本发明涉及微生物色素领域，具体涉及一种提取海洋链霉菌天然蓝色素的方法和装置。
背景技术：
色素被大量地广泛应用于食品、医药、化妆品、保健品等工业生产。随着人们生活水平的提高，色素的需求量急剧增大，而人工合成色素因不具营养价值并具有毒害作用终将无法占领色素市场。相较于动植物色素，微生物色素具有不受时间、空间和环境等因素影响的优点，可以利用发酵装置进行大规模生产。蓝色作为三原色之一就注定了蓝色素的应用前景和潜力是巨大的，蓝色素可以搭配红，黄色素调制多种色调色素。
微生物色素作为一种天然色素因其安全、着色天然、无毒副作用等诸多优点，在国际市场销售额年增长率保持在10％以上。目前，食品应用的色素主要是红、黄色素，蓝色素比较稀缺，为解决这个问题，国外从六十年代开始致力于研究开发天然色素。其中，微生物蓝色素就是一个科研工作者的研究热点，现已鉴定和分离出多种能够合成蓝色素的微生物，包括链霉菌-zlt(streptomycessp.)、假交替单胞菌(pseudoaltermonassp.e18)、杜檊式菌b2菌株(duganellasp.b2)、出芽短梗霉(aureobasidiumpullulans)、红杆菌属(rhodobacter)和紫色非硫细菌属等。
在行业需求上，微生物发酵法制备蓝色素可以很好的解决色素品种少、来源相对不足和成本高的问题。但是，目前的蓝色素工业化大生产还存在着生产工艺不完善，能耗大，劳动生产效率低下，产率和纯度以及品质不够高等诸多问题，所以急需从新工艺、新装置及高效菌种筛选驯化等几个方面来解决这些问题，从而达到增产增收的经济效益。
技术实现要素：
本发明提供了一种提取海洋链霉菌天然蓝色素的方法和装置，海洋链霉菌可同时产生胞外的发酵液和胞内的链霉菌两种不同的脂溶性和水溶性的蓝色素，本发明针对这两种不同的蓝色素对应采取了不同的处理方法，利用该类蓝色素在不同的ph值下其凝聚形态发生改变的特点，对其进行提纯。
一种提取海洋链霉菌天然蓝色素的方法包括以下步骤：
a.将海洋链霉菌的胞外的发酵液和胞内的链霉菌分离；
b.将分离出来的胞内的链霉菌进行细胞破碎，再将破碎的胞内的链霉菌和细胞壁分离；
c.将步骤b中分离出来的胞内的链霉菌和步骤a中分离得到的胞外的发酵液用酸性溶液调节其ph值至2～5，即得到在酸性下沉降的固态蓝色素。
优选地，步骤c中所述ph值为4。
优选地，步骤c中所述酸性溶液为盐酸。
一种提取海洋链霉菌天然蓝色素的装置，包括储液罐和控制器，所述储液罐的上端设有投料口，储液罐的下部设有喷淋装置，喷淋装置的下方设有抽滤装置，抽滤装置和喷淋装置间设有搅拌装置，搅拌装置的底端设有旋转叶轮，控制器通过喷淋电机控制喷淋装置的喷淋速度，控制器通过搅拌电机控制搅拌装置的旋转叶轮的旋转转速。
抽滤装置包括抽滤漏斗、抽滤膜和抽滤泵，抽滤漏斗为倒三角结构，抽滤膜设置在抽滤漏斗的倒三角的顶边上，搅拌装置的旋转叶轮与抽滤膜的上平面保持微接触，旋转叶轮能够在抽滤膜的上方微接触抽滤膜的平面旋转转动，旋转叶轮用于防止抽滤膜阻塞并加快过滤，抽滤泵能够驱动抽滤膜上待滤物质向下运动，抽滤漏斗的下方设有粗液收集罐和超声波破碎罐，能通过抽滤膜的胞内的链霉菌在抽滤泵的驱动下通过抽滤漏斗进入超声波破碎罐，不能通过抽滤膜的胞外的发酵液沿着抽滤漏斗的外沿进入粗液收集罐。
所述超声波破碎罐的下方连接有萃取罐，萃取罐的上端设有萃取液注射口，超声波破碎后得到破碎的细胞浆液，包括胞内的蓝色素和细胞壁残渣，通过萃取液注射口注入能萃取胞内蓝色素的萃取液，为将萃取液与破碎的细胞浆液充分接触混合，萃取罐内设有卧式搅拌器，萃取罐的下方连接有离心罐，离心罐能够将萃取有胞内的链霉菌的清液和细胞壁分离，离心罐的底端设有排料口，离心罐的侧面连接有真空抽滤泵，离心罐的工作方式为可控的间歇式运作，真空抽滤泵的尾端与所述粗液收集罐连接，真空抽滤泵将萃取有蓝色素的清液抽送到粗液收集罐中。
所述粗液收集罐的下方连接有ph纯化收集罐，ph纯化收集罐的上部侧面设置有ph调节剂注射口，ph纯化收集罐的底端设置有出料口。
优选地，所述控制器包括控制面板。
优选地，所述抽滤膜的孔径为0.22μm，可以将海洋链霉菌的胞外发酵液和胞内链霉菌两种不同的蓝色素分离。
优选地，所述超声波破碎罐内设有监测控温装置，监测控温装置能够监测温度并控制温度，使温度控制在蓝色素的最佳活性状态。
优选地，所述萃取液注射口注入ccl4萃取液。
本发明具有以下有益效果：
(1)针对胞内外都存在色素的问题，设计了抽滤装置、超声波破碎罐、萃取罐和离心罐，将海洋链霉菌的胞内外两种不同的蓝色素对应采取了不同的处理方法，使海洋链霉菌的蓝色素提取更充分。
(2)为解决因细胞堆积而降低滤过效率的问题，设计了搅拌装置，搅拌装置可由控制面板设置其转速，搅拌装置可以将过滤膜上的细胞扫除，进入下一个装置，增大过滤速度并简化过滤操作。
(3)根据海洋链霉菌的蓝色素在不同的ph值下其凝聚形态发生改变的特点，设计了ph纯化收集罐，通过ph调节剂注射口注入ph调节剂来提取纯化蓝色素。
附图说明
图1为提取海洋链霉菌天然蓝色素的装置的结构示意图。
其中，1为投料口，2为储液罐，3为喷淋装置，4为搅拌装置，5为控制面板，6为抽滤漏斗，7为抽滤膜，8为抽滤泵，9为超声波破碎罐，10为萃取罐，11为萃取液注射口，12为卧式搅拌器，13为离心罐，14为排料口，15为真空抽滤泵，16为粗液收集罐，17为ph纯化收集罐，18为ph调节剂注射口，19为出料口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
本发明提供了一种提取海洋链霉菌天然蓝色素的方法，为了更好地描述本方法，先描述用于本方法的装置。
结合图1，一种提取海洋链霉菌天然蓝色素的装置，包括储液罐2和控制器，储液罐2的上端设有投料口1，储液罐2的下部设有喷淋装置3，喷淋装置3的下方设有抽滤装置，抽滤装置和喷淋装置3间设有搅拌装置4，搅拌装置4的底端设有旋转叶轮，喷淋装置3的喷淋电机与控制器电连接，搅拌装置4的搅拌电机与控制器电连接。
抽滤装置包括抽滤漏斗6、抽滤膜7和抽滤泵8，抽滤漏斗6为倒三角结构，抽滤膜7设置在抽滤漏斗6的倒三角的顶边上，搅拌装置4的旋转叶轮与抽滤膜7的上平面保持微接触，搅拌装置4的旋转叶轮能够在抽滤膜7的上方微接触抽滤膜7的平面旋转转动，旋转叶轮能够防止抽滤膜7阻塞并加快过滤，抽滤泵8能够驱动抽滤膜7上待滤物质向下运动，抽滤漏斗6的下方设有粗液收集罐16和超声波破碎罐9，胞内的链霉菌通过抽滤漏斗6进入超声波破碎罐9，胞外的发酵液沿着抽滤漏斗6的外沿进入粗液收集罐16。
超声波破碎罐9的下方连接有萃取罐10，萃取罐10的上端设有萃取液注射口11，超声波破碎后得到破碎的细胞浆液，包括胞内的蓝色素和细胞壁残渣，通过萃取液注射口11注入能萃取胞内的链霉菌的萃取液，为将萃取液与破碎的细胞浆液充分接触混合，萃取罐10内设有卧式搅拌器12，萃取罐10的下方连接有离心罐13，离心罐13能够将萃取有胞内的链霉菌的清液和细胞壁分离，离心罐13的底端设有排料口14，离心罐13的侧面连接有真空抽滤泵15，离心罐13的工作方式为可控的间歇式运作，真空抽滤泵15的尾端与粗液收集罐16连接，真空抽滤泵15将萃取有胞内的蓝色素的清液抽送到粗液收集罐16中。
粗液收集罐16的下方连接有ph纯化收集罐17，ph纯化收集罐17的上部侧面设置有ph调节剂注射口18，ph纯化收集罐17的底端设置有出料口19。
其中，控制器包括有控制面板，抽滤膜7的孔径为0.22μm，可以将海洋链霉菌的胞外发酵液和胞内链霉菌两种不同的蓝色素分离，在超声波破碎罐9内设有监测控温装置，监测控温装置能够监测温度并控制温度，使温度控制在蓝色素的最佳活性状态。
结合本装置，一种提取海洋链霉菌天然蓝色素的方法，将海洋链霉菌经投料口1投入到储液罐2中；储液罐2下部的喷淋装置3将海洋链霉菌喷淋到抽滤装置的抽滤膜7上，搅拌装置4的旋转叶轮在抽滤膜7的上方推动海洋链霉菌微接触抽滤膜7的平面旋转转动，旋转叶轮能够加快过滤过程并防止抽滤膜7阻塞，海洋链霉菌中能够通过抽滤膜7的胞内的链霉菌经抽滤膜7进入超声波破碎罐9中，海洋链霉菌中不能够通过抽滤膜7的胞外发酵液沿着抽滤漏斗6的外沿进入粗液收集罐16，至此将海洋链霉菌的胞外的发酵液和胞内的链霉菌进行了分离。
胞内的链霉菌在超声波破碎罐9中进行超声破碎，超声频率为300w，每超声十秒间隔十秒，持续二十分钟；超声破碎后的细胞浆液(胞内的链霉菌和细胞壁)被抽送到萃取罐10中，通过萃取液注射口11注入ccl4萃取液，卧式搅拌器12将细胞浆液与ccl4萃取液充分混合；完成萃取后，将超声破碎并加入萃取液后所得到的混合液推送到离心罐13中，离心转速12000r/min下将混合液进行离心处理，得到上层的萃取有胞内的链霉菌的清液和下层的细胞壁残渣；上层的萃取有胞内的链霉菌的清液被真空抽滤泵15抽到粗液收集罐16中，下层的细胞壁残渣经排料口14排出。即将分离出来的胞内的链霉菌进行了细胞破碎，再将破碎的胞内的链霉菌和细胞壁分离。
粗液收集罐16中的液体抽送至ph纯化收集罐17中，因蓝色素在不同的ph值下其凝聚形态发生改变，通过ph调节剂注射口18投入浓度为2mol/l的盐酸溶液，即得到在酸性下沉降的蓝色素，将此固态的蓝色素经出料口19产出。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。