CN112430532A - 一种应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的方法及系统 - Google Patents

一种应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于蚯蚓液制备技术领域，具体涉及一种应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的方法及系统，步骤1：将纯化水、蚯蚓以及糖放入反应罐中；步骤2：向反应罐中通入二氧化碳气体；步骤3：调节反应罐内的压力和温度，进行发酵，得到蚯蚓原液；步骤4：对反应罐内的蚯蚓原液进行冷却；步骤5：对冷却后的蚯蚓原液进行搅拌分离，得到不同密度的蚯蚓原液；步骤6：对不同密度的蚯蚓原液进行收集保存。本发明发酵得到的蚯蚓原液，完整的保留了蚯蚓液内部蛋白质和氨基酸等有益成分，得到的不同密度，不同品质的蚯蚓原液，可以直接应用到医疗、化妆品、饲料、肥料、保鲜剂等不同的领域。

Description

一种应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的方法及系统
技术领域
本发明属于蚯蚓液制备技术领域，具体涉及一种应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的方法及系统。
背景技术
蚯蚓又名地龙，体内含有地龙素、多种氨基酸、维生素等，有解热、镇静、平喘、降压、利尿等功能，自古即可入药。而蚯蚓液是以蚯蚓为原料，利用蚯蚓自身的酶系在一定条件下使其自溶，从而得到蚯蚓自溶液，提取率一般为75％以上，蛋白质占干重的56％-65％，游离氨基酸含量50-70g/L，含10种人体必需的氨基酸，具有养颜、降血压、防止动脉硬化等功能，能够应用在医疗、化妆品、饲料、肥料、保鲜剂以及益生菌剂等多个领域。
现有的蚯蚓液生产技术大多为常压有氧环境下对蚯蚓添加有益菌发酵制得，对蚯蚓液的内在成分会有所破坏，并且现有发酵出来的蚯蚓液大多数只是应用在动物饲料和植物有机肥方面，大大低估了蚯蚓液的其他功能，限制了蚯蚓液的应用范围。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的方法及系统，保留了蚯蚓原液内部的主要营养物质，能够得到不同品质，不同应用方向的蚯蚓原液。
本发明提供的一种应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的方法，包括如下步骤：步骤1：将纯化水、蚯蚓以及糖按比例放入密闭的反应罐中；步骤2：向密闭的反应罐中通入二氧化碳气体；步骤3：调节密闭反应罐内的压力和温度，进行发酵，得到蚯蚓原液；步骤4：发酵完毕后，对反应罐内的蚯蚓原液进行冷却；步骤5：对冷却后的蚯蚓原液进行搅拌分离，得到不同密度的蚯蚓原液；步骤6：对不同密度的蚯蚓原液进行收集保存。
进一步的，步骤1中添加蚯蚓和纯化水的比例是1:1-1:2，糖按质量计占蚯蚓和纯化水总重的1％-5％。
进一步的，步骤3发酵过程中，反应罐内的压力为0.1-0.5Mp，反应罐内的温度为25℃-40℃。
进一步的，步骤3中发酵的时间为3-6h。
进一步的，步骤4中冷却后，反应罐内的温度≤20℃。
进一步的，步骤5中搅拌分离后，蚯蚓原液包括：上清液，密度为0.6-1.0g/cm3；清液，密度为1.0-1.5g/cm3；固液混合物，密度为1.5-2.0g/cm3。
进一步的，步骤6中的蚯蚓原液保存在避光、温度小于30℃的环境下。
此外本发明还提供了一种应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的系统，包括：储气瓶和反应罐，其中：储气瓶与反应罐的进气口连通；反应罐内部设置有离心搅拌装置、加热丝以及冷却管，离心搅拌装置设置在反应罐内部的中央，加热丝设置在反应罐的底部，冷却管环绕反应罐的外壁设置。
进一步的，反应罐的顶部设置有进料口，侧壁设置有多个放液口。
进一步的，反应罐上还设置有压力表、温度计以及观察口。
本发明提供的一种应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的方法及系统，具有以下有益效果：
本发明利用二氧化碳的厌氧环境，对蚯蚓进行发酵制取，发酵过程中即可产生发酵所需的有益菌，最终得到不同密度的蚯蚓原液，发酵制取的过程中不会出现有害菌，没有废物排放，大大缩短了传统发酵蚯蚓液的过程时间，去除了原有发酵技术产生蚯蚓液的腥臭味，并且不会损坏蚯蚓液的品质，完整的保留了蚯蚓液内部蛋白质和氨基酸等有益成分，并且得到的不同密度，不同品质的蚯蚓原液，可以直接应用到医疗、化妆品、饲料、肥料、保鲜剂等不同的领域。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液系统的反应罐的示意图；
其中：1-进气口、2-放液口、3-反应罐、31-上清液、32-清液、33-固液混合物、4-加热丝、5-冷却管、6-离心搅拌装置、7-进料口、8-压力表、9-温度计、10-观察口。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明实施例提供的应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的方法，包括如下步骤：步骤1：将纯化水、蚯蚓以及糖按比例放入密闭的反应罐中；步骤2：向密闭的反应罐中通入二氧化碳气体；步骤3：调节密闭反应罐内的压力和温度，进行发酵，得到蚯蚓原液；步骤4：发酵完毕后，对反应罐内的蚯蚓原液进行冷却；步骤5：对冷却后的蚯蚓原液进行搅拌分离，得到不同密度的蚯蚓原液；步骤6：对不同密度的蚯蚓原液进行收集保存。
具体的，本发明实施例利用二氧化碳厌氧环境对活体蚯蚓进行发酵，发酵过程中，可以直接产生发酵所需的有益菌，不需要再额外添加有益菌，发酵完成后可以获得不同密度的蚯蚓原液，对不同密度的蚯蚓原液收集加工后，可以直接应用到不同的领域。在本发明实施例中，纯化水优选为电导率≤2us/cm，电阻率≥0.5mΩ·cm，纯化水中不含有任何菌类以及附加剂，通过离子交换法以及反渗透法对纯净水过滤后即可制得，加入纯化水可以提高制得的蚯蚓原液的品质。蚯蚓优选为活体蚯蚓或者冷冻蚯蚓。糖优选为蔗糖糖浆加工而成，主要用于加快发酵的速度，以及提升蚯蚓原液的色泽和味道，去除蚯蚓的腥臭味。反应罐3为密封反应罐，通入二氧化碳后，反应罐3内部会保持厌氧环境，本发明实施例主要利用二氧化碳厌氧环境发酵原理制作蚯蚓原液，通过控制反应罐3内的温度以及压力，会提高二氧化碳在厌氧环境中的溶解能力，二氧化碳在厌氧环境下直接作用于活体蚯蚓，对活体蚯蚓进行溶解、发酵，并且会直接产生发酵所需的有益菌，不需要额外添加有益菌即可完成发酵，得到蚯蚓原液。随后对蚯蚓原液进行冷却分离，分离装置优选为螺旋离心搅拌系统，通过搅拌分离，蚯蚓原液中的渣体、皮壳等杂质会下沉到罐底，分离后的蚯蚓原液根据密度的不同会在反应罐3内分层，然后通过不同的放液口2将不同密度的蚯蚓原液引出收集，得到不同密度100％的蚯蚓原液，最后对蚯蚓原液进行保存放置。
进一步的，步骤1中添加蚯蚓和纯化水的比例是1:1-1:2，糖按质量计占蚯蚓和纯化水总重的1％-5％。纯化水可以提高蚯蚓原液的品质，糖可以去除蚯蚓本体的腥臭味，提升蚯蚓原液的色泽和味道。
进一步的，步骤3发酵过程中，反应罐3内的压力为0.1-0.5Mp，反应罐3内的温度为25℃-40℃。发酵过程中实时观察反应罐3内的压力和温度，通过控制二氧化碳输入的压力，使反应罐3内的压力维持在0.1-0.5Mp，通过控制加热丝4，使反应罐3内的温度维持在25℃-40℃。
进一步的，步骤3中发酵的时间为3-6h。厌氧环境发酵3-6h后，活体蚯蚓在二氧化碳的作用下，会溶解形成蚯蚓原液。
进一步的，步骤4中冷却后，反应罐3内的温度≤20℃。发酵完成后，通过冷却管5降低反应罐3内的温度，对蚯蚓原液进行冷却处理，便于后续蚯蚓原液的离心分层。
进一步的，步骤5中搅拌分离后，蚯蚓原液包括：上清液31，密度为0.6-1.0g/cm3；清液32，密度为1.0-1.5g/cm3；固液混合物33，密度为1.5-2.0g/cm3。通过螺旋搅拌，离心分离静置后，反应罐3内会形成三种密度不同的蚯蚓原液，其中最上层是密度为0.6-1.0g/cm3的上清液31，中间层是密度为1.0-1.5g/cm3的清液32，最下层是密度为1.5-2.0g/cm3的固液混合物33，三种不同密度的蚯蚓原液可以用作不同的用途，上清液31可以用于制药和保鲜剂的制作中，清液32可以用于化妆品以及护肤品的制作中，固液混合物33则可以用于制作畜牧用的益生菌。
进一步的，步骤6中蚯蚓原液保存在避光、温度小于30℃的环境下。在避光、温度小于30℃的环境下保存蚯蚓，使蚯蚓原液内部的营养成分不易破坏，增加蚯蚓原液的使用寿命。
如图1所示，本发明实施例还提供了应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的系统，包括：储气瓶和反应罐3，其中：储气瓶与反应罐3的进气口1连通；反应罐3内部设置有离心搅拌装置6、加热丝4以及冷却管5，离心搅拌装置6设置在反应罐3内部的中央，加热丝4设置在反应罐3的底部，冷却管5环绕反应罐3的外壁设置。
具体的，储气瓶主要用于储存提供二氧化碳，反应罐3是进行发酵的发生装置。发酵时，通过进料口7，向反应罐3依次加入纯化水、蚯蚓以及糖，然后检查反应罐3的密封性，通过进气管将储气瓶和反应罐3的进气口1连接，调节储气瓶上的减压阀，控制二氧化碳的注入压力，使反应罐3内的压力维持在0.1-0.5Mp，并且控制加热丝4对反应罐3加热，使反应罐3内部的温度维持在25℃-40℃的范围内，此时反应罐3内的二氧化碳会对活体蚯蚓进行溶解发酵，发酵3-6h，发酵过程中通过反应罐3上的观察口10，实时观察发酵过程中蚯蚓原液色泽和状态，从而判断蚯蚓原液是否发酵完成，当蚯蚓液发酵完成后，通过环绕在反应罐3外壁的冷却管5对蚯蚓原液进行降温冷却，便于后续的离心分层，冷却后，利用反应罐3中央的离心搅拌装置6对蚯蚓原液进行搅拌分离，搅拌后的蚯蚓原液会分层，根据密度的大小，从上到下依次分为上清液31层、清液32层以及固液混合物33层，分离后通过反应罐3上不同层次的放液口2，将不同密度的蚯蚓原液引出收集，得到100％蚯蚓原液。
进一步的，反应罐3的顶部设置有进料口7，侧壁设置有多个放液口2。进料口7主要用于向反应罐3中添加反应原料，通过进料口7向反应罐3内添加活体蚯蚓、纯化水以及糖。放液口2主要用于释放引出发酵后形成的蚯蚓原液，发酵搅拌后，不同密度的蚯蚓原液会分层，对应不同层次的蚯蚓原液设置不同层次的放液口2，使每个密度的蚯蚓原液都能够迅速的引出。
进一步的，反应罐3上还设置有压力表8、温度计9以及观察口10。压力表8和温度计9的设置，主要用于随时监控观察反应罐3内的压力和温度，根据压力表8和温度计9的显示，可以随时调整控制反应罐3内的压力和温度，保证发酵过程的顺利完成。观察口10的设置，主要用于实时观察反应罐3内发酵的情况，发酵过程中，通过观察口10观察反应罐3内蚯蚓原液的色泽和状态，从而判断蚯蚓原液是否成功发酵完成。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将纯化水、蚯蚓以及糖按比例放入密闭的反应罐中；
步骤2：向密闭的反应罐中通入二氧化碳气体；
步骤3：调节密闭反应罐内的压力和温度，进行发酵，得到蚯蚓原液；
步骤4：发酵完毕后，对反应罐内的蚯蚓原液进行冷却；
步骤5：对冷却后的蚯蚓原液进行搅拌分离，得到不同密度的蚯蚓原液；
步骤6：对不同密度的蚯蚓原液进行收集保存。
2.根据权利要求1所述的应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的方法，其特征在于，所述步骤1中添加蚯蚓和纯化水的比例是1:1-1:2，糖按质量计占蚯蚓和纯化水总重的1％-5％。
3.根据权利要求1所述的应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的方法，其特征在于，所述步骤3发酵过程中，反应罐内的压力为0.1-0.5Mp，反应罐内的温度为25℃-40℃。
4.根据权利要求3所述的应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的方法，其特征在于，所述步骤3中发酵的时间为3-6h。
5.根据权利要求1所述的应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的方法，其特征在于，所述步骤4中冷却后，反应罐内的温度≤20℃。
6.根据权利要求1所述的应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的方法，其特征在于，所述步骤5中搅拌分离后，所述蚯蚓原液包括：
上清液，密度为0.6-1.0g/cm3；
清液，密度为1.0-1.5g/cm3；
固液混合物，密度为1.5-2.0g/cm3。
7.根据权利要求1所述的应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的方法，其特征在于，所述步骤6中的蚯蚓原液保存在避光、温度小于30℃的环境下。
8.一种运行权利要求1-7任一项所述的应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液方法的系统，其特征在于，包括：储气瓶和反应罐，其中：
所述储气瓶与所述反应罐的进气口连通；
所述反应罐内部设置有离心搅拌装置、加热丝以及冷却管，所述离心搅拌装置设置在所述反应罐内部的中央，所述加热丝设置在所述反应罐的底部，所述冷却管环绕所述反应罐的外壁设置。
9.根据权利要求8所述的应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的系统，其特征在于，所述反应罐的顶部设置有进料口，侧壁设置有多个放液口。
10.根据权利要求8所述的应用二氧化碳厌氧环境发酵制取蚯蚓原液的系统，其特征在于，所述反应罐上还设置有压力表、温度计以及观察口。
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