一种从养殖水中直接提取生物活性肽的方法和装置制造方法及图纸

一种从养殖水中直接提取生物活性肽的方法和装置，通过一种水产品高密度养殖系统获得富集生物活性肽的水，从该水中可直接获取生物活性肽。所述“水产品高密度养殖系统”主要由水产品的养殖装置、水过滤装置、生物硝化器组成。水体在上述系统中循环，得到富集生物活性肽的水。

A method and device for directly extracting bioactive peptides from aquaculture water

【技术实现步骤摘要】
一种从养殖水中直接提取生物活性肽的方法和装置
本专利技术涉及一种从养殖水中直接提取生物活性肽的方法，特别是提供了得到用于提取生物活性肽的水产品养殖水的方法。本专利技术还提供了所涉及的装置。
技术介绍
目前制备生物活性肽方法主要有两种：一是利用酶解或发酵的方法将蛋白质原料水解为活性肽。方法的缺点是：由于原材料是富含蛋白质的动植物、微生物等，原料中除含蛋白质，还存在其他多糖脂肪等万分，后续的分离和纯化工序复杂成本高昂；最重要的弊端是具有各种生物学活性的生物活性肽占比极低。二是人工合成生物活性肽，如化学合成或DNA重组。其缺点是成本高，技术条件要求较高，产品功能单一。总体来说，生物活性肽的制备仍存在生物活性肽有效成分低、功效不突出且提取成本高的问题，寻求一种绿色高效的方法迫在眉睫。已发现，鱼类在生长过程中为了适应外界自然环境，其机体会不断产生并向外界释放各种生物活性肽。如，具有抵抗外部细菌、病毒、寄生虫感染的抗菌肽、抗病毒肽、提高和增强免疫力的免疫活性肽，以及具有促进细胞增殖和创伤修复功能的活性肽等。但是，由于这些活性肽是被鱼类直接分泌到养殖水体中，在鱼类天然生长或常规养鱼环境中，所分泌出的活性肽被迅速稀释，因此通常水体中含量极低，没有实际应用价值。目前，直接从含活性肽的鱼类养殖水中分离提取生物活性肽，由于经济和技术方面的各种限制，很难实际应用。因此，提高鱼类养殖水中活性肽浓度，是亟须解决的技术关键。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的问题，本专利技术的目的在于提供一种具有高浓度生物活性肽的水产品养殖水，从该养殖水中能够直接分离提取生物活性肽。本专利技术提供了一种鱼类等水产品高密度养殖系统，该系统可以获得富集生物活性肽的水，从该水中可直接获取生物活性肽；所述“水产品高密度养殖系统”由以下几部分组成：1、鱼类等水产品的养殖装置；2、与1连接的水过滤装置，用于物理过滤从1中流出的水；3、与2连接的生物硝化器，用于硝化处理2所述物理过滤分离出的水；硝化处理后，将水中氨氮等有害物质转化为植物生长所需的硝酸盐；从3中流出的水，即为从所述“水产品高密度养殖系统”中得到的富集生物活性肽的水，用于提取生物活性肽。4、水体回流再返回水产品养殖池的管道净化后的水体重新输入养殖池内。这样多次反复循环，不仅节约水资源，还能得到富集生物活性肽的水。所述硝化处理是在生物硝化罐中添加硝化细菌并培养菌群，在好氧条件下，将养殖水体中产生的氨氮氧化成亚硝酸盐，且进一步将亚硝酸盐转化为植物所吸收利用的主要营养成分硝酸盐的过程。其目的是将养殖水体中产生的氨氮、亚硝酸盐等物质转化为植物所吸收利用的主要营养成分硝酸盐。所述硝化细菌为市售品，主要包括两个细菌群：亚硝酸菌和硝酸菌。转化氨氮的过程也分两步：亚硝酸菌先将氨氮转化为亚硝酸盐，然后硝酸菌将亚硝酸盐进一步转化为硝酸盐。所述生物硝化罐是一个容器，里面放有培养硝化菌的生物填料，硝化菌在填料表面附着后繁殖生长。生物填料选用市售流化床填料即可。硝化细菌的添加量根据养殖系统的大小(水体量，后期饲料投喂量)确定。优选的情况下，上述“水产品高密度养殖系统”还可以具有以下任意一个或两个装置：A与3连接的植物种植床可以将上述硝化处理后的水再流经植物种植床，用于植物无土栽培。从种植床流出的水用于提取生物活性肽。养殖水体中残饵粪便、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、悬浮物等物质对鱼类有害，但对植物生长是有益的营养，回流养鱼池之前可以去除，又利于植物生长。B物理灭菌装置，用于将经种植床流出的水在提取生物活性肽之前先进行灭菌消毒。所述灭菌，可采用本领域所使用的任何方式，比如紫外，臭氧等物理灭菌方式。本专利技术的上述水产品高密度养殖系统是密闭式循环操作，只需补水，不需要换水上述系统是工厂化循环水养殖系统，是全人工控制条件下的工业化养殖生产，利用物理过滤、生物硝化、消毒杀菌、控温、增氧等方法，去除养殖水体中对鱼类有害的残饵粪便、氨氮、亚硝酸盐、悬浮物等有害物质。因此，净化后的水体可以重新输入养殖池内，并多次反复循环，才能实现鱼类等水产品的高密度养殖，从而得到了富集生物活性肽的水。从上述所得到的富集生物活性肽的水中提取生物活性肽的方法，可以采用本领域技术人员所使用的任何方法和手段。因此，本专利技术又提供了一种“从水产品养殖体系中获取生物活性肽的系统”，该系统包括前述“水产品高密度养殖系统”和“生物活性肽提取分离装置”。所述“生物活性肽提取分离装置”，可选用本领域技术人员所使用的任何生物活性肽提取分离装置。在本专利技术的一种实施方式中，采用膜分离方法将从4(即种植床)流出的水进行生物活性肽的分离、提取和浓缩。所述“生物活性肽提取分离装置”是膜分离装置。在本专利技术的一种实施方式中，所述膜分离方法，是通过超滤膜先去除分子量大于5000Da的蛋白质分子，分子量小于5000Da的截余液进入纳滤膜继续进行纳滤，然后经过化学清洗、清水反洗的手段不断地将截余液进行浓缩。所述浓缩，是先浓缩到10-20％的体积后进行收集，然后进行重复浓缩，浓缩截余液即富含200-5000Da生物活性肽的产品。本专利技术可将“循环水养殖”、“植物无土栽培”和“高效活性肽浓缩”三个专利技术目的完美地结合，操作流程为：水从鱼池流出→经过物理过滤→通过生物反应器把氨氮等有害的物质转化为硝酸盐(氮肥)→流经蔬菜种植床，蔬菜将(氮肥和其它小分子无机化合物养料)养分吸收→水质净化→再经过活性肽分离系统→经过多级过滤浓缩→直接获得安全高品质的生物活性肽产品。多级过滤浓缩后小于200Da的水最终再回到鱼池，循环使用。从而实现养鱼种菜及提取生物活性肽三种目的。本专利技术和已有技术相比，其主要优势有如下几点:1、得到富含生物活性肽的水本专利技术提供的“水产品高密度养殖系统”可以使生物活性肽在水中不断富集，通过膜分离技术多级过滤浓缩能直接分离提取生物活性肽。2、水体中杂质含量小，使生物活性肽的纯化效率高，且成本低养殖水体中分子量小于200Da的大量无机盐成分(最主要是生物硝化产物硝酸盐)作为植物生长的养料直接被蔬菜根系吸收，避免了物理过滤的最后一步反渗透程序，极大提高了分离纯化效率和降低成本。3、密闭式循环保证了生物活性肽的安全性工厂化标准化鱼菜共生系统是一个相互制约的互锁机制，系统正常运行杜绝使用任何抗菌素和化学农药，而且系统是密闭式循环，只需补水而不换水，水源通过过滤去除重金属，因此，系统从根本上保证了生物活性肽的安全性，没有任何抗菌素、化学农药及重金属污染。4、同时进行养鱼、种菜，是工厂化的鱼菜共生系统模拟自然界动物、植物、微生物系统的完美平衡，真正实现了养鱼不换水。不仅得到富含鱼类分泌的高效生物活性肽的水，而且可同时收获无污染的有机鱼和菜。附图说明：图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从养殖水中直接提取生物活性肽的方法，其特征是：使用一种水产品高密度养殖系统，从中获得富集生物活性肽的水，从该水中直接获取生物活性肽；/n所述“水产品高密度养殖系统”由以下几部分组成：/n1)水产品的养殖装置；/n2)与1)连接的水过滤装置，用于物理过滤从1)中流出的水；/n3)与2)连接的生物硝化器，用于硝化处理2)所述物理过滤分离出的水；/n4)水体回流再返回水产品养殖装置的管道；/n水体在上述系统中循环，从3)中得到富集生物活性肽的水，从中提取生物活性肽。/n

【技术特征摘要】
20190618 CN 20191052763111.一种从养殖水中直接提取生物活性肽的方法，其特征是：使用一种水产品高密度养殖系统，从中获得富集生物活性肽的水，从该水中直接获取生物活性肽；
所述“水产品高密度养殖系统”由以下几部分组成：
1)水产品的养殖装置；
2)与1)连接的水过滤装置，用于物理过滤从1)中流出的水；
3)与2)连接的生物硝化器，用于硝化处理2)所述物理过滤分离出的水；
4)水体回流再返回水产品养殖装置的管道；
水体在上述系统中循环，从3)中得到富集生物活性肽的水，从中提取生物活性肽。


2.权利要求1所述的方法，所述“水产品高密度养殖系统”还具有以下任意一个或两个装置：
A与3)连接的植物种植床
将上述硝化处理后的水再流入植物种植床后流出，用于植物无土栽培；
B灭菌装置，用于将从种植床流出的水在提取生物活性肽之前进行灭菌消毒。


3.权利要求1所述的方法，所述“水产品高密度养殖系统”是密闭式循环操作，仅补水，不换水或少量换水。

【专利技术属性】
技术研发人员：曹伯良，
申请(专利权)人：曹伯良，
类型：发明
国别省市：江苏;32