一种耐冷假单胞菌胞外蛋白酶失活装置的制作方法

本实用新型属于酶失活装置，具体地涉及一种耐冷假单胞菌胞外蛋白酶失活装置。

背景技术：

假单胞菌是原料乳中常见的占主导地位的耐冷菌群。耐冷假单胞菌能在原料乳冷藏过程中分泌耐热蛋白酶，这种蛋白酶难以通过高温加热的方式加以灭活，其耐热的机理是：经过高温处理后，未被破坏的处于非折叠状态的蛋白酶分子(无活性)重新折叠成有活性的天然构象。因此这类酶能够耐受巴氏灭菌(72℃/15s)或超高温(120～150℃/0.5～8.0s)灭菌工艺，无法通过单一的热处理完全灭活。

耐热蛋白酶主要通过降解酪蛋白引起原料乳物理化学性质发生明显变化，包括原料乳沉积，Zeta电势和酪蛋白胶束水合作用降低，以及释放出多肽，从而导致原料乳变质，影响后续乳产品的货架期。当前采用的耐冷菌蛋白酶失活方法有高温失活法和低温失活法，高温失活法由于温度高，会破坏乳品营养成分；而低温失活法处理时间过长，能耗大。

因此，如何不破坏乳品营养成分又快速地使耐冷假单胞菌的胞外蛋白酶失活，这是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

基于上述技术问题，发明人开发了一种新的耐冷假单胞菌的胞外蛋白酶失活方法，将含有耐冷假单胞菌胞外蛋白酶的溶液先在热浴加热，再经微波加热，从而大大缩短了处理时间，降低能耗，灭活效果也优于传统方法。上述方法在大生产中应用便利性相对较差，为此，本实用新型提供了一种耐冷假单胞菌的胞外蛋白酶失活装置，从而使耐冷假单胞菌胞外蛋白酶失活过程能够更加便利地连续进行。

具体地，提供了一种耐冷假单胞菌胞外蛋白酶失活装置，包括恒温加热机构(1)、微波加热机构(2)和管道(3)；管道依次贯穿通过恒温加热机构和微波加热机构，管道包括主管道(31)、设于恒温加热机构内的第一支路(32)和第二支路(33)，第一支路和第二支路分别通过选择阀(4)与主管道连通，并且第一支路与第二支路的管程不相等；微波加热机构内的主管道为耐微波加热管道，并设有流量调节阀(5)。

进一步地，上述恒温加热机构和微波加热机构之间的主管道外周还包覆有保温套(6)。

进一步地，上述耐微波加热管道为高分子管道。

进一步地，上述恒温加热机构为电热恒温箱。

进一步地，上述耐冷假单胞菌胞外蛋白酶失活装置还包括冷却管路(7)，上述冷却管路贴设于主管道外壁两侧。

进一步地，微波加热机构的出入口处分别安装有微波衰减器(8)。

在使用时，将待处理溶液，例如含有耐冷假单胞菌胞外蛋白酶的溶液、原料乳等，从主管道的入口输入，通过选择阀选择通过第一支路或第二支路，同时进行恒温加热，由于第一支路和第二支路的管程不相等，因此待处理溶液的恒温加热时间不同。恒温加热后待处理溶液进入微波加热机构，通过流量调节阀调节流量，从而控制待处理溶液在微波加热机构中的微波加热时间。流量调节同时也影响待处理溶液在恒温加热机构中的加热时间，因此，整个失活装置通过设置主管道、第一支路和第二支路，将耐冷假单胞菌胞外蛋白酶的失活步骤串联起来，无需人工移动物料，避免因恒温加热和微波加热之间的间隔过长影响灭活效果，避免引起二次污染。同时，通过两个不同管程的支路，以及流量调节阀，实现了对恒温加热时间以及微波加热时间的双重调控，进而使失活方法在放大时或规模化生产时能够方便地连续进行。

附图说明

图1为本实用新型所提供的耐冷假单胞菌胞外蛋白酶失活装置的其中一个具体实施方式的结构示意图。

图2为本实用新型所提供的耐冷假单胞菌胞外蛋白酶失活装置的另一个具体实施方式的结构示意图。

图3为图2所示的失活装置的A-A剖面图。

附图标记说明：恒温加热机构1；微波加热机构2；电磁管21；管道3；主管道31；第一支路32；第二支路33；选择阀4；流量调节阀5；保温套6；冷却管路7；微波衰减器8。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

为解决“如何不破坏乳品营养成分又快速地使耐冷假单胞菌的胞外蛋白酶失活”的问题，本发明人此前开发了一种新的耐冷假单胞菌的胞外蛋白酶失活方法，将含有耐冷假单胞菌胞外蛋白酶的溶液在50-70℃低温加热2-4min，再经800W微波加热60-120s，从而大大缩短了处理时间，降低能耗，灭活效果也优于传统方法，并且，不会破坏胞外蛋白酶所处的溶液环境中的其他营养物质。

实验室中实施上述胞外蛋白酶的失活方法时，低温加热和微波加热通常在两个独立的实验装置中进行，实验过程中需要人工将样品从前一个装置移动到后一个实验装置，在实验室条件下，这样做虽然浪费了人力，但由于中间时间间隔很短，对酶失活的结果尚且不会产生影响。而在放大试验以及规模化生产时，一方面人工移动大量物料会浪费人力，延长生产周期，增加生产成本，另一方面低温加热和微波加热两个过程中间间隔过长，容易影响灭活效果，物料在移动过程中还存在二次污染的风险，最终影响原料乳的品质和货架期。

为此，基于上述耐冷假单胞菌的胞外蛋白酶失活方法，发明人开发了一种耐冷假单胞菌胞外酶失活装置，请结合图1，该失活装置包括恒温加热机构1、微波加热机构2和管道3；管道3依次贯穿通过恒温加热机构1和微波加热机构2，管道3包括主管道和设于恒温加热机构1内的第一支路32和第二支路33，第一支路32和第二支路33通过选择阀4分别与主管道连通，并且第一支路32与第二支路33的管程不相等；微波加热机构2中的主管道为耐微波加热管道，并设有流量调节阀5。

上述的恒温加热机构1可以采用水、空气、油等作为传热介质，优选的采用电热恒温箱。

上述的耐微波加热管道是指通过耐微波加热的材料制成的管道，例如聚丙烯管道、聚丙烯树脂管道、陶瓷管道、玻璃管道等，优选地采用高分子管道。

在使用时，将待处理溶液，例如含有耐冷假单胞菌胞外蛋白酶的溶液、原料乳等，从主管道的入口输入，通过选择阀4选择通过第一支路32或第二支路33，同时进行恒温加热，由于第一支路32和第二支路33的管程不相等，因此待处理溶液的恒温加热时间不同。恒温加热后待处理溶液进入微波加热机构2，通过流量调节阀5调节流量，从而控制待处理溶液在微波加热机构2中的微波加热时间。流量调节同时也影响待处理溶液在恒温加热机构1中的加热时间，因此，整个失活装置通过设置主管道、第一支路32和第二支路33，将耐冷假单胞菌胞外蛋白酶的失活步骤串联起来，无需人工移动物料，避免因恒温加热和微波加热之间的间隔过长影响灭活效果，避免引起二次污染。同时，通过两个不同管程的支路，以及流量调节阀5，实现了对恒温加热时间以及微波加热时间的双重调控，进而使失活方法在放大时或规模化生产时能够方便地连续进行。

进一步地，恒温加热机构1和微波加热机构2之间的主管道外周还包覆有保温套6。恒温加热机构1和微波加热机构2之间存在一段主管道，用于将待处理溶液从前一个加热机构中输送至后一个加热机构，在主管道外周设置保温套6，可以进一步降低输送过程对最终酶失活效果的影响。

请结合图2至图3，在另一个具体实施方式中，上述耐冷假单胞菌胞外蛋白酶失活装置还包括冷却管路7，冷却管路7设置于主管道外壁两侧。

当实验室条件下进行微波加热时，由于待处理溶液的样品量较小，虽然进行60-120s的微波加热，微波主要起到促进溶液中分子内的振动，破坏蛋白酶空间折叠，并加速蛋白酶肽链和自身催化位点结合，促进肽链断裂以及降解后的肽段从反应位点离去，进而加速使胞外蛋白酶彻底失活的作用，其大部分能量耗散在周围的空气中，因此，待处理溶液在微波加热过程中溶液温度不会明显升高。而当放大生产时，待处理溶液虽然处于边加热变流动的状态，但是难以避免温度会有所升高，温度过高不利于耐冷假单胞菌胞外蛋白酶的自降解，为此，通过在微波加热机构2中的主管道外周两侧设置冷却管路7，通过与冷却管路7中的冷却水进行热交换，从而降低待处理溶液的温度，抵消微波加热使溶液产生的热量。

进一步地，微波加热机构2的出入口处分别安装有微波衰减器8。上述微波衰减器8可以采用现有技术中已经商业化的微波衰减器，在出入口处设置微波衰减器8用于衰减电磁波，防止电磁波从微波加热机构2的出入口泄露，影响操作人员健康，提高作业安全性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以帮助理解本实用新型的技术方案及核心思想，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换也落入本实用新型权利要求的保护范围内。