仿真瘤胃發(fā)酵器的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及生物發(fā)酵技術(shù)領域，尤其涉及一種仿真瘤胃發(fā)酵器。
【背景技術(shù)】
[0002]反芻動物消化系統(tǒng)比較特殊，其最突出的特點是具有四個胃:瘤胃、網(wǎng)胃、瓣胃和皺胃，其中瘤胃在消化過程中起著特別重要的作用。瘤胃中有大量微生物，主要包括細菌、原蟲和真菌三大類。瘤胃微生物對飼料在瘤胃中的消化起著重要作用，這一消化過程稱為瘤胃發(fā)酵。瘤胃微生物對飼料在瘤胃中的消化起著重要作用，這一消化過程稱為瘤胃發(fā)酵。反芻動物利用的大部分營養(yǎng)物質(zhì)是瘤胃發(fā)酵的終產(chǎn)物。研宄表明，反芻動物采食干物質(zhì)的40?80%在瘤胃中消化，其中約有70?90%的碳水化合物，60?95%的粗纖維，10?100%的粗脂肪都在瘤胃中消化，瘤胃中消化的能量占總消化能的23?87%。由此可見，瘤胃發(fā)酵在反芻動物營養(yǎng)中占有舉足輕重的位置。反芻動物的瘤胃是一個微生物種群復雜、密度大、調(diào)控嚴格的微生態(tài)發(fā)酵體系，飼糧被棲居在瘤胃中的各種菌群、原蟲和真菌進行發(fā)酵、降解，發(fā)酵菌質(zhì)富含許多復雜和未知的生物活性物質(zhì)，其代謝產(chǎn)物被宿主動物吸收、轉(zhuǎn)化后作為代謝所需的營養(yǎng)物和調(diào)節(jié)物。瘤胃微生物在皺胃被鹽酸殺死，是宿主動物的優(yōu)質(zhì)安全的蛋白質(zhì)來源，同時其有益菌代謝產(chǎn)物一菌質(zhì)也含有多種活性物質(zhì)，參與反芻動物的營養(yǎng)代謝。因而國內(nèi)外許多動物營養(yǎng)學家、生理學家、生化學家和微生物學家都非常重視對瘤胃發(fā)酵的研宄，有關(guān)權(quán)威專家還提出應創(chuàng)建“瘤胃學”，這是當前研宄熱點之一。
[0003]瘤胃作為一個生物發(fā)酵罐，應當具備適宜于種群復雜、數(shù)量巨大的瘤胃微生物在其中生長繁殖的條件，這些條件隨著微生物的生長繁殖會發(fā)生相應變化。但是微生物的生存環(huán)境，包括營養(yǎng)物質(zhì)、溫度、酸堿度等又要求相對穩(wěn)定，因此，瘤胃內(nèi)各種環(huán)境因素又必須隨時處于嚴密的調(diào)控之中。
[0004]研宄瘤胃發(fā)酵的方法主要有三種，分別為體內(nèi)法、半體內(nèi)法和體外法。體內(nèi)法是研宄瘤胃微生物代謝和評定飼料營養(yǎng)價值最直接的方法。但方法復雜，費時費力，測定費用高，不適合大規(guī)模飼料評定，因此不宜作為評定飼料營養(yǎng)價值的常規(guī)方法，而只能是一種參比方法。半體內(nèi)法主要指尼龍袋法。Quin (1938) >Zinn (1981)、Madsen (1985)、Lorensi(1992)和Khazaal (1995)進行了此類實驗，結(jié)果表明尼龍袋法可以較好地估測飼料在體內(nèi)的降解卒。雖然尼龍袋法與體內(nèi)法相比，比較簡單易行，但此方法需要帶瘺管的反芻動物，且其測定結(jié)果受多種因素影響，致使測定結(jié)果變異較大。體外法即指采集新鮮瘤胃食糜或瘤胃液體，在模擬瘤胃條件的裝置中進行微生物培養(yǎng)，所以又稱人工瘤胃法。體外法與體內(nèi)法和半體內(nèi)法相比，具有操作簡便，成本低，環(huán)境條件易控制，重復性好等特點，是一種極有潛力的研宄瘤胃發(fā)酵的方法。
[0005]鑒于瘤胃是一個非常復雜的動態(tài)系統(tǒng)，很難在活體動物身上進行研宄。即使使用瘤胃瘺管，也難以真正搞清楚飼料營養(yǎng)物質(zhì)在瘤胃內(nèi)發(fā)酵、流通、微生物攝取和吸收等動態(tài)變化規(guī)律，使得研宄具有一定的局限性，因此體外人工瘤胃技術(shù)應運而生。人工瘤胃是模擬瘤胃生理功能的體外模擬系統(tǒng)，是反芻動物體外營養(yǎng)模擬技術(shù)現(xiàn)代化發(fā)展的標志。
[0006]人工瘤胃技術(shù)主要有兩大類:短期人工瘤胃技術(shù)和長期人工瘤胃技術(shù)。從兩級離體消化法(Tillery和Terry，1963)到產(chǎn)氣量法(Menk等，1979)以及酶解法等，都是批次培養(yǎng)即短期人工瘤胃技術(shù)。長期人工瘤胃技術(shù)即體外連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)可以保持幾個星期的穩(wěn)定發(fā)酵，是研宄瘤胃發(fā)酵和評定動態(tài)降解率的很好的實驗室方法。體外連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)(Continuous culture system CCS)是一種接近于活體內(nèi)瘤胃發(fā)酵的系統(tǒng)，分為單外流(Single-flow)和雙外流(Dual-flow)型連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)兩種。單外流連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)以Rusteic系統(tǒng)(Czerkawski和Breckenridge，1977)為代表。雙外流連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)以美國Minnesota 大學(Marshall.D.Stem)和 West Virginia 大學(William.H.Hoover)為代表。中國農(nóng)業(yè)大學動物科技學院(孟慶翔，1999)利用國家自然科學基金的資助，也自行研制了一套雙外流連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)。這些設備僅限于實驗窒少量樣品的研宄工作。目前人工瘤胃技術(shù)的應用范圍包括研宄纖維素的消化和影響它的因素、研宄非蛋白氮的利用、研宄瘤胃微生物的新陳代謝及其影響因素、研宄瘤胃微生物之間及其與宿主之間的共生關(guān)系、評定反芻動物飼料的營養(yǎng)價值、研宄瘤胃發(fā)酵的動力學過程、研宄極端情況(如高精料、高稀釋率)下瘤胃的發(fā)酵狀況和藥物研宄和能源開發(fā)研宄(如產(chǎn)甲烷菌)等。
[0007]現(xiàn)在各種體外人工瘤胃發(fā)酵技術(shù)越來越得到人們的重視，但是目前國內(nèi)外尚無工廠規(guī)?；w外培養(yǎng)瘤胃有益菌群，制備各種菌質(zhì)的生產(chǎn)設備。這是因為體外人工發(fā)酵過程中受到多種因素的干擾，常會引起人工瘤胃發(fā)酵器中各種發(fā)酵條件發(fā)生較大改變，而使發(fā)酵質(zhì)量得不到保證。其中在進行發(fā)酵反應前最好對培養(yǎng)物料進行預熱，但是現(xiàn)有的發(fā)酵設備的預熱效果并不理想，難以保證良好的發(fā)酵質(zhì)量。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:為了解決現(xiàn)有的仿真瘤胃發(fā)酵設備的預熱效果不理想，本實用新型提供了一種仿真瘤胃發(fā)酵器來解決上述問題。
[0009]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種仿真瘤胃發(fā)酵器，包括內(nèi)發(fā)酵罐、外發(fā)酵罐和罐蓋，所述內(nèi)發(fā)酵罐固定在所述外發(fā)酵罐中，所述罐蓋安裝在所述外發(fā)酵罐的頂部，所述罐蓋頂部連接有用于啟閉罐蓋的液壓動力機構(gòu)，所述內(nèi)發(fā)酵罐中的底部設置有噴氣式攪拌器，所述外發(fā)酵罐中的底部設置只有培養(yǎng)液螺紋管、攪拌氣螺紋管和二個電加熱棒，所述培養(yǎng)液螺紋管和攪拌氣螺紋管分別纏繞在所述二個電加熱棒上，所述培養(yǎng)液螺紋管的一端穿過所述外發(fā)酵罐與外界連通，另外一端通過管道與設置在所述內(nèi)發(fā)酵罐上方的培養(yǎng)液滴管連接，所述攪拌氣螺紋管的一端穿過所述外發(fā)酵罐與外界連通，另外一端通過管道與所述噴氣式攪拌器連接。
[0010]作為優(yōu)選，所述外發(fā)酵罐中的底部固定有內(nèi)罐支架，所述內(nèi)發(fā)酵罐置于所述內(nèi)罐支架上并且上端通過定位壓塊與所述外發(fā)酵罐固定連接。
[0011 ] 作為優(yōu)選，所述外發(fā)酵罐上設置有加熱器、進水口和出水口，所述加熱器與所述二個電加熱棒連接，所述外發(fā)酵罐的外側(cè)壁上還安裝有水溫控制表和延伸至所述內(nèi)發(fā)酵罐的溢流管