一种水产养殖光合细菌及其生产一体化设备的制作方法

本实用新型属于光合细菌的生产领域，具体涉及一种水产养殖光合细菌及其生产一体化设备。

背景技术：

光合细菌(photosynthetic bacteria,简称PSB)是一群能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用有机物作供氧体兼碳源，进行不放氧光合作用的细菌，是地球上最早出现的具有原始光能合成体系的原核生物，广泛分布于自然界的水田、湖沼、江河、海洋、活性污泥和土壤中，在腐败有机物浓度高的水域中更为常见。根据相关分类，光合细菌可分为6个类群，27个属。不产氧光合作用的红螺菌目分为紫细菌(purple bacteria)、绿细菌(Greenbacteria)和日光杆菌属(Heliobacteria)、红色杆菌属(Erybrobacter)。其中紫细菌中包含有红螺菌科(Rhodolspirillaceae)、着色菌科(Chromatiaceae)、外硫红螺菌科(Eceothiorhodospiraceae)，包含16属49种。其中在生产上有意义的红螺菌科包括红螺菌属、红假单胞菌属和红微菌属。PSB均为革兰氏阴性细菌，其形态多样，有球型、卵形、杆形、弧形、螺旋形、环形、半环形丝形；有单细胞和多细胞；也可随培养条件和生长阶段而改变，大部分单个存在。

光合细菌营养成分十分丰富，PSB菌体含有65.45％蛋白质,7.18％脂肪,2.78％粗纤维,20.31％可溶性糖,4.28％灰分。PSB蛋白水解后其氨基酸含量丰富。PSB菌体含有丰富的B族维生素,其中VB12含量为21μg/g,是酵母的200倍。PSB菌体还含有辅酶Q10、类胡萝卜素,其中辅酶Q10的含量分别为酵母、菠菜叶和玉米幼芽辅酶Q10的含量的13、94和82倍。PSB菌体光合色素由细菌叶绿素(Bch1)和类胡萝卜素(Carotenoids)组成,现已发现的细菌叶绿素有a、b、c、d、e5种,每种都有固定的光吸收波长；已发现类胡萝卜素有80多种,其中包括螺菌黄素、玫红品、球形烯、番茄红素、叶黄素等。PSB中不同的菌株所含的类胡萝卜素的种类不同,研究发现从浑球红假单胞菌中提取的类胡萝素主要是β-胡萝卜素,而从夹膜红假单胞菌中提取的主要是番茄红素。叶绿素和类胡萝卜素对养殖生物的健康生长，增强对疾病的抵抗力有很大的益处。辅酶Q4是与生命活动有重大关系的生理活性物质，以上特点决定了PSB可做为畜禽、鱼虾的饲料。水产养殖市场对P S B活体菌种的需求缺口很大，为了满足水产养殖对PSB活体菌种的需求，如何使PSB的研究走出实验室，并尽快地应用与生产实际，关键是实心规模生产。目前，大规模培养PSB是制约PSB应用的瓶颈问题。多数PSB是一种不放氧的厌氧菌，能进行光合作用，多采用低密度培养。这种方法很容易染菌，如图1所述的现有技术中典型的工业化生产PSB的过程中，在自来水中需加入次氯酸钠，并静止放置一夜，进行消毒，随后在消毒后的自来水中需加入硫代硫酸钠，对自来水中的氯气进行降解。然而，上述工艺中用次氯酸钠给自来水进行消毒，存在消毒不完全和自来水中残留次氯酸根的问题；自来水盐分较高，约900μm/cm的电导率对后期光合细菌的生产不利；大部分生产操作在空气中进行，杂菌污染率高；额外添加药剂如次氯酸钙和硫代硫酸钠，提高生产成本；消毒时间以及光合细菌培养时间长，增加了生产时间和用工时间，不利于提高生产效率。

因此，开发一种光合细菌规模化生产优化工艺，解决现有技术中自来水消毒不彻底、自来水盐分较高、生产时间长、生产成本高、残留的化学药剂对光合细菌生产有影响等技术问题以实现高效、低成本的规模化光合细菌生产，是促进绿色水产养殖业的健康可持续发展的有效途径，对推动我国水产养殖产业的高效发展具有重要意义。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种水产养殖光合细菌生产一体化设备，所述一体化设备的操作基本位于无菌环境中，所述一体化设备具有：制备纯水设备，所述制备纯水设备用于将自来水制备成工业纯水；培养基制备设备，所述培养基制备设备用来制备培养基；还包括位于制备纯水设备下游的无菌设备；所述无菌设备用于承装所述纯水、培养基以及除了菌种以外的原料；其特征在于，还包括紫外消毒灭菌设备，所述紫外消毒灭菌设备用于紫外消毒灭菌，还包括位于无菌设备下游的无菌桶，所述无菌桶用于承装按比例进行配制的水产养殖光合细菌。

作为本实用新型的又一优选技术方案，所述紫外消毒灭菌设备独立于所述无菌设备。

作为本实用新型的又一优选技术方案，所述紫外消毒灭菌设备是紫外灯。

作为本实用新型的又一优选技术方案，所述紫外消毒灭菌设备是所述无菌设备的一部分。

上述生产工艺中的步骤和参数均是发明人在付出创造性劳动的基础上，所进行的优化选择，通过工业纯水与紫外消毒灭菌的配合工艺，能够在不需要添加次氯酸钠和硫代硫酸钠的基础上，纯水的电导率能够达到12-15μm/cm，细菌的去除率≥97％，消除了残留的化学药剂对光合细菌生长的影响，产品的质量得到提高，光合细菌的生长环境得以改善，杂菌污染率达到降低；减少了添加化学制剂的生产成本，降低生产实际30h左右，提高了生产效率。

本实用新型还提供了一种利用本实用新型的生产一体化设备制备得到的水产养殖光合细菌，其中，所述光合细菌的杂菌污染率低，产品质量得到了提高。

本实用新型的上述技术方案至少具有以下技术效果：

(1)本实用新型中的生产工艺采用制备的工业纯水和物理紫外消毒灭菌的方法，彻底解决了现有技术中对自来水消毒不完全、自来水的盐分高的技术问题，本实用新型的生产工艺中消毒彻底、盐分含量低，改善了光合细菌的生产环境，有限提高了产品的质量，达到降低了杂菌污染率。

(2)本实用新型的生产工艺无需添加次氯酸钠和硫代硫酸钠，生产过程中无需添加化学药剂，减少了生产成本，并从根源杜绝了残留的化学药剂对光合细菌生长的影响。

(3)本实用新型的生产工艺中消毒所需时间为2小时，光合细菌培养时间为7-9天，比现有技术减少了生产时间30小时左右，提高了生产效率。

附图说明

图1为现有技术中的生产工艺简图。

图2为本实用新型的生产工艺简图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用于限制本实用新型的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

如图2所示，本实用新型的一体化设备包括制备纯水设备，所述制备纯水设备用于将自来水制备成工业纯水；培养基制备设备，所述培养基制备设备用来制备培养基；还包括位于制备纯水设备下游的无菌设备；所述无菌设备用于承装所述纯水、培养基以及除了菌种以外的原料；其特征在于，还包括紫外消毒灭菌设备，所述紫外消毒灭菌设备用于紫外消毒灭菌，还包括位于无菌设备下游的无菌桶，所述无菌桶用于承装按比例进行配制的水产养殖光合细菌。本技术方案的生产工艺包括以下步骤：

(1)利用图2制水设备，将自来水制备成工业纯水；

(2)制备培养基；

(3)将除了菌种以外的原料加入纯水水桶后，再用紫外灯进行消毒灭菌，紫外灯消毒灭菌需要两个小时。

(4)最后，按比例进行配置灌装至无菌桶中培养7-9天。

其中，所述制水设备制备的工业纯水的盐分低，电导率为12-15μm/cm。

其中，经过紫外灯消毒灭菌后的细菌去除率≥97％。

其中，本实用新型的生产操作基本在无菌条件下进行。

其中，制备工业纯水的速度为2-3小时/每吨。

其中，本技术方案不需要添加次氯酸钠和硫代硫酸钠。

采用本实用新型的生产工艺制备的成品光合细菌产品质量明显改善，桶壁上的杂菌基本上看不见，而现有技术中制备的成品图中桶壁上有明显的杂菌。

表1给出了现有技术中生产工艺和本技术方案生产工艺的比较表。

表1原、新生产工艺比较表

从表1中可以看出，采用本技术方案的生产工艺后，至少有如下几点好处：(1)本实用新型中的生产工艺采用制备的工业纯水和物理紫外消毒灭菌的方法，彻底解决了现有技术中对自来水消毒不完全、自来水的盐分高的技术问题，本实用新型的生产工艺中消毒彻底、盐分含量低，改善了光合细菌的生产环境，有限提高了产品的质量，达到降低了杂菌污染率。

(2)本技术方案的生产工艺无需添加次氯酸钠和硫代硫酸钠，生产过程中无需添加化学药剂，减少了生产成本，并从根源杜绝了残留的化学药剂对光合细菌生长的影响。

(3)本技术方案的生产工艺中消毒所需时间为2小时，光合细菌培养时间为7-9天，比现有技术减少了生产时间30小时左右，提高了生产效率。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节。