开题报告-海参集约化养殖机理及其加工利用

1、表 一福州大学硕士研究生论文开题报告论文题目海参集约化养殖机理及其加工利用姓 名黄明意学 号120820040性 别男导 师陈剑锋学科专业发酵工程研究方向产品分离与加工工程学 院生物科学与工程学院开题报告时间、地点导师审核意见导师签名： 年 月 日审核小组意见（注：需对开题报告的总体情况进行评价，指出不足和建议，并明确是否同意开题报告通过。）审核小组成员签名： 年 月 日院领导意见 院领导签名： 年 月 日一、论文选题依据（包括本课题国内外研究现状述评，研究的理论与实际意义，对科技、经济和社会发展的作用等）海参（Holothurioidea），海参是归属于无脊椎动物棘皮动物门(Echinode

2、rmata)海参纲(Holothuridea)的无脊椎动物。其典型的代表为刺参(Stichopus japonicus)，是被称为“海中人参”的海产珍品，有着极高的营养价值，在中国和日本都非常受欢迎 1，是我国传统的名贵海产品2是传统的海产“八珍”之一。但是它的人工养殖历史不是很长，我国自20世纪50年代以来，我国进行了与海参养殖相关的多项实践，如在天然海域投放参苗进行人工增殖的、刺参人工育苗及增养殖技术的研究、刺参大水体高密度人工育苗、开拓多种养殖模式和养殖技术、进行工厂化养殖等，为海参的养殖提供了强有力的技术支撑3。目前沿海地区海参人工养殖方式主要有，井盐水工厂化养殖、滩涂围塘养殖、浅海底

3、播养殖等。其中井盐工厂化养殖规模较小，养殖海参的环境控制和防疫复杂，产品品质难以有效保证4。而围塘养殖的主要瓶颈则主要是，面临的成本、质量、环境问题。如单位水面投苗密度大、成活率低、产品品质低、产出率不高。尤其是随着沿海养殖规模的不断扩大和近海水面利用强度的日益提高，近海海水水质污染的问题越来越严重，时常发生的极端自然气象灾害也对围塘海参养殖产生重大不利影响。 正是由于上述传统养殖方式所遇到的问题，因此发展室内海参集约化增养殖技术，提高海参的养殖产量和对外界环境变化抵抗能力；提高海参养殖的经济价值；将具有重要的实际和理论意义。与此同时在探索海参海参集约化增养殖的机理的同时，通过正交试验可以寻找

4、海参生长的最优条件5组合，如找到其盐度，温度,ph等因子的最优组合提高。与此同时在海参养殖过程中找到其对某些水质因子的耐受范围，如水中总氮，总磷的耐受范围，以及正常范围内叶绿素的含量，因而可以通过对水质的检测，使其控制在合理的范围内，提高海参的存活率和生长效率，从而实现较高的经济价值。二、论文的研究内容、研究目标,以及拟解决的关键问题（包括具体研究与开发的主要内容、目标和要重点解决的关键技术问题）本课题研究目标海参是一种经济价值很高的名贵水产，现在人工养殖的方法主要有井盐水工厂化养殖、滩涂围塘养殖、浅海底播养殖，等3但是他们都面临着易受外界环境影响，尤其是海参的养殖地点主要是沿海地带，易受台风

5、的影响，当台风到来时往往会带来大量的降水，降水会导致养参池水的盐度降低，而海参在盐度低于26的海水中会生长不正常甚至死亡6，因此本课题的目的有实现室内集约化养殖；发展生态海参养殖技术，把海参，虾，蟹，以及海带等水生植物的培养结合起来。本课题主要研究内容1、海参增养殖生理生化机制的探索。主要通过正交试验实验寻找出海参生长的最适水体环境（DO,温度ph,盐度）和水质因子组合，2、海参加工利用的研究以及自制饵料研究的探索。海参加工利用的主要方法有直接食用，以及对海参的干制等，而且海参的干制后的废液，可以进行海参皂苷的提取7。除此之外对海参体内微生物进行筛选，以及对耐盐微生物的筛选，以及对海带紫菜的海

6、生植物的加工，为自制饵料提供实验依据。3、海参饵料的利用效率及其成分累积规律。饵料的利用效率主要通过比较外购的商品饵料和自制的人工饵料的对比。4、从海参废液加工中提取胶原蛋白，让其与京尼平进行交联的探索。重点解决的关键技术1、海参自制饵料的探索，主要是海泥中耐盐微生物和海参内脏中微生物的筛选，；2、海参工程化研究的探索；3、胶原蛋白与京尼平交联最有条件的探索。三、拟采取的研究方案及可行性分析(包括研究的基本思路，研究过程拟采用的方法和手段，现有研究条件和基础，研究开发方案和技术路线等)第一部分 拟采取的研究方案1 海参增养殖生理生化机制的探索。1.1水质环境的监测1.1.1总磷（TP）测定取1

7、2个25ml比色管，第1个加入超纯水25ml做空白，后11个分别加入25ml原水样。之后加入4ml过硫酸钾溶液，塞紧磨口塞用布及绳扎紧瓶塞，以防弹出。再将比色管置于高压灭菌器中121加热45min，冷却后取出比色管并冷至室温。之后加入抗坏血酸1ml，混匀，30s后加钼酸盐2ml，摇匀后放置10min，在700nm下比色。记录OD值。再根据计算公式：总磷含量CN（mg/L）=KmN/V计算出总磷含量。式中：mN总磷质量（g），由As-Ab值和相应比色皿光程的校准曲线确定。V试份体积（ml），K稀释倍数。1.1.2样品总氮（TN）测定该实验的测定方法有过硫酸钾消解硫酸肼还原 NEDD光度法8，取1

8、2个25ml比色管，第1个加入超纯水10ml做空白，后11个分别加入10ml混匀原水样。之后加入5ml碱性过硫酸钾溶液，塞紧磨口塞用布及绳扎紧瓶塞，以防弹出。再将比色管置于高压灭菌器中121加热45min，冷却后取出比色管并冷至室温。将之后加入（1+9）盐酸1ml，用去离子水稀释至25ml标线，摇匀后分别在220nm与275nm下比色。记录OD值。再根据计算公式：总氮含量CN（mg/L）=KmN/V计算出总氮含量。式中：mN总氮质量（g），由As-Ab值和相应比色皿光程的校准曲线确定。V试份体积（ml），K稀释倍数。叶绿素a(Chla)测定采用的方法主要有分光光度计法9 10，用0.45m滤膜

9、抽滤200ml水样，将滤膜向内对折放入25ml比色管中，将11个水样抽好之后将盛有滤膜的的比色管放入-20冰柜中放置24h。取90%乙醇溶液（330ml 95%乙醇+14.5ml纯水）放置85水浴锅中预热，预热充足后取出样品立即加入热乙醇使其充分浸没滤膜，85水浴2min，之后放置到室温避光处，萃取4h，将萃取液定容到25ml，混匀。用90%乙醇调零测定溶液在665nm与750nm下吸光度。记录OD值。再根据计算公式： Chla=27.9V乙醇(E665-E750)-(A665-A750)/V样品计算出叶绿素a含量。其中Chla指叶绿素a浓度（mg/mL），V乙醇是萃取液定容的体积，V样品是过

10、滤水样的体积。1.2水体环境环境的寻优水体环境的因子有很多，但是最主要的有以下几种，温度，ph,盐度，等几种主要因素，为了寻找上述因子的最优组合，采用正交试验的方法，分别将温度设置为20，15,10；盐度设置为30，35，40；ph设置为6.5,7.0.8.0。判断的方法是实验结束后，海参的生长总量，以及平均生长总量，本实验采用L934正交表实验方案如下。因素水平温度ph盐度实验结果实验一206.030实验二207.035实验三208.040实验四156.040实验五157.030实验六158.035实验七106.035实验八107.040实验九108.0302海参的加工利用海参的加工利用的主

11、要方法是直接食用，又由于海参离开海水会自溶，所以必须尽快加工以便流通。市场上流通的海参大多是干制品，所采用的干燥脱水方法主要还是传统的蒸煮、挂盐、晾晒等手段，急需新型的干燥脱水加工技术。2.1当前主要海参加工技术海参罐头将熟化的海参真空或充氮包装10 ，或将海参及汤汁装瓶或罐，经高压灭菌，密封后冷藏，但汤汁易使海参体壁破碎，出现浑浊，保质期短。其特点是海参经高压后组织松软，易于消化吸收。保留了鲜海参的原汁原味，营养成分流失少，口感较好。经高温灭菌，真空包装，可长期冷藏储存，但不符合人们的使用习惯，另外高温加工使的很多活性成分被破坏，且需要添加防腐剂。海参(含参肠、参卵等)胶囊加工方法一般有以下

12、几种11，一是用冻干、烘干、气流、超微粉碎等方法制得海参干粉胶囊的干燥粉碎法;二是活化冻干法，鲜海参(含参肠、参卵)经酶解活化，低温冻干后制得海参干粉胶囊。此工艺最大限度地保留了海参的营养和活性成分，于吸收，便于携带，但成本、价格非常高;三是提取冻干法，提取分离海参多糖等活性成分冻干后制成胶囊。因其设备和技术要求高，产量有限，使得产品的成本、价格亦高。将海参制成胶囊后，完全丧失了海参原有的风味和口感。2.2液体海参即“海参口服液”12，从理论上讲，液体海参是最佳补品，它几乎完整地保留了海参的营养和活性成分，利用率达 90% 以上，易于消化吸收，特别适合重病、手术后、消化功能不良的患者。但失去海

13、参原形后不容易被消费者接受。2.1海参加工废液的回收使用2.1.1有机溶剂萃取法海参加工后的废液中含有海参皂苷，海参皂苷在抗癌，抑制肿瘤上具有很神奇的作用14,海参加工利用后的废液中含有一定量的海参皂苷，目前采用的提取方法主要有乙醇或甲醇等有机溶剂的萃取法15 具体方法是。海参加工废液浸 喷雾干燥 粉末 75%乙醇 浸提液 减压浓缩，水复溶，过滤 滤液 乙酸乙酯萃取水层 正丁醇萃取 正丁醇层 加压浓缩，热无水乙醇溶解过滤 滤液 冷析，过滤 ,真空干燥 海参皂苷2.1.2 大孔吸附树脂法除了有机溶剂法之外,还可以采用大孔树脂法16，具体方法是，海参废弃液用 1 mol/ L NaOH 调节 pH

14、 = 10 ,离心(8 000 r/ min ,30 min) 收集上清液 ,上样于预处理的AB28 型大孔吸附树脂柱 ,用去离子水冲洗后 ,分别用20 %和 70 %的乙醇溶液进行洗脱 ,收集 70 %乙醇的洗脱组分 ,减压浓缩至浸膏状 ,加入少量蒸馏水重新溶解 ,离心(8 000 r/ min ,40 min)收集上清液 ,经石油醚萃取脱脂后 ,将水层再利用水饱和的正丁醇萃取 3 次 ,合并所得正丁醇层 ,减压浓缩至浸膏状后进行真空冷冻干燥 ,即得到水溶性海参皂苷冻干品。3 海参饵料自制海参主要摄食泥沙中的单细胞藻类、原生动物、细菌、海藻碎片、有机碎屑和腐殖质等; 在养殖过程中, 也有用海

15、藻粉、地瓜粉、杂鱼虾粉、麸皮以及刮取富有底栖硅藻的海泥等喂养海参17。对海参饵料的研究最早是日本，有人曾经无色鞭毛虫作为刺参幼体的饵料，此后 ,小天和山本等先后用单鞭金藻、角毛藻、底栖硅藻和人工配合饲料等进行稚幼参的培育 ,但稚参至幼参的成活率很低18.因此研发效率高的自制饵料迫在眉睫，由于海参生长的海洋环境中盐度较高，所以从海泥或者海参内脏中筛选耐盐微生物，作为海参的饵料是增加海参经济价值的重要方法。微生物的筛选可以通过创造含盐量较高的选择培养基19 20，来达到富集筛选的作用。3.1耐盐微生物的筛选3.1.1实验材料和仪器菌种分离和富集培养采用 RM 培养基(gL ):NaCl 250.

16、0, 无水MgSO4 9.7, 柠檬酸钠 3.0, KCl2.0, 无水CaCl2 0.2, 细菌蛋白胨(L 37)10,pH7.0固体培养基加琼脂15. 1 L 培养基含 NaCl 500 g，无水 MgSO49,7 g，柠檬酸钠 3.0 g，KCl 20 g，无水 CaCl202 g，细菌蛋白胨 100 g，酵母抽提物 20 g，pH 7,5 固体培养基加琼脂 15 g，121灭菌 15 min，保存备用.电热恒温干燥箱(PH050，上海实验仪器厂)、电子天平(PL203METTLER TOLEDO 公司)、恒温摇床(ZD-85，上海精达公司)、恒温培养箱(ZHWY-100B，上海智城公司

17、)、无菌操作台(上海博讯公司)、754 紫外分光光度计3.1.2实验方法将海泥加入无菌水中，离心取上清的水样，将水样直接加到液体培养基中(1100)，37、120 r/min，恒温振荡培养3 d 取培养基10l，稀释(1000)后涂布平板，37恒温培养，依据菌落形态(形状、大小、颜色及表面特征)，挑取单菌落反复划线纯化3 4 次，将最后一次挑取的单菌落接入液体培养基，振荡培养 12 h，10% 甘油，20冻存备用在RM固体培养基上观察菌落形态，采用革兰氏染色法在光镜下观察菌体形态3.2海参内脏中微生物的分离纯化与鉴定海参内脏中的微生物的分离纯化与鉴定，其主要的目的是通过研究海参内脏中微生物的种

18、类和数量，来探索海参的自然食物链，为制造人工饵料提供基础信息。3.2.1 实验材料和仪器海参内脏从市面上直接购买新鲜的海参，培养基NA培养基、NB培养基、PDA培养基、金氏培养基B21 ，仪器同上3.2.2 实验方法和步骤选取健康海参6只，杀死后放入75% 的酒精中浸泡 10 s，在无菌操作台下取出海参并放在 01% 升汞液中消毒两分钟，移入灭菌水中清洗，然后在蜡盘中进行无菌解剖。分别取出其内脏，在灭菌研钵中研磨。将研磨液用无菌水稀释至 10-110-8。取10-6、10-7、10-8三个稀释度用平板稀释法和涂布法进行分离，各稀释度重复3 次，分别置于 30 培养箱和YQX 型厌氧培养箱中培养

19、 72 h，各挑取表征各异的菌落在 NA 平板上划线、纯化、培养。将纯化后菌落再分别移植斜面培养，并按出现数量多少依次编号。12 2肠道细菌的鉴定将蛴螬肠道中分离纯化的各细菌菌株的菌体进行形态染色，观察培养性状并测试生理生化指标，按照有关文献进行鉴定22 2324。4 海参集约化增养殖的工程化探索论证海参室内养殖的的可行性，建立生态养殖模式，第二部分 可行性分析本课题在福州大学天然产物与中药现代化研究所及生物科学与工程学院实验中心公共实验室进行。四、本课题的特色与创新之处1、利用自制饵料和市面上销售的海参饲料进行对比。2、海参生态化养殖。五、参考文献1段续，王辉，任广跃，等.海参干制技术及其研

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