CN114874897B - 一种富硒酵母的破壁控制系统及方法 - Google Patents

一种富硒酵母的破壁控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种富硒酵母的破壁控制系统及方法，用于控制破壁装置，包括数据处理控制单元、数据输入单元、冻融控制单元、酶解控制单元、超声高压均质控制单元，所述破壁装置包括依次连接的冻融设备、酶解设备以及超声高压均质设备，所述超声高压均质设备包括超声器和高压均质机，所述高压均质机的流场区域位于超声器的超声作用区域内；所述冻融控制单元与冻融设备通信连接，所述酶解控制单元与酶解设备通信连接，所述超声高压均质控制单元分别与超声器和高压均质机通信连接。本发明不仅加快了富硒酵母的处理过程，而且有效的保留了富硒酵母中的营养物质，同时料液损失少。

Description

一种富硒酵母的破壁控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种富硒酵母的破壁控制系统及方法，属于微生物装置自动控制技术领域。
背景技术
酵母在发酵过程中，摄入合成各种有机硒化合物，形成富硒酵母，富硒酵母中硒与酵母体内的蛋白质和多糖有机结合转化为生物硒，使硒能够更高效、更安全地被人体吸收利用。酵母细胞如同一个营养宝库，富含各种人体需要的营养物质，由于酵母细胞的营养物质都被厚厚的细胞壁所包围， 为充分利用酵母细胞内丰富的营养资源， 研究高效破壁手段显得尤为重要。富硒酵母中主要以硒蛋氨酸形式（75%）存在，此外还有硒-腺苷硒高胱氨酸、硒代胱氨酸、胱硒醚、甲基硒代半胱氨酸、谷氨基-硒-甲基硒代半胱氨酸等硒有机物存在，而如何快速的对富硒酵母完成破壁，同时保存大量营养物质硒，就成为富硒酵母破壁的关键。酵母破壁就是对酵母细胞壁进行破碎，释放出里面的营养物质。常见的酵母破壁方法有酶法、超声波法、高压均质法、微波加热法以及自溶法等。
酶法是利用酶的水解作用，通过控制一定的温度和pH值，在酶的作用下将酵母细胞壁破碎并使之释放出内容物， 再分解成氨基氮、多肽和呈味物质；
超声波法的破壁原理为：通过超声波作用于酵母细胞溶液上产生超声气泡，超声气泡产生的高压力和局部高温作用在酵母细胞的细胞壁上，进而对细胞壁进行破碎，其优点是省时高效、操作简单、损失少，其缺点为噪音大、散热困难、敏感活性物质易失活。
高压均质法指高压均质设备利用高压往复泵使得液体物料高速流经狭窄的管道或间隙，并在此过程中，物料受到流场形成的巨大剪切力、惯性压力，冲击金属或陶瓷部件的撞击力，以及由于静压突降与突升而产生的空穴爆炸力等综合力的作用使得细胞破裂，其优点是处理量大，速度快，缺点为需要重复破碎。
微波加热法其原理是利用微波将电能转化为热能，细胞中的水被加热，由液态转化为气态，液态水气化产生压力使得细胞破壁，其优点是穿透性强，选择性高，加热效率高，其缺点容易造成敏感活性物质失活。
自溶法则是利用酵母在自身水解酶类（蛋白酶、核酸酶、糖水解酶等）的作用下发生自溶作用而释放出内容物。
中国专利CN 114507601 A，公开了一种制备纳米级富硒酵母的破壁方法，其步骤如下：(1)将富硒酵母与水混合后，制得富硒酵母悬浮液；(2)向步骤(1)制备的富硒酵母悬浮液中加入光催化剂，混合均匀后置于暗箱中，搅拌的同时进行光照处理，离心分离，得到光催化富硒酵母悬浮液；(3)将制得的光催化富硒酵母悬浮液进行球磨，得到球磨富硒酵母悬浮液；(4)将制得的球磨富硒酵母悬浮液超声破碎；(5)重复步骤(3)、(4)的操作，得到纳米级富硒酵母，其通过光催化+球磨+超声联合对富硒酵母进行破碎，由于其采用球磨破壁技术，会造成料液的损失。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种营养物质损失少、料液损失少且破壁时间快的富硒酵母的破壁控制系统及方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种富硒酵母的破壁控制系统，用于控制破壁装置，包括数据处理控制单元、数据输入单元、冻融控制单元、酶解控制单元、超声高压均质控制单元，数据处理控制单元分别与数据输入单元、冻融控制单元、酶解控制单元、超声高压均质控制单元通信连接。所述破壁装置包括依次连接的冻融设备、酶解设备以及超声高压均质设备，所述超声高压均质设备包括超声器和高压均质机，所述高压均质机的流场区域位于超声器的超声作用区域内。所述冻融控制单元与冻融设备通信连接，所述酶解控制单元与酶解设备通信连接，所述超声高压均质控制单元分别与超声器和高压均质机通信连接。
优选的：所述数据处理控制单元设置有质量控制模型：
Figure 557292DEST_PATH_IMAGE001
Figure 51859DEST_PATH_IMAGE002
Figure 630477DEST_PATH_IMAGE003
，
Figure 157273DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure 763835DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 101406DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 183632DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 500737DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 86439DEST_PATH_IMAGE009
，
Figure 719546DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 508641DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 111661DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 332296DEST_PATH_IMAGE013
。
其中，
Figure 464200DEST_PATH_IMAGE014
表示破壁质量控制水平，
Figure 865225DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 82772DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 643067DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 431025DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 552303DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 638071DEST_PATH_IMAGE020
表示酶解质量 参数控制系数，
Figure 397079DEST_PATH_IMAGE021
表示酶作用温度，
Figure 450879DEST_PATH_IMAGE022
表示酶作用时间，
Figure 685551DEST_PATH_IMAGE023
表示酶浓度，
Figure 778272DEST_PATH_IMAGE024
表示酵母浓 度，
Figure 31268DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 941455DEST_PATH_IMAGE026
、
Figure 679735DEST_PATH_IMAGE027
、
Figure 700781DEST_PATH_IMAGE028
、
Figure 342371DEST_PATH_IMAGE029
表示冻融质量参数控制系数，
Figure 689039DEST_PATH_IMAGE030
表示冷冻温度，
Figure 914615DEST_PATH_IMAGE031
表示水 浴温度，
Figure 50936DEST_PATH_IMAGE032
表示水浴时间，
Figure 294836DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 563137DEST_PATH_IMAGE034
、
Figure 839791DEST_PATH_IMAGE035
、
Figure 812426DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure 645253DEST_PATH_IMAGE037
、
Figure 645308DEST_PATH_IMAGE038
、
Figure 579897DEST_PATH_IMAGE039
、
Figure 746436DEST_PATH_IMAGE040
、
Figure 64461DEST_PATH_IMAGE041
、
Figure 877827DEST_PATH_IMAGE042
、
Figure 657302DEST_PATH_IMAGE043
表示超声高压均质参数控制系数，
Figure 627532DEST_PATH_IMAGE044
表示超声功率，
Figure 451263DEST_PATH_IMAGE045
表示超声时间，
Figure 481536DEST_PATH_IMAGE046
表示均质压力，
Figure 892182DEST_PATH_IMAGE047
表示均质时间，
Figure 134944DEST_PATH_IMAGE048
表示酶作用温度区间，
Figure 344340DEST_PATH_IMAGE049
表示酶作用时间区间，
Figure 811093DEST_PATH_IMAGE050
表示酶浓度 区间，
Figure 597784DEST_PATH_IMAGE051
表示酵母浓度区间，
Figure 159084DEST_PATH_IMAGE052
表示冷冻温度区间，
Figure 472254DEST_PATH_IMAGE053
表示水浴温度区间，
Figure 595061DEST_PATH_IMAGE054
表 示水浴时间区间，
Figure 993682DEST_PATH_IMAGE055
表示超声功率区间，
Figure 361603DEST_PATH_IMAGE056
表示超声时间区间，
Figure 529279DEST_PATH_IMAGE057
表示均质压力区 间，
Figure 213201DEST_PATH_IMAGE058
表示均质时间区间。
优选的：所述数据输入单元用于输入酶作用温度区间
Figure 318691DEST_PATH_IMAGE048
、酶作用时间区间
Figure 503685DEST_PATH_IMAGE049
、 酶浓度区间
Figure 775135DEST_PATH_IMAGE050
、酵母浓度区间
Figure 489013DEST_PATH_IMAGE051
、冷冻温度区间
Figure 612958DEST_PATH_IMAGE052
、水浴温度区间
Figure 211430DEST_PATH_IMAGE053
、水浴时间 区间
Figure 88119DEST_PATH_IMAGE054
、超声功率区间
Figure 490675DEST_PATH_IMAGE055
、超声时间区间
Figure 85604DEST_PATH_IMAGE056
、均质压力区间
Figure 831975DEST_PATH_IMAGE057
、均质时间区间
Figure 563170DEST_PATH_IMAGE058
，并将输入的信息发送给数据处理控制单元。
优选的：所述数据处理控制单元根据数据输入单元输入的信息通过质量控制模型 得到酶作用温度
Figure 399277DEST_PATH_IMAGE021
、酶作用时间
Figure 91289DEST_PATH_IMAGE022
、酶浓度
Figure 421777DEST_PATH_IMAGE023
、酵母浓度
Figure 758211DEST_PATH_IMAGE024
、冷冻温度
Figure 984793DEST_PATH_IMAGE030
、水浴温度
Figure 818231DEST_PATH_IMAGE031
、水浴时间
Figure 421250DEST_PATH_IMAGE032
、超声功率
Figure 612191DEST_PATH_IMAGE044
、超声时间
Figure 540833DEST_PATH_IMAGE045
、均质压力
Figure 207438DEST_PATH_IMAGE046
、均质时间
Figure 863416DEST_PATH_IMAGE047
。将得到的冷冻温 度
Figure 423710DEST_PATH_IMAGE030
、水浴温度
Figure 8407DEST_PATH_IMAGE031
、水浴时间
Figure 552520DEST_PATH_IMAGE032
、酵母浓度
Figure 749540DEST_PATH_IMAGE024
发送给冻融控制单元，将得到的酶作用温 度
Figure 164341DEST_PATH_IMAGE021
、酶作用时间
Figure 654359DEST_PATH_IMAGE022
、酶浓度
Figure 420190DEST_PATH_IMAGE023
发送给酶解控制单元，将得到的超声功率
Figure 309648DEST_PATH_IMAGE044
、超声时间
Figure 93802DEST_PATH_IMAGE045
、均质压力
Figure 269569DEST_PATH_IMAGE046
、均质时间
Figure 7849DEST_PATH_IMAGE047
发送给超声高压均质控制单元。
优选的：所述冻融控制单元接收数据处理控制单元发送的冷冻温度
Figure 560053DEST_PATH_IMAGE030
、水浴温度
Figure 467222DEST_PATH_IMAGE031
、水浴时间
Figure 954836DEST_PATH_IMAGE032
、酵母浓度
Figure 164100DEST_PATH_IMAGE024
，根据酵母浓度
Figure 270727DEST_PATH_IMAGE024
调节冻融设备内的富硒酵母溶液浓度， 将冻融设备的冷冻温度、水浴温度以及水浴时间分别调节至冷冻温度
Figure 514627DEST_PATH_IMAGE030
、水浴温度
Figure 547043DEST_PATH_IMAGE031
、 水浴时间
Figure 774762DEST_PATH_IMAGE032
，进而控制冻融设备对富硒酵母进行冻融，冻融后的富硒酵母输送给酶解设 备。
优选的：所述酶解控制单元根据酶作用温度
Figure 153922DEST_PATH_IMAGE021
、酶作用时间
Figure 393273DEST_PATH_IMAGE022
、酶浓度
Figure 81743DEST_PATH_IMAGE023
调节酶 解设备，进而控制酶解设备对富硒酵母进行酶解，酶解后的富硒酵母输送给超声高压均质 设备。
优选的：所述超声高压均质控制单元根据超声功率
Figure 783377DEST_PATH_IMAGE044
、超声时间
Figure 949916DEST_PATH_IMAGE045
控制超声器产 生超声波，所述超声高压均质控制单元根据均质压力
Figure 184719DEST_PATH_IMAGE046
、均质时间
Figure 44091DEST_PATH_IMAGE047
控制高压均质机使 得富硒酵母流动，产生流场，超声器产生的超声波作用在流场区域内，使得富硒酵母在流场 和超声作用下破碎。
优选的：所述数据处理控制单元为可编程控制器PLC或者为可编程自动化控制器PAC。
一种富硒酵母的破壁控制方法，包括以下步骤：
步骤1，将酶作用温度区间
Figure 230090DEST_PATH_IMAGE048
、酶作用时间区间
Figure 465899DEST_PATH_IMAGE049
、酶浓度区间
Figure 289630DEST_PATH_IMAGE050
、酵母浓 度区间
Figure 460848DEST_PATH_IMAGE051
、冷冻温度区间
Figure 619297DEST_PATH_IMAGE052
、水浴温度区间
Figure 899276DEST_PATH_IMAGE053
、水浴时间区间
Figure 357939DEST_PATH_IMAGE054
、超声功率区间
Figure 309846DEST_PATH_IMAGE055
、超声时间区间
Figure 955591DEST_PATH_IMAGE056
、均质压力区间
Figure 674148DEST_PATH_IMAGE057
、均质时间区间
Figure 971006DEST_PATH_IMAGE058
通过数据输入单元输入。 所述数据处理控制单元根据数据输入单元输入的信息通过质量控制模型得到酶作用温度
Figure 343082DEST_PATH_IMAGE021
、酶作用时间
Figure 961276DEST_PATH_IMAGE022
、酶浓度
Figure 342579DEST_PATH_IMAGE023
、酵母浓度
Figure 762452DEST_PATH_IMAGE024
、冷冻温度
Figure 305429DEST_PATH_IMAGE030
、水浴温度
Figure 942078DEST_PATH_IMAGE031
、水浴时间
Figure 64754DEST_PATH_IMAGE032
、 超声功率
Figure 601784DEST_PATH_IMAGE044
、超声时间
Figure 581241DEST_PATH_IMAGE045
、均质压力
Figure 174028DEST_PATH_IMAGE046
、均质时间
Figure 772499DEST_PATH_IMAGE047
。
步骤2，将待处理的富硒酵母溶液通入到冻融设备中。所述冻融控制单元根据酵母 浓度
Figure 649188DEST_PATH_IMAGE024
调节冻融设备内的富硒酵母溶液浓度，富硒酵母溶液先进入到冻融设备的冷冻室 内，此时冻融控制单元将冷冻室内的温度调节至冷冻温度
Figure 51744DEST_PATH_IMAGE030
，等富硒酵母溶液冷冻完后， 将冷冻后的富硒酵母转移至冻融设备的水浴室内，此时冻融控制单元调节水浴室内的温度 至水浴温度
Figure 381095DEST_PATH_IMAGE031
，水浴时间
Figure 658623DEST_PATH_IMAGE032
后，完成富硒酵母的冻融，将冻融后的富硒酵母溶液通入到酶 解设备中。
步骤3，富硒酵母溶液进入到酶解设备的酶解池中后，酶解控制单元先根据需要的 酶浓度
Figure 389819DEST_PATH_IMAGE023
将溶解酶注入到酶解设备的酶解池中，然后根据酶作用温度
Figure 960346DEST_PATH_IMAGE021
、酶作用时间
Figure 917938DEST_PATH_IMAGE022
控制酶解过程，完成酶解操作后的富硒酵母溶液通入到超声高压均质设备的高压均质机 内。
步骤4，富硒酵母溶液进入到高压均质机内后，所述超声高压均质控制单元根据均 质压力
Figure 592633DEST_PATH_IMAGE046
启动高压均质机，根据超声功率
Figure 584860DEST_PATH_IMAGE044
启动超声器，在超声器和高压均质机共同作 用下对富硒酵母进行破碎。所述超声高压均质控制单元控制超声器工作时长为超声时间
Figure 77021DEST_PATH_IMAGE045
后，关闭超声器，所述超声高压均质控制单元控制高压均质机工作时长为均质时间
Figure 633161DEST_PATH_IMAGE047
后， 关闭高压均质机，完成对富硒酵母的破壁，破壁后的富硒酵母溶液通过高压均质机输出。
优选的：超声时间
Figure 501760DEST_PATH_IMAGE045
小于均质时间
Figure 692701DEST_PATH_IMAGE047
。
本发明相比现有技术，具有以下有益效果：
本发明通过数据处理控制单元分别得到冻融设备、酶解设备以及超声高压均质设备最优控制参数，根据最优控制参数对冻融设备、酶解设备以及超声高压均质设备进行控制，其不仅料液损失少，而且加快了富硒酵母的处理过程，同时有效的保留了富硒酵母中的营养物质。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种富硒酵母的破壁控制系统，用于控制破壁装置，如图1所示，包括数据处理控制单元、数据输入单元、冻融控制单元、酶解控制单元、超声高压均质控制单元，数据处理控制单元分别与数据输入单元、冻融控制单元、酶解控制单元、超声高压均质控制单元通信连接。所述破壁装置包括依次连接的冻融设备、酶解设备以及超声高压均质设备，所述超声高压均质设备包括超声器和高压均质机，所述高压均质机的流场区域位于超声器的超声作用区域内。所述冻融控制单元与冻融设备通信连接，所述酶解控制单元与酶解设备通信连接，所述超声高压均质控制单元分别与超声器和高压均质机通信连接。
所述数据处理控制单元设置有质量控制模型：
酶解质量控制模型为：
Figure 496709DEST_PATH_IMAGE059
Figure 287947DEST_PATH_IMAGE002
Figure 209504DEST_PATH_IMAGE003
，
Figure 769799DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure 354495DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 508396DEST_PATH_IMAGE006
。
其中，
Figure 718797DEST_PATH_IMAGE060
表示酶解质量控制水平，
Figure 131935DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 402379DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 653363DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 401876DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 451610DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 627376DEST_PATH_IMAGE020
表示酶解质 量参数控制系数，
Figure 365656DEST_PATH_IMAGE021
表示酶作用温度，
Figure 652281DEST_PATH_IMAGE022
表示酶作用时间，
Figure 182619DEST_PATH_IMAGE023
表示酶浓度，
Figure 781484DEST_PATH_IMAGE024
表示酵母 浓度，
Figure 521907DEST_PATH_IMAGE048
表示酶作用温度区间，
Figure 362955DEST_PATH_IMAGE049
表示酶作用时间区间，
Figure 872434DEST_PATH_IMAGE050
表示酶浓度区间，
Figure 530949DEST_PATH_IMAGE051
表示酵母浓度区间。
冻融质量控制模型为：
Figure 742356DEST_PATH_IMAGE061
Figure 370783DEST_PATH_IMAGE002
Figure 751080DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 439551DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 141184DEST_PATH_IMAGE009
。
其中，
Figure 714247DEST_PATH_IMAGE062
表示冻融质量控制水平，
Figure 198318DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 74002DEST_PATH_IMAGE026
、
Figure 745154DEST_PATH_IMAGE027
、
Figure 230231DEST_PATH_IMAGE028
、
Figure 444175DEST_PATH_IMAGE029
表示冻融质量参数 控制系数，
Figure 474448DEST_PATH_IMAGE030
表示冷冻温度，
Figure 383629DEST_PATH_IMAGE031
表示水浴温度，
Figure 423129DEST_PATH_IMAGE032
表示水浴时间，
Figure 602831DEST_PATH_IMAGE052
表示冷冻温度区 间，
Figure 69585DEST_PATH_IMAGE053
表示水浴温度区间，
Figure 466062DEST_PATH_IMAGE054
表示水浴时间区间。
超声高压均质控制模型为：
Figure 309253DEST_PATH_IMAGE063
Figure 340532DEST_PATH_IMAGE002
Figure 853553DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 986594DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 853050DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 755147DEST_PATH_IMAGE013
。
其中，
Figure 538602DEST_PATH_IMAGE064
表示超声高压均质控制水平，
Figure 158939DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 829086DEST_PATH_IMAGE034
、
Figure 851269DEST_PATH_IMAGE035
、
Figure 345573DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure 922048DEST_PATH_IMAGE037
、
Figure 130306DEST_PATH_IMAGE038
、
Figure 6996DEST_PATH_IMAGE039
、
Figure 143972DEST_PATH_IMAGE040
、
Figure 738902DEST_PATH_IMAGE041
、
Figure 141064DEST_PATH_IMAGE042
、
Figure 888571DEST_PATH_IMAGE043
表示超声高压均质参数控制系数，
Figure 209831DEST_PATH_IMAGE044
表示超声功率，
Figure 275745DEST_PATH_IMAGE045
表示超声时 间，
Figure 340653DEST_PATH_IMAGE046
表示均质压力，
Figure 677088DEST_PATH_IMAGE047
表示均质时间，
Figure 310194DEST_PATH_IMAGE055
表示超声功率区间，
Figure 879716DEST_PATH_IMAGE056
表示超声时间区间，
Figure 469354DEST_PATH_IMAGE057
表示均质压力区间，
Figure 440721DEST_PATH_IMAGE058
表示均质时间区间。
综上所述，质量控制模型为：
Figure 854516DEST_PATH_IMAGE065
Figure 645754DEST_PATH_IMAGE066
Figure 36153DEST_PATH_IMAGE001
Figure 737393DEST_PATH_IMAGE002
Figure 571357DEST_PATH_IMAGE003
，
Figure 600624DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure 811025DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 478023DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 482888DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 733872DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 482385DEST_PATH_IMAGE009
，
Figure 266540DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 848831DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 836378DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 873735DEST_PATH_IMAGE013
；
其中，
Figure 263128DEST_PATH_IMAGE014
表示破壁质量控制水平，
Figure 873712DEST_PATH_IMAGE060
表示酶解质量控制水平，
Figure 614135DEST_PATH_IMAGE062
表示冻融质量 控制水平，
Figure 455183DEST_PATH_IMAGE064
表示超声高压均质控制水平，
Figure 699083DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 92018DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 569005DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 197432DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 577729DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 266199DEST_PATH_IMAGE020
表示酶解质 量参数控制系数，
Figure 967832DEST_PATH_IMAGE021
表示酶作用温度，
Figure 399951DEST_PATH_IMAGE022
表示酶作用时间，
Figure 493809DEST_PATH_IMAGE023
表示酶浓度，
Figure 369492DEST_PATH_IMAGE024
表示酵母 浓度，
Figure 40645DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 525722DEST_PATH_IMAGE026
、
Figure 864299DEST_PATH_IMAGE027
、
Figure 645304DEST_PATH_IMAGE028
、
Figure 69332DEST_PATH_IMAGE029
表示冻融质量参数控制系数，
Figure 984199DEST_PATH_IMAGE030
表示冷冻温度，
Figure 163901DEST_PATH_IMAGE031
表示 水浴温度，
Figure 630654DEST_PATH_IMAGE032
表示水浴时间，
Figure 292711DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 604743DEST_PATH_IMAGE034
、
Figure 167181DEST_PATH_IMAGE035
、
Figure 680202DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure 813243DEST_PATH_IMAGE037
、
Figure 945278DEST_PATH_IMAGE038
、
Figure 112954DEST_PATH_IMAGE039
、
Figure 908128DEST_PATH_IMAGE040
、
Figure 528465DEST_PATH_IMAGE041
、
Figure 588825DEST_PATH_IMAGE042
、
Figure 361740DEST_PATH_IMAGE043
表示超声高压均质参数控制系数，
Figure 75618DEST_PATH_IMAGE044
表示超声功率，
Figure 698098DEST_PATH_IMAGE045
表示超声时间，
Figure 421204DEST_PATH_IMAGE046
表示均质压 力，
Figure 173259DEST_PATH_IMAGE047
表示均质时间，
Figure 339929DEST_PATH_IMAGE048
表示酶作用温度区间，
Figure 669280DEST_PATH_IMAGE049
表示酶作用时间区间，
Figure 436554DEST_PATH_IMAGE050
表示酶浓 度区间，
Figure 167750DEST_PATH_IMAGE051
表示酵母浓度区间，
Figure 629955DEST_PATH_IMAGE052
表示冷冻温度区间，
Figure 462913DEST_PATH_IMAGE053
表示水浴温度区间，
Figure 996663DEST_PATH_IMAGE054
表示水浴时间区间，
Figure 893949DEST_PATH_IMAGE055
表示超声功率区间，
Figure 136843DEST_PATH_IMAGE056
表示超声时间区间，
Figure 706365DEST_PATH_IMAGE057
表示均质压力 区间，
Figure 561582DEST_PATH_IMAGE058
表示均质时间区间。
所述数据处理控制单元为可编程控制器PLC或者为可编程自动化控制器PAC。
所述数据输入单元用于输入酶作用温度区间
Figure 673894DEST_PATH_IMAGE048
、酶作用时间区间
Figure 71377DEST_PATH_IMAGE049
、酶浓度 区间
Figure 878928DEST_PATH_IMAGE050
、酵母浓度区间
Figure 20059DEST_PATH_IMAGE051
、冷冻温度区间
Figure 95200DEST_PATH_IMAGE052
、水浴温度区间
Figure 929164DEST_PATH_IMAGE053
、水浴时间区间
Figure 958431DEST_PATH_IMAGE054
、超声功率区间
Figure 44199DEST_PATH_IMAGE055
、超声时间区间
Figure 724579DEST_PATH_IMAGE056
、均质压力区间
Figure 247220DEST_PATH_IMAGE057
、均质时间区间
Figure 747472DEST_PATH_IMAGE058
，并 将输入的信息发送给数据处理控制单元。
所述数据处理控制单元根据数据输入单元输入的信息通过质量控制模型得到酶 作用温度
Figure 246717DEST_PATH_IMAGE021
、酶作用时间
Figure 922549DEST_PATH_IMAGE022
、酶浓度
Figure 98316DEST_PATH_IMAGE023
、酵母浓度
Figure 600710DEST_PATH_IMAGE024
、冷冻温度
Figure 152914DEST_PATH_IMAGE030
、水浴温度
Figure 293040DEST_PATH_IMAGE031
、水浴 时间
Figure 780653DEST_PATH_IMAGE032
、超声功率
Figure 255496DEST_PATH_IMAGE044
、超声时间
Figure 191485DEST_PATH_IMAGE045
、均质压力
Figure 576330DEST_PATH_IMAGE046
、均质时间
Figure 110210DEST_PATH_IMAGE047
。将得到的冷冻温度
Figure 72350DEST_PATH_IMAGE030
、水 浴温度
Figure 215624DEST_PATH_IMAGE031
、水浴时间
Figure 579610DEST_PATH_IMAGE032
、酵母浓度
Figure 18812DEST_PATH_IMAGE024
发送给冻融控制单元，将得到的酶作用温度
Figure 609194DEST_PATH_IMAGE021
、酶 作用时间
Figure 775733DEST_PATH_IMAGE022
、酶浓度
Figure 258141DEST_PATH_IMAGE023
发送给酶解控制单元，将得到的超声功率
Figure 117512DEST_PATH_IMAGE044
、超声时间
Figure 804977DEST_PATH_IMAGE045
、均质压 力
Figure 306365DEST_PATH_IMAGE046
、均质时间
Figure 894210DEST_PATH_IMAGE047
发送给超声高压均质控制单元。
所述冻融控制单元接收数据处理控制单元发送的冷冻温度
Figure 924483DEST_PATH_IMAGE030
、水浴温度
Figure 833664DEST_PATH_IMAGE031
、水 浴时间
Figure 482951DEST_PATH_IMAGE032
、酵母浓度
Figure 676035DEST_PATH_IMAGE024
，根据酵母浓度
Figure 394986DEST_PATH_IMAGE024
调节冻融设备内的富硒酵母溶液浓度，将冻融 设备的冷冻温度、水浴温度以及水浴时间分别调节至冷冻温度
Figure 306310DEST_PATH_IMAGE030
、水浴温度
Figure 369075DEST_PATH_IMAGE031
、水浴时 间
Figure 416666DEST_PATH_IMAGE032
，进而控制冻融设备对富硒酵母进行冻融，冻融后的富硒酵母输送给酶解设备。
所述酶解控制单元根据酶作用温度
Figure 303588DEST_PATH_IMAGE021
、酶作用时间
Figure 436629DEST_PATH_IMAGE022
、酶浓度
Figure 693298DEST_PATH_IMAGE023
调节酶解设备， 进而控制酶解设备对富硒酵母进行酶解，酶解后的富硒酵母输送给超声高压均质设备。
所述超声高压均质控制单元根据超声功率
Figure 611707DEST_PATH_IMAGE044
、超声时间
Figure 154683DEST_PATH_IMAGE045
控制超声器产生超声 波，所述超声高压均质控制单元根据均质压力
Figure 27218DEST_PATH_IMAGE046
、均质时间
Figure 212212DEST_PATH_IMAGE047
控制高压均质机使得富硒 酵母流动，产生流场，超声器产生的超声波作用在流场区域内，使得富硒酵母在流场和超声 作用下破碎。
一种富硒酵母的破壁控制方法，包括以下步骤：
步骤1，将酶作用温度区间
Figure 109760DEST_PATH_IMAGE048
、酶作用时间区间
Figure 839950DEST_PATH_IMAGE049
、酶浓度区间
Figure 947583DEST_PATH_IMAGE050
、酵母浓 度区间
Figure 919956DEST_PATH_IMAGE051
、冷冻温度区间
Figure 531066DEST_PATH_IMAGE052
、水浴温度区间
Figure 697737DEST_PATH_IMAGE053
、水浴时间区间
Figure 27087DEST_PATH_IMAGE054
、超声功率区间
Figure 163670DEST_PATH_IMAGE055
、超声时间区间
Figure 147063DEST_PATH_IMAGE056
、均质压力区间
Figure 468323DEST_PATH_IMAGE057
、均质时间区间
Figure 301281DEST_PATH_IMAGE058
通过数据输入单元输入。 所述数据处理控制单元根据数据输入单元输入的信息通过质量控制模型得到酶作用温度
Figure 366189DEST_PATH_IMAGE021
、酶作用时间
Figure 201158DEST_PATH_IMAGE022
、酶浓度
Figure 693320DEST_PATH_IMAGE023
、酵母浓度
Figure 138207DEST_PATH_IMAGE024
、冷冻温度
Figure 491960DEST_PATH_IMAGE030
、水浴温度
Figure 197747DEST_PATH_IMAGE031
、水浴时间
Figure 101288DEST_PATH_IMAGE032
、 超声功率
Figure 626948DEST_PATH_IMAGE044
、超声时间
Figure 49970DEST_PATH_IMAGE045
、均质压力
Figure 875843DEST_PATH_IMAGE046
、均质时间
Figure 585173DEST_PATH_IMAGE047
。
步骤2，将待处理的富硒酵母溶液通入到冻融设备中。所述冻融控制单元根据酵母 浓度
Figure 112976DEST_PATH_IMAGE024
调节冻融设备内的富硒酵母溶液浓度，富硒酵母溶液先进入到冻融设备的冷冻室 内，此时冻融控制单元将冷冻室内的温度调节至冷冻温度
Figure 667585DEST_PATH_IMAGE030
，等富硒酵母溶液冷冻完后， 将冷冻后的富硒酵母转移至冻融设备的水浴室内，此时冻融控制单元调节水浴室内的温度 至水浴温度
Figure 223331DEST_PATH_IMAGE031
，水浴时间
Figure 962617DEST_PATH_IMAGE032
后，完成富硒酵母的冻融，将冻融后的富硒酵母溶液通入到酶 解设备中。
步骤3，富硒酵母溶液进入到酶解设备的酶解池中后，酶解控制单元先根据需要的 酶浓度
Figure 246224DEST_PATH_IMAGE023
将溶解酶注入到酶解设备的酶解池中，然后根据酶作用温度
Figure 994737DEST_PATH_IMAGE021
、酶作用时间
Figure 280356DEST_PATH_IMAGE022
控制酶解过程，完成酶解操作后的富硒酵母溶液通入到超声高压均质设备的高压均质机 内。
步骤4，富硒酵母溶液进入到高压均质机内后，所述超声高压均质控制单元根据均 质压力
Figure 456123DEST_PATH_IMAGE046
启动高压均质机，根据超声功率
Figure 692938DEST_PATH_IMAGE044
启动超声器，在超声器和高压均质机共同作 用下对富硒酵母进行破碎。所述超声高压均质控制单元控制超声器工作时长为超声时间
Figure 120508DEST_PATH_IMAGE045
后，关闭超声器，所述超声高压均质控制单元控制高压均质机工作时长为均质时间
Figure 509901DEST_PATH_IMAGE047
后， 关闭高压均质机，完成对富硒酵母的破壁，破壁后的富硒酵母溶液通过高压均质机输出。超 声时间
Figure 872881DEST_PATH_IMAGE045
小于均质时间
Figure 82145DEST_PATH_IMAGE047
。
本发明通过数据处理控制单元分别得到冻融设备、酶解设备以及超声高压均质设备最优控制参数，根据最优控制参数对冻融设备、酶解设备以及超声高压均质设备进行控制，富硒酵母溶液先经过冻融设备进行冻融处理，一方面通过冻融设备对部分富硒酵母细胞进行破壁，另一方面通过冻融设备的冻融处理，降低富硒酵母细胞的细胞壁的韧性。冻融处理后的富硒酵母溶液通入到酶解设备中，通过酶解作用，一方面将富硒酵母细胞的细胞壁酶解破壁，另一方面，未破壁的酵母细胞，由于酶解的作用，其细胞壁中的蛋白质遭受到酶的水解破坏，使得细胞壁更为脆弱。经过酶解后的酵母细胞溶液进入到超声高压均质设备中，在超声器的超声波和高压均质机的流场作用下，受过冻融处理和水解处理的酵母细胞的细胞壁更容易受到破坏，因而使得超声器需要的功率低于超声器作为独立使用破壁的功率，有效的保留了富硒酵母中的营养物质，通过冻融设备、酶解设备以及超声高压均质设备的有机联合处理，通过他们之间的协同作用，使得富硒酵母的细胞壁更容易受到破坏，加快了富硒酵母的处理过程，有效的保留了富硒酵母中的营养物质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种富硒酵母的破壁控制系统，用于控制破壁装置，其特征在于：包括数据处理控制单元、数据输入单元、冻融控制单元、酶解控制单元、超声高压均质控制单元，数据处理控制单元分别与数据输入单元、冻融控制单元、酶解控制单元、超声高压均质控制单元通信连接；所述破壁装置包括依次连接的冻融设备、酶解设备以及超声高压均质设备，所述超声高压均质设备包括超声器和高压均质机，所述高压均质机的流场区域位于超声器的超声作用区域内；所述冻融控制单元与冻融设备通信连接，所述酶解控制单元与酶解设备通信连接，所述超声高压均质控制单元分别与超声器和高压均质机通信连接；
所述数据处理控制单元设置有质量控制模型：
Figure 424402DEST_PATH_IMAGE001
Figure 497269DEST_PATH_IMAGE002
Figure 416683DEST_PATH_IMAGE003
，
Figure 642128DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure 372318DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 417634DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 392937DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 472888DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 357668DEST_PATH_IMAGE009
，
Figure 437750DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 698967DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 679431DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 735111DEST_PATH_IMAGE013
；
其中，
Figure 568069DEST_PATH_IMAGE014
表示破壁质量控制水平，
Figure 101819DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 763937DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 193781DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 497724DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 117055DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 760526DEST_PATH_IMAGE020
表示酶解质量参数 控制系数，
Figure 672856DEST_PATH_IMAGE021
表示酶作用温度，
Figure 464094DEST_PATH_IMAGE022
表示酶作用时间，
Figure 74067DEST_PATH_IMAGE023
表示酶浓度，
Figure 385094DEST_PATH_IMAGE024
表示酵母浓度，
Figure 219058DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 687473DEST_PATH_IMAGE026
、
Figure 897874DEST_PATH_IMAGE027
、
Figure 515938DEST_PATH_IMAGE028
、
Figure 537114DEST_PATH_IMAGE029
表示冻融质量参数控制系数，
Figure 37366DEST_PATH_IMAGE030
表示冷冻温度，
Figure 35146DEST_PATH_IMAGE031
表示水浴 温度，
Figure 773295DEST_PATH_IMAGE032
表示水浴时间，
Figure 699794DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 890604DEST_PATH_IMAGE034
、
Figure 442808DEST_PATH_IMAGE035
、
Figure 287661DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure 634328DEST_PATH_IMAGE037
、
Figure 859905DEST_PATH_IMAGE038
、
Figure 153483DEST_PATH_IMAGE039
、
Figure 662961DEST_PATH_IMAGE040
、
Figure 633060DEST_PATH_IMAGE041
、
Figure 329621DEST_PATH_IMAGE042
、
Figure 974360DEST_PATH_IMAGE043
表 示超声高压均质参数控制系数，
Figure 541608DEST_PATH_IMAGE044
表示超声功率，
Figure 495657DEST_PATH_IMAGE045
表示超声时间，
Figure 134973DEST_PATH_IMAGE046
表示均质压力，
Figure 832671DEST_PATH_IMAGE047
表示均质时间，
Figure 254425DEST_PATH_IMAGE048
表示酶作用温度区间，
Figure 864529DEST_PATH_IMAGE049
表示酶作用时间区间，
Figure 801261DEST_PATH_IMAGE050
表示酶浓度区 间，
Figure 224021DEST_PATH_IMAGE051
表示酵母浓度区间，
Figure 562598DEST_PATH_IMAGE052
表示冷冻温度区间，
Figure 61713DEST_PATH_IMAGE053
表示水浴温度区间，
Figure 174156DEST_PATH_IMAGE054
表示 水浴时间区间，
Figure 213657DEST_PATH_IMAGE055
表示超声功率区间，
Figure 344424DEST_PATH_IMAGE056
表示超声时间区间，
Figure 786076DEST_PATH_IMAGE057
表示均质压力区间，
Figure 697401DEST_PATH_IMAGE058
表示均质时间区间。
2.根据权利要求1所述富硒酵母的破壁控制系统，其特征在于：所述数据输入单元用于 输入酶作用温度区间
Figure 229007DEST_PATH_IMAGE048
、酶作用时间区间
Figure 11018DEST_PATH_IMAGE049
、酶浓度区间
Figure 897941DEST_PATH_IMAGE050
、酵母浓度区间
Figure 765403DEST_PATH_IMAGE051
、 冷冻温度区间
Figure 897438DEST_PATH_IMAGE052
、水浴温度区间
Figure 2797DEST_PATH_IMAGE053
、水浴时间区间
Figure 811353DEST_PATH_IMAGE054
、超声功率区间
Figure 683888DEST_PATH_IMAGE055
、超声时 间区间
Figure 806564DEST_PATH_IMAGE056
、均质压力区间
Figure 766430DEST_PATH_IMAGE057
、均质时间区间
Figure 496620DEST_PATH_IMAGE058
，并将输入的信息发送给数据处理控 制单元。
3.根据权利要求2所述富硒酵母的破壁控制系统，其特征在于：所述数据处理控制单元 根据数据输入单元输入的信息通过质量控制模型得到酶作用温度
Figure 604253DEST_PATH_IMAGE021
、酶作用时间
Figure 514309DEST_PATH_IMAGE022
、酶浓 度
Figure 656578DEST_PATH_IMAGE023
、酵母浓度
Figure 292089DEST_PATH_IMAGE024
、冷冻温度
Figure 824702DEST_PATH_IMAGE030
、水浴温度
Figure 351498DEST_PATH_IMAGE031
、水浴时间
Figure 334891DEST_PATH_IMAGE032
、超声功率
Figure 593834DEST_PATH_IMAGE044
、超声时间
Figure 426792DEST_PATH_IMAGE045
、均质压力
Figure 429383DEST_PATH_IMAGE046
、均质时间
Figure 280664DEST_PATH_IMAGE047
；将得到的冷冻温度
Figure 225356DEST_PATH_IMAGE030
、水浴温度
Figure 529298DEST_PATH_IMAGE031
、水浴时间
Figure 883050DEST_PATH_IMAGE032
、酵母浓度
Figure 792100DEST_PATH_IMAGE024
发送给冻融控制单元，将得到的酶作用温度
Figure 455163DEST_PATH_IMAGE021
、酶作用时间
Figure 701861DEST_PATH_IMAGE022
、酶浓度
Figure 108571DEST_PATH_IMAGE023
发送给酶解 控制单元，将得到的超声功率
Figure 872128DEST_PATH_IMAGE044
、超声时间
Figure 722403DEST_PATH_IMAGE045
、均质压力
Figure 735359DEST_PATH_IMAGE046
、均质时间
Figure 132711DEST_PATH_IMAGE047
发送给超声高压 均质控制单元。
4.根据权利要求3所述富硒酵母的破壁控制系统，其特征在于：所述冻融控制单元接收 数据处理控制单元发送的冷冻温度
Figure 813091DEST_PATH_IMAGE030
、水浴温度
Figure 21218DEST_PATH_IMAGE031
、水浴时间
Figure 537782DEST_PATH_IMAGE032
、酵母浓度
Figure 223978DEST_PATH_IMAGE024
，根据酵 母浓度
Figure 22780DEST_PATH_IMAGE024
调节冻融设备内的富硒酵母溶液浓度，将冻融设备的冷冻温度、水浴温度以及 水浴时间分别调节至冷冻温度
Figure 464126DEST_PATH_IMAGE030
、水浴温度
Figure 202406DEST_PATH_IMAGE031
、水浴时间
Figure 692293DEST_PATH_IMAGE032
，进而控制冻融设备对富硒 酵母进行冻融，冻融后的富硒酵母输送给酶解设备。
5.根据权利要求4所述富硒酵母的破壁控制系统，其特征在于：所述酶解控制单元根据 酶作用温度
Figure 81686DEST_PATH_IMAGE021
、酶作用时间
Figure 880884DEST_PATH_IMAGE022
、酶浓度
Figure 621307DEST_PATH_IMAGE023
调节酶解设备，进而控制酶解设备对富硒酵母进 行酶解，酶解后的富硒酵母输送给超声高压均质设备。
6.根据权利要求5所述富硒酵母的破壁控制系统，其特征在于：所述超声高压均质控制 单元根据超声功率
Figure 462355DEST_PATH_IMAGE044
、超声时间
Figure 909517DEST_PATH_IMAGE045
控制超声器产生超声波，所述超声高压均质控制单元根 据均质压力
Figure 161507DEST_PATH_IMAGE046
、均质时间
Figure 641423DEST_PATH_IMAGE047
控制高压均质机工作，完成富硒酵母的破壁。
7.根据权利要求6所述富硒酵母的破壁控制系统，其特征在于：所述数据处理控制单元为可编程控制器PLC或者为可编程自动化控制器PAC。
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