CN114438071A - 一种悬挂式固体微藻及其制备方法、养殖池和应用 - Google Patents

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Abstract

一种悬挂式固体微藻及其制备方法、养殖池和应用，悬挂式固体微藻制备方法，包括以下步骤：(S1)：将高分子材料加入蒸馏水，搅拌至高分子材料溶解，制得高分子溶液；(S2)加入交联剂，搅拌均匀；(S3)：将高分子溶液加热，冷却后缓慢加入干燥微藻，搅拌均匀后制得胶‑藻混悬液，将所述胶‑藻混悬液缓慢加入至固化剂中，静置；(S4)将形成的固状物用蒸馏水浸泡两次，在密封环境中吊干；(S5)将高分子材料置于10～30目的网袋。悬挂式固体微藻，由上述的制备方法制得；养殖池，使用上述的悬挂式固体微藻；本方案能达到净化水质的目的，解决现有技术中，液体微藻在水体净化中出现操作重复且繁琐，使用效率低，净化能力有限的问题。

Description

一种悬挂式固体微藻及其制备方法、养殖池和应用
技术领域
本发明涉及微藻养殖技术领域，尤其涉及一种悬挂式固体微藻及其制备方法、养殖池和应用。
背景技术
微藻是滤食性水生动物、多种水生动物幼苗期的天然饵料，也是养殖中水体物质循环、能量交换和维持池塘生态稳定等不可缺乏的一环。在水体微藻的培养和应用中，提高微藻的保存期、使用方便性和微藻增殖等技术十分重要；而现有的微藻运输成本高、保存期短和运输难度大，容易在运输、经营过程中出现藻种单细胞纯种随环境变化发生变异，丧失自身的生理活性和遗传特性，以及在使用过程中容易沉淀到水体没有光合作用的不透光下层水。同时，目前水产领域藻种多见为液体微藻，操作重复且繁琐，使用效率低，保种时间短。
发明内容
本发明的目的在于提出一种悬挂式固体微藻制备方法，其于制备悬挂式固体微藻，通过在水溶性高分子材料与微藻的结合，水溶性高分子材料，悬挂在水体富含溶解氧的表层水能够为微藻溶解氧和阳光，进而有效地提高微藻的增殖效率，不易污染，保种时间较长。
本发明还提出一种悬挂式固体微藻，其由上述的制备方法制备而成。
本发明还提出一种养殖池，其将上述的悬挂式固体微藻置于净化池中。
本发明还提出一种悬挂式固体微藻在具有净化水质功能的养殖池中的应用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种悬挂式固体微藻制备方法，包括以下步骤：
(S1)：将水溶性高分子材料加入蒸馏水，搅拌至水溶性高分子材料溶解，制得高分子溶液；
(S2)加入交联剂，搅拌均匀；
(S3)：将高分子溶液加热，冷却后缓慢加入干燥的微藻，搅拌均匀后制得胶-藻混悬液，将所述胶-藻混悬液缓慢加入至固化剂中，静置，制得固体微藻；
(S4)将形成的所述固体微藻用蒸馏水浸泡两次，在密封环境中吊干；
(S5)将固体微藻置于网孔为10～30目的网袋。
优选地，所述步骤(S1)中，水溶性高分子材料为海藻酸钠和聚乙烯醇中的至少一种。
更优地，所述步骤(S1)中，水溶性高分子材料为海藻酸钠；
所述步骤(S2)中，固化剂为CaCl2；
所述步骤(S3)中，交联剂为戊二醛。
更优地，所述步骤(S1)中，水溶性高分子材料为聚乙烯醇；
所述步骤(S2)中，固化剂为硼酸；
所述步骤(S3)中，交联剂为硼酸。
优选地，所述步骤(S1)中，按质量浓度，水溶性高分子材料的浓度为1～5％。
优选地，所述(S4)中，将形成的固体微藻用蒸馏水浸泡两次，在密封环境中吊干至含水量小于20％。
优选地，还包括：步骤(S6)；
步骤(S6)：将网袋置于养殖水体中，并将水溶性高分子材料置于阳光可穿透的水面层。
一种悬挂式固体微藻，由上述的一种悬挂式固体微藻制备方法制备而成。
一种养殖池，包括上述的悬挂式固体微藻；所述悬挂式固体微藻悬挂于养殖池，水溶性高分子材料置于养殖水体中阳光可穿透的水面层。
一种悬挂式固体微藻在养殖池中的应用，所述悬挂式固体微藻为上述的一种悬挂式固体微藻制备方法制备而成。
本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本方案提供一种悬挂式固体微藻制备方法，用于制备悬挂式固体微藻，通过在水溶性高分子材料与微藻的结合，水溶性高分子材料，悬挂在水体富含溶解氧的表层水能够为微藻溶解氧和阳光，进而有效地提高微藻的增殖效率，不易污染，保种时间较长，解决了现有技术中，液体微藻在养殖中出现操作重复且繁琐，使用效率低，保种时间短的问题。
附图说明
图1是实施例A的固体微藻经8个月密封保存后的细胞示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种悬挂式固体微藻制备方法，包括以下步骤：
(S1)：将水溶性高分子材料加入蒸馏水，搅拌至水溶性高分子材料溶解，制得高分子溶液；
(S2)加入交联剂，搅拌均匀；
预先加入交联剂，可以为水溶性高分子材料的分子链进行预交联，同时又可以在水溶性高分子材料形成固体状的固化过程中，将水溶性高分子材料进行交联，使分子链交联至网状结构，进而使干燥微藻限位于水溶性高分子材料中，以提高干燥微藻在水溶性高分子材料中的稳定性。
(S3)：将高分子溶液加热，冷却后缓慢加入干燥的微藻，搅拌均匀后制得胶-藻混悬液，将所述胶-藻混悬液缓慢加入至固化剂中，静置，制得固体微藻；
加入交联剂后，将水溶性高分子材料仍未完全交联；当加入干燥的微藻后，将胶-藻混悬液置于固化剂后静置时，水溶性高分子材料逐渐固化交联，进而使水溶性高分子材料自身形成的结构固定，且微藻与水溶性高分子材料相结合，以提高微藻在水溶性高分子材料的负载稳定性。
(S4)将形成的所述固体微藻用蒸馏水浸泡两次，在密封环境中吊干；
水溶性高分子材料交联和固化后，使用蒸馏水冲洗，可以有效地将交联剂和固化剂去除，避免交联剂和固化剂影响水体及微藻的生长。
水溶性高分子材料悬挂时，可以去除多余的水分，降低水溶性高分子材料的重量，又留置更多的空间以用于微藻的生长。
(S5)将固体微藻置于网孔为10～30目的网袋。
水溶性高分子材料存储时和微藻固定成一体，保持微藻低水平的活力，微藻处于休眠状态，提高了微藻的保质期，提高了微藻使用的方便性；而使用时水溶性高分子材料遇水缓慢溶解，从而缓慢释放与其结合的微藻，克服了室内养殖微藻不足带来的副作用，大大提高了微藻增殖效率，避免微藻过早释放而被养殖水体的生物吃掉，缓慢释放微藻有助于微藻的培养和增殖。
网袋带有网孔，养殖池中的液体及小于网孔孔径的物质可自由穿过网孔，并与水溶性高分子材料的微藻接触，可以避免其余杂质接触于水溶性高分子材料和微藻，实现了保护水溶性高分子材料和微藻的效果；同时，网袋的网孔亦可透光，阳光穿过网孔，以提高网袋内部水体的溶氧量，微藻可进行光合作用，有利于微藻的增殖，并为养殖池中的生物提供生物饵料。并且，10～30目的网袋可以减少鱼虾蟹摄食水溶性高分子材料，以及避免水体冲走水溶性高分子材料。
本方案提供一种悬挂式固体微藻制备方法，用于制备悬挂式固体微藻，通过在水溶性高分子材料与微藻的结合，水溶性高分子材料，悬挂在水体富含溶解氧的表层水能够为微藻溶解氧和阳光，进而有效地提高微藻的增殖效率，不易污染，保种时间较长，解决了现有技术中，液体微藻在养殖中出现操作重复且繁琐，使用效率低，保种时间短的问题。
水溶性高分子材料的溶解速度为每100克水溶性高分子材料完全溶解所需时间为72小时。
水溶性高分子材料遇水缓慢溶解，从而缓慢释放与其结合的微藻，避免微藻过早释放而被养殖水体的生物吃掉，缓慢释放微藻有助于微藻的培养和增殖。
优选地，所述步骤(S1)中，水溶性高分子材料为海藻酸钠和聚乙烯醇中的至少一种。
海藻酸钠溶于水成粘稠状液体，而当置于交联剂后，其形成微孔结构，并且具有最优的微藻负载效果。
聚乙烯醇溶于水，完全溶解一般需加热到65～75℃，由此聚乙烯醇在常温为固体状态，其加热后具有流动性，并于室温固化和交联后形成微孔结构，非常适合本方案的微藻负载。
更优地，所述步骤(S1)中，水溶性高分子材料为海藻酸钠；
所述步骤(S2)中，固化剂为CaCl2；
所述步骤(S3)中，交联剂为戊二醛。
海藻酸钠的固化剂可以优选为CaCl2，其中CaCl2可以与液体的水溶性高分子材料形成固体的钙盐。
戊二醛的结构式为：
Figure BDA0003505963480000061
交联剂可以由公知具有多官能度的试剂代替，而优化地，采用两个端基为醛基及含有五个碳的戊二醛作为交联剂，水溶性高分子材料中链段间的间距最适中，所形成的微孔结构稳定。
进一步优化地，所述步骤(S1)中，水溶性高分子材料为聚乙烯醇；
所述步骤(S2)中，固化剂为硼酸；
所述步骤(S3)中，交联剂为硼酸。
硼酸可以作为聚乙烯醇的固化剂和交联剂，可以大幅度地减少水溶性高分子材料的杂质，纯度更高，且所形成的微孔结构稳定。
优选地，所述步骤(S1)中，按质量浓度，水溶性高分子材料的浓度为1～5％。
水溶性高分子材料的浓度控制在1～5％时，其负载能力最优，固化后置于20目的网袋中不容易脱离，为较优的实施例。
优选地，所述(S4)中，将形成的固体微藻用蒸馏水浸泡两次，在密封环境中吊干至含水量小于20％。
优选地，还包括：步骤(S6)；
步骤(S6)：将网袋置于养殖水体中，并将水溶性高分子材料置于阳光可穿透的水面层。
网袋置于养殖水体时，水溶性高分子材料置于水面以下，水面为水体富含溶解氧的表层，且透光性好，阳光可以透过水面，以增加溶氧量，水溶性高分子材料的微藻提供充足的溶解氧，微藻结合阳光和氧可进行光合作用，有利于微藻的增殖，并为养殖池中的生物提供生物饵料，避免养殖池中的生物缺乏营养。
一种悬挂式固体微藻，由上述的一种悬挂式固体微藻制备方法制备而成。
一种养殖池，包括上述的悬挂式固体微藻；所述悬挂式固体微藻悬挂于养殖池，水溶性高分子材料置于养殖水体中阳光可穿透的水面层。
一种悬挂式固体微藻在养殖池中的应用，所述悬挂式固体微藻为上述的一种悬挂式固体微藻制备方法制备而成。
实施例A
一种悬挂式固体微藻制备方法，包括以下步骤：
(S1)称取水溶性高分子材料海藻酸钠3g、戊二醛0.5g、低温干燥微藻1g，蒸馏水100mL，然后将海藻酸钠加入到100mL蒸馏水中，搅拌配成浓度为3％(W/V)的凝胶溶液；
(S2)在(S1)的凝胶溶液中加入戊二醛，搅拌20min；
(S3)将(S2)溶液煮沸消毒静置，自然降到常温，加入低温干燥微藻，充分混匀后制成胶-藻混悬液，直接将胶-藻混悬液以慢速度流进3％(W/V)的CaCl2溶液中，摇动，30min后形成固体微藻；
(S4)将形成的固体微藻用蒸馏水浸泡两次，用蒸馏水浸泡5分钟后用20目网袋在密封环境中吊干至含水量小于20％；
(S5)用20目网袋包裹固体微藻，并置于养殖水体水面的透光层。
实施例B：
(S1)称取水溶性高分子材料聚乙烯醇(1799)5g、硼酸5g和低温干燥微藻1g，然后将聚乙烯醇(1799)加入到100mL蒸馏水中，在60～90℃回流加热使聚乙烯醇(1799)完全溶解；
过饱和硼酸溶液的制备方法：取蒸馏水100mL加热到50℃，加入硼酸5克，充分搅拌一定时间，自然冷却后，取上层清澈溶液；
(S2)把(S1)的聚乙烯醇(1799)静置自然降温到常温，加入低温干燥微藻1g，充分混匀后制成胶-藻混悬液，直接将胶-藻混悬液以缓慢速度流进饱和硼酸溶液中，稍微摇动，30min后形成固体微藻；
(S3)将形成的固体微藻用蒸馏水浸泡两次，用蒸馏水浸泡5分钟后用20目网袋在密封环境中吊干至含水量小于20％；
(S4)用20目网袋包裹固体微藻，并置于养殖水体水面的透光层。
实施例C
一种悬挂式固体微藻制备方法，包括以下步骤：
(S1)称取水溶性高分子材料海藻酸钠10g、戊二醛0.5g、低温干燥微藻1g，蒸馏水100mL，然后将海藻酸钠加入到100mL蒸馏水中，搅拌配成浓度为10％(W/V)的凝胶溶液；
(S2)在(S1)的凝胶溶液中加入戊二醛，搅拌30min；
(S3)将(S2)溶液煮沸消毒静置，自然降到常温，加入低温干燥微藻，充分混匀后制成胶-藻混悬液，直接将胶-藻混悬液以慢速度流进3％(W/V)的CaCl2溶液中，摇动，40min后形成固体微藻；
(S4)将形成的固体微藻用蒸馏水浸泡两次，用蒸馏水浸泡10分钟后用30目网袋在密封环境中吊干至含水量小于10％；
(S5)用30目网袋包裹固体微藻，并置于养殖水体水面的透光层。
实施例D
一种悬挂式固体微藻制备方法，包括以下步骤：
(S1)称取水溶性高分子材料海藻酸钠5g、戊二醛0.5g、低温干燥微藻1g，蒸馏水100mL，然后将海藻酸钠加入到100mL蒸馏水中，搅拌配成浓度为5％(W/V)的凝胶溶液；
(S2)在(S1)的凝胶溶液中加入戊二醛，搅拌10min；
(S3)将(S2)溶液煮沸消毒静置，自然降到常温，加入低温干燥微藻，充分混匀后制成胶-藻混悬液，直接将胶-藻混悬液以慢速度流进4％(W/V)的CaCl2溶液中，摇动，40min后形成固体微藻；
(S4)将形成的固体微藻用蒸馏水浸泡两次，用蒸馏水浸泡10分钟后用20目网袋在密封环境中吊干至含水量小于10％；
(S5)用10目网袋包裹固体微藻，并置于养殖水体水面的透光层。
将实施例A-D制得的固体微藻进行常温密封保存，每30天取样观察藻细胞是否完整，记录藻细胞的保存时间，结果如表1所示。
表1-实施例A-D的固体微藻保存情况
项目 实施例A 实施例B 实施例C 实施例D
保存时间(月) ≥8 8 8 ≥8
说明：
由实施例A-D可知，本方案的固体微藻可保存8个月以上，尤其是实施例A和实施例D，其实际可保存超过8个月。举其中实施例A作为例子，如图1，实施例A在8个月后，其藻细胞仍保持完整，使用本方案的方案进行固体微藻的培养，其在保存过程中不易污染，保种时间较长，解决了现有技术中，液体微藻在养殖中出现操作重复且繁琐，使用效率低，保种时间短的问题。
以上结合具体实施例描述了本方案的技术原理。这些描述只是为了解释本方案的原理，而不能以任何方式解释为对本方案保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本方案的其它具体实施方式，这些方式都将落入本方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种悬挂式固体微藻制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(S1)：将水溶性高分子材料加入蒸馏水，搅拌至水溶性高分子材料溶解，制得高分子溶液；
(S2)加入交联剂，搅拌均匀；
(S3)：将高分子溶液加热，冷却后缓慢加入干燥的微藻，搅拌均匀后制得胶-藻混悬液，将所述胶-藻混悬液缓慢加入至固化剂中，静置，制得固体微藻；
(S4)将形成的所述固体微藻用蒸馏水浸泡两次，在密封环境中吊干；
(S5)将固体微藻置于网孔为10～30目的网袋。
2.根据权利要求1所述的一种悬挂式固体微藻制备方法，其特征在于，所述步骤(S1)中，水溶性高分子材料为海藻酸钠和聚乙烯醇中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种悬挂式固体微藻制备方法，其特征在于，所述步骤(S1)中，水溶性高分子材料为海藻酸钠；
所述步骤(S2)中，固化剂为CaCl2；
所述步骤(S3)中，交联剂为戊二醛。
4.根据权利要求2所述的一种悬挂式固体微藻制备方法，其特征在于，所述步骤(S1)中，水溶性高分子材料为聚乙烯醇；
所述步骤(S2)中，固化剂为硼酸；
所述步骤(S3)中，交联剂为硼酸。
5.根据权利要求1所述的一种悬挂式固体微藻制备方法，其特征在于，所述步骤(S1)中，按质量浓度，水溶性高分子材料的浓度为1～5％。
6.根据权利要求1所述的一种悬挂式固体微藻制备方法，其特征在于，所述(S4)中，将形成的固体微藻用蒸馏水浸泡两次，在密封环境中吊干至含水量小于20％。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种悬挂式固体微藻制备方法，其特征在于，还包括：步骤(S6)；
步骤(S6)：将网袋置于养殖水体中，并将水溶性高分子材料置于阳光可穿透的水面层。
8.一种悬挂式固体微藻，其特征在于，由权利要求1-7任意一项所述的一种悬挂式固体微藻制备方法制备而成。
9.一种养殖池，其特征在于，包括权利要求8所述的悬挂式固体微藻；所述悬挂式固体微藻悬挂于养殖池，水溶性高分子材料置于养殖水体中阳光可穿透的水面层。
10.一种悬挂式固体微藻在养殖池中的应用，其特征在于，所述悬挂式固体微藻为权利要求1-7任意一项所述的一种悬挂式固体微藻制备方法制备而成。
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