本发明涉及生物提取,尤其涉及一种多酚氧化酶的提取纯化方法及设备。
背景技术:
1、多酚氧化酶是一种自然界普遍存在的氧化还原酶,广泛存在于各类果蔬中,是一种核基因编码的铜金属酶。
2、现有技术中在进行多酚氧化酶的提取与纯化过程中仍存在以下问题:
3、1、在进行多酚氧化酶的提取时,需要将新鲜植物组织与磷酸盐混合缓冲液进行浸提,但由于新鲜植物组织粒径较大,浸提过程中需要较多时间才能使植物组织与磷酸盐混合缓冲液充分反应;
4、2、在提取与纯化过程中,经常需要将提取液从一个试剂瓶倒入另一个试剂瓶,操作繁琐,且频繁倾倒过程中容易出现操作失误,导致试剂瓶打碎。
5、针对上述问题,本发明中提出了一种多酚氧化酶的提取纯化方法及设备。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决现有的浸提时间较长,需要频繁将提取液来回倾倒的缺点,而提出的一种多酚氧化酶的提取纯化方法及设备。
2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
3、一种多酚氧化酶的提取纯化方法,包括以下步骤:
4、s1、选取新鲜植物组织,将其切成碎块,投入提取设备中,并在提取设备中添加pvp的磷酸盐混合缓冲液,通过该提取设备将植物组织与缓冲液搅拌,并将植物组织在缓冲液碾碎,接着浸提6-23min,然后通过提取设备进行离心,所得上清液即为多酚氧化酶粗酶液,整个过程在0-5℃下进行;
5、s2、在该提取设备中向上述粗酶液中加入硫酸铵搅拌至硫酸铵全部溶解,静置5-10min后离心,整个过程在0-5℃下进行,离心后的上清液即为多酚氧化酶提取液,将多酚氧化酶提取液从提取设备中取出;
6、s3、向上述多酚氧化酶提取液中加入(nh4)2so4至为80%饱和溶液,搅拌20-30min;然后离心20-30min,沉淀溶于0.025mol/l磷酸缓冲液中;
7、s4、接着对上述的磷酸缓冲液进行透析,即可得到纯化多酚氧化酶。
8、一种设备,用于在上述一种多酚氧化酶的提取纯化方法中进行多酚氧化酶的提取,包括提取箱,所述提取箱的顶部固定有可拆卸的封盖,所述提取箱内固定有第一隔板和第二隔板,所述第一隔板和第二隔板的顶部分别通过滑轨、滑块滑动连接有第一转盘和第二转盘,所述第一转盘和第二转盘的顶部均固定有可拆卸的第一离心筒和第二离心筒,且第一离心筒和第二离心筒均用于多酚氧化酶的提取,所述提取箱的底部内壁固定有第二电机,所述第二电机的输出轴通过联轴器与第二离心筒的底部固定连接,所述提取箱的两侧均固定嵌装有透明隔温玻璃,用于查看提取箱内部提取情况;
9、还包括按压盘和碾压盘,按压盘和碾压盘均设置在第一离心筒内,且按压盘和碾压盘配合不但能够用于搅拌植物组织和磷酸盐混合缓冲液,还能够将植物组织碾碎,所述碾压盘的底部固定有转轴,且转轴的底端密封贯穿第一离心筒的底部内壁以及第一转盘,所述转轴的底端滑动贯穿第一隔板,所述转轴的底端延伸至第一隔板的下方;
10、还包括设置在封盖顶部的中转箱,其通过支架固定在封盖的顶部,所述中转箱的底部固定有提取管与排液管,且提取管与排液管分别延伸至第一离心筒和第二离心筒,用于将第一离心筒内离心后的上清转移至第二离心筒内;
11、所述封盖内固定贯穿有注料管,且注料管与封盖之间可拆卸,所述注料管的底端与按压盘的顶部固定连接;
12、驱动结构,设置在提取箱内,用于驱动第一离心筒离心运动以及碾压盘对植物组织碾碎;
13、转移结构,设置在中转箱内,用于将第一离心筒离心后的上清转移至第二离心筒内。
14、在一种可能的设计中,所述驱动结构包括固定在提取箱底部内壁的第一电机,所述第一电机的输出轴通过联轴器固定有转动杆,所述转动杆的顶端转动贯穿第一隔板并固定有第一齿轮,所述第一转盘的底部固定有与第一齿轮相啮合的齿环,第一电机通过第一齿轮、齿环驱动第一离心筒高速转动进行离心作业,所述转动杆的外壁固定套设有位于第一隔板下方的第二齿轮,所述第一隔板的底部通过竖杆固定有螺母,所述转轴的外壁设有往复螺纹段,且螺母通过往复螺纹段与转轴螺纹连接,所述螺母的外壁固定有第四齿轮,所述提取箱内通过支撑板转动连接有第三齿轮,且转轴的底端贯穿第三齿轮,所述第三齿轮位于第四齿轮的下方,所述第三齿轮与第二齿轮相啮合,所述第三齿轮的顶部设有多个卡接结构,第三齿轮通过卡接结构与第四齿轮相卡接;第一电机通过转动杆驱动第一齿轮转动,第一齿轮通过齿环带动第一转盘和第一离心筒进行转动,此时碾压盘能够搅拌第一离心筒内的植物组织碎块和磷酸盐混合缓冲液;另外第二齿轮与第三齿轮的配合带动卡接结构转动,且卡接结构与第四齿轮配合,第三齿轮通过卡接结构带动第四齿轮和螺母转动,转轴带动碾压盘逐渐上移,直至碾压盘与按压盘配合对植物组织碎块进行碾压,使植物组织碎块能够充分与磷酸盐混合缓冲液进行接触反应,用于使植物组织碎块与磷缓冲液充分浸提,且第一电机驱动转动杆和第一齿轮高速转动,第一齿轮通过齿环带动第一离心筒高速转动,进行离心,所得上清液即为多酚氧化酶粗酶液,此外第二齿轮带动第三齿轮高速转动,第三齿轮通过卡接结构与第二转盘解除卡接配合,第四齿轮和螺母处于静止状态,便于后期的离心作业。
15、在一种可能的设计中,所述卡接结构包括固定在第三齿轮顶部偏离圆心一侧的基板,所述基板内滑动贯穿有销杆,所述销杆远离转轴的一端固定有卡块,且卡块与第三齿轮的顶部滑动连接,所述销杆的外壁套设有与卡块固定连接的第一拉簧,且第一拉簧的另一端与基板固定连接,卡块在第一拉簧的作用下与第四齿轮相卡接;第二齿轮与第三齿轮的配合带动卡块转动,且卡块在第一拉簧的拉力作用下与第四齿轮配合,第三齿轮通过卡块带动第四齿轮和螺母转动,转轴通过往复螺纹段与螺母螺纹连接,转轴带动碾压盘逐渐上移,直至碾压盘与按压盘配合对植物组织碎块进行碾压;当第二齿轮带动第三齿轮高速转动时,卡块在离心力的作用下向外移动,卡块与第四齿轮脱离卡接状态,第四齿轮和螺母处于静止状态,便于后期的第一离心筒离心作业。
16、在一种可能的设计中,所述转移结构包括密封滑动设置在中转箱内的密封板,所述密封板的顶部固定有多个滑杆,多个所述滑杆的顶端滑动延伸至中转箱的上方并固定连接有同一个移动板,所述移动板的底部与中转箱的顶部之间固定有多个第二拉簧,所述排液管上安装有单向阀,密封板上移用于将第一离心筒内的上清通过提取管吸入中转箱内,并通过排液管注入第二离心筒内,所述中转箱的底部内壁固定有导液斜板,且导液斜板用于将提取管吸入的上清向排液管方向排放;向上拉动移动板,移动板通过滑杆带动密封板上移,而排液管上安装有单向阀,因此中转箱内部产生负压,用于将第一离心筒内离心后的上清吸入中转箱内,且上清在导液斜板的作用下通过排液管进入第二离心筒内。
17、在一种可能的设计中,所述封盖的底部通过连接柱固定有用于封闭第一离心筒的第一封闭盖,且注料管、提取管的底端均固定贯穿第一封闭盖,所述第一封闭盖与第一离心筒的顶部滑动配合,所述封盖内固定贯穿有投料管,所述投料管与排液管的外壁均滑动套设有第二封闭盖,且第二封闭盖用于封闭第二离心筒,所述第二封闭盖与第二离心筒的顶部滑动配合,所述第二封闭盖的顶部固定有横板,且横板的两端分别于提取箱的两侧内壁滑动配合,第二离心筒在转动时通过横板能够使第二封闭盖处于静止状态。
18、在一种可能的设计中,所述提取箱的一侧内壁固定有进气管,且进气管与外界的制冷设备相连通,用于向提取箱内注入冷空气,所述提取箱的一侧内壁固定有位于进气管上方的温度传感器,且温度传感器用于实时监测提取箱内部的温度;通过进气管和温度传感器的配合能够使提取箱内部温度保持在0-5℃,便于多酚氧化酶在适宜温度下进行提取。
19、在一种可能的设计中,所述碾压盘的顶部固定有挡环,且挡环用于阻挡植物组织从碾压盘上流出,所述挡环内设有多个通孔,用于将碾压盘上的缓冲液排放,所述碾压盘的顶部固定有用于封闭注料管的弧形凸块;碾压盘上移时,挡环能够对缓冲液中的植物组织碎块进行阻挡,而通孔能够将碾压盘上的缓冲液排放,便于碾压盘与按压盘对植物组织碎块碾压。
20、在一种可能的设计中,所述提取管的外壁固定套设有位于第一离心筒内的u型板,所述u型板的两个底端均固定有磁铁,所述按压盘的内部固定嵌装有铁皮层,且磁铁与铁皮层产生磁吸力,所述第一离心筒的底部内壁固定有密封圈,且密封圈套设在转轴的外表,用于增加转轴与第一离心筒之间的密封性;通过磁铁与铁皮层的配合能够对提取管的底端进行固定,便于后期提取管吸取上清。
21、在一种可能的设计中,所述提取箱的底部内壁滑动连接有梯形块,且梯形块的斜面与转轴的底端相配合,所述梯形块远离转轴的一侧固定有齿条,所述齿条的一端固定有弹簧,所述提取箱的底部内壁固定有基座,且弹簧的另一端与基座固定连接,所述提取箱的底部内壁转动连接有转动轴,所述转动轴的外壁固定有与齿条相啮合的第五齿轮,所述转动轴的顶端固定有扇叶,且扇叶用于搅拌提取箱内的冷空气;在转轴进行上下移动时,转轴下移推动梯形块和齿条向右侧移动,齿条通过第五齿轮带动转动轴和扇叶转动,用于搅拌提取箱内部的冷空气,使提取箱内部的冷空气均匀分布在提取箱内,保证第一离心筒和第二离心筒在均匀的温度下进行多酚氧化酶的提取。
22、有益效果:
23、本发明中,所述中转箱内密封滑动连接的密封板,所述密封板的顶部通过多个滑杆固定连接有移动板,所述排液管上安装有单向阀;向上拉动移动板,移动板通过滑杆带动密封板上移,而排液管上安装有单向阀,因此中转箱内部产生负压,用于将第一离心筒内离心后的上清吸入中转箱内,且上清在导液斜板的作用下通过排液管进入第二离心筒内,操作简单,保证第一离心筒和第二离心筒的安全;
24、本发明中,所述转动杆的顶端固定有第一齿轮,所述第一转盘的底部固定有齿环,所述转动杆的外壁固定有第二齿轮,所述第一隔板的底部固定有螺母,所述螺母的外壁固定有第四齿轮,所述提取箱内通过支撑板转动连接有第三齿轮,所述第三齿轮的顶部设有多个卡接结构,第三齿轮通过卡接结构与第四齿轮相卡接;第二齿轮与第三齿轮的配合带动卡接结构转动,且卡接结构与第四齿轮配合并带动第四齿轮和螺母转动,转轴带动碾压盘逐渐上移,直至碾压盘与按压盘配合对植物组织碎块进行碾压,用于使植物组织碎块与磷缓冲液充分浸提;
25、本发明中,所述基板内滑动贯穿有销杆,所述销杆的一端固定有卡块,所述销杆的外壁套设有与卡块固定连接的第一拉簧,且第一拉簧的另一端与基板固定连接,卡块在第一拉簧的作用下与第四齿轮相卡接;第二齿轮与第三齿轮的配合带动卡块转动,且卡块与第四齿轮配合,带动碾压盘逐渐上移,用于使按压盘和碾压盘对植物组织碎块进行碾压;当第三齿轮高速转动时,卡块与第四齿轮脱离卡接状态,第四齿轮和螺母处于静止状态,便于后期的第一离心筒离心作业;
26、本发明中,所述提取箱的底部内壁滑动连接有梯形块,所述梯形块远离转轴的一侧固定有齿条,所述提取箱的底部内壁转动连接有转动轴,所述转动轴的外壁固定有与齿条相啮合的第五齿轮,所述转动轴的顶端固定有扇叶;转轴下移推动梯形块和齿条向右侧移动,齿条通过第五齿轮带动转动轴和扇叶转动,用于搅拌提取箱内部的冷空气,使提取箱内部的冷空气均匀分布在提取箱内,保证第一离心筒和第二离心筒在均匀的温度下进行多酚氧化酶的提取。
27、本发明中,第一离心筒转动时能够在将植物组织进行充分碾碎,使植物组织充分与缓冲液进行浸提,第一离心筒高速转动时能够进行缓冲液的离心作业,功能齐全,且离心结束后能够安全的完成上清的转移,避免第一离心筒损坏,通过扇叶的转动能够保证第一离心筒和第二离心筒在均匀的温度下进行多酚氧化酶的提取。
1.一种多酚氧化酶的提取纯化方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.一种设备,用于在权利要求1所述一种多酚氧化酶的提取纯化方法中进行多酚氧化酶的提取,其特征在于,包括提取箱(1),所述提取箱(1)的顶部固定有可拆卸的封盖(2),所述提取箱(1)内固定有第一隔板(11)和第二隔板(30),所述第一隔板(11)和第二隔板(30)的顶部分别通过滑轨、滑块滑动连接有第一转盘(5)和第二转盘(31),所述第一转盘(5)和第二转盘(31)的顶部均固定有可拆卸的第一离心筒(6)和第二离心筒(32),且第一离心筒(6)和第二离心筒(32)均用于多酚氧化酶的提取,所述提取箱(1)的底部内壁固定有第二电机(33),所述第二电机(33)的输出轴通过联轴器与第二离心筒(32)的底部固定连接,所述提取箱(1)的两侧均固定嵌装有透明隔温玻璃(47),用于查看提取箱(1)内部提取情况;
3.根据权利要求2所述的一种设备,其特征在于,所述驱动结构包括固定在提取箱(1)底部内壁的第一电机(14),所述第一电机(14)的输出轴通过联轴器固定有转动杆(15),所述转动杆(15)的顶端转动贯穿第一隔板(11)并固定有第一齿轮(16),所述第一转盘(5)的底部固定有与第一齿轮(16)相啮合的齿环(17),第一电机(14)通过第一齿轮(16)、齿环(17)驱动第一离心筒(6)高速转动进行离心作业,所述转动杆(15)的外壁固定套设有位于第一隔板(11)下方的第二齿轮(18),所述第一隔板(11)的底部通过竖杆固定有螺母(20),所述转轴(13)的外壁设有往复螺纹段(22),且螺母(20)通过往复螺纹段(22)与转轴(13)螺纹连接,所述螺母(20)的外壁固定有第四齿轮(21),所述提取箱(1)内通过支撑板转动连接有第三齿轮(19),且转轴(13)的底端贯穿第三齿轮(19),所述第三齿轮(19)位于第四齿轮(21)的下方,所述第三齿轮(19)与第二齿轮(18)相啮合,所述第三齿轮(19)的顶部设有多个卡接结构,第三齿轮(19)通过卡接结构与第四齿轮(21)相卡接。
4.根据权利要求3所述的一种设备,其特征在于,所述卡接结构包括固定在第三齿轮(19)顶部偏离圆心一侧的基板(24),所述基板(24)内滑动贯穿有销杆(25),所述销杆(25)远离转轴(13)的一端固定有卡块(23),且卡块(23)与第三齿轮(19)的顶部滑动连接,所述销杆(25)的外壁套设有与卡块(23)固定连接的第一拉簧(26),且第一拉簧(26)的另一端与基板(24)固定连接,卡块(23)在第一拉簧(26)的作用下与第四齿轮(21)相卡接。
5.根据权利要求4所述的一种设备,其特征在于,所述转移结构包括密封滑动设置在中转箱(34)内的密封板(35),所述密封板(35)的顶部固定有多个滑杆(36),多个所述滑杆(36)的顶端滑动延伸至中转箱(34)的上方并固定连接有同一个移动板(37),所述移动板(37)的底部与中转箱(34)的顶部之间固定有多个第二拉簧(38),所述排液管(40)上安装有单向阀,密封板(35)上移用于将第一离心筒(6)内的上清通过提取管(39)吸入中转箱(34)内,并通过排液管(40)注入第二离心筒(32)内,所述中转箱(34)的底部内壁固定有导液斜板(41),且导液斜板(41)用于将提取管(39)吸入的上清向排液管(40)方向排放。
6.根据权利要求5所述的一种设备,其特征在于,所述封盖(2)的底部通过连接柱固定有用于封闭第一离心筒(6)的第一封闭盖(7),且注料管(9)、提取管(39)的底端均固定贯穿第一封闭盖(7),所述第一封闭盖(7)与第一离心筒(6)的顶部滑动配合,所述封盖(2)内固定贯穿有投料管(29),所述投料管(29)与排液管(40)的外壁均滑动套设有第二封闭盖(28),且第二封闭盖(28)用于封闭第二离心筒(32),所述第二封闭盖(28)与第二离心筒(32)的顶部滑动配合,所述第二封闭盖(28)的顶部固定有横板(27),且横板(27)的两端分别于提取箱(1)的两侧内壁滑动配合,第二离心筒(32)在转动时通过横板(27)能够使第二封闭盖(28)处于静止状态。
7.根据权利要求6所述的一种设备,其特征在于,所述提取箱(1)的一侧内壁固定有进气管(3),且进气管(3)与外界的制冷设备相连通,用于向提取箱(1)内注入冷空气,所述提取箱(1)的一侧内壁固定有位于进气管(3)上方的温度传感器(4),且温度传感器(4)用于实时监测提取箱(1)内部的温度。
8.根据权利要求7所述的一种设备,其特征在于,所述碾压盘(12)的顶部固定有挡环(44),且挡环(44)用于阻挡植物组织从碾压盘(12)上流出,所述挡环(44)内设有多个通孔(45),用于将碾压盘(12)上的缓冲液排放,所述碾压盘(12)的顶部固定有用于封闭注料管(9)的弧形凸块(46)。
9.根据权利要求8所述的一种设备,其特征在于,所述提取管(39)的外壁固定套设有位于第一离心筒(6)内的u型板(42),所述u型板(42)的两个底端均固定有磁铁(43),所述按压盘(10)的内部固定嵌装有铁皮层,且磁铁(43)与铁皮层产生磁吸力,所述第一离心筒(6)的底部内壁固定有密封圈(8),且密封圈(8)套设在转轴(13)的外表,用于增加转轴(13)与第一离心筒(6)之间的密封性。
10.根据权利要求9所述的一种设备,其特征在于,所述提取箱(1)的底部内壁滑动连接有梯形块(48),且梯形块(48)的斜面与转轴(13)的底端相配合,所述梯形块(48)远离转轴(13)的一侧固定有齿条(49),所述齿条(49)的一端固定有弹簧(50),所述提取箱(1)的底部内壁固定有基座(51),且弹簧(50)的另一端与基座(51)固定连接,所述提取箱(1)的底部内壁转动连接有转动轴(52),所述转动轴(52)的外壁固定有与齿条(49)相啮合的第五齿轮(53),所述转动轴(52)的顶端固定有扇叶(54),且扇叶(54)用于搅拌提取箱(1)内的冷空气。