本发明属于植物提取，具体为一种利用分子印迹技术制备高选择性黄精直饮粉的系统。
背景技术：
1、黄精是一种常用的药食两用中药材，具有补脾益气、润肺滋阴、益精血等功效，被誉为“黄精参芪”。黄精的主要有效成分是黄精多糖、黄精皂苷、黄精酚酸等。黄精直饮粉是一种方便快捷的黄精制品，可以直接冲泡饮用，具有保健和治疗的作用。
2、目前，黄精直饮粉的制备方法主要有以下几种：
3、简单粉碎法：将黄精根茎洗净、切碎、干燥、粉碎、过筛，得到黄精粉末，再加入适量的辅料，如甜味剂、香料等，混合均匀，即可制成黄精直饮粉。该方法操作简单，成本低，但黄精粉末的粒度不均匀，溶解性差，有效成分的提取率低，口感欠佳，保质期短。
4、水提醇沉法：将黄精根茎洗净、切碎、干燥、粉碎，用水或乙醇等溶剂提取，得到黄精提取液，再用乙醇等沉淀剂沉淀，得到黄精沉淀物，经干燥、粉碎，得到黄精直饮粉。该方法可以提高黄精有效成分的提取率和纯度，但操作复杂，成本高，溶剂的使用和回收也存在安全和环保问题，且黄精直饮粉的溶解性仍然不理想。
5、微囊粉法：将黄精根茎洗净、切碎、干燥、粉碎，用水或乙醇等溶剂提取，得到黄精提取液，再用微胶囊技术将黄精提取液包裹在可食用的壳材中，如明胶、明胶酸钠等，形成微囊粉，即可制成黄精直饮粉。该方法可以保护黄精有效成分免受氧化、热等因素的破坏，提高其稳定性和生物利用度，且微囊粉的溶解性好，口感好，但微胶囊技术的成熟度和普及度还不高，制备过程中的温度、压力、ph等参数的控制也较为困难，且壳材的选择和添加量也会影响黄精直饮粉的品质和安全性。
6、以上几种方法都存在一定的缺点和不足，不能满足市场对黄精直饮粉的高品质、高效率、低成本的需求。因此，开发一种新的黄精直饮粉的制备方法，提高黄精有效成分的选择性提取和富集，改善黄精直饮粉的溶解性和口感，降低制备成本和环境污染，是现有技术面临的一个重要问题和挑战。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用分子印迹技术制备高选择性黄精直饮粉的系统，该系统可以有效地从黄精提取液中分离出黄精成分，并将其干燥成方便食用的粉末，提高了黄精的利用率和附加值。
2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
3、一种利用分子印迹技术制备高选择性黄精直饮粉的系统，包括固相萃取装置和喷雾干燥装置，其中固相萃取装置包括柱体，进样阀，洗脱阀，进样管，洗脱管，收集管，进样泵，洗脱泵，收集泵，柱体内填充黄精分子印迹聚合物，作为固相萃取剂；进样阀连接进样管和柱体，控制黄精提取液的进样；洗脱阀连接洗脱管和柱体，控制洗脱剂的洗脱；收集管连接柱体和收集泵，收集洗脱液；进样泵通过进样管向柱体输送黄精提取液，使之通过黄精分子印迹聚合物，实现黄精的选择性吸附；洗脱泵通过洗脱管向柱体输送洗脱剂，使之通过黄精分子印迹聚合物，实现黄精的选择性洗脱；收集泵通过收集管将洗脱液收集，得到黄精富集液；其中喷雾干燥装置包括喷嘴，干燥室，风机，加热器，旋风分离器，排气管，收集器，喷嘴将黄精富集液雾化，形成细小的液滴；干燥室内充满热空气，由风机和加热器提供，使液滴迅速干燥，形成黄精粉末；旋风分离器将黄精粉末和热空气分离，将黄精粉末输送到收集器，将热空气通过排气管排出；收集器收集黄精粉末，得到黄精直饮粉。
4、该技术方案首先将黄精提取液通过进样泵和进样阀输送到柱体中，柱体内的黄精分子印迹聚合物能够与黄精分子形成特异性的结合，从而实现黄精的选择性吸附；然后，通过洗脱泵和洗脱阀向柱体中输送洗脱剂，洗脱剂能够破坏黄精分子与分子印迹聚合物之间的结合，从而实现黄精的选择性洗脱；最后，通过收集泵和收集管将洗脱液收集，得到黄精富集液；该系统还将黄精富集液通过喷嘴雾化，形成细小的液滴，然后在干燥室中与热空气接触，使液滴迅速干燥，形成黄精粉末；黄精粉末和热空气在旋风分离器中分离，黄精粉末被输送到收集器，热空气被排出，从而得到黄精直饮粉。
5、在较佳实施情况下，所述黄精分子印迹聚合物由以下步骤制备：
6、(1)建立黄精有效成分、功能单体和交联剂的系统数学模型，利用优化算法求解该模型的最优解，从而确定最佳的功能单体和交联剂的种类、用量和比例；
7、(2)将所确定的功能单体和交联剂按照一定的摩尔比，在甲醇中与黄精进行本体聚合，得到黄精分子印迹聚合物微球；
8、(3)用体积比为9：1的甲醇/乙酸混合溶液洗脱黄精分子印迹聚合物微球，去除模板分子和未反应的单体和交联剂，得到黄精分子印迹聚合物。
9、在较佳实施情况下，所述系统数学模型为：
10、
11、其中，为功能单体的种类，y为功能单体的用量，为交联剂的种类和用量，f(x,y,z)为目标函数，wi为第i个模板分子的权重系数，ei为第i个模板分子与功能单体和交联剂的结合能，e0为预设的理想结合能，n为模板分子的种类数。
12、该技术方案利用系统数学模型，将黄精分子与功能单体和交联剂的相互作用，抽象为一个优化问题，目标是使结合能最小化，从而选择出最佳的功能单体和交联剂的组合。
13、在较佳实施情况下，所述的优化算法为遗传算法，其具体步骤为：
14、a.将初始化一组随机的解向量，作为初始种群；
15、b.计算每个解向量的目标函数值，作为适应度评价；
16、c.选择一定比例的解向量，作为父代个体；
17、d.对父代个体进行交叉和变异操作，生成子代个体；
18、e.将子代个体与父代个体合并，形成新的种群；
19、f.重复上述步骤，直到满足终止条件，输出最优解向量。
20、该技术方案利用遗传算法，模拟自然选择和遗传变异的过程，通过交叉和变异操作，产生新的解向量，不断更新种群，寻找最优解向量，从而确定最佳的功能单体和交联剂的种类、用量和比例。
21、在较佳实施情况下，所述黄精提取液，由以下步骤制备：
22、(1)将黄精根茎洗净、切碎、干燥、粉碎、过筛，得到黄精粉末；
23、(2)将黄精粉末与80％乙醇按照1：10的质量比，浸泡24h，再加热回流提取2h，得到黄精乙醇提取液；
24、(3)将黄精乙醇提取液进行浓缩，得到黄精提取液。
25、该技术方案有效地从黄精根茎中提取出黄精成分，保留其活性成分，提高其提取率。
26、在较佳实施情况下，所述的黄精分子印迹聚合物的粒径为50-200μm，比表面积为100-300m2/g，孔容为0.5-1.0ml/g，孔径为5-20nm。
27、在较佳实施情况下，所述的黄精提取液的浓度为10-20mg/ml，其中黄精的含量为1-5mg/ml。
28、在较佳实施情况下，所述的固相萃取装置柱体的长度为10-50cm，内径为0.5-2.0cm，黄精分子印迹聚合物的填充量为1-10g。
29、在较佳实施情况下，所述的固相萃取装置进样阀控制流速为0.5-2.0ml/min，所述洗脱剂为体积比9：1的甲醇/乙酸混合溶液，洗脱液的流速为1.0-5.0ml/min。
30、在较佳实施情况下，所述的喷雾干燥装置喷嘴的直径为0.1-0.5mm，黄精富集液的流速为1.0-10.0ml/min，热空气的温度为100-200℃，风速为0.5-2.0m/s。
31、在较佳实施情况下，所述的黄精直饮粉的粒径为10-100μm，水分含量小于5％，黄精有效成分的含量为10-50％。
32、在较佳实施情况下，黄精有效成分包括黄精多糖、黄精皂苷、黄精酚酸。
33、在较佳实施情况下，所述的系统还包括控制器，用于控制分子印迹聚合物的制备、固相萃取装置和喷雾干燥装置的工作参数，实现系统的自动化运行。
34、在较佳实施情况下，所述的控制器根据黄精提取液的浓度、黄精分子印迹聚合物的性能、固相萃取装置的吸附和洗脱效率、喷雾干燥装置的干燥效果等因素，动态调节系统的运行条件，优化系统的输出效率和质量。
35、该技术方案利用控制器，收集和分析系统的各项数据，如黄精提取液的浓度、黄精分子印迹聚合物的粒径、比表面积、孔容、孔径等性能指标，固相萃取装置的进样流速、洗脱流速、吸附率、洗脱率等效率指标，喷雾干燥装置的喷嘴直径、黄精富集液流速、热空气温度、风速、干燥率等效果指标；然后，根据预设的优化目标和约束条件，计算出最优的系统运行条件，如功能单体和交联剂的最佳比例、本体聚合的最佳温度和时间、固相萃取装置的最佳进样和洗脱时间、喷雾干燥装置的最佳喷嘴直径和流速等；最后，根据计算结果，控制系统的各个部件，如进样阀、洗脱阀、进样泵、洗脱泵、收集泵、风机、加热器等，实现系统的自动化运行。
36、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
37、(1)本发明与传统的黄精提取粉相比，黄精的含量提高了2-10倍，从而降低了用量，提高了功效；由于采用了分子印迹技术，黄精的选择性吸附和洗脱，有效地去除了黄精中的杂质和有害成分，提高了黄精的纯度和安全性；由于采用了喷雾干燥技术，黄精的干燥速度快，温度低，保持了黄精的活性成分，同时形成了易溶解的微粒，便于直接饮用或冲泡；
38、(2)本发明系统可以有效地从黄精提取液中分离富集黄精成分，并将其转化为方便食用的粉末形式，提高黄精的利用率和附加值；该系统利用分子印迹技术，制备了具有高亲和性和选择性的黄精分子印迹聚合物，能够有效地从黄精提取液中捕获黄精分子，同时去除其他杂质；该系统利用喷雾干燥技术，将黄精富集液转化为黄精直饮粉，方便储存和食用，保留了黄精的活性成分和营养价值；该系统具有自动化控制功能，能够根据不同的工艺参数，调节系统的运行条件，优化系统的输出效率和质量；该系统还具有节能、环保、安全等优点，符合绿色化学的理念。
1.一种利用分子印迹技术制备高选择性黄精直饮粉的系统，其特征在于，包括固相萃取装置和喷雾干燥装置，其中固相萃取装置包括柱体，进样阀，洗脱阀，进样管，洗脱管，收集管，进样泵，洗脱泵，收集泵，柱体内填充黄精分子印迹聚合物，作为固相萃取剂；进样阀连接进样管和柱体，控制黄精提取液的进样；洗脱阀连接洗脱管和柱体，控制洗脱剂的洗脱；收集管连接柱体和收集泵，收集洗脱液；进样泵通过进样管向柱体输送黄精提取液，使之通过黄精分子印迹聚合物，实现黄精的选择性吸附；洗脱泵通过洗脱管向柱体输送洗脱剂，使之通过黄精分子印迹聚合物，实现黄精的选择性洗脱；收集泵通过收集管将洗脱液收集，得到黄精富集液；其中喷雾干燥装置包括喷嘴，干燥室，风机，加热器，旋风分离器，排气管，收集器，喷嘴将黄精富集液雾化，形成细小的液滴；干燥室内充满热空气，由风机和加热器提供，使液滴迅速干燥，形成黄精粉末；旋风分离器将黄精粉末和热空气分离，将黄精粉末输送到收集器，将热空气通过排气管排出；收集器收集黄精粉末，得到黄精直饮粉。
2.根据权利要求1所述的一种利用分子印迹技术制备高选择性黄精直饮粉的系统，其特征在于，所述黄精分子印迹聚合物由以下步骤制备：
3.根据权利要求2所述的一种利用分子印迹技术制备高选择性黄精直饮粉的系统，其特征在于，所述系统数学模型为：
4.根据权利要求2所述的一种利用分子印迹技术制备高选择性黄精直饮粉的系统，其特征在于，所述的优化算法为遗传算法，其具体步骤为：
5.根据权利要求1所述的一种利用分子印迹技术制备高选择性黄精直饮粉的系统，其特征在于，所述黄精提取液，由以下步骤制备：
6.根据权利要求1所述的一种利用分子印迹技术制备高选择性黄精直饮粉的系统，其特征在于，所述的黄精分子印迹聚合物的粒径为50-200μm，比表面积为100-300m2/g，孔容为0.5-1.0ml/g，孔径为5-20nm。
7.根据权利要求1所述的一种利用分子印迹技术制备高选择性黄精直饮粉的系统，其特征在于，所述的黄精提取液的浓度为10-20mg/ml，其中黄精的含量为1-5mg/ml。
8.根据权利要求1所述的一种利用分子印迹技术制备高选择性黄精直饮粉的系统，其特征在于，所述的固相萃取装置柱体的长度为10-50cm，内径为0.5-2.0cm，黄精分子印迹聚合物的填充量为1-10g。
9.根据权利要求1所述的一种利用分子印迹技术制备高选择性黄精直饮粉的系统，其特征在于，所述的固相萃取装置进样阀控制流速为0.5-2.0ml/min，所述洗脱剂为体积比9：1的甲醇/乙酸混合溶液，洗脱液的流速为1.0-5.0ml/min。
10.根据权利要求1所述的一种利用分子印迹技术制备高选择性黄精直饮粉的系统，其特征在于，所述的喷雾干燥装置喷嘴的直径为0.1-0.5mm，黄精富集液的流速为1.0-10.0ml/min，热空气的温度为100-200℃，风速为0.5-2.0m/s。
