本實(shí)用新型涉及家用設(shè)備領(lǐng)域,尤其涉及一種家用一體化膠原蛋白制備裝置。
背景技術(shù):
膠原蛋白是動物體內(nèi)含量最多且分布最廣的蛋白質(zhì),廣泛分布于結(jié)締組織、骨骼、內(nèi)臟細(xì)胞間質(zhì)及肌腔、韌帶、鞏膜等部位。膠原蛋白富含人體需要的甘氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸等氨基酸。它廣泛地存在于人體的皮膚、骨骼,肌肉、軟骨、關(guān)節(jié)、頭發(fā)組織中,是細(xì)胞外基質(zhì)中最重要的組成部分,起著支撐、修復(fù),保護(hù)的三重抗衰老作用。膠原蛋白因其具有良好的生物相容性、可生物降解性以及生物活性,因此在食品、醫(yī)藥、組織工程、化妝品等領(lǐng)域得到獲得廣泛的應(yīng)用。隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們對提高生活質(zhì)量的訴求也越來越高,使健康問題成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn),膠原蛋白也因此愈來愈受到人們的重視。
如今,市場上充斥著各種各樣的膠原蛋白產(chǎn)品,琳瑯滿目,質(zhì)量也良莠不齊,且價(jià)格不菲。面對市場上的品牌眾多、種類繁雜的膠原蛋白產(chǎn)品讓人眼花繚亂。事實(shí)上,這些膠原蛋白產(chǎn)品都是以動物膠原為原料通過酶法、酸堿法或熱降解法等制備而成的多肽混合物。而這其中所使用的動物膠原,卻是動物體內(nèi)含量最多且分布最廣的蛋白質(zhì)。工業(yè)上用于提取膠原蛋白的原料,諸如豬皮、牛皮、魚鱗、魚皮等都極為易得且價(jià)格低廉,與市場上的膠原蛋白產(chǎn)品堪比黃金的價(jià)格不成比例。
目前,對膠原蛋白的提取主要有三種方法,即酸法、酶法與堿法。根據(jù)提取方法的不同,膠原蛋白也可分為酸溶性膠原蛋白、酶溶性膠原蛋白以及堿溶性膠原蛋白,這三種膠原蛋白的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)及用途都有所不同。目前酶法提取膠原是膠原生產(chǎn)的一個(gè)方向。主要由于酶法具有如下特點(diǎn):(1)提取膠原條件溫和,所需設(shè)備簡單,但反應(yīng)速率很快,同時(shí)還可以大大減少環(huán)境污染;(2)由于膠原特有的三股螺旋結(jié)構(gòu)具有耐蛋白酶的作用,因此使用酶法提取膠原不會破壞膠原的結(jié)構(gòu),產(chǎn)物的理化性質(zhì)穩(wěn)定;(3)隨著生物技術(shù)水平的提高,蛋白酶制劑的來源廣泛,活性也不斷提高,價(jià)效比也大幅度降低。
目前酶法提取膠原的主要工藝流程如下:
預(yù)處理→酶提取→鹽析→分離和純化→冷凍干燥→成品加工。
其中(1)預(yù)處理過程主要指對膠原蛋白原料(豬皮、牛皮、魚鱗、魚皮等),進(jìn)行切碎、雜質(zhì)去除及脫脂過程。該過程主要需要分析天平、組織攪碎機(jī)及恒溫水浴鍋等基本設(shè)備。(2)酶提取過程指采用蛋白酶降解膠原纖維中末端肽的過程以及分散的膠原分子溶解于稀醋酸的過程。由于酶解和酸溶這兩個(gè)步驟往往同時(shí)進(jìn)行,因此統(tǒng)稱為酶提取過程。酶提取過程所需的主要設(shè)備是恒溫水浴鍋。(3)鹽析過程是利用溶液中高濃度的中性鹽離子具有很強(qiáng)的水化能力,來奪取蛋白質(zhì)分子的水化層,使蛋白質(zhì)膠粒失水并發(fā)生凝集而沉淀析出。不同的蛋白質(zhì)在同一濃度鹽溶液中的溶解度不同,因而可利用不同濃度的鹽溶液使每個(gè)蛋白質(zhì)成分分別析出。鹽析過程所需的主要設(shè)備是恒溫水浴鍋。(4)鹽析后得到的沉淀物即為膠原產(chǎn)物,其中可能含有物料碎片、脂肪、無機(jī)離子、雜蛋白等雜質(zhì)。因此鹽析后得到的膠原產(chǎn)物還需要用稀醋酸溶液等溶解并進(jìn)行進(jìn)一步純化。可采用離心、過濾、層析、吸附及離子交換等實(shí)現(xiàn)膠原產(chǎn)物的純化。離心和過濾是兩種簡單而傳統(tǒng)的方法,所需使用的設(shè)備為壓縮機(jī)和高速離心機(jī)等。(5)純化后的膠原根據(jù)需要,既可以冷凍干燥保存,也可以溶解于稀醋酸溶液中于 4℃低溫下存放。這一過程所需的設(shè)備主要包括鼓風(fēng)干燥箱及冰箱等。
由此可見,從動物膠原原料中提取膠原蛋白生產(chǎn)工藝流程較為復(fù)雜,生產(chǎn)所需設(shè)備包括組織搗碎勻漿機(jī)、電動攪拌器、恒溫水浴鍋、壓縮機(jī)及高速離心機(jī)等生產(chǎn)設(shè)備,這些設(shè)備體積較為龐大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,使用不方便,且價(jià)格不菲,只適合于具有一定生產(chǎn)規(guī)模的生產(chǎn)商去實(shí)現(xiàn),也就是說,現(xiàn)有膠原蛋白設(shè)備所需生產(chǎn)設(shè)備種類繁多,控制和操作程序復(fù)雜,不利于非專業(yè)人士操作和使用。另外,現(xiàn)有膠原蛋白生產(chǎn)過程由生產(chǎn)商掌握,產(chǎn)品的質(zhì)量往往只能由企業(yè)的道德水平以及監(jiān)管部門的控制。而消費(fèi)者作為膠原蛋白的實(shí)際消費(fèi)者,卻不能了解和掌握膠原蛋白的生產(chǎn)過程,而膠原蛋白產(chǎn)品的質(zhì)量只能期待生產(chǎn)企業(yè)具有良好的職業(yè)道德或監(jiān)管部門盡職盡責(zé)。
因此,現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實(shí)用新型的目的在于提供一種家用一體化膠原蛋白制備裝置,旨在解決現(xiàn)有的膠原蛋白制備裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、使用不方便等問題。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
一種家用一體化膠原蛋白制備裝置,其中,包括裝置本體、設(shè)置于裝置本體中用于膠原原料脫脂、酶解和鹽析的恒溫反應(yīng)釜、用于膠原蛋白產(chǎn)物的分離與純化的分離純化組件、用于膠原蛋白產(chǎn)物的加熱、滅酶及滅菌的加熱釜、用于對所述恒溫反應(yīng)釜、分離純化組件和加熱釜進(jìn)行控制的控制電路板,所述恒溫反應(yīng)釜、分離純化組件和加熱釜均連接于所述控制電路板。
所述的家用一體化膠原蛋白制備裝置,其中,所述裝置本體的前端設(shè)置有操作面板和顯示面板。
所述的家用一體化膠原蛋白制備裝置,其中,所述分離純化組件包括用于對膠原蛋白產(chǎn)物進(jìn)行粗過濾的過濾裝置和用于對膠原蛋白產(chǎn)物進(jìn)行純化的離心機(jī),所述過濾裝置和離心機(jī)連接。
所述的家用一體化膠原蛋白制備裝置,其中,所述恒溫反應(yīng)釜包括反應(yīng)容器、第一溫度控制電路、設(shè)置于反應(yīng)容器底部的加熱片,所述加熱片連接于所述第一溫度控制電路。
所述的家用一體化膠原蛋白制備裝置,其中,所述加熱釜包括加熱容器、第二溫度控制電路、設(shè)置于所述加熱容器底部的電熱元件,所述電熱元件連接所述第二溫度控制電路。
所述的家用一體化膠原蛋白制備裝置,其中,所述過濾裝置包括過濾容器和位于過濾容器內(nèi)的過濾網(wǎng)。
所述的家用一體化膠原蛋白制備裝置,其中,所述第一溫度控制電路包括溫度傳感電路和與之連接的溫度傳感器。
所述的家用一體化膠原蛋白制備裝置,其中,所述反應(yīng)容器的底部設(shè)置有底座,所述加熱片位于底座上。
所述的家用一體化膠原蛋白制備裝置,其中,所述顯示面板為LCD顯示面板。
所述的家用一體化膠原蛋白制備裝置,其中,所述過濾網(wǎng)設(shè)置有多個(gè),并且以可拆卸的方式設(shè)置在過濾容器內(nèi)。
有益效果:本實(shí)用新型根據(jù)常用動物膠原原料的膠原蛋白標(biāo)準(zhǔn)提取工藝,簡化提取過程所需的設(shè)備,并進(jìn)行一體化設(shè)計(jì),組建適用于家庭使用的小型一體化膠原蛋白制備裝置,其結(jié)構(gòu)簡單,成本低,使用更加方便。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型一種家用一體化膠原蛋白制備裝置較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型中加熱釜的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型中恒溫反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型中離心機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供一種家用一體化膠原蛋白制備裝置,為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確,以下對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型,并不用于限定本實(shí)用新型。
請參閱圖1,圖1為本實(shí)用新型一種家用一體化膠原蛋白制備裝置較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖所示,其包括裝置本體1-1、設(shè)置于裝置本體1-1中用于膠原原料脫脂、酶解和鹽析的恒溫反應(yīng)釜1-4、用于膠原蛋白產(chǎn)物的分離與純化的分離純化組件1-6、用于膠原蛋白產(chǎn)物的加熱、滅酶及滅菌的加熱釜1-5、用于對所述恒溫反應(yīng)釜1-4、分離純化組件1-6和加熱釜1-5進(jìn)行控制的控制電路板(視角關(guān)系未示出),所述恒溫反應(yīng)釜1-4、分離純化組件1-6和加熱釜1-5均連接于所述控制電路板。
本實(shí)用新型通過制定一些常用動物膠原原料的膠原蛋白的標(biāo)準(zhǔn)提取工藝,并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求簡化膠原蛋白提取工藝流程,簡化制備裝置,組建適用于家庭使用的小型一體化膠原蛋白制備裝置,使膠原蛋白現(xiàn)場提取和應(yīng)用走進(jìn)千萬家成為可能。
對于家庭自制膠原蛋白而言,為了保證膠原蛋白的新鮮度,所制備的膠原蛋白都是現(xiàn)制現(xiàn)用的,不需要冷凍干燥和成品加工這兩個(gè)工藝流程。因此膠原蛋白提取工藝可以簡化為預(yù)處理、酶提取、鹽析及分離和純化四個(gè)工藝流程。因此本實(shí)用新型的家用一體化膠原蛋白制備裝置主要實(shí)現(xiàn)以下功能:(1)膠原原料脫脂;(2)用于膠原原料的酶解過程;(3)用于膠原原料的鹽析過程;(4)用于膠原蛋白產(chǎn)物的分離與純化;(5)用于設(shè)置和控制膠原蛋白提取裝置相關(guān)參數(shù)的控制。因此本實(shí)用新型的家用一體化膠原蛋白制備裝置包括的主要組件有:分離純化組件1-6、恒溫反應(yīng)釜1-4、加熱釜1-5及控制電路板。所述控制電路板是根據(jù)具體采用的膠原原料和膠原蛋白產(chǎn)物用途,來選擇和設(shè)定具體的操作步驟和控制方法。
具體來說,在所述裝置本體1-1的前端設(shè)置有操作面板1-3和顯示面板1-2,其中的操作面板1-3可供用戶進(jìn)行一些設(shè)置操作,例如設(shè)置加熱時(shí)間、加熱溫度、離心速率等等。其中的顯示面板1-2可顯示當(dāng)前正在進(jìn)行的工序的一些信息。所述顯示面板1-2為LCD顯示面板。所述操作面板1-3可以是為觸屏面板,也可以是按鍵面板。
具體地,如圖3所示,所述恒溫反應(yīng)釜1-4內(nèi)部結(jié)構(gòu)與加熱釜1-5相似。所述恒溫反應(yīng)釜1-4包括反應(yīng)容器3-3、第一溫度控制電路、設(shè)置于反應(yīng)容器3-3底部的加熱片3-5,所述加熱片3-5連接于所述第一溫度控制電路。具體來說,本實(shí)用新型中恒溫反應(yīng)釜1-4包括殼體3-1、導(dǎo)熱金屬3-2、反應(yīng)容器3-3、密封裝置3-4、加熱片3-5、第一溫度控制電路。其中反應(yīng)容器3-3作為參與反應(yīng)的原料的反應(yīng)容器;為降低成本,所述加熱片3-5可采用PTC陶瓷加熱片,代替溫度傳感器及電熱元件的功能實(shí)現(xiàn)反應(yīng)容器3-3的恒溫控制,使反應(yīng)容器3-3能夠在室溫溫度過低時(shí)能夠維持高于室溫的溫度,并在室溫溫度過高時(shí)能夠維持低于室溫的溫度。所述第一溫度控制電路可根據(jù)膠原蛋白提取步驟來設(shè)定反應(yīng)容器3-3的溫度及其持續(xù)時(shí)間。
所述反應(yīng)容器3-3的底部設(shè)置有底座,所述加熱片3-5位于底座上,即從底部對所述反應(yīng)容器3-3進(jìn)行溫度控制。進(jìn)一步,所述導(dǎo)熱金屬3-2位于所述反應(yīng)釜本體3-1與反應(yīng)容器3-3之間,實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱功能。所述密封裝置3-4設(shè)置于所述反應(yīng)容器3-3頂部,實(shí)現(xiàn)密封功能。
具體地,所述分離純化組件1-6包括用于對膠原蛋白產(chǎn)物進(jìn)行粗過濾的過濾裝置和用于對膠原蛋白產(chǎn)物進(jìn)行純化的離心機(jī),所述過濾裝置和離心機(jī)連接。
所述分離純化組件1-6用于鹽析后得到的膠原蛋白產(chǎn)物進(jìn)行分離純化,以消除物料碎片、脂肪、無機(jī)離子、雜蛋白等雜質(zhì)。其中的過濾裝置用于對膠原蛋白產(chǎn)物進(jìn)行粗過濾;離心機(jī)用于膠原蛋白產(chǎn)物的進(jìn)一步分離與純化;且可調(diào)節(jié)和控制離心機(jī)轉(zhuǎn)速和離心時(shí)間。另外,本實(shí)用新型中的分離純化組件1-6中還可增加超濾裝置,超濾裝置其濾網(wǎng)孔徑更小,可得到指定分子量大小的膠原蛋白產(chǎn)物。
所述離心機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖4所示,包括離心控制電路4-1、殼體4-2、減速電動機(jī)4-3、減震裝置4-4、支架4-5、轉(zhuǎn)軸4-6、離心管4-7及離心架4-8。所述離心控制電路4-1設(shè)置于所述殼體4-2的內(nèi)壁上,所述減速電動機(jī)4-3通過所述支架4-5設(shè)置于殼體4-2底部上方,所述減速電動機(jī)4-3通過轉(zhuǎn)軸4-6連接于離心架4-8并驅(qū)動所述離心架4-8轉(zhuǎn)動,所述離心管4-7設(shè)置于所述離心架4-8上。
具體地,如圖2所示,所述加熱釜1-5包括加熱容器2-3、第二溫度控制電路、設(shè)置于所述加熱容器2-3底部的電熱元件2-7。具體來說,所述加熱釜1-5具體包括殼體2-1、導(dǎo)熱金屬2-2、加熱容器2-3、密封裝置2-4、第二溫度控制電路2-5、溫度傳感器2-6、電熱元件2-7。所述電熱元件2-7連接所述第二溫度控制電路2-5。即,所述第二溫度控制電路包括溫度傳感電路2-5和與之連接的溫度傳感器2-6,用于測試和控制電熱元件2-7的溫度。
另外,所述加熱容器2-3底部也設(shè)置有底座,所述電熱元件2-7位于所述底座上,即從底部對所述加熱容器2-3進(jìn)行加熱。所述導(dǎo)熱金屬2-2位于所述殼體2-1與加熱容器2-3之間,實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱功能。所述密封裝置2-4設(shè)置于加熱容器2-3頂部,實(shí)現(xiàn)密封功能。
本實(shí)用新型中,所述控制電路板用于操作面板1-3和顯示面板1-2的讀取和控制,并根據(jù)膠原蛋白標(biāo)準(zhǔn)提取工藝實(shí)現(xiàn)對恒溫反應(yīng)釜1-4、加熱釜1-5及分離純化組件1-6的相互配合和控制。另外,所述控制電路板根據(jù)常用動物膠原原料的膠原蛋白提取工藝,并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求簡化膠原蛋白提取工藝流程,制定標(biāo)準(zhǔn)化的提取程序,內(nèi)部可存儲常用動物膠原原料的膠原蛋白提取工藝的相關(guān)參數(shù),供使用者操作選擇,易于操作,直觀性好,以實(shí)現(xiàn)對膠原蛋白提取過程的半自動化操作。
所述過濾裝置包括過濾容器和位于過濾容器內(nèi)的過濾網(wǎng),其中的過濾網(wǎng)可根據(jù)需要進(jìn)行更換,例如更換不同孔徑的過濾網(wǎng),以便實(shí)現(xiàn)不同目的的過濾。所述過濾網(wǎng)設(shè)置有多個(gè),并且以可拆卸的方式設(shè)置在過濾容器內(nèi),即用戶能夠選擇安裝不同的過濾網(wǎng)。
本實(shí)用新型能夠根據(jù)常用動物膠原原料(豬皮、牛皮、雞皮、魚鱗及魚皮等)的膠原蛋白酶法提取工藝,制定采用本實(shí)用新型裝置的標(biāo)準(zhǔn)化提取程序及其相關(guān)參數(shù),以實(shí)現(xiàn)對膠原蛋白提取過程的半自動化操作,保證非專業(yè)人士能夠操作和使用該裝置。標(biāo)準(zhǔn)化提取程序及其相關(guān)參數(shù)指具體膠原原料(豬皮、牛皮、雞皮、魚鱗及魚皮等)的膠原蛋白酶法提取過程中,恒溫反應(yīng)釜1-4的溫度和和工作時(shí)間、分離純化組件1-6中過濾網(wǎng)的選擇、離心機(jī)的轉(zhuǎn)速和工作時(shí)間及加熱釜1-5的溫度和工作時(shí)間等。
實(shí)施例1:采用豬皮為原料提取用于食用的膠原蛋白肽
工藝流程如下:
預(yù)處理→酶提取→過濾→滅菌
預(yù)處理:新鮮豬皮洗凈脫毛后切碎,加入10%的NaCl溶液裝入恒溫反應(yīng)釜,設(shè)定溫度為37℃浸泡5小時(shí)。用純凈水洗滌三次后,按 m(酶):m(豬皮)=1:100的質(zhì)量比加入假絲酵母脂肪酶,裝入恒溫反應(yīng)釜,設(shè)定溫度為37℃處理 5 小時(shí)脫脂。倒掉處理液,用純凈水洗滌 2~3 次。
酶提?。涸陬A(yù)處理過的豬皮原料中加入胃蛋白酶(或木瓜蛋白酶)(按m(酶):m(豬皮)=1:50的質(zhì)量比)及 0.5mol/L的醋酸溶液,一起裝入恒溫反應(yīng)釜,設(shè)定溫度為30℃中處理24 小時(shí)。
過濾:將酶提取工藝得到膠原蛋白產(chǎn)物用過濾裝置過濾,以去除,以消除物料碎片等雜質(zhì)。
滅菌:將過濾得到的膠原蛋白產(chǎn)物置于加熱釜中加熱滅菌,得到膠原蛋白肽。該膠原蛋白肽可作為食物添加劑或直接食用。該膠原蛋白肽的分子量低,非常利于人體吸收,具有極高的營養(yǎng)價(jià)值。
實(shí)施例2:采用豬皮為原料提取用于美容的膠原蛋白肽
工藝流程如下:
預(yù)處理→酶提取→鹽析→離心分離→分離純化→滅菌
預(yù)處理:新鮮豬皮洗凈脫毛后切碎,加入10%的NaCl溶液裝入恒溫反應(yīng)釜,設(shè)定溫度為25℃浸泡5小時(shí)。用純凈水洗滌三次后,按 m(酶):m(豬皮)=1:100的質(zhì)量比加入假絲酵母脂肪酶,裝入恒溫反應(yīng)釜,設(shè)定溫度為25℃處理 10 小時(shí)脫脂。倒掉處理液,用純凈水洗滌 2~3 次。
酶提取:在預(yù)處理過的豬皮原料中加入胃蛋白酶(按m(酶):m(豬皮)=1:50的質(zhì)量比)及 0.5mol/L的醋酸溶液,一起裝入恒溫反應(yīng)釜,設(shè)定溫度為30℃中處理24 小時(shí),用過濾裝置過濾。
鹽析:在濾液中直接加入 NaCl固體進(jìn)行鹽析(NaCl濃度小于 5mol/L)。
離心分離:采用離心裝置對鹽析后濾液的進(jìn)行離心分離,得到膠原沉淀。
分離純化:將離心分離得到的膠原沉淀溶于0.5mol/L的醋酸溶液,采用超濾裝置進(jìn)行過濾分離純化,得到具有一定分子量的高純膠原蛋白肽溶液,將該高純膠原蛋白肽溶液干燥,即得到可用于美容的膠原蛋白肽。
綜上所述,本實(shí)用新型的裝置采用一體化設(shè)計(jì),將提取過程中的預(yù)處理、酶提取、鹽析、分離和純化等四個(gè)基本工藝流程所需的設(shè)備集成到一個(gè)系統(tǒng)中,簡化了系統(tǒng)的復(fù)雜度。該裝置的小型化和集成化設(shè)計(jì),為降低設(shè)備成本和降低操作復(fù)雜度,實(shí)現(xiàn)膠原蛋白提取的家用場合應(yīng)用成為可能。本實(shí)用新型根據(jù)常用動物膠原原料的膠原蛋白提取工藝,并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求簡化膠原蛋白提取工藝流程,制定標(biāo)準(zhǔn)化的提取程序,以實(shí)現(xiàn)對膠原蛋白提取過程的半自動化操作,保證非專業(yè)人士能夠操作和使用該膠原蛋白提取裝置。本實(shí)用新型的裝置內(nèi)部可存儲常用動物膠原原料的膠原蛋白提取工藝的相關(guān)參數(shù),供使用者操作選擇,易于操作,直觀性好。本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高,維護(hù)成本低。
應(yīng)當(dāng)理解的是,本實(shí)用新型的應(yīng)用不限于上述的舉例,對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說,可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換,所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。