[发明专利]一种激光植物孢子无氧化破壁物料制备用的设备

说明书

本发明公开了一种激光植物孢子无氧化破壁物料制备用的设备，属于激光破壁技术领域，该设备包括一级物料桶、二级物料桶、连接管和泵；一级物料桶和二级物料桶通过连接管连接，泵安装在连接管上；一级物料桶上设置有孢子进料斗、进水管、第一排气孔和第一物料输出管，二级物料桶上设置有物料进管、第二排气孔和第二物料输出管，一级物料桶内设置有第一搅拌机构，第一搅拌机构用于搅拌一级物料桶内的物料，二级物料桶内设置有第二搅拌机构，第二搅拌机构用于搅拌二级物料桶内的物料；一级物料桶内底部设置有加热室，加热室内设置有电热棒。本发明可以提高激光破壁孢子的效率和大幅度降低激光对孢子内含物活性物质的破坏作用。

技术领域

本发明涉及激光破壁技术领域，更具体地说，它涉及一种激光植物孢子无氧化破壁物料制备用的设备。

背景技术

众所周知，孢子的内含物不仅仅是植物的生命源泉，而且还是微型营养宝库。由于这些孢子的内含物都是呈游离状态，且这些游离物的尺寸都是纳米级的微小颗粒，极易被人体吸收。为了充分获取孢子的内含物，人们在不断地追求将孢子其坚硬的外壁壳打破。例如灵芝孢子的破壁技术研究已有二十多年，不同阶段流行着化学破壁法、生物酶破壁法、机械破壁法、物理破壁法、综合法等，这些破壁方法虽然都取得了一定进展，但是破壁效果都不尽理想，存在各方面的不足，因此大部分研究仅局限于在实验室中开展。

随着激光器技术的发展和激光器价格逐步下降，在生物领域应用激光技术取得越来越多的良好效果，其中针对孢子的激光破壁法已经引起人们的重视，然而激光巨大的能量对其孢子的内含物这种活性物质的破坏作用也同样引起了人们的担心，这种破坏作用体现在以下两个方面：

(1)激光过度辐照的热效应会引起孢子内含物烧伤、炭化、汽化等。

(2)激光长时间辐照的光效应会对孢子内含物引起刺激、抑制及分解等破坏性作用。

激光过度辐照导致孢子内含物营养遭到破坏的重要原因之一是固-液相悬浊液物料(由固体微粒孢子和纯水组成)中的溶解气体过多，这些溶解气体在常温时不显现，但是在激光破壁加工时由于激光的能量导致物料温度上升，物料里溶解气体的饱和溶解度随着物料温度的升高而逐渐降低，这些溶解气体慢慢聚集在流体内就形成微小气泡。由于物料里含有微小气泡的悬浊液对射入的激光会产生折射、散射、衍射等物理现象而影响孢子吸收激光辐照光能量的能力，导致需要加大激光辐照功率和增加激光辐照时间，因而造成激光过度辐照。

由于目前在国内和国际还查询不到应用激光技术破壁植物孢子、花粉孢子的物料制备方法，因此还没有这方面可以进行比较的现有技术。应用激光破壁法时物料是以流体形态从物料桶通过管路系统输送到激光破壁生产线的工位，物料也是以流体形态通过激光的辐照区域使得悬浊液中的孢子破壁，所以只能以流体消泡的技术进行比较。

常用的流体消泡技术按原理可分为物理消泡法、机械消泡法、化学消泡法和自然消泡法。由于激光破壁法中仅是在孢子破壁时才出现泡沫，再加上孢子破壁的过程中必须是无氧化、无化学污染和重金属污染，因此，首先就要摒弃机械消泡法和化学消泡法。自然消泡法原理为利用泡沫间液膜的液体沿着高台界面渗出，气泡间的气体扩散和一些单个气泡薄膜破裂来消泡，显然不能解决激光破壁法的消泡问题。物理消泡法原理为利用改变泡沫的黏度或物性的办法使泡沫破裂，常用的有热力法、声波法、电力法等，其特点为需采用专门设备，使用和维护费用高，同样也不适合激光破壁法的流体消泡问题。

由于物料是一种分散系，其孢子分散质粒子直径在5～60um。分布在纯水中的植物孢子并不是被溶解，而仅仅是分散在其中，不溶性微小固体颗粒孢子分散到液体中形成为悬浊液。悬浊液中不溶性微小固体颗粒的分散是不透明、不均一、不稳定的，静置后会出现分层，即分散质粒子在重力作用下会逐渐沉降下来。另外，孢子颗粒的表面不是光滑的而是坑坑洼洼的，孢子尺寸越小，纯水需要浸润孢子的比表面积就越大，不光滑的孢子表面包裹的溶解气体就越多。不溶性微小气泡在悬浊液流体中受悬浊液表面较稳定液膜的影响而难以向外逃逸，当物料受到激光辐照时因热量产生的气泡聚集物就会形成泡沫，泡沫的稳定性与流体的黏度大小、表面的弹性作用、表面的流变性都有关系。