一种生物活性料液在低温下进行高倍浓缩的方法
阅读说明：本技术 一种生物活性料液在低温下进行高倍浓缩的方法 (Method for high-power concentration of bioactive feed liquid at low temperature ) 是由 张亮 黄周金 于明晓 赵伟学 宋彦卓 姚立兵 于 2020-12-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种生物活性料液在低温下进行高倍浓缩的方法,通过将预制的生物活性稀料液进行冷冻定形后进行料冰分离,然后气吹或真空抽料使冷冻定形后的冰块完全变白,并收集得到高倍浓缩的生物活性料液,在低温条件下完成,即温度≤0℃即可完成浓缩,且浓缩效率高,一次性可实现6倍以上的浓缩倍数。同时,浓缩过程不需要复杂的设备和操作步骤,对设备的要求较低,可在各种条件下完成浓缩过程,为生物活性成分提供了一种新的浓缩途径,使用范围较广,适用于水溶性生物活性分子：包括大分子蛋白质、多糖类、肽类等均适用。(The invention discloses a method for high-power concentration of bioactive feed liquid at low temperature, which comprises freezing and shaping the prepared bioactive thin feed liquid, separating the material from ice, blowing or pumping the material in vacuum to make the ice white completely, collecting the bioactive feed liquid, and concentrating at low temperature (not higher than 0 deg.C), with high concentration efficiency, and concentration multiple of more than 6 times can be realized at one time. Meanwhile, the concentration process does not need complex equipment and operation steps, has low requirements on the equipment, can finish the concentration process under various conditions, provides a new concentration way for bioactive components, has wide application range, and is suitable for water-soluble bioactive molecules: including macromolecular proteins, polysaccharides, peptides, etc.)
技术领域
本发明属于生物科技技术领域，具体涉及一种生物活性料液在低温下进行高倍浓缩的方法。
背景技术
生物活性成分的应用在人类健康领域越来越广泛，而这些活性成分普遍对温度敏感，需要生产过程保持在一个低温条件下进行，以保证产品的活性结构不被破坏，使产品有效成分得以最大程度保留，同时保证产品的感官性状不发生变化。
目前针对有机物的浓缩技术应用较广泛有膜分离浓缩技术或蒸发浓缩技术。膜分离浓缩技术在实验室分析以及工业大生产过程中被广泛应用，但无论是超滤机组、纳滤机组均造价高昂，且膜芯的使用寿命普遍较短(1-2年)，且运行温度一般超过30℃，在针对热敏物质浓缩时，具有很大的局限性，且随着浓缩的进行，浓缩效率不断减低，一次性浓缩倍数较小，一般为3-4倍；蒸发浓缩技术应用较广泛的有真空式外循环蒸发(单效、双效、三效)、真空式薄膜蒸发(升膜、降膜)，但蒸发温度均超过50℃，不适合热敏物质的浓缩生产，且浓缩效率低，一次性浓缩倍数较小，一般为3-4倍。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，利用冷冻和抽真空设备，提供一种新的生物活性料液的浓缩方式。
本发明提供了一种生物活性料液在低温下进行高倍浓缩的方法，通过将预制的生物活性稀料液进行冷冻定形后进行料冰分离，然后气吹或真空抽料使冷冻定形后的冰块完全变白，并收集得到高倍浓缩的生物活性料液。
进一步的，所述冷冻定形的具体步骤为将料液装在容器中进行冷冻，使料液在漏斗中呈现冰冻状态。
进一步的，所述冷冻的温度为-10℃至-18℃，冷冻的时间为24h-48h。
进一步的，所述容器是上端为冷冻室，下端设有料液收集室的设备，并且所述冷冻室下端设有阀门。
进一步的，所述料液收集室下端设有下料口，上端侧位设有抽真空口。
进一步的，所述生物活性料液为非变性胶原蛋白、硫酸软骨素和胶原蛋白肽的一种或几种。
进一步的，所述真空抽料的真空度≤-0.1MPa。
与现有技术相比，本发明的优点和技术效果是：在低温条件下完成，即温度≤0℃即可完成浓缩，且浓缩效率高，一次性可实现6倍以上的浓缩倍数。同时，浓缩过程不需要复杂的设备和操作步骤，对设备的要求较低，可在各种条件下完成浓缩过程；处理过程中温度较低，最大程度的保证了生物活性料液的活性，为生物活性成分提供了一种新的浓缩途径，使用范围较广：适用于水溶性生物活性分子：包括大分子蛋白质(如非变性胶原蛋白)、多糖类(如硫酸软骨素)、肽类(如胶原蛋白肽)等。
附图说明
图1为本发明所述的生物活性料液浓缩容器的结构示意图。
图2为本发明实施例1所述浓缩后的非变性胶原蛋白的电镜图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明技术方案作进一步详细的说明。
本发明采用如下的工艺步骤：预制的稀料液→冷冻定形(-10℃至-18℃、24h-48h)→料冰分离(压缩空气气吹或真空系统抽料)→浓缩液收集。
制备浓缩的生物活性料液的容器是一种上端为冷冻室1，下端设有料液收集室2的设备，并且所述冷冻室1的上端设有上料口11，冷冻室1下端设有阀门3，料液收集室2下端设有下料口22，上端侧位设有抽真空口21，用于对料液收集室内的料液抽真空。
关于冷冻温度的选择：1)非变型胶原蛋白、硫酸软骨素、胶原蛋白肽在-10℃和-18℃范围内不会出现凝结；2)温度过高会造成产品在长时间存放时的变质风险及微生物污染风险提高，温度过低则会导致物料和冰分离困难；所以-10℃至-18℃是最佳的分离温度。具体实施例如下：
实施例1非变性胶原蛋白的制备
1)料液预制：制备非变性胶原蛋白稀料液1kg，初始有效成分含量为1.56％；
2)冷冻：将料液装在容器(下端有带阀门的孔道)中进行冷冻，将冷冻温度调节至-18℃，冷冻48h。使料液在漏斗中呈现一定的稳定形状，即冰冻状态。；
3)料冰分离：打开容器下端的阀门，开始收集浓缩液；从容器下端使用真空进行抽料10-15min，真空度为-0.1MPa，将冰块中的料液全部抽出，至冰块完全变白为止，停止浓缩液收集。
4)对浓缩液进行取样，检测有效成分含量为10.33％，浓缩倍数为6.6倍，电镜图如图2所示。
实施例2硫酸软骨素的制备
1)料液预制：制备硫酸软骨素稀料液1kg，初始有效成分含量为2.36％；
2)冷冻：将料液装在容器(下端有带阀门的孔道)中进行冷冻，将冷冻温度调节至-10℃，使料液在漏斗中呈现一定的稳定形状；
3)料冰分离：打开容器下端的阀门，开始收集浓缩液；从容器下端使用真空进行抽料时间为10-15min，真空度为-0.1MPa，将冰块中的料液全部抽出，至冰块完全变白为止，停止浓缩液收集。
4)对浓缩液进行取样，检测有效成分含量为18.01％，浓缩倍数为7.6倍。
实施例3胶原蛋白肽的制备
1)料液预制：制备胶原蛋白肽稀料液1kg，初始有效成分含量为3.31％；
2)冷冻：将料液装在容器(下端有带阀门的孔道)中进行冷冻，将冷冻温度调节至-10℃，使料液在漏斗中呈现一定的稳定形状；
3)料冰分离：打开容器下端的阀门，开始收集浓缩液；从容器下端使用真空进行抽料时间为10-15min，真空度为-0.2MPa，将冰块中的料液全部抽出，至冰块完全变白为止，停止浓缩液收集。
4)对浓缩液进行取样，检测有效成分含量为26.54％，浓缩倍数为8.0倍。
该浓缩在0℃以下进行，使对温度敏感的可溶性物质能完全适用，一般的生物活性料液均在高温下进行，高温下会损害生物活性料液的活性；不需要昂贵复杂的专用设备即可实现浓缩，解决低温浓缩对设备的依赖性；浓缩效率高，能够一次性实现高倍浓缩，为生物活性成分提供了一种新的浓缩途径，使用范围较广，适用于水溶性生物活性分子：包括大分子蛋白质(如非变性胶原蛋白)、多糖类(如硫酸软骨素)、肽类(如胶原蛋白肽)等均适用。
另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。
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