CN219804616U - 一种天然生物活性肽的连续分级提取系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种天然生物活性肽的连续分级提取系统，包括依次连接的组织匀浆处理组件、脱色去味处理组件、分级提取组件；所述的组织匀浆处理组件包括组织匀浆机、第一砂芯过滤装置、粗滤器和第一平板式超滤膜，所述的脱色去味处理组件包括第二砂芯过滤装置、精滤器和第二平板式超滤膜，所述的第二砂芯过滤装置的上部设置有反应釜，所述的分级提取组件包括三个依次连接的中空纤维式超滤膜或中空纤维式纳滤膜，精度依次提高，所述的反应釜内设置有搅拌混匀装置和加热恒温装置，还设置有第二不锈钢筛网。应用本发明结构可实现自动化去除提取物中的异味和色素，且同步提取多种大小不一的天然生物活性肽，使生物资源得到充分利用。

Description

一种天然生物活性肽的连续分级提取系统

技术领域

本专利发明涉及生物工程技术应用领域，特别涉及一种天然生物活性肽的连续分级提取系统。

背景技术

天然生物活性肽（natural bioactive peptide，简称NBP）是从天然生物（主要包括动物、植物、发酵物或微生物、海洋生物等）及其产物中提取分离的一类结构介于氨基酸和蛋白质之间、分子量介于50-10000Da（道尔顿）的分子聚合物。学术上通常根据天然生物活性肽（NBP）分子量的大小，将分子量<1000Da称为寡肽或低分子活性肽（或小分子肽），分子量在1000-5000Da称为多肽或中分子活性肽（或中肽），分子量在5000-10000Da的则称为高分子活性肽或大分子活性肽（大肽），而分子量>10000Da的一般称为蛋白质。

天然生物活性肽具有特殊的生物学作用和生理学功能，以天然生物活性肽作为重要的功效成分的物质用途范围十分广泛，且具有非常广泛的应用前景。因此，人们在天然生物活性肽（NBP）的分子结构和生物功能及其代谢等方面进行了大量实验研究工作，在天然生物活性肽（NBP）的提取、分离、纯化、浓缩等制备方法及工艺技术等方面也进行了大量卓有成效的工作，建立不同的天然生物活性肽的制备方法，主要包括有提取法、合成法、蛋白降解法等。然而，在目前建立的上述不同类型的制备方法中，都存在着不同程度的不足或缺陷，如其中某些天然生物活性肽的制备方法自动化程度低、操作繁琐、费时费事、制备成本高、含化学提取剂、环境污染、消耗过多能源和资源，而且提取的生物活性肽存在着明显难闻的异味和难看的色素等等。另外，目前天然生物活性肽的制备方法和工艺技术都是只能获取某一特定范围分子量大小的天然生物活性肽，而被提取组织溶液中其他分子量大小的天然生物活性肽均被浪费了。

发明内容

本发明的目的针对背景技术中存在的缺点、不足和问题加以改进和创新，提供一种可去除提取物中的异味和色素，且同步提取多种大小天然生物活性肽的天然生物活性肽的连续分级提取系统。

本发明的技术方案是构造一种天然生物活性肽的连续分级提取系统，包括依次连接的组织匀浆处理组件、脱色去味处理组件、分级提取组件；

所述的组织匀浆处理组件包括组织匀浆机、第一砂芯过滤装置、粗滤器和第一平板式超滤膜，所述的组织匀浆机中的杯体底部设置有带阀门控制的开口，所述的第一砂芯过滤装置上部连接带第一不锈钢筛网的匀浆过滤液收集容器，所述的组织匀浆机的杯体位于匀浆过滤液收集容器的上方，所述的第一砂芯过滤装置的出液口连接粗滤器的入口，粗滤器的出口连接第一平板式超滤膜的入口；

所述的脱色去味处理组件包括反应釜、第二砂芯过滤装置、精滤器和第二平板式超滤膜，所述的反应釜设置在第二砂芯过滤装置的上部，反应釜内设置有脱色去味介质，反应釜的入口连接第一平板式超滤膜、出口连接第二砂芯过滤装置的进液口，第二砂芯过滤装置的出液口连接精滤器的入口，精滤器的出口连接第二平板式超滤膜的入口。

具体来说，所述的分级提取组件包括依次连接的第一中空纤维式超滤膜、第二中空纤维式超滤膜、中空纤维式纳滤膜，第一中空纤维式超滤膜、第二中空纤维式超滤膜、中空纤维式纳滤膜的过滤分子量依次减小，第一中空纤维式超滤膜的进口端连接第二平板式超滤膜的出口、透过液端口连接第二中空纤维式超滤膜的进口端、截流液出口端设置有阀门和压力表并连接第一分级收集容器，第二中空纤维式超滤膜的透过液端口连接中空纤维式纳滤膜的进口端、截流液出口端设置有阀门和压力表并连接第二分级收集容器，中空纤维式纳滤膜的透过液端口连接废液收集容器、截流液出口端设置有阀门和压力表并连接第三分级收集容器。

所述的反应釜包括反应釜容器、脱色去味介质、搅拌混匀装置、加热恒温装置，所述反应釜容器的上部设置有连接第一平板式超滤膜的进液口，反应釜容器的内部设置有第二不锈钢网，反应釜容器底部为半球形，其中心处设置有带阀门控制的开口，位于第二砂芯过滤装置的上方，并与第二砂芯过滤装置匹配与连接，所述的第二砂芯过滤装置的出液口连接精滤器的入口，精滤器的出口连接第一中空纤维式超滤膜的进口端。

所述的第一砂芯过滤装置和第二砂芯过滤装置结构相同，包括砂芯滤器、三角容器和负压发生器，所述的三角容器的瓶口设置有双孔塞，所述的砂芯滤器的出液端插入双孔塞的一个孔并连通三角容器内部，双孔塞的另一个孔设置有导管，所述的导管的一端连接位于三角容器底部的动力泵，另一端连接粗滤器或精滤器，所述的负压发生器连接砂芯滤器。

所述的搅拌混匀装置包括电机、搅拌轴和扇叶，所述的电机设置在反应釜容器的顶部，搅拌轴连接电机并穿透反应釜容器伸入反应釜容器内，扇叶连接搅拌轴，所述的第二不锈钢网位于扇叶的下方，所述的加热恒温装置包括位于反应釜容器内的加热丝和连接加热丝的加热恒温控制电路，所述反应釜容器的外壁设置有保温层。

所述的第一不锈钢筛网的过滤精度为35目，第二不锈钢筛网的过滤精度为200目。

所述粗滤器、精滤器的过滤精度分别为5-10um、1-3um。

所述第一平板式超滤膜、第二平板式超滤膜的超滤分子量分别为15万Da、1万Da。

所述第一中空纤维式超滤膜、第二中空纤维式超滤膜的超滤分子量分别为5000Da、1000Da，中空纤维式纳滤膜的纳滤分子量为200Da。

连接第一砂芯过滤装置和第二砂芯过滤装置的动力泵的调控的压力分别为0.15～0.2MPa、0.2～0.25MPa。

本发明的优点和有益效果

本发明对现有组织匀浆机的杯体进行改进，在杯体的底部设置有带阀门的出口，使得匀浆处理完成的物料能顺利进入下方的接料容器并进行过滤。本发明设置有反应釜，使用时反应釜内放置活性炭、树脂等吸附剂，对物料中的异味物质和色素进行去除，第二不锈钢滤网可以防止吸附剂进入下一工序。通常物料在滤膜上的处理速度较慢，本发明设置二个动力泵，配合阀门控制压力来提高处理速度。本发明在末端设置三个中空超滤膜，可以得到三个不同分子的多肽溶液。在前述改进的基础上，本发明可以实现从匀浆到分离的全过程自动化连续处理，分离产物种类多、纯度高，使生物资源得到充分利用，避免了物资的浪费。

附图说明

图1是实施例的整体结构示意图。

图2是实施例中匀浆处理组件的结构示意图。

图3是实施例中脱色去味处理组件的结构示意图。

图4是实施例中分级提取组件的结构示意图。

图5是实施例中反应釜的结构示意图。

实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被认为是“设置”在另一个元件上，它可以是直接设置或连接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

除非另有定义，本文中所使用的所有的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。

实施例

如图1、2所示，一种天然生物活性肽的连续分级提取系统，包括依次连接的组织匀浆处理组件1、脱色去味处理组件2、分级提取组件3； 所述的组织匀浆处理组件1包括组织匀浆机11、第一砂芯过滤装置12、粗滤器13和第一平板式超滤膜14，所述的组织匀浆机11的杯体底部设置有带阀门控制的开口，第一砂芯过滤装置12的上部连接带第一不锈钢筛网15的匀浆过滤液收集容器16，第一不锈钢筛网15的的过滤精度为35目，所述的组织匀浆机11的杯体位于匀浆过滤液收集容器16的上方，所述的第一砂芯过滤装置12的出液口连接粗滤器13的入口，粗滤器13的出口连接第一平板式超滤膜14的入口，粗滤器的过滤精度为5-10um第一平板式超滤膜的过滤精度为15万Da。

所述的脱色去味处理组件2包括反应釜21、第二砂芯过滤装置22、精滤器23和第二平板式超滤膜24，所述的反应釜21连接第二砂芯过滤装置22的上部，反应釜内设置有脱色去味介质（活性炭或去离子树脂颗粒），反应釜21的入口连接第一平板式超滤膜14、出口连接第二砂芯过滤装置22的进液口，第二砂芯过滤装置22的出液口连接精滤器23的入口，精滤器23的出口连接第二平板式超滤膜24的入口，精滤器23的过滤精度为1-3um，第二平板式超滤膜24的过滤精度为1万Da。

所述的分级提取组件3包括依次连接的第一中空纤维式超滤膜311、第二中空纤维式超滤膜312、中空纤维式纳滤膜313，过滤分子量分别为5000Da、1000Da、200Da，第一中空纤维式超滤膜313的进口端连接第二平板式超滤膜24的出口、透过液端口连接第二中空纤维式超滤膜312的进口端、截流液出口端连接第一分级收集容器341，第二中空纤维式超滤膜312的透过液端口连接中空纤维式纳滤膜313的进口端、截流液出口端连接第二分级收集容器342，313中空纤维式纳滤膜的透过液端口连接废液收集容器32、截流液出口端连接第三分级收集容器343，第一中空纤维式超滤膜311、第二中空纤维式超滤膜312、中空纤维式纳滤膜313的截流液出口端均设置有阀门35和压力表36。

前述的反应釜21包括反应釜容器28、脱色去味介质、搅拌混匀装置25、加热恒温装置26，所述的搅拌混匀装置25包括电机251、搅拌轴252和扇叶253，所述的电机251设置在反应釜容器28的顶部，搅拌轴252连接电机251并穿透反应釜容器28伸入筒体28内，扇叶253连接搅拌轴252，反应釜容器28内还设置有将其分隔为上下两部分的第二不锈钢筛网27，第二不锈钢筛网27的过滤精度为200目，所述的第二不锈钢网27位于扇叶253的下方，所述反应釜容器28的上部和底部分别设置有进液口和出液口，所述的进液口连接第一平板式超滤膜14，出液口连接第二砂芯过滤装置22，所述的加热恒温装置26包括位于反应釜容器28内的加热丝和连接加热丝的温度控制电路，所述反应釜容器28的外壁设置有保温层29。

在实施例中，所述的第一砂芯过滤装置12和第二砂芯过滤装置22结构相同，均包括砂芯滤器41、三角容器42和负压发生器43，所述的三角容器的瓶口设置有双孔塞44，所述的砂芯滤器的出料端插入双孔塞44的一个孔并连通三角容器42内部，双孔塞44的另一个孔设置有导管45，所述的导管45的一端连接位于三角容器42底部的动力泵46，另一端连接粗滤器13或精滤器23（第一砂芯过滤装置12中的导管45连接粗滤器13，第二砂芯过滤装置22中的导管45连接精滤器23），所述的负压发生器43连接砂芯滤器41，连接第一砂芯过滤装置12的动力泵的调控压力为0.15～0.2MPa，连接第二砂芯过滤装置22的动力泵的调控压力为0.2～0.25MPa。

本发明的工作流程如下：

在组织匀浆机11的杯体内放入预先添加好的相应蛋白水解酶溶液和生物组织（例如被提取组织:蛋白水解酶溶液=1:20的组织），通过组织匀浆机11打碎均匀的组织物料从组织匀浆机11的杯体底部开口流下，通过第一不锈钢筛网15的初步过滤进入匀浆过滤液收集容器16，匀浆过滤液收集容器16将物料导入第一砂芯过滤装置12过滤后，由动力泵抽出依次经过粗滤器13、第一平板式超滤膜14进入反应釜21。

在反应釜21内的第二不锈钢筛网27上方装入活性炭或去离子树脂颗粒，在搅拌混匀装置25的带动下与进入反应釜21内的物料充分搅拌混合，活性炭或去离子树脂颗粒可以将其中的异味物质和色素成分吸收掉，处理后的物料向下流入第二砂芯过滤装置22，吸附了杂质的活性炭或去离子树脂颗粒被第二不锈钢网27挡住了，适宜的温度有利于吸附过程，因此，在反应釜21内设置相应的加热和保温结构。

通过第二砂芯过滤装置22过滤后的物料由动力泵泵送到精度更高的精滤器、第二平板式超滤膜及后续的中空纤维式超滤膜和中空纤维式纳滤膜中过滤，实施例中二个中空纤维式超滤膜和一个中空纤维式纳滤膜的过滤分子量分别为5000Da、1000Da、200Da，相应与三个超滤膜连接的分级收集容器分别接收分子量主要为5000~10000Da、1000~5000Da、200~1000Da的生物活性肽，分子量小于200Da的物质进入废液收集容器。为了提高中空超滤膜的过滤效率，本发明中在中空纤维式超滤膜和中空纤维式纳滤膜的截流液出口端设置有压力表和阀门，与动力泵配合控制中空纤维式超滤膜和中空纤维式纳滤膜的压力。

本发明中使用的第一砂芯滤器、第二砂芯滤器以及与其连接的负压发生器、三角容器均为现有技术，本发明改进砂芯滤器与三角容器连接的双孔塞，使之能够与动力泵配合将三角窗口内的物质提取出来。通过在现有组织匀浆机的杯体上进行改进，增设了底部的出料口，物料能从出料口流出，使本发明能够实现自动化的处理。

通过前述流程，本实施例能一次性收集三种不同尺寸范围的天然生物活性肽，且去除了其中的异味和色素。显然，本领域技术人员可以根据本发明的技术方案调整各过滤结构的精度、压力大小、阀门大小来获取不同于实施例记载的分子量的组分。

在本发明公开的技术和结构的基础上，本领域技术人员可以在现有技术中自行确定的相关支撑部件（如将组件固定在对应上下位置的支架等）和电气控制部分，而无需付出创造性劳动。

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种天然生物活性肽的连续分级提取系统，其特征在于：包括依次连接的组织匀浆处理组件、脱色去味处理组件、分级提取组件；

所述的组织匀浆处理组件包括组织匀浆机、第一砂芯过滤装置、粗滤器和第一平板式超滤膜，所述的组织匀浆机中的杯体底部设置有带阀门控制的开口，所述的第一砂芯过滤装置上部连接带第一不锈钢筛网的匀浆过滤液收集容器，所述的组织匀浆机的杯体位于匀浆过滤液收集容器的上方，所述的第一砂芯过滤装置的出液口连接粗滤器的入口，粗滤器的出口连接第一平板式超滤膜的入口；

所述的脱色去味处理组件包括反应釜、第二砂芯过滤装置、精滤器和第二平板式超滤膜，所述的反应釜设置在第二砂芯过滤装置的上部，反应釜内设置有脱色去味介质，反应釜的入口连接第一平板式超滤膜、出口连接第二砂芯过滤装置的进液口，第二砂芯过滤装置的出液口连接精滤器的入口，精滤器的出口连接第二平板式超滤膜的入口。

2.根据权利要求1所述的天然生物活性肽的连续分级提取系统，其特征在于：所述的分级提取组件包括依次连接的第一中空纤维式超滤膜、第二中空纤维式超滤膜、中空纤维式纳滤膜，第一中空纤维式超滤膜、第二中空纤维式超滤膜、中空纤维式纳滤膜的过滤分子量依次减小，第一中空纤维式超滤膜的进口端连接第二平板式超滤膜的出口、透过液端口连接第二中空纤维式超滤膜的进口端、截流液出口端设置有阀门和压力表并连接第一分级收集容器，第二中空纤维式超滤膜的透过液端口连接中空纤维式纳滤膜的进口端、截流液出口端设置有阀门和压力表并连接第二分级收集容器，中空纤维式纳滤膜的透过液端口连接废液收集容器、截流液出口端设置有阀门和压力表并连接第三分级收集容器。

3.根据权利要求2所述的天然生物活性肽的连续分级提取系统，其特征在于：所述的反应釜包括反应釜容器、脱色去味介质、搅拌混匀装置、加热恒温装置，所述反应釜容器的上部设置有连接第一平板式超滤膜的进液口，反应釜容器的内部设置有第二不锈钢网，反应釜容器底部为半球形，其中心处设置有带阀门控制的开口，位于第二砂芯过滤装置的上方，并与第二砂芯过滤装置匹配与连接，所述的第二砂芯过滤装置的出液口连接精滤器的入口，精滤器的出口连接第一中空纤维式超滤膜的进口端。

4.根据权利要求1所述的天然生物活性肽的连续分级提取系统，其特征在于：所述的第一砂芯过滤装置和第二砂芯过滤装置结构相同，包括砂芯滤器、三角容器和负压发生器，所述的三角容器的瓶口设置有双孔塞，所述的砂芯滤器的出液端插入双孔塞的一个孔并连通三角容器内部，双孔塞的另一个孔设置有导管，所述的导管的一端连接位于三角容器底部的动力泵，另一端连接粗滤器或精滤器，所述的负压发生器连接砂芯滤器。

5.根据权利要求3所述的天然生物活性肽的连续分级提取系统，其特征在于：所述的搅拌混匀装置包括电机、搅拌轴和扇叶，所述的电机设置在反应釜容器的顶部，搅拌轴连接电机并穿透反应釜容器伸入反应釜容器内，扇叶连接搅拌轴，所述的第二不锈钢网位于扇叶的下方，所述的加热恒温装置包括位于反应釜容器内的加热丝和连接加热丝的加热恒温控制电路，所述反应釜容器的外壁设置有保温层。

6.根据权利要求3所述的天然生物活性肽的连续分级提取系统，其特征在于：所述的第一不锈钢筛网的过滤精度为35目，第二不锈钢筛网的过滤精度为200目。

7.根据权利要求1所述的天然生物活性肽的连续分级提取系统，其特征在于：所述粗滤器、精滤器的过滤精度分别为5-10um、1-3um。

8.根据权利要求1所述的天然生物活性肽的连续分级提取系统，其特征在于：所述第一平板式超滤膜、第二平板式超滤膜的超滤分子量分别为15万Da、1万Da。

9.根据权利要求2所述的天然生物活性肽的连续分级提取系统，其特征在于：所述第一中空纤维式超滤膜、第二中空纤维式超滤膜的超滤分子量分别为5000Da、1000Da，中空纤维式纳滤膜的纳滤分子量为200Da。

10.根据权利要求1所述的天然生物活性肽的连续分级提取系统，其特征在于：连接第一砂芯过滤装置和第二砂芯过滤装置的动力泵的调控压力分别为0.15～0.2MPa、0.2～0.25MPa。