CN116009609A - 一种单宁提取过程中的环境控制方法及系统 - Google Patents

一种单宁提取过程中的环境控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于智能制造技术领域，提出了一种单宁提取过程中的环境控制方法及系统，具体为：在进行粗提取的器皿中均匀地布置酸碱计，实时地从酸碱计读取酸碱度获得pH测量值，再根据pH测量值计算酶失活水平，然后结合各个酸碱计所获得的酶失活水平构建环境控制模型，并且获取控制参数，最后根据控制参数控制粗提取进程，该控制方法的优越性在于其基于复合酶在粗提取过程中失活的现象，降低缩合单宁发生降解或结构破坏带来的单宁损失，稳定了单宁得率，实现自适应地调节粗提取过程的时间，动态选择最优的单宁得率的时机，进而提高对单宁提取的效果和效率。

Description

一种单宁提取过程中的环境控制方法及系统
技术领域
本发明属于数据采集、智能化生产技术领域，具体涉及一种单宁提取过程中的环境控制方法及系统。
背景技术
在从植物细胞中提取拥有大分子量的缩合单宁的相关技术中，惯用的技术往往是利用有机溶剂萃取法，该方法拥有操作简单和可控性强的优点，然而机溶剂的使用可能会对环境造成污染，不适用于产业化转变，另外在有机溶剂提取单宁的过程中，可能会残留有机溶剂，这些残留物可能会对生命健康产生负面影响，大大限制了单宁产物的应用范围。因此，现有通过复合酶组合提取法从植物中提取单宁的技术方法，在特定的酸碱度、温度以及料液比环境下，从植物样品中提取出粗提物，加入乙醇溶液溶解，过滤除杂，交联葡聚糖凝胶柱过柱，洗脱得到缩合单宁。
然而，在植物样品中提取出粗提物的过程中，复合酶的活性与酸碱度的变化有因果关系，同时由于环境条件（如温度或pH值）的变化，或者是由于酶分子的磨损和老化，出现酶分子失活的现象，从而导致酶的催化能力降低。同时，随着提取时间延长，在酸碱度变化的因素下，缩合单宁容易发生降解或结构破坏，使得提取的缩合单宁持续性地减少，因此，提取时间的确定如果无法自适应地调节，容易错失最优的单宁得率的时机。
发明内容
本发明的目的在于提出一种单宁提取过程中的环境控制方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种单宁提取过程中的环境控制方法，所述方法包括以下步骤：
S1，在进行粗提取的器皿中均匀地布置酸碱计；
S2，实时地从酸碱计读取酸碱度获得pH测量值；
S3，根据pH测量值计算酶失活水平；
S4，结合各个酸碱计所获得的酶失活水平构建环境控制模型，获取控制参数；
S5，根据控制参数控制粗提取进程。
进一步地，在步骤S1中，所述在进行粗提取的器皿中均匀地布置酸碱计的方法是：所述器皿用于利用复合酶对植物样品进行粗提取的过程；在器皿的俯视角面上均匀地布置酸碱计，使得各个酸碱计之间的距离相等； 所述植物样品为含有缩合单宁的植物经过粉碎处理后获得的尺寸大小均匀的样品。
所述粗提取的方法可参照专利申请号为202110079777.1的一种植物缩合单宁的提取和纯化方法中加入提取液进行粗提取的步骤；
所述复合酶可以包括纤维素酶、多酚氧化酶、漆酶、纤维素酶以及果胶中的多种。
进一步地，在步骤S2中，所述在进行粗提取的器皿中均匀地布置酸碱计的方法是：所述酸碱计采用精度范围在0.001～0.01之间；所述酸碱计能够在器皿中实时地进行测量，以所述测量值作为pH测量值。
进一步地，在步骤S3中，根据pH测量值计算酶失活水平的方法是：
获取当前时刻的pH测量值与上一个时刻获得的pH测量值的差值作为单元差；获取一分钟内各个时刻的单元差构成序列记作单元差序列un_ls；
将单元差序列中小于0的元素的数量记作单元差负元量ost_ng_ds，将单元差序列中大于0的元素的数量记作单元差正元量ost_po_ds，计算单元差波动水平rt_ud：rt_ud＝ln(ost_ng_ds/ost_po_ds)；其中ln()为底数为自然常数e的对数函数；
将单元差序列中各个元素中的最大值与最小值的平均值记作st_p1；单元差序列中各元素的平均值记作e_un_ls；进一步计算酶失活水平FE_inac:
FE_inac＝exp(e_un_ls/st_pl)×e_un_ls×rt_ud；
其中exp()为自然常数e为底数的指数函数。
在上述计算酶失活水平时，时常会由于一段时间内酸碱度变化程度不大，使得测量获得的数值相对集中，会导致出现复合酶失活水平特征提取不足的问题，然而现有技术无法解决，为了更好地适应不同的复合酶组合环境并且解决该问题，消除复合酶失活水平特征提取不足的现象，本发明提出了一个更优选的方案如下：
优选地，在步骤S3中，根据pH测量值计算酶失活水平的方法还可以是：
将当前时刻下酸碱计测量获得的pH测量值记作pH_val；获取当前时刻的前一分钟内各个时刻获得的pH测量值中的平均值以及最大值，分别记作e_pH_mins和e_pH_max，则可获得当前时刻的分钟距离度mDis，mDis＝|(pH_val－e_pH_mins)÷e_pH_max|；
将当前时刻的前一分钟内各个时刻的分钟距离度mDis构成一个序列作为第一距离序列FDLs，以FDLs[i1]代表第一距离序列中的第i1个元素，其中i1为序列中元素的序号；将第一距离序列中各个元素的算数平均值记作e_mDis_mins，如果FDLs[i1]≥e_mDis_mins，则定义该元素为高态元素，否则为非高态元素；
计算得到的分钟距离度体现了对应时刻下pH数值之间变化跳跃性的程度，通过分钟距离度mDis在后续的步骤中划分的高态元素和准高态元素能够准确的计算出的酶失活水平，能够缩小测量所得各个时刻下pH数值之间变化跳跃性过大的引起的酶活数据变化灵敏度过高的问题。
将FDLs各个元素中数值与e_mDis_mins的差值的绝对值最小值的元素作为准高态元素， 将准高态元素对应时刻获得的pH测量值记作st_ovpH_mins；若存在多个接近e_mDis_mins的元素则以最接近当前时刻的元素作为准高态元素；
将各个高态元素对应的pH测量值构建一个序列作为第二距离序列SDLs，将第二距离序列SDLs中各元素的平均值记作e_ovpH_mins，将第二距离序列各个元素中数值比st_ovpH_mins大的元素数量与比st_ovpH_mins小的元素数量之比记作ov_rate，计算当前时刻的酶失活水平FE_inac，
；
其中i2为累加变量，exp()为自然常数e为底的指数函数，n_ovpH为第二距离序列中元素的数量，将第二距离序列中第i2个元素记作SDLs[i2]，compst(SDLs[i2])为SDLs中第i2个元素的最大距离度残差，所述最大距离度残差的计算方法是：以SDLs中第i2个元素对应时刻与第i2－1个元素对应时刻之间的时间段为高态参考时段，如果第i2－1个元素不存在，则以第i2个元素对应时刻前的所有时刻作为高态参考时段，compst(SDLs[i2])的值等于高态参考时段内获得的各个pH测量值的最大值与最小值之比。
（有益效果：可知道酶失活水平的数值是根据一分钟内酸碱度的变化计算得到的，所以能够准确的定位酸碱度在粗提取过程中的复合酶失活速度的变化趋势，因此能够有效地量化随着时间推移，复合酶失活的程度或者水平，对进一步整体解析复合酶失活的检视作好基础）。
进一步地，在步骤S4中，结合各个酸碱计所获得的酶失活水平构建环境控制模型，获取控制参数的方法是：
以同一个酸碱计在当前时刻与其前一个时刻的酶失活水平的差值作为酸碱计在当前时刻的单元失活度， 以一个酸碱计在历史上各个时刻获得的单元失活度作为一行，以同一时刻下各个酸碱计的单元失活度作为一列，构建一个矩阵作为环境控制模型CMX；
如果一个酸碱计在环境控制模型CMX中当前时刻的数值为历史上各个时刻中的最大值，则定义该酸碱计在该时刻发生领先衰落事件；当所有酸碱计在当前时刻均发生领先衰落事件，则定义第二控制参数的数值为TRUE；否则定义为第二控制参数的数值为FALSE；
将在模型CMX中当前时刻下各个酸碱计的单元失活度的标准差的值记作eud；如果当前时刻之下eud的数值大于前一分钟内任何一个时刻下eud的数值，则定义第四控制参数的数值为TRUE；否则定义为第四控制参数的数值为FALSE；
如果第二控制参数的数值以及第四控制参数的数值均为TRUE，则控制参数的值为1；
如果第二控制参数的数值为TRUE而且第四控制参数的数值为FALSE，则控制参数的值为2。
由于在环境控制模型CMX数值之间起伏差异明显的现象，会导致出现运算控制参数的进程中存在过数据拟合的问题，导致预测的停止时间过早而现有技术并无法解决该问题。为了使预测复合酶失活引起的最优停止粗提取的时间点更加精确，消除过早判断酶失活现象，所以本发明提出了一个更优选的方案如下：
优选地，在步骤S4中，结合各个酸碱计所获得的酶失活水平构建环境控制模型，获取控制参数的方法是:以同一个酸碱计在当前时刻与其前一个时刻的酶失活水平的差值作为酸碱计在当前时刻的单元失活度， 以一个酸碱计在历史上各个时刻获得的单元失活度作为一行，以同一时刻下各个酸碱计的单元失活度作为一列，构建一个矩阵作为环境控制模型CMX；
以i3作为酸碱计的序号，i4作为时刻序号，当i4的数值为1时代表当前时刻；以CMX[i3，i4]代表环境控制模型中的第i3行第i4列的元素；
获取环境控制模型CMX中第i3个酸碱计的拉扯长度lat_leni3：以i3’作为环境控制模型CMX中除了第i3行外各行的序号，从第i3’行元素的当前时刻往前搜索，当首次出现数值比CMX[i3，i4]小的时刻序号，即为第i3’行元素对第i3个酸碱计的子拉扯长度slat_leni3’；则第i3个酸碱计的拉扯长度为： lat_leni3＝max{slat_leni3’}；其中max{}为取最大值函数；
将各个酸碱计的拉扯长度的中位数记作mid_lat_len；当所有酸碱计在当前时刻获得的拉扯长度都小于等于前一个时刻获得的拉扯长度，则定义为第一控制参数的数值为TRUE；否则定义为第一控制参数的数值为FALSE；
如果一个酸碱计在环境控制模型CMX中当前时刻的数值为历史上各个时刻中的最大值，则定义该酸碱计在该时刻发生领先衰落事件；当所有酸碱计在当前时刻均发生领先衰落事件，则定义第二控制参数的数值为TRUE；否则定义为第二控制参数的数值为FALSE；
将各个酸碱计的拉扯长度的算术平均值记作st_lat_len，以拉扯长度最接近st_lat_len的酸碱计记作基准酸碱计；设基准酸碱计在环境控制模型中对应的序号为i3”，则第i3行的衰落偏离距离dec_dsi3为：dec_dsi3＝CMX[i3，1]－CMX[i3”，1]；获取各个酸碱计当前的衰落偏离距离的标准差作为活性衰落偏离度dec_va；如果当前时刻的活性衰落偏离度比前mid_lat_len个时刻的活性衰落偏离度数值都大，则定义第三控制参数的数值为TRUE；否则定义为第三控制参数的数值为FALSE；
如果第一控制参数的数值、第二控制参数的数值以及第三控制参数的数值均为TRUE，则控制参数的值为1；
如果第一控制参数的数值、第二控制参数的数值均为TRUE而且第三控制参数的数值为FALSE，则控制参数的值为2。
（有益效果：由于控制参数是根据单元失活度计算得到，所以能够准确地量化单位时间内失活的复合酶水平，因此能够提高对粗提取步骤中最优停止时间的选择，进而提高对单宁提取的效果和效率）。
进一步地，在步骤S5中，根据控制参数控制粗提取进程的方法是：
当控制参数的值为1时，则立即停止粗提取过程并且进行过滤除杂，同时对管理员发出粗提取过程结束的警报信息；当控制参数的值为2时，则向管理员发出粗提取过程可以随时停止的警报信息，粗提取过程进入尾声。
优选地，其中，本发明中所有未定义的变量，若未有明确定义，均可为人工设置的阈值。
本发明还提供了一种单宁提取过程中的环境控制系统，所述一种单宁提取过程中的环境控制系统包括：处理器、存储器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述一种单宁提取过程中的环境控制方法中的步骤，所述一种单宁提取过程中的环境控制系统可以运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑及云端数据中心等计算设备中，可运行的系统可包括，但不仅限于，处理器、存储器、服务器集群，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：
仪器布置单元，用于在进行粗提取的器皿中均匀地布置酸碱计；
数据采集单元，用于实时地从酸碱计读取酸碱度获得pH测量值；
失活运算单元，用于根据pH测量值计算酶失活水平；
控制模型构建单元，用于结合各个酸碱计所获得的酶失活水平构建环境控制模型，获取控制参数；
参值控制单元，用于根据控制参数控制粗提取进程。
本发明的有益效果为：本发明提供一种单宁提取过程中的环境控制方法及系统，基于复合酶在粗提取过程中失活的现象，降低缩合单宁发生降解或结构破坏带来的单宁损失，提高并且稳定单宁得率，使产物聚合度更优，实现自适应地调节粗提取过程的时间，动态选择最优的单宁得率的时机，进而提高对单宁提取的效果和效率。
附图说明
通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本发明的上述以及其他特征将更加明显，本发明附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，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他的附图，在附图中：
图1所示为一种单宁提取过程中的环境控制方法的流程图；
图2所示为一种单宁提取过程中的环境控制系统结构图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
如图1所示为一种单宁提取过程中的环境控制方法的流程图，下面结合图1来阐述根据本发明的实施方式的一种单宁提取过程中的环境控制方法，所述方法包括以下步骤：
对比例1：
采用专利申请号为202110079777.1的一种植物缩合单宁的提取和纯化方法，步骤如下：
(1)将植物样品冻干，粉碎至全部通过1.0 mm标准筛。
(2)加入提取液进行提粗取，提取液含量为：漆酶8 U/mL、纤维素酶140 U/mL、果胶酶15 U/mL，提取时间为40 min，其中，提取温度45℃，提取液pH为5.0，料液比为1:20 g/mL。将提取液进行真空抽滤，冻干，得到粗提物。
(3)将粗提物溶于80％甲醇溶液中，过滤除杂，将滤液加入到交联葡聚糖柱中，充分搅拌，静置30 min，真空抽滤。反复重复多次，直至真空抽滤所得溶液变为无色为止。弃去滤液。
(4)用50％丙酮溶液(含0.1％抗坏血酸)反复冲洗交联葡聚糖柱，直至洗脱液变为无色为止。
(5)将洗脱液蒸发浓缩(40℃，30 min)，冻干，即得到高纯度植物缩合单宁。
步骤(1)中植物样品为酿酒葡萄渣。
实施例1
在对比例1的方法制备单宁的基础上，采用对比例1中的方法制备单宁，实施例1与对比例1的区别在于，提取时间不为固定值而是动态调节或者动态调停，具体调节方法是：
S1，在进行粗提取的器皿中均匀地布置酸碱计；
S2，实时地从酸碱计读取酸碱度获得pH测量值；
S3，根据pH测量值计算酶失活水平；
S4，结合各个酸碱计所获得的酶失活水平构建环境控制模型，获取控制参数；
S5，根据控制参数控制粗提取进程。
进一步地，在步骤S1中，所述在进行粗提取的器皿中均匀地布置酸碱计的方法是：所述植物样品为含有缩合单宁的植物经过粉碎处理后获得的尺寸大小均匀的样品；所述器皿用于利用复合酶对植物样品进行粗提取的过程；在器皿的俯视角面上均匀地布置酸碱计，使得各个酸碱计之间的距离相等。
进一步地，在步骤S2中，所述在进行粗提取的器皿中均匀地布置酸碱计的方法是：所述酸碱计采用精度为0.01；所述酸碱计能够在器皿中实时地进行测量，以所述测量值作为pH测量值。
进一步地，在步骤S3中，根据pH测量值计算酶失活水平的方法是：
获取当前时刻的pH测量值与上一个时刻获得的pH测量值的差值作为单元差；获取一分钟内各个时刻的单元差构成序列记作单元差序列un_ls；
将单元差序列中小于0的元素的数量记作单元差负元量ost_ng_ds，将单元差序列中大于0的元素的数量记作单元差正元量ost_po_ds，计算单元差波动水平rt_ud，rt_ud＝ln(ost_ng_ds/ost_po_ds)；
将单元差序列中各个元素中的最大值与最小值的平均值记作st_p1；单元差序列中各元素的平均值记作e_un_ls；进一步计算酶失活水平FE_inac:
FE_inac＝exp(e_un_ls/st_pl)×e_un_ls×rt_ud。
进一步地，在步骤S4中，结合各个酸碱计所获得的酶失活水平构建环境控制模型，获取控制参数的方法是：
以同一个酸碱计在当前时刻与其前一个时刻的酶失活水平的差值作为酸碱计在当前时刻的单元失活度，以一个酸碱计在历史上各个时刻获得的单元失活度作为一行，以同一时刻下各个酸碱计的单元失活度作为一列，构建一个矩阵作为环境控制模型CMX；
如果一个酸碱计在环境控制模型CMX中当前时刻的数值为历史上各个时刻中的最大值，则定义该酸碱计在该时刻发生领先衰落事件；当所有酸碱计在当前时刻均发生领先衰落事件，则定义第二控制参数的数值为TRUE；否则定义为第二控制参数的数值为FALSE；
将在模型CMX中当前时刻下各个酸碱计的单元失活度的标准差的值记作eud；如果当前时刻之下eud的数值大于前一分钟内任何一个时刻下eud的数值，则定义第四控制参数的数值为TRUE；否则定义为第四控制参数的数值为FALSE；
如果第二控制参数的数值以及第四控制参数的数值均为TRUE，则控制参数的值为1；
如果第二控制参数的数值为TRUE而且第四控制参数的数值为FALSE，则控制参数的值为2。
进一步地，在步骤S5中，根据控制参数控制粗提取进程的方法是：当控制参数的值为1时，则立即停止粗提取过程并且进行过滤除杂，同时对管理员发出粗提取过程结束的警报信息；当控制参数的值为2时，则向管理员发出粗提取过程可以随时停止的警报信息，粗提取过程进入尾声。
实施例2
在实施例1的方法制备单宁的基础上，采用实施例1中的方法制备单宁，其中，实施例2与实施例1的区别在于，根据pH测量值计算酶失活水平的方法是：
将当前时刻下酸碱计测量获得的pH测量值记作pH_val；获取当前时刻的前一分钟内各个时刻获得的pH测量值中的平均值以及最大值，分别记作e_pH_mins和e_pH_max，则可获得当前时刻的分钟距离度mDis，mDis＝|(pH_val－e_pH_mins)÷e_pH_max|；
将当前时刻的前一分钟内各个时刻的分钟距离度mDis构成一个序列作为第一距离序列FDLs，以FDLs[i1]代表第一距离序列中的第i1个元素，其中i1为序列中元素的序号；将第一距离序列中各个元素的算数平均值记作e_mDis_mins，如果FDLs[i1]≥e_mDis_mins，则定义该元素为高态元素，否则为非高态元素；
将FDLs各个元素中数值与e_mDis_mins的差值的绝对值拥有最小值的元素作为准高态元素， 将准高态元素对应时刻获得的pH测量值记作st_ovpH_mins；若存在多个接近e_mDis_mins的元素则以最接近当前时刻的元素作为准高态元素；
将各个高态元素对应的pH测量值构建一个序列作为第二距离序列SDLs，将第二距离序列SDLs中各元素的平均值记作e_ovpH_mins，将第二距离序列各个元素中数值比st_ovpH_mins大的元素数量与比st_ovpH_mins小的元素数量之比记作ov_rate，计算当前时刻的酶失活水平FE_inac，
；
其中i2为累加变量，exp()为自然常数e为底的指数函数，n_ovpH为第二距离序列中元素的数量，将第二距离序列中第i2个元素记作SDLs[i2]，compst(SDLs[i2])为SDLs中第i2个元素的最大距离度残差，所述最大距离度残差的计算方法是：以SDLs中第i2个元素对应时刻与第i2－1个元素对应时刻之间的时间段为高态参考时段，如果第i2－1个元素不存在，则以第i2个元素对应时刻前的所有时刻作为高态参考时段，compst(SDLs[i2])的值等于高态参考时段内获得的各个pH测量值的最大值与最小值之比。
由于被优化后的酶失活水平的计算更精准，通过该酶失活水平在后续的酶解控制，大大提升了酶解效率和酶解效应，对大分子分解水平得到提升后，从而提高获得物中聚合度的优化。
实施例2与实施例1的区别还在于，步骤S4中，结合各个酸碱计所获得的酶失活水平构建环境控制模型，获取控制参数的方法是:以同一个酸碱计在当前时刻与其前一个时刻的酶失活水平的差值作为酸碱计在当前时刻的单元失活度， 以一个酸碱计在历史上各个时刻获得的单元失活度作为一行，以同一时刻下各个酸碱计的单元失活度作为一列，构建一个矩阵作为环境控制模型CMX；
以i3作为酸碱计的序号，i4作为时刻序号，当i4的数值为1时代表当前时刻；以CMX[i3，i4]代表环境控制模型中的第i3行第i4列的元素；
获取环境控制模型CMX中第i3个酸碱计的拉扯长度lat_leni3：以i3’作为环境控制模型CMX中除了第i3行外各行的序号，从第i3’行元素的当前时刻往前搜索，当首次出现数值比CMX[i3，i4]小的时刻序号，即为第i3’行元素对第i3个酸碱计的子拉扯长度slat_leni3’；则第i3个酸碱计的拉扯长度为： lat_leni3＝max{slat_leni3’}；
将各个酸碱计的拉扯长度的中位数记作mid_lat_len；当所有酸碱计在当前时刻获得的拉扯长度都小于等于前一个时刻获得的拉扯长度，则定义为第一控制参数的数值为TRUE；否则定义为第一控制参数的数值为FALSE；
如果一个酸碱计在环境控制模型CMX中当前时刻的数值为历史上各个时刻中的最大值，则定义该酸碱计在该时刻发生领先衰落事件；当所有酸碱计在当前时刻均发生领先衰落事件，则定义第二控制参数的数值为TRUE；否则定义为第二控制参数的数值为FALSE；
将各个酸碱计的拉扯长度的算术平均值记作st_lat_len，以拉扯长度最接近st_lat_len的酸碱计记作基准酸碱计；设基准酸碱计在基准酸碱计中对应的序号为i3”，则第i3行的衰落偏离距离dec_dsi3为：dec_dsi3＝CMX[i3，1]－CMX[i3”，1]；获取各个酸碱计当前的衰落偏离距离的标准差作为活性衰落偏离度dec_va；如果当前时刻的活性衰落偏离度比前mid_lat_len个时刻的活性衰落偏离度数值都大，则定义第三控制参数的数值为TRUE；否则定义为第三控制参数的数值为FALSE；
如果第一控制参数的数值、第二控制参数的数值以及第三控制参数的数值均为TRUE，则控制参数的值为1；
如果第一控制参数的数值、第二控制参数的数值均为TRUE而且第三控制参数的数值为FALSE，则控制参数的值为2。
表1 实施例1～2和对比例1的对比结果
其中，所述得率为获得缩合单宁的重量与用于提取缩合单宁的植物样品的重量的比值。
根据表1可以得出结论，采用动态调节粗提取步骤的时间的方法 ，缩合单宁纯度以及得率均显著高于对比例1中的方法；缩合单宁聚合度均低于对比例；低聚合度的缩合单宁代表其分子量也低，且更加容易被动物吸收利用而发挥其生物活性。由此说明，实施例中的方法要相对 传统提取技术更具优势，更有利于植物样品中的缩合单宁提取，缩合单宁的分子量和组成 比例更有益于动物健康。同时，由于采用动态调停或者动态调节的方法，使得粗提取过程更加灵活，对单宁得率有显著提升，降低酶失活带来的负面影响。
本发明的实施例提供的一种单宁提取过程中的环境控制系统，如图2所示为本发明的一种单宁提取过程中的环境控制系统结构图，该实施例的一种单宁提取过程中的环境控制系统包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在；所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种单宁提取过程中的环境控制系统实施例中的步骤。
所述系统包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：
仪器布置单元，用于在进行粗提取的器皿中均匀地布置酸碱计；
数据采集单元，用于实时地从酸碱计读取酸碱度获得pH测量值；
失活运算单元，用于根据pH测量值计算酶失活水平；
控制模型构建单元，用于结合各个酸碱计所获得的酶失活水平构建环境控制模型，获取控制参数；
参值控制单元，用于根据控制参数控制粗提取进程。
所述一种单宁提取过程中的环境控制系统可以运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑及云端服务器等计算设备中。所述一种单宁提取过程中的环境控制系统，可运行的系统可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述例子仅仅是一种单宁提取过程中的环境控制系统的示例，并不构成对一种单宁提取过程中的环境控制系统的限定，可以包括比例子更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种单宁提取过程中的环境控制系统还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列 (Field－Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种单宁提取过程中的环境控制系统运行系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个一种单宁提取过程中的环境控制系统可运行系统的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述一种单宁提取过程中的环境控制系统的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序（比如声音播放功能、图像播放功能等）等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据（比如音频数据、电话本等）等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card， SMC），安全数字（SecureDigital， SD）卡，闪存卡（Flash Card）、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
尽管本发明的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，从而有效地涵盖本发明的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本发明进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本发明的非实质性改动仍可代表本发明的等效改动。

Claims (7)

1.一种单宁提取过程中的环境控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1，在进行粗提取的器皿中均匀地布置酸碱计；
S2，实时地从酸碱计读取酸碱度获得pH测量值；
S3，根据pH测量值计算酶失活水平；
S4，结合各个酸碱计所获得的酶失活水平构建环境控制模型，获取控制参数；
S5，根据控制参数控制粗提取进程。
2.根据权利要求1所述的一种单宁提取过程中的环境控制方法，其特征在于，在步骤S1中，所述在进行粗提取的器皿中均匀地布置酸碱计的方法是：所述器皿用于利用复合酶对植物样品进行粗提取的过程；在器皿的俯视角面上均匀地布置酸碱计，使得各个酸碱计之间的距离相等，植物样品为含有缩合单宁的植物经过粉碎处理后获得的尺寸大小均匀的样品。
3.根据权利要求1所述的一种单宁提取过程中的环境控制方法，其特征在于，在步骤S2中，所述酸碱计的精度范围在0.001～0.01之间；所述酸碱计能够在器皿中实时地进行测量，以所述测量值作为pH测量值。
4.根据权利要求1所述的一种单宁提取过程中的环境控制方法，其特征在于，在步骤S3中，根据pH测量值计算酶失活水平的方法是：
获取当前时刻的pH测量值与上一个时刻获得的pH测量值的差值作为单元差；获取一分钟内各个时刻的单元差构成序列记作单元差序列un_ls；
将单元差序列中小于0的元素的数量记作单元差负元量ost_ng_ds，将单元差序列中大于0的元素的数量记作单元差正元量ost_po_ds，计算单元差波动水平rt_ud，rt_ud＝ln(ost_ng_ds/ost_po_ds)；
将单元差序列中各个元素中的最大值与最小值的平均值记作st_p1；单元差序列中各元素的平均值记作e_un_ls；进一步计算酶失活水平FE_inac:
FE_inac＝exp(e_un_ls/st_pl)×e_un_ls×rt_ud。
5.根据权利要求1所述的一种单宁提取过程中的环境控制方法，其特征在于，在步骤S4中，结合各个酸碱计所获得的酶失活水平构建环境控制模型，获取控制参数的方法是：
以同一个酸碱计在当前时刻与其前一个时刻的酶失活水平的差值作为酸碱计在当前时刻的单元失活度， 以一个酸碱计在历史上各个时刻获得的单元失活度作为一行，以同一时刻下各个酸碱计的单元失活度作为一列，构建一个矩阵作为环境控制模型CMX；
如果一个酸碱计在环境控制模型CMX中当前时刻的数值为历史上各个时刻中的最大值，则定义该酸碱计在该时刻发生领先衰落事件；当所有酸碱计在当前时刻均发生领先衰落事件，则定义第二控制参数的数值为TRUE；否则定义为第二控制参数的数值为FALSE；
将在模型CMX中当前时刻下各个酸碱计的单元失活度的标准差的值记作eud；如果当前时刻之下eud的数值大于前一分钟内任何一个时刻下eud的数值，则定义第四控制参数的数值为TRUE；否则定义为第四控制参数的数值为FALSE；
如果第二控制参数的数值以及第四控制参数的数值均为TRUE，则控制参数的值为1；
如果第二控制参数的数值为TRUE而且第四控制参数的数值为FALSE，则控制参数的值为2。
6.根据权利要求1所述的一种单宁提取过程中的环境控制方法，其特征在于，在步骤S5中，根据控制参数控制粗提取进程的方法是：
当控制参数的值为1时，则立即停止粗提取过程并且进行过滤除杂，同时对管理员发出粗提取过程结束的警报信息；当控制参数的值为2时，则向管理员发出粗提取过程可以随时停止的警报信息，粗提取过程进入尾声。
7.一种单宁提取过程中的环境控制系统，其特征在于，所述一种单宁提取过程中的环境控制系统包括：处理器、存储器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1－6中的任意一项所述的一种单宁提取过程中的环境控制方法中的步骤，所述一种单宁提取过程中的环境控制系统运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑及云端数据中心的计算设备中。
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