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葛仙米是一种淡水蓝藻,学名拟球状念珠藻(Nostoc sphaeroides),为我国独有的淡水野生食药两用蓝藻;发育成熟后成墨绿色球体,颗粒圆润,质感Q弹,玲珑剔透。目前,葛仙米原产地大量使用农药及化肥,造成土壤营养成分配比被破坏,生态环境失衡,葛仙米的产量急剧减少,近乎绝产。本研究以人工培植的葛仙米为材料,通过对葛仙米育种工艺技术、营养组方及光生物反应器优化研究,成功的实现了葛仙米室外规模化培植,并对室外规模化培养葛仙米与野生葛仙米、室内培养葛仙米的营养成分进行了分析对比;此外,研究了葛仙米活性成分的功效、活性成分提取工艺优化以及活性成分的应用。研究获得的结果如下:1.研究了葛仙米生活史、藻殖段诱导技术和群体出芽繁殖技术,发现采用葛仙米藻殖段诱导和出芽繁殖相结合的育种工艺,可以有效提高制种成功率,降低育种环境要求,进一步缩短育种周期和减少制种频率,从而降低葛仙米生产成本。使用此育种工艺,可将育种周期由74天缩短至49天。此育种技术工艺简单可行,是适合葛仙米规模化培植的育种技术。2.通过对葛仙米营养组方的研究,摸索出了 10#培养基为最优葛仙米营养组方,具体营养组方如下:EDTA·2Na:30mg/L;CaCl2·2H2O:18mg/L;MgSO4·7H2O:150mg/L;K2HPO4·3H2O:200mg/L;Na2CO3:20mg/L;柠檬酸:18mg/L;柠檬酸铁铵:18mg/L;H3BO3:1430mg/L;MnCl2·4H2O:905mg/L;ZnSO4·7H2O:111mg/L;Na2MoO4·2H2O:20mg/L;CuSO4·5H2O:40mg/L;Co(NO3)2·6H2O,25mg/L,此营养组方可降低葛仙米破损的风险,同时增强葛仙米弹性,从而提高葛仙米品质。3.经过对多种葛仙米光生物反应器的实践摸索和创新改良,并结合光生物反应器中葛仙米产量、成本、外观品相、内在品质等多方面因素的综合评价,确定卧式光生物反应器和桶式光生物反应器为最适合葛仙米室外规模化培植的光生物反应器,此光生物反应器无需消耗商品化CO2,无需采用任何人工光源进行补光,突破了因室外光照波动导致葛仙米球体变色破损的技术瓶颈;采用全开放式培养模式,充分实现了液体培养基与外界空气之际的气相-液相平衡,克服了杂藻污染对葛仙米生长的限制。其干品年亩产可达1200Kg,其蛋白含量≥30%(DW),粗多糖含量≥30%(DW)。4.以室外培养的葛仙米、室外培养的葛仙米及野生的葛仙米为材料,测定了它们的营养组成,测定结果表明:室外培养的葛仙米蛋白质为36.8g/100g,粗脂肪为1.6g/100g,总膳食纤维为41.84g/100g,氨基酸总和为32.12g/100g,并含多种维生素及矿物质,通过对室外培养、室内培养及野生培养葛仙米营养分析,得出了室外培养和室内培养的葛仙米在常规成分、氨基酸组成、维生素、矿物质等含量差异不明显,但是跟野生培养的葛仙米相比,室外培养的葛仙米粗蛋白和氨基酸总和含量要高,但是总膳食纤维含量要低,这可能与培养方式、水质、空气、光照等条件有关,这些充分表面,室外培养葛仙米已获得成功。5.葛仙米水提物、葛仙米多糖物质、葛仙米醇提取物均具备较好的防晒性、抗氧化性、保湿性,其中葛仙米水提取物的效果最佳,在320-400nm范围内,紫外线吸收率可达50-70%;保湿效果可达8小时以上;而且随着葛仙米样品浓度的增加,葛仙米水提取物抗氧化性最优。以上结果表明,葛仙米水提物在护肤领域具备显著的应用前景。6.研究了葛仙米培养基残液的多糖提取工艺,并对葛仙米营养保湿提取物进行了功效性研究。