CN111013189B - 基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于天然活性物质提取技术领域，公开了一种基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统及方法，包括数据挖掘模块用于收集不同原材料不同抑菌物质的分离纯化方法；材料识别模块用于获取相关参数数据；类别判断模块用于判断待提取物质的类别；方法匹配模块用于匹配相应分离纯化方法；原材料预处理模块用于对待提取物进行预处理；参数获取模块用于基于获取相关参数；试剂装置输出模块用于输出分离纯化过程中所需装置及试剂的种类、数量及其他相关信息；分离模块、纯化模块用于进行分离纯化；收集模块用于收集分离纯化得到的抑菌物质本发明能够根据不同物质适应性选择不同的分离纯化方法，具备普适性的同时，提高了系统与方法的整理利用率。

Description

基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统及方法

技术领域

本发明属于天然活性物质提取技术领域，尤其涉及一种基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统及方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：食品在保存时极易受到细菌、霉菌污染而发生变质，目前预防食品变质的方法是添加化学防腐剂，而化学防腐剂会对人体健康产生不利影响。生物抑菌物质具有高效、无毒、来源广泛的优点，可以有效实现食品的保鲜；并且研究表明，黄酮类物质、精油类物质、食用菌发酵液、食用菌多糖、细菌素等生物抑菌物质对于常见微生物均有抑制效果，对于人类疾病的治疗有帮助。但是目前对于生物抑菌物质的研究较少，生物抑菌物质仅限于实验室的少量提取，提取过程复杂、提取量少，限制了生物抑菌物质的发展。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有技术对于生物抑菌物质提取的操作复杂，提取量少，不适合规模化生产；同时无法对多种不同抑菌物质进行适应性的分离纯化。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统及方法。

本发明是这样实现的，一种基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统及方法，所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统包括：

数据挖掘模块、材料识别模块、类别判断模块、中央控制模块、方法匹配模块、原材料预处理模块、参数获取模块、试剂装置输出模块、分离模块、纯化模块、收集模块、存储模块、电源模块；

数据挖掘模块，与中央控制模块连接，用于基于大数据挖掘技术收集不同原材料不同抑菌物质的分离纯化方法；

材料识别模块，与中央控制模块连接，用于利用扫描设备、摄像设备获取待提取物质的相关参数数据；

类别判断模块，与中央控制模块连接，用于基于获取的待提取物质的参数数据判断待提取物质的类别；

中央控制模块，与数据挖掘模块、材料识别模块、类别判断模块、方法匹配模块、原材料预处理模块、参数获取模块、试剂装置输出模块、分离模块、纯化模块、收集模块、存储模块、电源模块，用于通过单片机控制各个模块正常工作；

方法匹配模块，与中央控制模块连接，用于基于待提取物质的类别匹配数据库中存储相应分离纯化方法；

原材料预处理模块，与中央控制模块连接，用于基于匹配的分离纯化方法以及相应待提取物质的类别对待提取物进行预处理；

参数获取模块，与中央控制模块连接，用于基于匹配到的相关分离纯化方法以及待提取物质类别获取相应分离纯化装置相关参数；

试剂装置输出模块，与中央控制模块连接，用于基于匹配到的分离纯化方法输出分离纯化过程中所需装置及试剂的种类、数量及其他相关信息；

分离模块，与中央控制模块连接，用于基于匹配到的相关分离参数以及分离方法，利用不同的分离装置对待提取物质或待提取溶液进行分离操作；

纯化模块，与中央控制模块连接，用于基于匹配到的相关纯化方法以及纯化参数，利用不同的纯化装置对待提取物质或待提取溶液进行纯化操作；

收集模块，与中央控制模块连接，用于利用收集装置收集分离纯化得到的抑菌物质；

存储模块，与中央控制模块连接，用于利用数据库存储数据挖掘模块采集的不同原材料不同抑菌物质的分离纯化方法；

电源模块，与中央控制模块连接，用于利用蓄电池或其他电力设备为系统与装置提供电力支持。

进一步，所述材料识别模块还包括：所述材料识别模块还包括量测单元；所述量测单元用于利用电子天平和量杯对待提取物或待提取溶液进行称重或是测量。

进一步，所述原材料预处理模块包括：

所述原材料预处理模块包括清洗单元、烘干单元、粉碎单元、溶液配置单元；用于基于匹配的分离纯化方法以及相应待提取物质的类别对待提取物进行预处理；

清洗单元，用于当待提取物质为固体时，利用清洗设备对待提取物质进行清洗操作；

烘干单元，用于当待提取物质为固体时，利用烘干机对清洗后待提取物进行烘干；

粉碎单元，用于当待提取物质为固体时，利用粉碎机对烘干后待提取物进行粉碎；

溶液配置单元，用于当待提取物质为液体或菌类物质时，配置提取溶液。

进一步，所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统包括以下硬件装置：

扫描摄像设备，用于获取相关待提取物质的图像及其他参数数据；

收集装置，用于收集分离纯化得到的抑菌物质；

电子天平和量杯，用于进行待提取物质或待提取溶液的量测；

清洗设备，用于对待提取物质进行清洗操作，同时用于清洗分离后的沉淀物质；

烘干机，用于对清洗后待提取物进行烘干；

粉碎机，用于对烘干后待提取物进行粉碎；

过滤装置，用于进行物质的过滤；

超声装置，用于进行物质的分离；

离心装置，用于进行物质的分离；

固液萃取装置，用于进行物质的分离。

进一步，所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统硬件装置还包括粉碎器、玻璃棒、电热恒温水浴锅、过滤网、浓缩机；

所述玻璃棒用于对混合物进行搅拌；

所述电热恒温水浴锅用于对液体进行水浴回流加热；

所述过滤网用于对液体进行过滤；

所述浓缩机用于对液体进行减压、浓缩。

本发明的另一目的在于提供一种应用于基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统的基于大数据的抑菌物质分离纯化控制方法，所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制方法包括：

步骤一，基于大数据挖掘技术收集不同原材料不同抑菌物质的分离纯化方法；利用扫描设备、摄像设备获取待提取物质的相关参数数据；基于获取的待提取物质的参数数据判断待提取物质的类别；

步骤二，基于待提取物质的类别匹配数据库中存储相应分离纯化方法；基于匹配的分离纯化方法以及相应待提取物质的类别对待提取物进行预处理；

步骤三，基于匹配到的相关分离纯化方法以及待提取物质类别获取相应分离纯化装置相关参数以及分离纯化过程中所需装置及试剂的种类、数量及其他相关信息；

步骤四，基于匹配到的相关分离参数以及分离方法，利用不同的分离装置对待提取物质或待提取溶液进行分离操作；基于匹配到的相关纯化方法以及纯化参数，利用不同的纯化装置对待提取物质或待提取溶液进行纯化操作；

步骤五，利用收集装置收集分离纯化得到的抑菌物质。

进一步，所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制方法还包括：可自适应选择相关分离纯化方法，并自设定相关分离纯化参数；系统自动保存相关设定，并当下一次进行同类物质分离纯化时，优先输出本次选择的分离纯化方法及自设定的分离纯化参数。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制方法的计算机程序。

本发明的另一目的在于提供一种实现权利要求1～7任意一项所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制方法的信息数据处理终端。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制方法。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明能够根据不同物质适应性选择不同的分离纯化方法，具备普适性的同时，提高了系统与方法的整理利用率。

本发明通过参数设定模块对量测、分离、纯化中各项参数进行设定，能够保证分离中提取溶剂的充足，确保高提取率；分离前使用粉碎器对待提取物进行粉碎，能够降低分离难度，同时提高分离效率和提取率；使用电热恒温水浴锅进行水浴回流加热，能确保抑菌活性成分不被破坏；本发明提供的抑菌物质分离纯化控制系统操作简单，分离纯化效果好，适合抑菌物质的大规模生产。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统的结构框图；

图中：1、数据挖掘模块；2、材料识别模块；3、类别判断模块；4、中央控制模块；5、方法匹配模块；6、原材料预处理模块；7、参数获取模块；8、试剂装置输出模块；9、分离模块；10、纯化模块；11、收集模块；12、存储模块；13、电源模块。

图2是本发明实施例提供的基于大数据的抑菌物质分离纯化控制方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的抑菌物质分离纯化控制系统包括：

数据挖掘模块1、材料识别模块2、类别判断模块3、中央控制模块4、方法匹配模块5、原材料预处理模块6、参数获取模块7、试剂装置输出模块8、分离模块9、纯化模块10、收集模块11、存储模块12、电源模块13；

数据挖掘模块1，与中央控制模块4连接，用于基于大数据挖掘技术收集不同原材料不同抑菌物质的分离纯化方法；

材料识别模块2，与中央控制模块4连接，用于利用扫描设备、摄像设备获取待提取物质的相关参数数据；

类别判断模块3，与中央控制模块4连接，用于基于获取的待提取物质的参数数据判断待提取物质的类别；

中央控制模块4，与数据挖掘模块1、材料识别模块2、类别判断模块3、方法匹配模块5、原材料预处理模块6、参数获取模块7、试剂装置输出模块8、分离模块9、纯化模块10、收集模块11、存储模块12、电源模块13，用于通过单片机控制各个模块正常工作；

方法匹配模块5，与中央控制模块4连接，用于基于待提取物质的类别匹配数据库中存储相应分离纯化方法；

原材料预处理模块6，与中央控制模块4连接，用于基于匹配的分离纯化方法以及相应待提取物质的类别对待提取物进行预处理；

参数获取模块7，与中央控制模块4连接，用于基于匹配到的相关分离纯化方法以及待提取物质类别获取相应分离纯化装置相关参数；

试剂装置输出模块8，与中央控制模块4连接，用于基于匹配到的分离纯化方法输出分离纯化过程中所需装置及试剂的种类、数量及其他相关信息；

分离模块9，与中央控制模块4连接，用于基于匹配到的相关分离参数以及分离方法，利用不同的分离装置对待提取物质或待提取溶液进行分离操作；

纯化模块10，与中央控制模块4连接，用于基于匹配到的相关纯化方法以及纯化参数，利用不同的纯化装置对待提取物质或待提取溶液进行纯化操作；

收集模块11，与中央控制模块4连接，用于利用收集装置收集分离纯化得到的抑菌物质；

存储模块12，与中央控制模块4连接，用于利用数据库存储数据挖掘模块采集的不同原材料不同抑菌物质的分离纯化方法；

电源模块13，与中央控制模块4连接，用于利用蓄电池或其他电力设备为系统与装置提供电力支持。

本发明实施例提供的材料识别模块2还包括：所述材料识别模块2还包括量测单元；所述量测单元用于利用电子天平和量杯对待提取物或待提取溶液进行称重或是测量。

本发明实施例提供的原材料预处理模块6包括：

所述原材料预处理模块6包括清洗单元、烘干单元、粉碎单元、溶液配置单元；用于基于匹配的分离纯化方法以及相应待提取物质的类别对待提取物进行预处理。

清洗单元，用于当待提取物质为固体时，利用清洗设备对待提取物质进行清洗操作。

烘干单元，用于当待提取物质为固体时，利用烘干机对清洗后待提取物进行烘干。

粉碎单元，用于当待提取物质为固体时，利用粉碎机对烘干后待提取物进行粉碎。

溶液配置单元，用于当待提取物质为液体或菌类物质时，配置提取溶液。

本发明实施例提供的基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统包括以下硬件装置：

扫描摄像设备，用于获取相关待提取物质的图像及其他参数数据。

收集装置，用于收集分离纯化得到的抑菌物质。

电子天平和量杯，用于进行待提取物质或待提取溶液的量测。

清洗设备，用于对待提取物质进行清洗操作，同时用于清洗分离后的沉淀物质。

烘干机，用于对清洗后待提取物进行烘干。

粉碎机，用于对烘干后待提取物进行粉碎。

过滤装置，用于进行物质的过滤。

超声装置，用于进行物质的分离。

离心装置，用于进行物质的分离。

固液萃取装置，用于进行物质的分离。

本发明实施例提供的基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统硬件装置还包括粉碎器、玻璃棒、电热恒温水浴锅、过滤网、浓缩机。

所述玻璃棒用于对混合物进行搅拌。

所述电热恒温水浴锅用于对液体进行水浴回流加热。

所述过滤网用于对液体进行过滤。

所述浓缩机用于对液体进行减压、浓缩。

如图2所示，本发明实施例提供的基于大数据的抑菌物质分离纯化控制方法包括：

S101，基于大数据挖掘技术收集不同原材料不同抑菌物质的分离纯化方法；利用扫描设备、摄像设备获取待提取物质的相关参数数据；基于获取的待提取物质的参数数据判断待提取物质的类别。

S102，基于待提取物质的类别匹配数据库中存储相应分离纯化方法；基于匹配的分离纯化方法以及相应待提取物质的类别对待提取物进行预处理。

S103，基于匹配到的相关分离纯化方法以及待提取物质类别获取相应分离纯化装置相关参数以及分离纯化过程中所需装置及试剂的种类、数量及其他相关信息。

S104，基于匹配到的相关分离参数以及分离方法，利用不同的分离装置对待提取物质或待提取溶液进行分离操作；基于匹配到的相关纯化方法以及纯化参数，利用不同的纯化装置对待提取物质或待提取溶液进行纯化操作。

S105，利用收集装置收集分离纯化得到的抑菌物质。

本发明实施例提供的基于大数据的抑菌物质分离纯化控制方法还包括：可自适应选择相关分离纯化方法，并自设定相关分离纯化参数；系统自动保存相关设定，并当下一次进行同类物质分离纯化时，优先输出本次选择的分离纯化方法及自设定的分离纯化参数。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1：

1材料与仪器

样品：菠萝叶纤维，取自湛江市徐闻县菠萝种植基地的菠萝叶，品种为卡因，通过自主研发的半自动刮麻机提取得到纤维，并进行干燥处理保存。

仪器：SHB-ⅢS循环水式真空泵和DLSB-5/20型低温冷却循环泵(郑州长城科工贸有限公司)；HHSⅡ-4型电热恒温水浴锅(上海医疗器械五厂)；WS210S型电子天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司)；RE-52A型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂)；CR22GⅡ高速冷冻离心机(日本日立公司)。

2实验方法

称取干纤维10g，粉碎，置入500mL圆底烧瓶中，加入石油醚400mL，水浴回流加热2h，冷却，过滤；取滤渣置入500mL圆底烧瓶中，加入乙酸乙酯400mL，水浴回流加热2h，冷却，过滤，滤液浓缩成浸膏，得干纤维乙酸乙酯提取部分(A)，滤渣挥干溶剂；

取滤渣置入500mL圆底烧瓶中，加入丙酮400mL，水浴回流加热2h，冷却，过滤，滤液浓缩成浸膏，得干纤维丙酮提取部分(B)；

取滤渣置入500mL圆底烧瓶中，加入水400mL，水浴回流加热2h，冷却，过滤，滤液浓缩成浸膏，得干纤维水提取部分(C)。

利用得到的萃取物进行减压浓缩蒸干备用。取10g溶于适量丙酮溶液，与60-80目柱色谱硅胶拌样，样品过柱色谱硅胶柱(200-300目)，采用氯仿—甲醇(80:20)梯度洗脱，得到抑菌物质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统，其特征在于，所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统包括：

数据挖掘模块、材料识别模块、类别判断模块、中央控制模块、方法匹配模块、原材料预处理模块、参数获取模块、试剂装置输出模块、分离模块、纯化模块、收集模块、存储模块、电源模块；

数据挖掘模块，与中央控制模块连接，用于基于大数据挖掘技术收集不同原材料不同抑菌物质的分离纯化方法；

材料识别模块，与中央控制模块连接，用于利用扫描设备、摄像设备获取待提取物质的相关参数数据；

类别判断模块，与中央控制模块连接，用于基于获取的待提取物质的参数数据判断待提取物质的类别；

中央控制模块，与数据挖掘模块、材料识别模块、类别判断模块、方法匹配模块、原材料预处理模块、参数获取模块、试剂装置输出模块、分离模块、纯化模块、收集模块、存储模块、电源模块连接 ，用于通过单片机控制各个模块正常工作；

方法匹配模块，与中央控制模块连接，用于基于待提取物质的类别匹配数据库中存储相应分离纯化方法；

原材料预处理模块，与中央控制模块连接，用于基于匹配的分离纯化方法以及相应待提取物质的类别对待提取物进行预处理；

参数获取模块，与中央控制模块连接，用于基于匹配到的相关分离纯化方法以及待提取物质类别获取相应分离纯化装置相关参数；

试剂装置输出模块，与中央控制模块连接，用于基于匹配到的分离纯化方法输出分离纯化过程中所需装置及试剂的种类、数量及其他相关信息；

分离模块，与中央控制模块连接，用于基于匹配到的相关分离参数以及分离方法，利用不同的分离装置对待提取物质或待提取溶液进行分离操作；

纯化模块，与中央控制模块连接，用于基于匹配到的相关纯化方法以及纯化参数，利用不同的纯化装置对待提取物质或待提取溶液进行纯化操作；

收集模块，与中央控制模块连接，用于利用收集装置收集分离纯化得到的抑菌物质；

存储模块，与中央控制模块连接，用于利用数据库存储数据挖掘模块采集的不同原材料不同抑菌物质的分离纯化方法；

电源模块，与中央控制模块连接，用于利用蓄电池或其他电力设备为系统与装置提供电力支持；

所述材料识别模块还包括：量测单元；所述量测单元用于利用电子天平和量杯对待提取物或待提取溶液进行称重或是测量；

所述原材料预处理模块包括：

清洗单元、烘干单元、粉碎单元、溶液配置单元；用于基于匹配的分离纯化方法以及相应待提取物质的类别对待提取物进行预处理；

清洗单元，用于当待提取物质为固体时，利用清洗设备对待提取物质进行清洗操作；

烘干单元，用于当待提取物质为固体时，利用烘干机对清洗后待提取物进行烘干；

粉碎单元，用于当待提取物质为固体时，利用粉碎机对烘干后待提取物进行粉碎；

溶液配置单元，用于当待提取物质为液体或菌类物质时，配置提取溶液。

2.如权利要求1所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统，其特征在于，所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统包括以下硬件装置：

扫描摄像设备，用于获取相关待提取物质的图像及其他参数数据；

收集装置，用于收集分离纯化得到的抑菌物质；

电子天平和量杯，用于进行待提取物质或待提取溶液的量测；

清洗设备，用于对待提取物质进行清洗操作，同时用于清洗分离后的沉淀物质；

烘干机，用于对清洗后待提取物进行烘干；

粉碎机，用于对烘干后待提取物进行粉碎；

过滤装置，用于进行物质的过滤；

超声装置，用于进行物质的分离；

离心装置，用于进行物质的分离；

固液萃取装置，用于进行物质的分离。

3.如权利要求1所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统，其特征在于，所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统硬件装置还包括粉碎器、玻璃棒、电热恒温水浴锅、过滤网、浓缩机；

所述玻璃棒用于对混合物进行搅拌；

所述电热恒温水浴锅用于对液体进行水浴回流加热；

所述过滤网用于对液体进行过滤；

所述浓缩机用于对液体进行减压、浓缩。

4.一种应用于如权利要求1所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统的基于大数据的抑菌物质分离纯化控制方法，其特征在于，所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制方法包括：

步骤一，基于大数据挖掘技术收集不同原材料不同抑菌物质的分离纯化方法；利用扫描设备、摄像设备获取待提取物质的相关参数数据；基于获取的待提取物质的参数数据判断待提取物质的类别；

步骤二，基于待提取物质的类别匹配数据库中存储相应分离纯化方法；基于匹配的分离纯化方法以及相应待提取物质的类别对待提取物进行预处理；

步骤三，基于匹配到的相关分离纯化方法以及待提取物质类别获取相应分离纯化装置相关参数以及分离纯化过程中所需装置及试剂的种类、数量及其他相关信息；

步骤四，基于匹配到的相关分离参数以及分离方法，利用不同的分离装置对待提取物质或待提取溶液进行分离操作；基于匹配到的相关纯化方法以及纯化参数，利用不同的纯化装置对待提取物质或待提取溶液进行纯化操作；

步骤五，利用收集装置收集分离纯化得到的抑菌物质。

5.如权利要求4所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制方法，其特征在于，所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制方法还包括：可自适应选择相关分离纯化方法，并自设定相关分离纯化参数；系统自动保存相关设定，并当下一次进行同类物质分离纯化时，优先输出本次选择的分离纯化方法及自设定的分离纯化参数。

6.一种实现权利要求4～5任意一项所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制方法的计算机程序。

7.一种实现权利要求4～5任意一项所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制方法的信息数据处理终端。

8.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求4～5任意一项所述基于大数据的抑菌物质分离纯化控制方法。

Images