[发明专利]一种基于径向旋转磁场下的食品益生菌或蛋白质富集的方法

说明书

技术领域

一种基于径向旋转磁场下的食品益生菌或蛋白质富集的方法，属于运用电磁学的一种新型食品加工技术。

背景技术

溶液中若含有一定量带电的阴阳离子或表面带电的蛋白质及菌体，在有电势差的环境中会发生定向迁移，根据这一原理的技术应用包括电解、电镀、电泳和电渗析。它们都是通过在电极间产生的电势差而形成的离子定向移动，其中电解、电镀、电渗析的处理对象多为电解质中的正负离子，其分子量小；而电泳则针对溶液中一些表面带有大量正负电子的蛋白质大分子类进行处理。Zeta电位即电动电势是连续相与附着在分散粒子上的流体稳定层之间的电势差。可以反映蛋白质或者菌体在不同缓冲体系中的带电情况。

螺线管路绕组溶液中充满带电粒子并引入变化的磁通量使其生产感应电动势作为“源动力”来驱动溶液回路体系中的带电粒子定向移动。交变的磁通量产生交变的感应电动势并驱动带电粒子往复运动。在径向磁场中，当其粒子运动方向切割磁力线时会受到洛伦兹力的作用，使其轨迹发生偏转，增加带电粒子向中间食材的浸渍渗透作用，从而完成益生菌或蛋白质的富集。

在食材中添加益生菌和功能性蛋白质有益于丰富功能性食品的种类，当今健康食品越来越受人青睐，逐渐成为未来食品工业的发展方向。常见的益生菌主要有：乳酸菌、双歧杆菌、酵母菌、嗜酸乳杆菌等，也包含各类复合的益生菌。功能性蛋白质指在食品生产中添加的，可以改善品质特性的一类蛋白质总称。如乳清蛋白类可以改善食品的起泡性和乳化性，谷物蛋白类可以改善食品体系风味，肌蛋白类可以改善食品的凝胶性和持水性。大多数食品具有一定的孔隙率，如一些果蔬类食品的薄壁组织中的细胞直径为50~500μm，间隙有210~350μm的距离，而大多数蛋白质尺寸为数百纳米，大多数微生物尺寸为数微米到数十微米范围，这样的空间足以让微生物和蛋白质在食材中容纳富集。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于径向旋转磁场下的食品益生菌及蛋白质富集的方法，本发明是一种新型食品加工技术，原理是由铷硼铁强磁钢不断经过中间的硅胶管绕组，引发缠绕在硅钢铁芯上且管中充满表面带电的菌体或蛋白质液体的硅胶管产生感应电动势，导致整个溶液回路体系中的带电菌体或蛋白质往复运动；并受径向旋转磁场影响在硅胶管路中产生变化的磁通，菌体或蛋白质运动轨迹发生偏转，进而完成对食品的菌体或蛋白质富集浸渍处理。

本发明的技术方案：一种基于径向旋转磁场下的食品益生菌或蛋白质富集的方法，本发明所用装备有（A）磁场驱动单元：包括调速器5、电机6、皮带4、硅钢铁芯8、转动圆盘7、铷硼铁强磁纲10，由调速器5控制电机6转速，由皮带4带动转动圆盘7的转轴；（B）磁场引导单元：包括调速器11、电机12、皮带13、径向旋转磁场2，由调速器11控制电机12转速，由皮带13带动径向旋转磁场2中的磁瓦；（C）浸渍单元：包括浸渍槽1、硅胶管绕组管路9、真空泵3，如图1所示；

（A）磁场驱动单元：转动圆盘7上均匀分布放置两对铷硼铁强磁钢10，每块磁钢尺寸100mm×100mm×10mm，每对铷硼铁强磁钢间距为100~120mm且异极相对，中心磁场强度300~500Gs，转动圆盘的转动由调速器5和电机6控制，其中调速器5输出转速范围800~1000 r/min，电机6转速800~1000 r/min；

（B）磁场引导单元：径向旋转磁场2放置在浸渍槽1外部，径向旋转磁场2由4~6对半圆环形磁瓦组成，相邻的每对半圆环形磁瓦中心磁力线方向一致，每对半圆环形磁瓦异极相对，磁力线N极指向S极，每块半圆环形磁瓦尺寸为内径100mm，外径115mm，厚15mm，长100mm，磁瓦中心表面磁场3000Gs，每对磁瓦组成的径向旋转磁场的中心强度500Gs，径向旋转磁场的转动由调速器11和电机12控制，其中调速器11输出转速范围10~100 r/min，电机12转速10~100 r/min；

（C）浸渍单元：玻璃浸渍槽1为圆柱形结构，内径60~80mm，长度500~800mm，壁厚3mm，上方留有可抽真空的阀门和可进样取样的密封盖，浸渍槽两侧的中间部位有导通口，与硅胶管绕组连接，使整个浸渍液体系成循环回路；硅胶管绕组管路9其材料为绝缘性好、柔韧性佳、无毒无味的食品级铂金硅胶管，内径范围2~6mm，管壁厚度3mm，硅胶管绕组为双层绕线其匝数范围为20~30圈；中间的硅钢铁芯8为铁氧体棒，直径30~50mm，长度80~100mm，硅胶管两端分别与浸渍槽两侧的导通口相接连通，使浸渍液呈循环的回路体系；