添加至抗凍蛋白溶液中充分混合后制得 載冷劑。
[0041] 在本發(fā)明中,步驟①)中酸性緩沖溶液為0. 04~0. 08mol/L、PH值為4. 5~6的 HCL緩沖溶液。
[0042] 在本發(fā)明中,步驟①)中離心的工藝參數(shù)為5500r/min~7500r/min,溫度4°C,時 間 15min ~20min〇
[0043] 在本發(fā)明中,步驟②)中酸性洗脫緩沖液為PH值為5~6. 5的Tris-HCL洗脫緩 沖液。
[0044] 在本發(fā)明中,步驟②)中洗脫緩沖液梯度洗脫進行離子交換的步驟為:先將層析 分離后的濾液通過PH值為5~6. 5的Tris-HCL洗脫緩沖液洗脫,再通過PH值為5~6. 5 的Nacl洗脫緩沖液進行洗脫,洗脫緩沖液流速為0. 32ml/min~0. 42ml/min。
[0045] 在本發(fā)明中,優(yōu)先質(zhì)量百分配比為:10%抗凍蛋白、2. 5%鈣離子、1.5%海藻糖、 1. 3%檸檬酸與余量的水,其所得載冷劑的冰結點為-10. 1°C,溶液粘度為llmm2/S,熱擴散 系數(shù)0. 528mm2/S,溶液PH為8,抗凍蛋白的THA為0. 6°C,適宜在_7°C~55°C環(huán)境溫度下使 用。
[0046] 在本發(fā)明中,在用于動態(tài)冰漿蓄冰儲能時,采用SUS316L材料制備儲冷罐和輸送 管道,將制備完畢的載冷劑導入儲冷罐中,開啟制冷機組將載冷劑降溫至工作溫度,在需要 進行熱量交換時,將載冷劑通過輸送管道輸送至儲能罐與冰漿混合后,連通空調(diào)末端,即可 為空調(diào)提供冷能。
[0047] 在本發(fā)明中,載冷劑的溶液粘度、溶液PH與溶液THA存在很大關聯(lián)性,隨著溶液粘 度的降低與溶液PH的升高,溶液THA的變化趨勢為先升高后降低;而伴隨著載冷劑中鈣離 子的不斷增加,其溶液PH也在不斷增在增加;通過先添加的鈣離子與抗凍蛋白中的氨基酸 殘基充分反應生成Ca2+-依靠型抗凍蛋白后,再次添加鈣離子,此時溶液中存在鈣離子,有 利于Ca2+-依靠型抗凍蛋白與鈣離子再次相互接合后形成一種新的構象,電荷在Ca2+-依靠 型抗凍蛋白與鈣離子之間發(fā)生轉(zhuǎn)移,當新的構象與冰面作用后,電子從新的構象迀移至冰 晶表面,便于形成更多的冰晶結合域,故溶液THA將得到增強,鈣離子的添加不僅有利于溶 液形成新的構象,同時也有利于保持溶液呈微堿性,用于防止因載冷劑酸性過強,而對存儲 容器或輸送管道產(chǎn)生腐蝕;但是溶液中添加的鈣離子過量時,也將影響溶液THA,因溶液中 Ca2+-依靠型抗凍蛋白與冰晶結合域處于不同的位點,空間結構上也不發(fā)生相互影響,所以 當溶液中鈣離子過量時,鈣離子將優(yōu)先與冰晶結合域結合,進而導致冰晶表面電子無法迀 移,影響冰晶結合域無法與冰晶面結合,進而表現(xiàn)為溶液THA下降。
[0048] 有益效果:本發(fā)明中抗凍蛋白吸附在冰晶表面,用以抑制冰晶的迀移,從而產(chǎn)生重 結晶抑制效應;檸檬酸用于阻止冰漿中的冰核形成,以增強抗凍蛋白活性,進一步抑制冰晶 生長,進而限制冰晶生長和抑制重結晶,可有效防止載冷劑中因水的摻入而引起的冰堵危 害,提高儲能釋放量;而添加海藻糖或蛋白酶抑制劑從不同側(cè)面保護抗凍蛋白,為穩(wěn)定載冷 劑的功效提供保障;且抗凍蛋白與檸檬酸可重復回收利用,經(jīng)濟性好,無毒性,有效提高環(huán) 境質(zhì)量。
【附圖說明】
[0049] 圖1為本發(fā)明的較佳實施例制備的載冷劑檢測數(shù)據(jù)表。
【具體實施方式】
[0050] 為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解,下面結 合具體實施例,進一步闡述本發(fā)明。
[0051] 實施例1
[0052] 以載冷劑質(zhì)量百分比計,由2%抗凍蛋白、0. 5%鈣離子、0. 3%海藻糖、0. 1 %檸檬 酸與水構成載冷劑,其制備方法具體步驟如下:
[0053] 1)抗凍蛋白制備
[0054] ①抗凍蛋白粗品的制備
[0055] 稱取IOg黑麥草葉片,溶解于150ml的0. 08mol/L、PH值為4. 5的HCL緩沖溶液 中,在浴鍋中保持提取溫度45°C的條件下恒溫搗碎攪拌Ih并通過透析袋過濾,所得濾液在 5500r/min、4°C的條件下離心20min,取上清液,再通過透析袋內(nèi)透析后,冷凍干燥24h,得 抗凍蛋白粗品0. 936g,抗凍蛋白粗品的得率為9. 36% ;
[0056] ②抗凍蛋白純化
[0057] 將獲得的抗凍蛋白粗品IOg溶于100mm〇l/L、PH值為5的Tris-HCL洗脫緩沖液 中,并采用SePHadex G-100凝膠色譜進行層析分離,層析柱規(guī)格為φ l.OcmX IOcm;而后 通過洗脫緩沖液梯度洗脫進行離子交換,先將層析分離后的濾液通過l〇〇mmol/L、PH值為5 的Tris-HCL洗脫緩沖液洗脫,再通過PH值為5、lOOmmol/L的Nacl洗脫緩沖液進行洗脫, 洗脫緩沖液流速為〇. 32ml/min,檢測波長為220nm,收集洗脫峰,而后對收集洗脫峰的濾液 分別進行冷凍干燥24h,得抗凍蛋白樣品,且在-15°C保存?zhèn)溆茫?br>[0058] ③鑒定抗凍蛋白的抗凍活性
[0059] 將獲得的抗凍蛋白樣品分別配制成10mg/ml的蛋白溶液,取10 μ 1置于鋁制液體 坩堝中,按照下列溫控程序,通過DSC-7熱差分析儀測定蛋白溶液中抗凍蛋白的熱滯活性:
[0060] a、以1°C /min的速率由室溫降至-15°C,保持5min ;
[0061] b、以0. 25°C /min的速率由-15°C升至20°C,記錄樣品熔點Tm;
[0062] c、以 0· 25°C /min 的速率由 20°C 降至-15°C,保持 5min ;
[0063] d、以0· 25°C /min的速率由-15°C升至液液混合態(tài)(保留溫度Th),保留2min ;
[0064] e、以0. 25°C /min的速率由Th降至-15°C,記錄樣品體系開始結晶的溫度T Q;計算 熱滯活性即熱滯系數(shù)(THA) = Th-Ttl;
[0065] 當THA = 0時,抗凍蛋白樣品不具有抗凍活性,當THA > 0時,即為高純度的抗凍 蛋白;而后采用日立835-50氨基酸自動分析儀測定抗凍蛋白樣品中氨基酸的含量,符合中 國國家標準即可;
[0066] 2)鈣離子的提取
[0067] 利用現(xiàn)有技術提取鈣離子,并將提取的鈣離子在0°C保存?zhèn)溆茫?br>[0068] 3)海藻糖的制備
[0069] 通過將酵母菌株發(fā)酵并擴大培養(yǎng)后,收集菌體脫水、干燥、粉碎,待菌體粉碎完畢 后溶于水中過濾,即得含有海藻糖的溶液;
[0070] 4)檸檬酸的制備
[0071] 通過甘油和碳源表面發(fā)酵制備檸檬酸,并將制備的檸檬酸在0°C保存?zhèn)溆茫?br>[0072] 5)組分混合配制
[0073] 將已獲得的抗凍蛋白2g與鈣離子0.3g先添加在水中,待鈣離子與抗凍蛋白中 的氨基酸殘基充分反應生成Ca2+-依靠型抗凍蛋白后,再添加鈣離子0. 2g,當Ca2+-依靠 型抗凍蛋白與鈣離子再次相互接合后,抗凍蛋白分子形成了一種新的構象,有利于形成更 多的冰晶結合域,故抗凍蛋白的THA將得到增強;最后將海藻糖0. 3g、檸檬酸0.1 g添加至 抗凍蛋白溶液中充分混合后制得載冷劑;通過檢測該載冷劑溶液的冰結點為-18. 2°C,溶 液粘度為27mm2/S,熱擴散系數(shù)0. 327mm2/S,溶液PH為5,抗凍蛋白的THA為0. 19°C,適宜 在-15°C~55°C環(huán)境溫度下使用。
[0074] 實施例2
[0075] 以載冷劑質(zhì)量百分比計,由4%抗凍蛋白、1%鈣離子、0.6%海藻糖、0.4%檸檬酸 與水構成載冷劑,其制備方法具體步驟如下:
[0076] 1)抗凍蛋白制備
[0077] ①抗凍蛋白粗品的制備
[0078] 稱取5g黑麥草葉片,溶解于100mL的0. 07mol/L、PH值為5的HCL緩沖溶液中, 在浴鍋中保持提取溫度50°C的條件下恒溫搗碎攪拌Ih并通過透析袋過濾,所得濾液在 6500r/min、4°C的條件下離心20min,取上清液,再通過透析袋內(nèi)透析后,冷凍干燥24h,得 抗凍蛋白粗品0. 932g,抗凍蛋白粗品的得率為9. 32% ;
[0079] ②抗凍蛋白純化
[0080] 將獲得的抗凍蛋白粗品IOg溶于100mmol/L、PH值為5. 5的TriS-HCL洗脫緩沖液 中,并采用SePHadex G-100凝膠色譜進行層析分離,層析柱規(guī)格為φ l.OcmX IOcm;而后 通過洗脫緩沖液梯度洗脫進行離子交換,先將層析分離后的濾液通過lOOmmol/L、PH值為 5. 5的Tris-HCL洗脫緩沖液洗脫,再通過PH值為5. 5、lOOmmol/L的Nacl洗脫緩沖液進行 洗脫,洗脫緩沖液流速為〇. 34ml/min,檢測波長為220nm,收集洗脫峰,而后對收集洗脫峰 的