，利用泵22把過濾后的海水抽入管道20并進(jìn)入貯水器24 中。所述泵22的大小不限只要足以將海水泵入至貯水器24中就可以。例如，泵22的大 小可以定為每分鐘泵2,000加侖的水。將海水泵入貯水器24直至海水到達(dá)貯水器24中所 要求的液面。例如，該貯水器24中的灌注面可以定位在距離貯水器24頂端約4至5英尺 的高度。如果海水取自靠近溫哥華島的喬治亞海峽中，其包含大量的肋骨條藻 CSfe/eetone加a)、海鏈藻(77w/a咖owra)以及角毛藻(C/wetoceras)。該海水在過濾后被稱之為 "浮游植物水"。諸如貯水器24那樣通常用于儲存浮游植物水的貯水器，最好是常規(guī)的海水貯水器。 該貯水器的容量可小至20公升到大至l，OOO，OOO公升。例如，貯水器可以包括容量約2，500 公升的小型貯水器、約5,000公升的中型貯水器、以及850,000公升的大型JJt水器。貯水 器24置于露天的環(huán)境并暴露在自然陽光下。因暴風(fēng)雨天氣或該年中的某些季節(jié)(如冬季的 月份)使日照時間受限時，可選擇地采用以促生長燈以提供額外的光照。在此過程中收集到的浮游植物為"溫帶沿海的微藻類"。這種單細(xì)胞生物體的尺寸范 圍由約1微米至約1,000微米(l毫米)，并包含許多與上述十項綱目不同的種類。溫帶沿海的微藻類通常適合于在涌升流區(qū)域中營養(yǎng)良好(高營養(yǎng))的環(huán)境。涌升流將營養(yǎng)物質(zhì)從深 水中帶到有利于浮游植物的光線的海水表面。強(qiáng)光和高營養(yǎng)的結(jié)合促進(jìn)硅藻綱 (5flc"/flrtoMyce加)中的硅藻(Z)/flto加)種類迅速生長。如果可以使這種環(huán)境保持不變，硅 藻將占據(jù)優(yōu)勢并最終可以形成單特異性的赤潮。然而，自然界一般提供維持多種混合物的 眾多控制因素。在任何待指定時期內(nèi)的種類組成都是由于環(huán)境和生物因素的復(fù)雜結(jié)合，即 輻射度、溫度、鹽度、大量營養(yǎng)素(主要有硝酸鹽、磷酸鹽和硅酸鹽)與微量營養(yǎng)素(維 生素、金屬共因子等)的比例、生理節(jié)奏、族群關(guān)系(接觸、化學(xué)抑制等)。在這一復(fù)雜性條件下，應(yīng)該理解到，在敘述該過程之前，以工業(yè)規(guī)模很難成功地制 備這樣一種多種類混合物。大部分微藻類的生產(chǎn)商均依賴于單特異性的養(yǎng)殖，甚至這些藻 類大規(guī)模的生長也存在許多實施上的問題。在此所述的方法研制出許多控制機(jī)構(gòu)以實現(xiàn)一 致的、大規(guī)模的多物種養(yǎng)殖，基本上是模仿的天然發(fā)電站稱之"硅藻潮"。在多種混合物中達(dá)到預(yù)期生長要求的一個因素是使用何種類型的營養(yǎng)素。當(dāng)貯水器 24注入帶有浮游植物的水時，加入這類營養(yǎng)素促進(jìn)浮游植物的生長。這類營養(yǎng)素實際上 提供比現(xiàn)有的浮游植物更多的營養(yǎng)，并且可使其迅速地繁殖。較佳的營養(yǎng)素為約20% 磷化物、約20%可溶性碳酸鉀、約0.02%硼、約0.05%螯合銅、約0.01%螯合鐵、約0.05% 螯合錳、約0.0005%鉬、約0.05%螯合鋅、以及約1%乙二胺。其余的營養(yǎng)物質(zhì)為典型的 可溶性有機(jī)填充劑。本領(lǐng)域公知的其它混合物以及上述配方的變型都能夠有效地促進(jìn)浮游 植物的生長。最好每天都加入這類營養(yǎng)素直到浮游植物的含量達(dá)到每毫升海水含有50,000至 5,000,000個細(xì)胞。雖然其它等級的營養(yǎng)素也可使用，但較佳地，每天將每噸含有44克營 養(yǎng)素的海水加入貯水器中。這樣一些密度一般1至12天可以達(dá)到，取決于幾種變量諸如 貯水器暴露在日照下的光照喊人造光)時間和水溫。為了防止藻類沉積、散落、或漂浮在水面、或相反變成厭氧，可使用一羅茨型鼓風(fēng) 機(jī)或其它通風(fēng)系統(tǒng)將空氣供給貯水器24。羅茨型鼓風(fēng)機(jī)可以是能將空氣引入JJt水器中的 任何型號的鼓風(fēng)機(jī)。例如，鼓風(fēng)機(jī)可以是一高容量、低壓的鼓風(fēng)機(jī)?？諝饩拖裨谝霍~缸或 一擴(kuò)散器中那樣通過氣泡石擴(kuò)散。氣泡石可置于貯水器24的中間和周邊，而空氣用來混 合營養(yǎng)素以及給水充氧。如圖3所示，擴(kuò)散器32或通風(fēng)裝置用作空氣提升以使水在貯水器24中循環(huán)。在該 實施例中，擴(kuò)散器32包括一置于貯水器24中央的混合室34。例如，該混合室34可由直 徑為8英吋的管構(gòu)成，并與貯水器24的底部36留有間隔，以便提供一空間使浮游植物水 循環(huán)通過混合室34和貯水器24。用四條支柱38使混合室34與貯水器24的底部36隔開，
全文摘要
一種浮游植物提取物的制備方法，其包括獲取包含浮游植物的海水；將海水貯存在一貯水器中并使其在貯水器中循環(huán)；使空氣與貯水器內(nèi)的海水混合；使浮游植物自溶并收集已溶解的浮游植物。由此可以制成粉末、液體或藻漿形式的營養(yǎng)品。
文檔編號C12M1/00GK101258235SQ200680015371
公開日2008年9月3日 申請日期2006年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月15日
發(fā)明者湯·哈博 申請人:湯·哈博