CN116949105A - 一种亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的方法，所述制备方法包括以下步骤：将脂肪酶、甘油、山茶油、亚临界萃取剂混合，于亚临界体系中在真空条件下进行反应；反应结束后，缓释压强，气化亚临界萃取剂，制备得到高甘油二酯山茶油。针对上述亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的制备方法，本发明还提供了一种亚临界体系酶解反应器用于制备高甘油二酯山茶油和/或高营养型甘油二酯山茶油，所述亚临界体系酶解反应器包括按序依次连通的亚临界反应釜、过滤罐、储存罐。本发明提供的亚临界体系酶催化制备甘油二酯的方法无污染、效率高、节约能耗，避免了高污染性溶剂的使用，产物不含化学催化剂、有害反式脂肪酸。

Description

一种亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的方法及装置

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种亚临界体系酶催化制备高甘油二酯的装置及制备方法。

背景技术

甘油二酯diacylglycerol，DAG是一种只具有两个脂肪酸链的脂肪分子，是植物油脂的天然成分及人体内脂肪代谢的内源中间产物。甘油二酯除了可作为健康安全的食用油脂，还可用作乳化剂、脂肪塑性改进剂或用作食品、药物、化妆品等的基质物质。国内外大量研究表明，膳食甘油二酯在动物体内具有特殊的消化和吸收模式，能够防止脂质累积、减轻体质量，调节脂蛋白水平和降低血脂等功效。食用含有甘油二酯的油脂能够防止脂质堆积，具有减轻体重的效果，因此，甘油二酯油脂作为一种健康食用油脂，受到广泛关注。食用油中天然存在的甘油二酯具有较好的生理调节功能，然而其含量极低，一般为2～10％。

目前甘油二酯的制备方式主要分为化学合成法、酶法和微生物法三大类。其中化学合成法是目前规模化工业生产的主要方法，而化学法生产甘油二酯的反应条件较为苛刻，目标甘油二酯生成率低，在反应过程中容易发生氢化副反应，导致有害反式脂肪酸含量的增加，且使用的化学催化剂难以脱除，易引发消费者对食品安全方面的担忧，生产成本也相对较高。随着固定化脂肪酶工业化应用的发展，酶法制备甘油二酯得到普及，主要方法有：甘油三酯和甘油进行甘油解反应、甘油和脂肪酸进行酯化反应和甘油三酯的直接水解。相较于化学法合成，脂肪酶可以在温和的条件下催化油脂改性，对油脂氧化稳定性品质和不饱和脂肪酸有很好的保护作用，但上述方法尚存在反应底物粘度大、反应速度慢、生产成本高、分离困难等问题。

油茶是世界四大木本油料植物之一，采用油茶果(取油茶果内的油茶果仁)制作的山茶油的不饱和脂肪酸含量高达90％，油酸达到80～83％，亚油酸达到7～13％，远高于橄榄油、花生油和豆油，是一种典型的富含油酸-亚油酸的高档植物油，具有极高的营养价值。研究表明，山茶油中含有特定生理活性物质茶多酚和山茶甙，能有效改善人体心脑血管疾病、降低胆固醇和空腹血糖、抑制甘油三酯的升高。然而，与其他植物油相比，山茶油具有较高的不饱和度，现有技术下的山茶油在储存和加工过程中由于高含量不饱和脂肪酸存在，极容易氧化，既不利于茶油的储存和加工，又破坏了茶油本身天然的脂肪酸组成，影响其风味和营养价值，氧化产物还可能对人体产生有害影响。

甘油二酯型功能性食用油以天然食用油(95％以上甘油三酯)为原料、通过化学法或酶法改性而成的新型油脂，是普通食用油优质的替代产品，可以缓解特殊人群中由于高油脂、高热量的膳食结构引起的体内脂肪积累和肥胖症问题。目前市售山茶油主要以甘油三酯型为主，关于高品质与高营养的甘油二酯型山茶油的研究较少，甘油二酯型山茶油同时结合了甘油二酯和山茶油天然营养成分的优点，不仅具有甘油二酯的功能特性，又保留了山茶油的营养价值，生产制备出甘油二酯型山茶油对开发功能性食用油具有重要意义，可助力发展国有木本植物油料加工并提升国民膳食营养水平。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于，提供一种亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的方法及一种亚临界体系酶解反应器，并利用该制备方法及反应器制备得到高营养型甘油二酯山茶油。

本发明提供了一种亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一：将脂肪酶、甘油、山茶油、亚临界萃取剂混合，于亚临界体系中在真空条件下进行反应；

步骤二：反应结束后，缓释压强，气化亚临界萃取剂，制备得到高甘油二酯山茶油。

具体地，所述步骤一中脂肪酶为南极假丝酵母脂肪酶、米黑根毛霉脂肪酶、嗜热丝孢菌脂肪酶、黑曲霉菌属脂肪酶、根酶脂肪酶、毛酶脂肪酶、解脂假丝酵母脂肪酶或南极洲念珠菌属脂肪酶中的一种或多种混合物；优选为南极假丝酵母脂肪酶、米黑根毛霉脂肪酶、嗜热丝孢菌脂肪酶中的一种，更优选为嗜热丝孢菌脂肪酶。所述脂肪酶耐高温，最适催化温度为35～55℃，在亚临界反应体系中具有高效催化效果。为方便脂肪酶的多次回收利用，优选上述脂肪酶的固定化酶。

具体地，所述步骤一中脂肪酶酶活为250IUN/g，按质量计脂肪酶的使用量为山茶油质量的1～15％，优选为5～15％，更优选为15％。

具体地，所述步骤一中甘油和山茶油的摩尔比为1～3：1，优选为2：1。甘油易被脂肪酶分解，有利于甘油二酯的生成。

具体地，所述步骤一中亚临界萃取剂的体积用量以山茶油质量计为5～7mL/g，优选为5mL/g，所述亚临界选择丙烷或丁烷。亚临界萃取剂的选择需要根据溶质和溶剂之间的化学亲和性、温度、压力和操作条件等，结合溶解度、挥发性、毒性和生产成本等因素进行综合考虑。

进一步地，所述步骤一中还加入共溶剂，所述共溶剂的添加量为亚临界萃取剂体积的10～20％，优选为15％；所述共溶剂优选为50％乙醇。通过优化共溶剂与亚临界萃取剂的配比，不仅可进一步提升甘油二酯的含量，还可减少亚临界萃取剂的用量，降低生产升本。

具体地，所述步骤一中反应温度为35～55℃，优选为45～55℃，更优选为55℃；反应压强为0.5～2MPa，优选为0.5～1MPa，更优选为0.7MPa；反应时间为1～6h。在较为温和的反应温度及较短的制备周期下，山茶油中的甘油三酯在亚临界反应体系下于脂肪酶的催化作用下转化为甘油二酯，实现了高效节能，绿色生产的目的。

具体地，所述步骤二中反应结束后，缓释压强，气化亚临界萃取剂，制备得到高甘油二酯山茶油。通过负压释放的技术手段使得亚临界萃取剂和物料实现了完全分离，萃得物甘油二酯更浓缩。

优选地，所述制备方法还包括将制得的高甘油二酯山茶油经过滤、精炼、氮吹后加入营养原料，制备得到高营养型甘油二酯山茶油；所述营养原料包括DHA、虾青素、生育酚、β-胡萝卜素中的一种或多种混合物。通过营养强化，制备得到具有极高营养与氧化稳定性的高营养型甘油二酯山茶油。

本发明还提供了一种高甘油二酯山茶油，所述高甘油二酯山茶油根据上述亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的制备方法制备得到。

进一步地，所述高甘油二酯山茶油经过滤、精炼、氮吹后加入营养原料，制备得到高营养型甘油二酯山茶油；所述营养原料包括DHA、虾青素、生育酚、β-胡萝卜素中的一种或多种混合物。

针对上述亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的制备方法以及高甘油二酯山茶油，本发明还提供了一种用于制备高甘油二酯山茶油和/或高营养型甘油二酯山茶油的亚临界体系酶解反应器，所述亚临界体系酶解反应器包括按序依次连通的亚临界反应釜、过滤罐、储存罐；所述亚临界反应釜内设有通到罐体内底部的物料压出管，所述物料压出管通过第一连接管与过滤罐的进料口相连通；所述过滤罐的出料口通过第二连接管与所述储存罐的进料口相连通。

进一步地，所述亚临界反应釜包括中空的罐体，所述罐体上端设有加料口，所述罐体内部设有搅拌器以及与搅拌器相连的传动装置。

进一步地，所述储存罐设有营养原料管道连接口、氮吹仪管道连接口，底部设有出孔。

具体地，所述亚临界体系酶解反应器应用于亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油和/或高营养型甘油二酯山茶油时，将脂肪酶、甘油、山茶油按上述比例通过加料口加入亚临界反应釜内，并通入所述亚临界萃取剂。在进料完成后关闭加料口，通过标准操作后实现亚临界反应釜真空状态。控制亚临界反应釜内的反应温度35～55℃、反应压强0.5～10MPa、反应时间1～6h，同时开启传动装置带动搅拌器工作，使得亚临界反应釜内原料充分混合，加快反应速率，原料在所述亚临界体系中充分反应。待反应结束后，通过缓释压强，将亚临界萃取剂瞬间气化，实现亚临界萃取剂与物料的彻底分离后，制得的高甘油二酯山茶油通过物料压出管经由第一连接管推入过滤罐。在过滤罐中，过滤设备优选采用陶瓷膜，所述陶瓷膜截留分子量为10kDa，过滤条件优选为压力0.3MPa，温度40℃，对高甘油二酯山茶油进行膜过滤精炼。将精炼后的高甘油二酯山茶油通过第二连接管通入储存罐，并通过氮吹仪管道连接口对其进行氮吹，加快油中水分挥发速度，达到高甘油二酯山茶油无氧浓缩的目的。随后通过营养原料管道连接口往储存罐中泵入营养原料，混合后制备得到的高营养型甘油二酯山茶油，并在重力作用下通过出孔流出。

采用上述技术方案，本发明所述的一种亚临界体系酶催化制备甘油二酯的装置及制备方法具有如下有益效果：

本发明提供的亚临界体系酶催化制备甘油二酯的方法无污染、效率高、节约能耗；与传统方法相比，产物提取收率高、提取时间短，避免了高污染性溶剂的使用；相较于化学法制备甘油二酯，产物不含化学催化剂、有害反式脂肪酸，作为食品原料更为安全可靠。在酶法合成甘油二酯领域，相较于现有技术，本发明采用的亚临界萃取法在保证高产率的情况下制备周期更短，且亚临界体系中最后负压释放的技术手段使得溶剂和物料实现了完全分离，萃得物甘油二酯更浓缩。相较于现有技术中常压无溶剂催化体系，本发明的制备温度更低，产物氧化稳定性更好，不含有害物质。

本发明提供的一种亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的方法中，将高定向性生物酶在最适反应条件下加入含有一定比例的甘油的茶油基料油相中进行甘油解催化反应实现茶油中甘油三酯向甘油二酯的转化。反应容器使用了一款新型亚临界体系酶解反应器，通过控制亚临界反应釜压强及萃取温度，配合搅拌部件、过滤设备，实现转化反应后亚临界溶剂和物料的快速分离，产品油可直接在重力作用下流出获得，实现反应-分离-快速浓缩的高营养型甘油二酯山茶油的制备。由于原料与所述亚临界体系酶解反应器的温和无氧加工模式，甘油二酯山茶油的氧化稳定性强，富含茶多酚、角鲨烯、类胡萝卜素、油酸及生育酚等天然抗氧化物质。此基础上制备的山茶油可在反应后端经膜过滤精炼、氮吹后管道泵入DHA、虾青素等原料，辅助产品的营养强化功能，制备得到高营养型甘油二酯山茶油。

本发明通过组建该亚临界酶解反应器，联用多项食用油稳态化制备及脂质结构化新技术，从原料到生产出一种具有极高营养与氧化稳定性的高营养型甘油二酯山茶油，制备过程中使用的温和、高效加工方式及尾端精炼处理，精准调控了本款产品的营养富集和化学稳定，将山茶油中甘油二酯的含量从5％提高至20％以上，使其不仅具有甘油二酯的功能特性，又保留了山茶油的营养价值。相对同品类产品有极大优势，助力发展国有木本植物油料加工并提升国民膳食营养水平。

附图说明

图1为本发明一种亚临界体系酶解反应器的结构示意图。

图中：1-亚临界反应釜，2-过滤罐，3-储存罐，4-第一连接管，5-第二连接管，11-加料口，12-传动装置，13-搅拌器，14-压出管，31-营养原料管道连接口，32-氮吹仪管道连接口，33-出孔。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

【亚临界体系酶解反应器】

实施例1：

本实施例提供一种如图1所示的一种亚临界体系酶解反应器，用于制备高营养型甘油二酯山茶油。

将脂肪酶、甘油、山茶油按一定比例通过加料口11加入亚临界反应釜1内，并通入亚临界萃取剂。在进料完成后关闭加料口11，通过标准操作后实现亚临界反应釜1真空状态。控制亚临界反应釜1内反应温度、反应压强，同时开启传动装置12带动搅拌器13工作，使得亚临界反应釜1内原料充分混合，加快反应速率，原料在所述亚临界体系中充分反应。待反应结束后，通过缓释压强将亚临界萃取剂瞬间气化，实现亚临界萃取剂与物料的彻底分离后，制得高甘油二酯山茶油。制得的高甘油二酯山茶油通过物料压出管14经由第一连接管4推入过滤罐2。在过滤罐2中，采用截留分子量为10kDa的陶瓷膜，于压力0.3MPa，温度40℃的条件下，对制得高甘油二酯山茶油进行膜过滤精炼。精炼后的高甘油二酯山茶油通过第二连接管5通入储存罐3，并通过氮吹仪管道连接口32对其进行氮吹，加快油中水分挥发速度，达到高甘油二酯山茶油无氧浓缩的目的。随后通过营养原料管道连接口31往储存罐3中泵入营养原料，所述营养原料包括DHA、虾青素、生育酚、β-胡萝卜素，高甘油二酯山茶油与营养原料混合后，在重力作用下通过出孔33流出，得到高营养型甘油二酯山茶油，

作为另一种实施方式，经过滤罐2膜过滤精炼后的高甘油二酯山茶油通过第二连接管5通入储存罐3后，通过氮吹仪管道连接口32对其进行氮吹后，直接在重力作用下通过出孔33流出，得到精炼浓缩高甘油二酯山茶油。

【亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的制备方法】

实施例2：

本实施例提供一种亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的方法，具体包括以下步骤：

步骤一：将固定化脂肪酶Lipozyme TL IM、甘油、山茶油、亚临界萃取剂丁烷加入亚临界反应釜内，并对亚临界反应釜抽真空；其中，酶活为250IUN/g的固定化脂肪酶Lipozyme TL IM占山茶油质量的2％，甘油和山茶油的摩尔比2：1，亚临界萃取剂丁烷的体积用量以山茶油质量计为5mL/g。

步骤二：控制亚临界反应釜内的反应温度55℃，反应压强0.7MPa，反应时间4h，反应结束后，缓释压强气化将亚临界萃取剂丁烷瞬间气化，制备得到高甘油二酯山茶油，甘油二酯含量见表1。

实施例3～6：

实施例3～6的制备方法与实施例2相比，不同点在于，步骤一种固定化脂肪酶Lipozyme TL IM的使用量各不相同，详情见表1。制备得到的高甘油二酯山茶油中甘油二酯含量见表1。

表1.实施例3～6

实施例7：

本实施例的制备方法与实施例2相比，不同点在于，步骤一中甘油和山茶油的摩尔比为1：1。制备得到的高甘油二酯山茶油中甘油二酯含量为12.2％。

实施例8：

本实施例的制备方法与实施例2相比，不同点在于，步骤一中甘油和山茶油的摩尔比为3：1。制备得到的高甘油二酯山茶油中甘油二酯含量为14.6％。

实施例9～12：

实施例9～12的制备方法与实施例2相比，不同点在于，步骤一还包括共溶剂50％乙醇，所述共溶剂50％乙醇的添加量占亚临界萃取剂体积的10～20％，步骤二中相应的反应条件进行调整，制备得到的高甘油二酯山茶油，详情见表2。

表2.实施例9～12

实施例13：

本实施例提供一种亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的方法，具体包括以下步骤：

步骤一：将固定化脂肪酶Lipozyme TL IM、甘油、山茶油、亚临界萃取剂丙烷加入亚临界反应釜内，并对亚临界反应釜抽真空；其中，酶活为250IUN/g的固定化脂肪酶Lipozyme TL IM占山茶油质量的2％，甘油和山茶油的摩尔比2：1，亚临界萃取剂丙烷的体积用量以山茶油质量计为7mL/g。

步骤二：控制亚临界反应釜内的反应温度55℃，反应压强0.7MPa，反应时间4h，反应结束后，缓释压强气化将亚临界萃取剂丙烷瞬间气化，制备得到高甘油二酯山茶油，甘油二酯含量为14.3％。

实施例14：

本实施例的制备方法与实施例13相比，不同点在于，步骤一中亚临界萃取剂均为丙烷和50％乙醇的混合物，50％乙醇的添加量为丙烷体积的15％。制备得到的高甘油二酯山茶油中甘油二酯含量为16.7％。

实施例15：高营养型甘油二酯山茶油

将实施例2制备得到的高甘油二酯山茶油经陶瓷膜过滤精炼(截留分子量为10kDa，压力0.3MPa，温度40℃)、氮吹后加入营养原料DHA、虾青素、生育酚、β-胡萝卜素，制备得到产品高营养型甘油二酯山茶油，所述产品含有20％甘油二酯、1％DHA、1％虾青素、0.03％生育酚、0.01％β-胡萝卜素，余量为山茶油。

实施例16：

本实施例的制备方法与实施例2相比，不同点在于，步骤一中采用市售的来源于南极假丝酵母脂肪酶B的固定化脂肪酶作为脂肪酶替代固定化脂肪酶Lipozyme TL IM，反应温度为45℃，其他都与实施例2相同，制备得到的高甘油二酯山茶油中甘油二酯含量为16.8％。

实施例17：

本实施例的制备方法与实施例2相比，不同点在于，步骤一中采用市售的来源于米黑根毛霉脂肪酶的固定化脂肪酶作为脂肪酶替代固定化脂肪酶Lipozyme TL IM，反应温度为50℃，其他都与实施例2相同，制备得到的高甘油二酯山茶油中甘油二酯含量为15.6％。

对比例1：

将占茶油重量2％的脂肪酶Lipozyme TL IM以及摩尔比1：1甘油和茶油混合，55℃反应4h，10000r/min离心15min，取上清液，测得产物中甘油二酯含量为11.6％。

在由以上实施例2～6可知，当固定化脂肪酶Lipozyme TL IM的使用量为茶油质量15％时，具有最好的催化效果，甘油二酯在产物中的含量达到37.6％。此外，在实施例2中，当固定化脂肪酶Lipozyme TL IM的使用量仅为茶油质量2％时，即可达到较好的催化效果，甘油二酯在产物中的含量已达到20％，相较于实施例5或6，具有较好的经济效果。结合实施例2和实施例7～8可知，通过优化甘油和茶油的配比，将分解得到的脂肪酸与甘油充分反应结合，进一步增加了甘油二酯的产量。结合实施例2和实施例9～14可知，步骤一中亚临界萃取剂的选择以及共溶剂的添加对甘油二酯的产率有较大影响，相较于丙烷，当亚临界萃取剂为丁烷时，甘油二酯的产率有较大提升；此外，当共溶剂50％乙醇占亚临界萃取剂体积的15％时，甘油二酯的产率进一步得到提升。

相比于现有技术，本发明提供的亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的制备方法，具有高效、无污染、低温、不含有害物质等多个优点。在该方法中，将高定向性生物酶加入含有一定比例的甘油的茶油基料油相中进行甘油解催化反应，同时配合使用本发明提供的亚临界体系酶解反应器来实现反应、分离和快速浓缩的制备过程，从而制备出高营养型甘油二酯山茶油。该产品具有极高的营养价值和化学稳定性，并可进一步添加DHA、虾青素等原料进行营养增强。这种新型制备方法不仅降低了能耗和污染，还使得山茶油中甘油二酯的含量大大提高，为国有木本植物油料加工发展和提升国民膳食营养水平提供了有力的支持。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一：将脂肪酶、甘油、山茶油、亚临界萃取剂混合，于亚临界体系中在真空条件下进行反应；

步骤二：反应结束后，缓释压强，气化亚临界萃取剂，制备得到高甘油二酯山茶油。

2.根据权利要求1所述的一种亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的方法，其特征在于，所述步骤一中脂肪酶为南极假丝酵母脂肪酶、米黑根毛霉脂肪酶、嗜热丝孢菌脂肪酶、黑曲霉菌属脂肪酶、根酶脂肪酶、毛酶脂肪酶、解脂假丝酵母脂肪酶、南极洲念珠菌属脂肪酶中的一种或多种混合物。

3.根据权利要求1所述的一种亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的方法，其特征在于，所述步骤一中脂肪酶酶活为250IUN/g，按质量计脂肪酶的使用量为山茶油质量的1～15％。

4.根据权利要求1所述的一种亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的方法，其特征在于，所述步骤一中甘油和山茶油的摩尔比为1～3：1。

5.根据权利要求1所述的一种亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的方法，其特征在于，所述步骤一中亚临界萃取剂的体积用量以山茶油质量计为5～7mL/g，所述亚临界萃取剂选自丙烷或丁烷。

6.根据权利要求5所述的一种亚临界体系酶催化制备高甘油二酯山茶油的方法，其特征在于，所述步骤一中还加入共溶剂，所述共溶剂的添加量为亚临界萃取剂体积的10～20％。

7.一种高甘油二酯山茶油，其特征在于，所述高甘油二酯山茶油根据权利要求1～6之一所述的制备方法制备得到。

8.根据权利要求7所述的一种高甘油二酯山茶油，其特征在于，所述高甘油二酯山茶油经过滤、精炼、氮吹后加入营养原料，制备得到高营养型甘油二酯山茶油。

9.一种应用于权利要求1～6之一所述的制备方法或制备如权利要求8所述的高甘油二酯山茶油的亚临界体系酶解反应器，其特征在于，所述亚临界体系酶解反应器包括按序依次连通的亚临界反应釜(1)、过滤罐(2)、储存罐(3)；所述亚临界反应釜(1)内设有物料压出管(14)，所述物料压出管(14)的一端伸入罐体内底部，所述物料压出管(14)的另一端通过第一连接管(4)与过滤罐(2)的进料口相连通；所述过滤罐(2)的出料口通过第二连接管(5)与所述储存罐(3)的进料口相连通。

10.根据权利要求9所述的一种亚临界体系酶解反应器，其特征在于，所述亚临界反应釜(1)包括中空的罐体，所述罐体上端设有加料口(11)，所述罐体内部设有搅拌器(13)以及搅拌器传动装置(12)；所述储存罐(3)上端设有营养原料管道连接口(31)、氮吹仪管道连接口(32)，下端设有出孔(33)。