单胃动物仿生消化系统及基于该系统模拟单胃动物消化的方法

摘要

本发明公开了一种单胃动物仿生消化系统及模拟单胃动物消化的方法。该系统包括：至少一模拟消化器放置在空气浴摇床的固定爪上，至少一消化液试剂瓶与输液管连接，主蠕动泵与输入管连接，废液收容瓶与主蠕动泵连接，至少一缓冲液试剂瓶与主蠕动泵连接，缓冲液试剂瓶与输出管连接，清洗液试剂瓶与主蠕动泵连接，清洗液试剂瓶与输出管、清洗液储存瓶连接，清洗液试剂瓶与下方的清洗残留液收容瓶连接，输出管经由相通控制电磁阀与空气相通或隔离。该方法包括准备、仿生消化步骤；仿生消化步骤包括注入消化液、循环缓冲液、排净缓冲液、清洗残留液等步骤。本发明系统及方法实现了体外条件下模拟动物胃肠道消化吸收饲料的过程，模拟逼真性高、重演性好。

说明书

技术领域

本发明涉及一种单胃动物仿生消化系统以及基于该单胃动物仿生消化系统来模拟单胃动物消化的方法，具体地说，是涉及一种在体外条件下模拟饲料在单胃动物胃肠道内被消化、吸收的仿生消化系统及方法。

背景技术

在现代养殖业中，客观精确地评定饲料原料的养分生物学效价是确定动物营养需要量及优化饲料配方的主要决策依据。在我国饲料原料种类繁多、更新速度较快的情况下，如果用动物试验法全部普测、预测饲料养分的生物学效价至少需要数十年，而结果却仅能获得很有限的静态参数。因此，为了突破制约我国饲料养分生物学效价参数更新的技术瓶颈，设计出一种科学、准确、快速的饲料养分生物学效价测试工具是急需的，它可为现代养殖业提供技术支撑。

自20世纪60年代起，为了实现对饲料养分生物学效价的快速评定，各国学者一直在研究饲料养分的模拟消化技术，并且已经建立了一系列规范化的操作规程。例如，20世纪中后期，我国学者张子仪等建立了以胃蛋白酶——小肠液为体系的猪、鸡饲料有效能值酶学评定方法操作规程；丹麦学者Boisen和Fernandez建立了以胃蛋白酶——胰液素——碳水化合物酶为体系的猪饲料消化能值快速评定方法操作规程；加拿大学者Gauther等、Savoie等建立了以蛋白酶透析法为体系的猪、鸡饲料氨基酸消化率快速评定方法。然而，这些方法所采用的胃肠道模拟消化装置多以三角瓶、试管、透析管等简单实验材料为基础，在每一步消化过程中，pH值的改变、消化液的加入、产物的分离等都是通过人工手动的方式实现的，因此，这类简单模拟消化系统的可重复性较差，平行样的最大偏差达4％以上，而且，其测定的精度主要是依靠数学模型的回归校正，此系统孕育着较大的随意性与不稳定性。随着科技的发展，这些方法也已成为畜禽饲料养分生物学效价快速评定方法发展和应用的技术瓶颈。

与早期动物胃肠道模拟消化系统相比，荷兰TNO食品和营养研究所于1995年研制的猪全消化道仿生消化系统包括胃、十二指肠、空肠、回肠四个连续模拟消化室。该系统能模拟胃的排空、小肠的蠕动、消化液的分泌及小肠的吸收。另外，加拿大食品研究与发展中心于2005年研制的人类上段胃肠仿生消化系统虽与荷兰TNO食品和营养研究所的设计相差很大，但两者在功能上较为类似。可见，新一代仿生消化系统均以消化过程的高度逼真性为出发点，特别是仿生消化过程都是通过计算机来实现自动控制。然而，这些仿生消化系统的设计初衷是用于胃肠道微生物生长、药理代谢等方面的研究，而不适用于测定饲料能量、蛋白质、氨基酸的消化率。这主要是因为这类仿生装置的消化道比较长，而饲料在各段消化道间是按照顺序依次流通，很容易形成饲料在某一段仿生消化道内的堵塞、残留。在设计理论上，这些系统也不能满足饲料养分生物学效价测定中“全进全出”的理念。

综上所述，设计出一种可以逼真模拟饲料在动物胃肠道内被消化、吸收过程的系统及方法是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单胃动物仿生消化系统及基于该单胃动物仿生消化系统来模拟单胃动物消化的方法，在体外条件下，该系统和方法可逼真模拟饲料在动物胃肠道内被消化、吸收的过程。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种单胃动物仿生消化系统，其特征在于：它包括模拟消化器、消化液试剂瓶、缓冲液试剂瓶、废液收容瓶、清洗液储存瓶、清洗液试剂瓶和清洗残留液收容瓶，其中：至少一模拟消化器放置在一空气浴摇床内的固定爪上，至少一消化液试剂瓶的端口经由与其自身相应的一消化液输送蠕动泵与该模拟消化器的输液管连接，一主蠕动泵的第一输入输出端口与该模拟消化器的输入管连接，一废液收容瓶的端口经由一输入控制电磁阀与该主蠕动泵的第二输入输出端口连接，放置在超级恒温水浴槽中的至少一缓冲液试剂瓶的端口经由与其自身相应的一输出控制电磁阀与该主蠕动泵的第二输入输出端口连接，该至少一缓冲液试剂瓶的端口经由与其自身相应的一输入控制电磁阀与该模拟消化器的输出管连接，一清洗液试剂瓶的端口经由一输出控制电磁阀与该主蠕动泵的第二输入输出端口连接，该清洗液试剂瓶的端口分别经由一输入控制电磁阀、一清洗液输送蠕动泵与该模拟消化器的输出管、一清洗液储存瓶的端口连接，该清洗液试剂瓶的下方放置一清洗残留液收容瓶，该清洗残留液收容瓶的端口经由一输入控制电磁阀与该清洗液试剂瓶底部开设的开口连接，该模拟消化器的输出管经由一相通控制电磁阀与外部空气相通或相隔离，该相通控制电磁阀的控制端、所有输入控制电磁阀的控制端、所有输出控制电磁阀的控制端、该空气浴摇床的控制端、该超级恒温水浴槽的控制端与一可编程控制器的控制端连接，该主蠕动泵的控制端、所有消化液输送蠕动泵的控制端、该清洗液输送蠕动泵的控制端、该可编程控制器的通讯端与CPU的通讯端连接。

实际设计时，所述消化液试剂瓶和所述缓冲液试剂瓶的数量可以为任意个。例如，所述消化液试剂瓶和所述缓冲液试剂瓶的数量均为一个，所述消化液试剂瓶和所述缓冲液试剂瓶分别盛装胃消化液、胃缓冲液，或者所述消化液试剂瓶和所述缓冲液试剂瓶分别盛装小肠消化液、小肠缓冲液，或者所述消化液试剂瓶和所述缓冲液试剂瓶分别盛装大肠消化液、大肠缓冲液。又例如，所述消化液试剂瓶和所述缓冲液试剂瓶的数量均为两个，一个所述消化液试剂瓶和一个所述缓冲液试剂瓶为一组，其中：一组中的所述消化液试剂瓶和所述缓冲液试剂瓶分别盛装胃消化液、胃缓冲液，另一组中的所述消化液试剂瓶和所述缓冲液试剂瓶分别盛装小肠消化液、小肠缓冲液；或者，一组中的所述消化液试剂瓶和所述缓冲液试剂瓶分别盛装小肠消化液、小肠缓冲液，另一组中的所述消化液试剂瓶和所述缓冲液试剂瓶分别盛装大肠消化液、大肠缓冲液；或者，一组中的所述消化液试剂瓶和所述缓冲液试剂瓶分别盛装胃消化液、胃缓冲液，另一组中的所述消化液试剂瓶和所述缓冲液试剂瓶分别盛装大肠消化液、大肠缓冲液。又例如，所述消化液试剂瓶和所述缓冲液试剂瓶的数量均为三个，一个所述消化液试剂瓶和一个所述缓冲液试剂瓶为一组，其中：第一组中的所述消化液试剂瓶和所述缓冲液试剂瓶分别盛装胃消化液、胃缓冲液，第二组中的所述消化液试剂瓶和所述缓冲液试剂瓶分别盛装小肠消化液、小肠缓冲液，第三组中的所述消化液试剂瓶和所述缓冲液试剂瓶分别盛装大肠消化液、大肠缓冲液。又例如，所述消化液试剂瓶的数量为两个，所述缓冲液试剂瓶的数量为三个，其中：两个所述消化液试剂瓶分别盛装小肠消化液、大肠消化液，三个所述缓冲液试剂瓶分别盛装胃缓冲液、小肠缓冲液、大肠缓冲液。

另外，实际设计中，所述模拟消化器的数量可为两个或两个以上，各所述模拟消化器的输入管、输出管之间为串联连接，各所述模拟消化器的输液管之间为并联连接；所述模拟消化器包括玻璃管和透析管，该玻璃管为一中空管体，该管体的两端各设有一磨口，该管体的侧面设有所述输入管和所述输出管，该透析管放置在该玻璃管内，该透析管的两端分别从该玻璃管的两个磨口处伸出而外翻，外翻露于磨口外侧的透析管端部被橡皮条捆扎固定在磨口上，捆扎透析管端部后的两个磨口分别塞有一橡胶塞和一带有所述输液管的橡胶塞。

一种基于单胃动物仿生消化系统模拟单胃动物消化的方法，其特征在于：它包括准备步骤、仿生消化步骤；

该准备步骤具体包括如下步骤：步骤1-1：开启超级恒温水浴槽，以使其内放置的所有缓冲液试剂瓶中的缓冲液达到各自设定温度；步骤1-2：将饲料样品装入各模拟消化器的透析管内，将各模拟消化器置于空气浴摇床内的固定爪上，将每个模拟消化器的输液管与消化液输送蠕动泵相连接，将各模拟消化器的输入管、输出管之间串联连接，串联得到的位于最两端的两个模拟消化器中的一个模拟消化器的输入管与主蠕动泵的第一输入输出端口相连接，而另一个模拟消化器的输出管与相通控制电磁阀、与缓冲液试剂瓶相连的输入控制电磁阀和与清洗液试剂瓶端口相连的输入控制电磁阀相连接；步骤1-3：开启空气浴摇床，固定爪上的模拟消化器开始震荡；

该仿生消化步骤具体包括如下步骤：步骤2-1：一预定量的待测消化液通过与其相对应的消化液输送蠕动泵从盛装该待测消化液的消化液试剂瓶中经由输液管注入透析管中，一预定量的该待测消化液注入透析管后，关闭该消化液输送蠕动泵，透析管中的饲料样品与该待测消化液进行消化反应；步骤2-2：开启与盛装待测缓冲液的缓冲液试剂瓶相连的输入控制电磁阀和输出控制电磁阀，在一设定时间内，该缓冲液试剂瓶中的待测缓冲液通过主蠕动泵正向运转而在该缓冲液试剂瓶与模拟消化器的玻璃管间不断循环流动，以使待测消化液与饲料样品发生消化反应后产生的消化产物通过透析管上的分子筛流出而溶入玻璃管内的待测缓冲液中，设定时间结束时，关闭主蠕动泵和与该缓冲液试剂瓶相连的输入控制电磁阀和输出控制电磁阀；步骤2-3：开启相通控制电磁阀，以使模拟消化器的玻璃管与空气相通，开启与废液收容瓶相连的输入控制电磁阀，以使模拟消化器的玻璃管中的该待测缓冲液通过主蠕动泵反向运转而流入该废液收容瓶中，玻璃管中的该待测缓冲液排净后，关闭主蠕动泵、相通控制电磁阀和与废液收容瓶相连的输入控制电磁阀；步骤2-4：开启与清洗残留液收容瓶相连的输入控制电磁阀，清洗液试剂瓶中的残留液通过气压差自动流入清洗残留液收容瓶中，关闭与清洗残留液收容瓶相连的输入控制电磁阀；步骤2-5：一设定量的清洗液通过清洗液输送蠕动泵从清洗液储存瓶注入清洗液试剂瓶中，一设定量的清洗液注入清洗液试剂瓶后，关闭清洗液输送蠕动泵；步骤2-6：开启与清洗液试剂瓶端口相连的输入控制电磁阀和输出控制电磁阀，在一预定时间内，清洗液试剂瓶中的清洗液通过主蠕动泵正向运转而在清洗液试剂瓶与模拟消化器的玻璃管间不断循环流动，以对玻璃管内的残留液体进行清洗，预定时间结束时，关闭主蠕动泵、与清洗液试剂瓶端口相连的输入控制电磁阀和输出控制电磁阀；步骤2-7：开启相通控制电磁阀，以使模拟消化器的玻璃管与空气相通，开启与废液收容瓶相连的输入控制电磁阀，以使模拟消化器的玻璃管中的清洗液通过主蠕动泵反向运转而流入该废液收容瓶中，玻璃管中的清洗液排净后，关闭主蠕动泵、相通控制电磁阀和与废液收容瓶相连的输入控制电磁阀；步骤2-8：开启与清洗残留液收容瓶相连的输入控制电磁阀，清洗液试剂瓶中的残留液通过气压差自动流入清洗残留液收容瓶中，清洗液试剂瓶中的残留液排净后，关闭与清洗残留液收容瓶相连的输入控制电磁阀；步骤2-9：重复上述步骤2-5至步骤2-8数次。

实际实施中，所述待测消化液和所述待测缓冲液分别为胃消化液、胃缓冲液，或者所述待测消化液和所述待测缓冲液分别为小肠消化液、小肠缓冲液，或者所述待测消化液和所述待测缓冲液分别为大肠消化液、大肠缓冲液。

或者，所述仿生消化步骤为胃仿生消化步骤，所述仿生消化步骤中的待测消化液和待测缓冲液分别为胃消化液、胃缓冲液；所述模拟单胃动物消化的方法还包括小肠仿生消化步骤，该小肠仿生消化步骤具体包括如下步骤：步骤3-1：开启与盛装小肠缓冲液的缓冲液试剂瓶相连的输入控制电磁阀和输出控制电磁阀，在一设置时间内，该缓冲液试剂瓶中的小肠缓冲液通过主蠕动泵正向运转而在该缓冲液试剂瓶与模拟消化器的玻璃管间不断循环流动，以使玻璃管与透析管内的离子浓度相等而创造出小肠消化环境，设置时间结束时，一预定量的小肠消化液通过与其相对应的消化液输送蠕动泵从盛装该小肠消化液的消化液试剂瓶中经由输液管注入透析管中，一预定量的该小肠消化液注入透析管后，关闭该消化液输送蠕动泵，透析管中的残留未消化产物与该小肠消化液进行消化反应，在注入小肠消化液的同时，该小肠缓冲液继续通过主蠕动泵正向运转而在该缓冲液试剂瓶与模拟消化器的玻璃管间不断循环流动，以使小肠消化液与透析管中的残留未消化产物发生消化反应后产生的新消化产物通过透析管上的分子筛流出而溶入玻璃管内的小肠缓冲液中，小肠缓冲液继续循环流动一设定时间后，关闭主蠕动泵、与该缓冲液试剂瓶相连的输入控制电磁阀和输出控制电磁阀；步骤3-2：开启相通控制电磁阀，以使模拟消化器的玻璃管与空气相通，开启与废液收容瓶相连的输入控制电磁阀，以使模拟消化器的玻璃管中的该小肠缓冲液通过主蠕动泵反向运转而流入该废液收容瓶中，玻璃管中的该小肠缓冲液排净后，关闭主蠕动泵、相通控制电磁阀和与废液收容瓶相连的输入控制电磁阀；步骤3-3：开启与清洗残留液收容瓶相连的输入控制电磁阀，清洗液试剂瓶中的残留液通过气压差自动流入清洗残留液收容瓶中，关闭与清洗残留液收容瓶相连的输入控制电磁阀；步骤3-4：一设定量的清洗液通过清洗液输送蠕动泵从清洗液储存瓶注入清洗液试剂瓶中，一设定量的清洗液注入清洗液试剂瓶后，关闭清洗液输送蠕动泵；步骤3-5：开启与清洗液试剂瓶端口相连的输入控制电磁阀和输出控制电磁阀，在一预定时间内，清洗液试剂瓶中的清洗液通过主蠕动泵正向运转而在清洗液试剂瓶与模拟消化器的玻璃管间不断循环流动，以对玻璃管内的残留液体进行清洗，预定时间结束时，关闭主蠕动泵、与清洗液试剂瓶端口相连的输入控制电磁阀和输出控制电磁阀；步骤3-6：开启相通控制电磁阀，以使模拟消化器的玻璃管与空气相通，开启与废液收容瓶相连的输入控制电磁阀，以使模拟消化器的玻璃管中的清洗液通过主蠕动泵反向运转而流入废液收容瓶中，玻璃管中的清洗液排净后，关闭主蠕动泵、相通控制电磁阀和与废液收容瓶相连的输入控制电磁阀；步骤3-7：开启与清洗残留液收容瓶相连的输入控制电磁阀，清洗液试剂瓶中的残留液通过气压差自动流入清洗残留液收容瓶中，清洗液试剂瓶中的残留液排净后，关闭与清洗残留液收容瓶相连的输入控制电磁阀；步骤3-8：重复上述步骤3-4至步骤3-7数次。

另外，所述模拟单胃动物消化的方法还可包括大肠仿生消化步骤，该大肠仿生消化步骤具体包括如下步骤：步骤4-1：开启与盛装大肠缓冲液的缓冲液试剂瓶相连的输入控制电磁阀和输出控制电磁阀，在一设置时间内，该缓冲液试剂瓶中的大肠缓冲液通过主蠕动泵正向运转而在该缓冲液试剂瓶与模拟消化器的玻璃管间不断循环流动，以使玻璃管与透析管内的离子浓度相等而创造出大肠消化环境，设置时间结束时，一预定量的大肠消化液通过与其相对应的消化液输送蠕动泵从盛装该大肠消化液的消化液试剂瓶中经由输液管注入透析管中，一预定量的该大肠消化液注入透析管后，关闭该消化液输送蠕动泵，透析管中的残留未消化产物与该大肠消化液进行消化反应，在注入大肠消化液的同时，该大肠缓冲液继续通过主蠕动泵正向运转而在该缓冲液试剂瓶与模拟消化器的玻璃管间不断循环流动，以使大肠消化液与透析管中的残留未消化产物发生消化反应后产生的新消化产物通过透析管上的分子筛流出而溶入玻璃管内的大肠缓冲液中，大肠缓冲液继续循环流动一设定时间后，关闭主蠕动泵、与该缓冲液试剂瓶相连的输入控制电磁阀和输出控制电磁阀；步骤4-2：开启相通控制电磁阀，以使模拟消化器的玻璃管与空气相通，开启与废液收容瓶相连的输入控制电磁阀，以使模拟消化器的玻璃管中的该大肠缓冲液通过主蠕动泵反向运转而流入该废液收容瓶中，玻璃管中的该大肠缓冲液排净后，关闭主蠕动泵、相通控制电磁阀和与废液收容瓶相连的输入控制电磁阀；步骤4-3：开启与清洗残留液收容瓶相连的输入控制电磁阀，清洗液试剂瓶中的残留液通过气压差自动流入清洗残留液收容瓶中，关闭与清洗残留液收容瓶相连的输入控制电磁阀；步骤4-4：一设定量的清洗液通过清洗液输送蠕动泵从清洗液储存瓶注入清洗液试剂瓶中，一设定量的清洗液注入清洗液试剂瓶后，关闭清洗液输送蠕动泵；步骤4-5：开启与清洗液试剂瓶端口相连的输入控制电磁阀和输出控制电磁阀，在一预定时间内，清洗液试剂瓶中的清洗液通过主蠕动泵正向运转而在清洗液试剂瓶与模拟消化器的玻璃管间不断循环流动，以对玻璃管内的残留液体进行清洗，预定时间结束时，关闭主蠕动泵、与清洗液试剂瓶端口相连的输入控制电磁阀和输出控制电磁阀；步骤4-6：开启相通控制电磁阀，以使模拟消化器的玻璃管与空气相通，开启与废液收容瓶相连的输入控制电磁阀，以使模拟消化器的玻璃管中的清洗液通过主蠕动泵反向运转而流入废液收容瓶中，玻璃管中的清洗液排净后，关闭主蠕动泵、相通控制电磁阀和与废液收容瓶相连的输入控制电磁阀；步骤4-7：开启与清洗残留液收容瓶相连的输入控制电磁阀，清洗液试剂瓶中的残留液通过气压差自动流入清洗残留液收容瓶中，清洗液试剂瓶中的残留液排净后，关闭与清洗残留液收容瓶相连的输入控制电磁阀；步骤4-8：重复上述步骤4-4至步骤4-7数次。

本发明具有如下优点：

1、本发明单胃动物仿生消化系统及基于该系统模拟单胃动物消化的方法实现了在体外条件下模拟饲料在动物胃肠道内被消化、吸收的过程，整个模拟过程由电脑自动控制完成，可无人值守，排除了人为因素干扰，可靠性高，模拟逼真性高，模拟重演性好。本发明系统结构简单，本发明方法操作方便，特别适用于猪、鸡、鸭等单胃动物饲料养分生物学效价的快速测定。

2、通过向透析管内注入例如胃、十二指肠、空肠、回肠、大肠、小肠等不同消化道段的消化液以及相应改变通入玻璃管内的缓冲液，本发明可实现在体外条件下模拟饲料在动物胃肠消化道各段内被消化和吸收的情况，例如实现对单胃动物胃、小肠及大肠消化、吸收过程的模拟。

3、本发明系统及方法不仅可以对单胃动物的胃、小肠及大肠的消化、吸收过程分别进行单独模拟，还可以对单胃动物的胃、小肠及大肠的消化、吸收过程进行连续模拟，这种连续不间断的模拟方式可避免发生食糜转移中出现残留问题。

4、本发明系统中的各模拟消化器的输入输出管之间依次串联，这种串联方式保证了所有模拟消化器内的化学条件相一致，从而降低了模拟误差，提高了模拟精度。

5、由于本发明系统中的透析管与玻璃管的相接触部位用橡皮条捆扎以及用翻口橡胶塞塞紧，因此，透析管和玻璃管分别构成的盛装液体的容器是互相独立的、分离的，缓冲液与产生的消化产物分别处于玻璃管、透析管这两个不同的容器中，它们之间的物质交换必须通过透析管上的分子筛来进行，故而，本发明系统可以避免因透析管密封不严而发生缓冲液与消化产物间直接进行物质交换的现象，保证了模拟动物胃肠道的准确性与逼真性。并且，由于消化产物经由透析管上的分子筛流入玻璃管后无法返回透析管，透析管可继续进行其他消化反应，因此，透析管与玻璃管两个容器的这种独立设计可有效降低消化产物对透析管内消化反应的抑制，准确区分出消化物质与未消化物质，有利于使模拟动物胃肠道的消化过程更加逼近于实际状态。

6、在使用本发明系统时，各模拟消化器的输入管、输出管分别位于下方、上方，这样的放置设计既有利于缓冲液的循环，又有利于消化结束后残留在玻璃管中的缓冲液可以被彻底排净。

7、在本发明中，通过控制缓冲液的温度和流速，可间接精确控制模拟消化器的透析管内的温度，从而使仿生消化过程的温度变异幅度保持在0.4℃内，更接近动物体温的变异范围，模拟效果好。由于本发明系统中的模拟消化器的一磨口用连接L型输液管的翻口橡胶塞塞紧，因此，L型输液管可使得模拟消化液经由L型输液管而稳定、连续地注入透析管内。

附图说明

图1是本发明单胃动物仿生消化系统的第一实施例组成示意图；

图2是本发明单胃动物仿生消化系统的第二实施例组成示意图；

图3是本发明单胃动物仿生消化系统中的模拟消化器的结构示意图；

图4是模拟消化器的玻璃管的外轮廓示意图；

图5是图4的A-A剖视示意图；

图6是本发明基于该单胃动物仿生消化系统模拟单胃动物消化的方法的实施流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。

本发明单胃动物仿生消化系统包括模拟消化器、消化液试剂瓶、缓冲液试剂瓶、废液收容瓶、清洗液储存瓶、清洗液试剂瓶和清洗残留液收容瓶，其中：至少一模拟消化器放置在一空气浴摇床内的固定爪上，至少一消化液试剂瓶的端口经由与其自身相应的一消化液输送蠕动泵与该模拟消化器的输液管连接，一主蠕动泵的第一输入输出端口与该模拟消化器的输入管连接，一废液收容瓶的端口经由一输入控制电磁阀与该主蠕动泵的第二输入输出端口连接，放置在超级恒温水浴槽中的至少一缓冲液试剂瓶的端口经由与其自身相应的一输出控制电磁阀与该主蠕动泵的第二输入输出端口连接，该至少一缓冲液试剂瓶的端口经由与其自身相应的一输入控制电磁阀与该模拟消化器的输出管连接，一清洗液试剂瓶的端口经由一输出控制电磁阀与该主蠕动泵的第二输入输出端口连接，该清洗液试剂瓶的端口分别经由一输入控制电磁阀、一清洗液输送蠕动泵与该模拟消化器的输出管、一清洗液储存瓶的端口连接，该清洗液试剂瓶的下方放置一清洗残留液收容瓶，该清洗残留液收容瓶的端口经由一输入控制电磁阀与该清洗液试剂瓶底部开设的开口连接，该模拟消化器的输出管经由一相通控制电磁阀与外部空气相通或相隔离，该相通控制电磁阀的控制端、所有输入控制电磁阀的控制端、所有输出控制电磁阀的控制端、该空气浴摇床的控制端、该超级恒温水浴槽的控制端与一可编程控制器的控制端连接，该主蠕动泵的控制端、所有消化液输送蠕动泵的控制端、该清洗液输送蠕动泵的控制端、该可编程控制器的通讯端与CPU的通讯端连接。其中，空气浴摇床用于对模拟消化器实施保温和震荡功能，以模拟动物消化道内的环境温度和消化道的蠕动过程(食糜混合过程)，空气浴摇床避免了外部环境温度与模拟消化器间发生热量交换，从而保障模拟消化器的透析管内具有的消化温度的波动不超过0.4℃。超级恒温水浴槽用于加热缓冲液，使缓冲液保持所需的恒温，为防止缓冲液在输送管路中的热量损失，超级恒温水浴槽的设置温度应比空气浴摇床内的温度高2～3℃。CPU对消化液试剂瓶内的消化液的流量和流速进行控制，以模拟动物体内消化液的分泌和消化过程，CPU对缓冲液试剂瓶内的缓冲液的流量、流速和循环流动时间进行控制，以模拟动物消化道的吸收过程，CPU对清洗液试剂瓶内的清洗液的流量、流速、循环次数和循环流动时间进行控制，以模拟动物消化道的排空过程。可编程控制器用于控制相通控制电磁阀、输入控制电磁阀、输出控制电磁阀、空气浴摇床和超级恒温水浴槽的启停。

在实际设计中，优选地，模拟消化器的数量可为两个或两个以上，各模拟消化器的输入管、输出管之间可为串联连接，相应地，各模拟消化器的输液管之间为并联连接。如图1和图2，图中示出的模拟消化器100的数量为四个，且该四个模拟消化器100的输入管114、输出管113之间为串联连接，而输液管150之间为并联连接。这种串联连接方式可以保证所有模拟消化器内的化学条件相一致，以降低模拟误差，提高模拟精度。

如图3至图5所示，模拟消化器100包括玻璃管110和透析管(公知技术)120，该玻璃管110为一中空管体111，该管体111的两端各设有一磨口(标准磨口，如19号标准磨口)112，磨口112与管体111间为无缝连接，该管体111的侧面设有输入管114和输出管113，该透析管120放置在该玻璃管110内，该透析管120的两端分别从该玻璃管110的两个磨口112处伸出而外翻，外翻露于磨口112外侧的透析管120端部被橡皮条捆扎固定在磨口112上，捆扎透析管120端部后的两个磨口112分别塞有一橡胶塞130和一带有输液管150的橡胶塞140。

在实际设计中，输入管114与输出管113可相对于管体111的中心呈中心对称设置，如图4和图5。在实际使用时，输入管114、输出管113分别位于下方、上方(即分别垂直朝下、垂直朝上放置)，这样的放置设计既有利于缓冲液的循环，又有利于消化结束后残留在玻璃管中的缓冲液可以被彻底排净。

实际制造中，透析管120的孔径可在700至20000道尔顿之间，透析管120用于盛装饲料样品和模拟消化液，玻璃管110的管体111的外径可为30～45mm，该管体111的外径比磨口112的外径大10～35mm，玻璃管110的管体111的长度可为120～250mm，玻璃管110用于经由输入管114而通入缓冲液或清洗用的去离子水。另外，外翻露于磨口112外侧的透析管120端部的长度可在10至25mm之间。输液管150可设计为L型结构，如图3，翻口橡胶塞140的中央部位连接有一L型塑料输液管150。该输液管150用于向透析管120内通入模拟消化液。输液管150的这种L型结构设计可使得模拟消化液经由L型输液管而稳定、连续地注入透析管120内。

在实际实施时，根据模拟消化过程的消化部位等因素，用户可确定消化液试剂瓶和缓冲液试剂瓶的数量以及其内放置的试剂种类。下面列举出了几个例子，但本发明不局限于下面这些例子。

例如，消化液试剂瓶和缓冲液试剂瓶的数量可均为一个。该消化液试剂瓶和缓冲液试剂瓶分别盛装胃消化液、胃缓冲液，以模拟单胃动物的胃消化过程；或者该消化液试剂瓶和缓冲液试剂瓶分别盛装小肠消化液、小肠缓冲液，以模拟单胃动物的小肠消化过程；或者该消化液试剂瓶和缓冲液试剂瓶分别盛装大肠消化液、大肠缓冲液，以模拟单胃动物的大肠消化过程。

又例如，消化液试剂瓶和缓冲液试剂瓶的数量可均为两个，一个消化液试剂瓶和一个缓冲液试剂瓶为一组，其中：一组中的消化液试剂瓶和缓冲液试剂瓶分别盛装胃消化液、胃缓冲液，另一组中的消化液试剂瓶和缓冲液试剂瓶分别盛装小肠消化液、小肠缓冲液，以单独模拟单胃动物的胃、小肠的消化过程或连续模拟单胃动物的胃和小肠的消化过程；或者，一组中的消化液试剂瓶和缓冲液试剂瓶分别盛装小肠消化液、小肠缓冲液，另一组中的消化液试剂瓶和缓冲液试剂瓶分别盛装大肠消化液、大肠缓冲液，以单独模拟单胃动物的小肠、大肠的消化过程或连续模拟单胃动物的小肠和大肠的消化过程；或者，一组中的消化液试剂瓶和缓冲液试剂瓶分别盛装胃消化液、胃缓冲液，另一组中的消化液试剂瓶和缓冲液试剂瓶分别盛装大肠消化液、大肠缓冲液，以单独模拟单胃动物的胃、大肠的消化过程或连续模拟单胃动物的胃和大肠的消化过程。

又例如，消化液试剂瓶和缓冲液试剂瓶的数量可均为三个，一个消化液试剂瓶和一个缓冲液试剂瓶为一组，其中：第一组中的消化液试剂瓶和缓冲液试剂瓶分别盛装胃消化液、胃缓冲液，第二组中的消化液试剂瓶和缓冲液试剂瓶分别盛装小肠消化液、小肠缓冲液，第三组中的消化液试剂瓶和缓冲液试剂瓶分别盛装大肠消化液、大肠缓冲液，以单独模拟单胃动物的胃、小肠、大肠的消化过程或连续模拟单胃动物的胃、小肠和大肠的消化过程。

图1所示出的本发明单胃动物仿生消化系统为配置有三个消化液试剂瓶、三个缓冲液试剂瓶、四个模拟消化器的情形，其中：三个消化液试剂瓶510、509、508分别盛装胃消化液、小肠消化液、大肠消化液，三个缓冲液试剂瓶507、506、502分别盛装胃缓冲液、小肠缓冲液、大肠缓冲液。如图1、图3所示，四个模拟消化器100放置在一空气浴摇床200内的固定爪(图中未示出)上，四个模拟消化器100的输入管114、输出管113之间为串联连接(一个模拟消化器100的输出管113与另一个模拟消化器100的输入管114间通过硅橡胶管连接)，而输液管150之间为并联连接。在实际模拟时，四个模拟消化器100的输入管114垂直朝下放置，而输出管113垂直朝上放置(与图中所示不同)。四个模拟消化器100的输入管114、输出管113之间串联后得到的位于最两端的两个模拟消化器中的一个模拟消化器100(即图中最右边的一个模拟消化器)的输入管114与主蠕动泵401的第一输入输出端口连接，而另一个模拟消化器(即图中最左边的一个模拟消化器)100的输出管113与相通控制电磁阀601、输入控制电磁阀607、610、611和与清洗液试剂瓶503端口相连的输入控制电磁阀608连接，三个消化液试剂瓶508、509、510的端口分别经由消化液输送蠕动泵403、404、405与各模拟消化器100的输液管150连接，一废液收容瓶501的端口经由一输入控制电磁阀602与该主蠕动泵401的第二输入输出端口连接，放置在超级恒温水浴槽300中的三个缓冲液试剂瓶502、506、507的端口分别经由输出控制电磁阀603、605、606而与该主蠕动泵401的第二输入输出端口连接，清洗液试剂瓶503的端口经由一输出控制电磁阀604与该主蠕动泵401的第二输入输出端口连接，该清洗液试剂瓶503的端口经由一清洗液输送蠕动泵402与一清洗液储存瓶505的端口连接，该清洗液试剂瓶503的下方放置一清洗残留液收容瓶504，该清洗残留液收容瓶504的端口经由一输入控制电磁阀609与该清洗液试剂瓶503底部开设的开口连接，相通控制电磁阀601使玻璃管110与外部空气相通或相隔离，该相通控制电磁阀601的控制端、输入控制电磁阀602、607、608、609、610、611的控制端、输出控制电磁阀603、604、605、606的控制端、该空气浴摇床200的控制端、该超级恒温水浴槽300的控制端与一可编程控制器700的控制端连接，该主蠕动泵401的控制端、消化液输送蠕动泵403、404、405的控制端、该清洗液输送蠕动泵402的控制端通过RS485通讯接口、RS232通讯接口而与CPU800的通讯端(COM口)连接，该可编程控制器700的通讯端通过RS232通讯接口与CPU800的通讯端(COM口)连接。

其中，空气浴摇床200用于对模拟消化器100实施保温和震荡功能，以模拟动物消化道内的环境温度和消化道的蠕动过程(食糜混合过程)，空气浴摇床200避免了外部环境温度与模拟消化器100间发生热量交换，保障了模拟消化器100的透析管120内具有的消化温度的波动范围不超过0.4℃。超级恒温水浴槽300用于加热缓冲液，使缓冲液保持所需的恒温，防止了缓冲液在输送管路中的热量损失，超级恒温水浴槽300的设置温度应比空气浴摇床200内的温度高2～3℃。CPU800对消化液试剂瓶内的消化液的流量和流速进行控制，以模拟动物体内消化液的分泌和消化过程，CPU800对缓冲液试剂瓶内的缓冲液的流量、流速和循环流动时间进行控制，以模拟动物消化道的吸收过程，CPU800对清洗液试剂瓶503内的清洗液的流量、流速、循环次数和循环流动时间进行控制，以模拟动物消化道的排空过程。可编程控制器700用于控制相通控制电磁阀601、输入控制电磁阀602、607、608、609、610、611、输出控制电磁阀603、604、605、606、空气浴摇床200、超级恒温水浴槽300的启停。

如图2所示，图2示出的本发明系统的组成与图1基本相同，图1与图2相同的部件不再在这里进行描述，两者之间的不同之处在于：图2中的消化液试剂瓶的数量为两个，而缓冲液试剂瓶的数量为三个，两个消化液试剂瓶509、508分别盛装小肠消化液、大肠消化液，三个缓冲液试剂瓶507、506、502分别盛装胃缓冲液、小肠缓冲液、大肠缓冲液。对于图2示出的系统，在模拟胃消化过程时，在向透析管120内置入饲料样品后，胃消化液随后便人工注入透析管120内，注入的胃消化液使得饲料样品完全转移至透析管120的中部，然后再将放入饲料样品和胃消化液的模拟消化器100置于空气浴摇床200中的固定爪上，而后开始胃消化过程的模拟。而对于图1示出的系统，胃消化液是从消化液试剂瓶510中经由输液管150注入透析管120中的，而不是手动注入透析管120中的。

本发明还提供了一种基于单胃动物仿生消化系统来模拟单胃动物消化的方法。该方法包括准备步骤、仿生消化步骤，如图6所示，下面进行详述。

该准备步骤具体包括如下步骤：

步骤1-1：开启超级恒温水浴槽，以使其内放置的所有缓冲液试剂瓶中的缓冲液达到各自设定温度；

步骤1-2：将饲料样品装入各模拟消化器的透析管内，将各模拟消化器置于空气浴摇床内的固定爪上，将每个模拟消化器的输液管与消化液输送蠕动泵相连接，将各模拟消化器的输入管、输出管之间串联连接，串联得到的位于最两端的两个模拟消化器中的一个模拟消化器的输入管与主蠕动泵的第一输入输出端口相连接，而另一个模拟消化器的输出管与相通控制电磁阀、与缓冲液试剂瓶相连的输入控制电磁阀和与清洗液试剂瓶端口相连的输入控制电磁阀相连接；

步骤1-3：开启空气浴摇床，固定爪上的模拟消化器开始震荡。

该仿生消化步骤具体包括如下步骤：

步骤2-1：一预定量的待测消化液通过与其相对应的消化液输送蠕动泵从盛装该待测消化液的消化液试剂瓶中经由输液管注入透析管中，一预定量的该待测消化液注入透析管后，关闭该消化液输送蠕动泵，透析管中的饲料样品与该待测消化液进行消化反应；

步骤2-2：开启与盛装待测缓冲液的缓冲液试剂瓶相连的输入控制电磁阀和输出控制电磁阀，在一设定时间内，该缓冲液试剂瓶中的待测缓冲液通过主蠕动泵正向运转而在该缓冲液试剂瓶与模拟消化器的玻璃管间不断循环流动，以使待测消化液与饲料样品发生消化反应后产生的消化产物通过透析管上的分子筛流出而溶入玻璃管内的待测缓冲液中，设定时间结束时，关闭主蠕动泵和与该缓冲液试剂瓶相连的输入控制电磁阀和输出控制电磁阀；

步骤2-3：开启相通控制电磁阀，以使模拟消化器的玻璃管与空气相通，开启与废液收容瓶相连的输入控制电磁阀，以使模拟消化器的玻璃管中的该待测缓冲液通过主蠕动泵反向运转而流入该废液收容瓶中，玻璃管中的该待测缓冲液排净后，关闭主蠕动泵、相通控制电磁阀和与废液收容瓶相连的输入控制电磁阀；

步骤2-4：开启与清洗残留液收容瓶相连的输入控制电磁阀，清洗液试剂瓶中的残留液通过气压差自动流入清洗残留液收容瓶中，关闭与清洗残留液收容瓶相连的输入控制电磁阀；

步骤2-5：一设定量的清洗液通过清洗液输送蠕动泵从清洗液储存瓶注入清洗液试剂瓶中，一设定量的清洗液注入清洗液试剂瓶后，关闭清洗液输送蠕动泵；

步骤2-6：开启与清洗液试剂瓶端口相连的输入控制电磁阀和输出控制电磁阀，在一预定时间内，清洗液试剂瓶中的清洗液通过主蠕动泵正向运转而在清洗液试剂瓶与模拟消化器的玻璃管间不断循环流动，以对玻璃管内的残留液体进行清洗，预定时间结束时，关闭主蠕动泵、与清洗液试剂瓶端口相连的输入控制电磁阀和输出控制电磁阀；

步骤2-7：开启相通控制电磁阀，以使模拟消化器的玻璃管与空气相通，开启与废液收容瓶相连的输入控制电磁阀，以使模拟消化器的玻璃管中的清洗液通过主蠕动泵反向运转而流入该废液收容瓶中，玻璃管中的清洗液排净后，关闭主蠕动泵、相通控制电磁阀和与废液收容瓶相连的输入控制电磁阀；

步骤2-8：开启与清洗残留液收容瓶相连的输入控制电磁阀，清洗液试剂瓶中的残留液通过气压差自动流入清洗残留液收容瓶中，清洗液试剂瓶中的残留液排净后，关闭与清洗残留液收容瓶相连的输入控制电磁阀；

步骤2-9：重复上述步骤2-5至步骤2-8数次。

在实际应用时，上述待测消化液和待测缓冲液可分别为胃消化液、胃缓冲液，以模拟单胃动物的胃消化过程，即上述仿生消化步骤为胃仿生消化步骤；或者上述待测消化液和待测缓冲液可分别为小肠消化液、小肠缓冲液，以模拟单胃动物的小肠消化过程，即上述仿生消化步骤为小肠仿生消化步骤；或者上述待测消化液和待测缓冲液可分别为大肠消化液、大肠缓冲液，以模拟单胃动物的大肠消化过程，即上述仿生消化步骤为大肠仿生消化步骤。

下面以图1示出的系统为例，说明应用上述本发明方法的具体过程。

首先，在图1所示的系统中，可按照上述准备步骤和仿生消化步骤来单独实施胃消化过程的模拟、小肠消化过程的模拟、大肠消化过程的模拟，在这里不再赘述。

其次，在图1所示的系统中，用户可对动物胃和小肠的消化过程进行连续模拟，具体步骤为：

准备步骤：步骤1-1：开启超级恒温水浴槽300，以使其内放置的缓冲液试剂瓶502、506、507中的缓冲液达到各自设定温度；步骤1-2：将饲料样品装入各模拟消化器100的透析管120内，将各模拟消化器100置于空气浴摇床200内的固定爪上，各模拟消化器100的输入管114、输出管113之间串联连接(一个模拟消化器100的输出管113与另一个模拟消化器100的输入管114间通过硅橡胶管连接)，而输液管150之间并联连接，各模拟消化器100的输入管114垂直朝下放置，而输出管113垂直朝上放置，模拟消化器100的输入管114、输出管113之间串联后得到的位于最两端的两个模拟消化器中的一个模拟消化器100的输入管114与主蠕动泵401的第一输入输出端口连接，而另一个模拟消化器100的输出管113与相通控制电磁阀601、输入控制电磁阀607、610、611和与清洗液试剂瓶503端口相连的输入控制电磁阀608连接，消化液试剂瓶508、509、510的端口分别经由消化液输送蠕动泵403、404、405与各模拟消化器100的输液管150连接；步骤1-3：开启空气浴摇床200，固定爪上的模拟消化器100开始震荡。

胃仿生消化步骤：步骤2-1’：一预定量的胃消化液通过消化液输送蠕动泵405从消化液试剂瓶510中经由输液管150注入透析管120中，该胃消化液注入透析管120后，关闭该消化液输送蠕动泵405，透析管120中的饲料样品与该胃消化液进行消化反应；步骤2-2’：开启与盛装胃缓冲液的缓冲液试剂瓶507相连的输入控制电磁阀611和输出控制电磁阀606，在一设定时间(0至48小时)内，该胃缓冲液通过主蠕动泵401正向运转而在该缓冲液试剂瓶507与模拟消化器100的玻璃管110间不断循环流动(缓冲液试剂瓶507→主蠕动泵401→玻璃管110→缓冲液试剂瓶507)，以使胃消化液与饲料样品发生消化反应后产生的消化产物通过透析管120上的分子筛流出而溶入玻璃管110内的胃缓冲液中(产生的消化产物被胃缓冲液带走，而不能回到透析管120内，以使得产生的消化产物不会影响透析管120内随后进行的其他反应，透析管120中只留下了未消化产物)，设定时间结束时，关闭主蠕动泵401和与该缓冲液试剂瓶507相连的输入控制电磁阀611和输出控制电磁阀606；步骤2-3’：开启相通控制电磁阀601，以使模拟消化器100的玻璃管110与空气相通，开启与废液收容瓶501相连的输入控制电磁阀602，以使模拟消化器100的玻璃管110中的该胃缓冲液通过主蠕动泵401反向运转而流入该废液收容瓶501中(玻璃管110→主蠕动泵401→废液收容瓶501)，玻璃管110中的该胃缓冲液排净后，关闭主蠕动泵401、相通控制电磁阀601和与废液收容瓶501相连的输入控制电磁阀602；步骤2-4’：开启与清洗残留液收容瓶504相连的输入控制电磁阀609，清洗液试剂瓶503中的残留液通过气压差自动流入清洗残留液收容瓶504中，关闭与清洗残留液收容瓶504相连的输入控制电磁阀609；步骤2-5’：一设定量的清洗液通过清洗液输送蠕动泵402从清洗液储存瓶505注入清洗液试剂瓶503中，清洗液注入清洗液试剂瓶503后，关闭清洗液输送蠕动泵402；步骤2-6’：开启与清洗液试剂瓶503端口相连的输入控制电磁阀608和输出控制电磁阀604，在一预定时间(0至2小时)内，清洗液试剂瓶503中的清洗液(去离子水)通过主蠕动泵401正向运转而在清洗液试剂瓶503与模拟消化器100的玻璃管110间不断循环流动(清洗液试剂瓶503→主蠕动泵401→玻璃管110→清洗液试剂瓶503)，以对玻璃管110内的残留液体(溶有消化产物的胃缓冲液)进行清洗，预定时间结束时，关闭主蠕动泵401、与清洗液试剂瓶503端口相连的输入控制电磁阀608和输出控制电磁阀604；步骤2-7’：开启相通控制电磁阀601，以使模拟消化器100的玻璃管110与空气相通，开启与废液收容瓶501相连的输入控制电磁阀602，以使模拟消化器100的玻璃管110中的清洗液通过主蠕动泵401反向运转而流入该废液收容瓶501中(玻璃管110→主蠕动泵401→废液收容瓶501)，玻璃管110中的清洗液排净后，关闭主蠕动泵401、相通控制电磁阀601和与废液收容瓶501相连的输入控制电磁阀602；步骤2-8’：开启与清洗残留液收容瓶504相连的输入控制电磁阀609，清洗液试剂瓶503中的残留液通过气压差自动流入清洗残留液收容瓶504中，清洗液试剂瓶503中的残留液排净后，关闭与清洗残留液收容瓶504相连的输入控制电磁阀609；步骤2-9’：重复上述步骤2-5’至步骤2-8’数次。此时，胃部的模拟消化过程完成。

小肠仿生消化步骤：步骤3-1：开启与盛装小肠缓冲液的缓冲液试剂瓶506相连的输入控制电磁阀610和输出控制电磁阀605，在一设置时间(0至2小时)内，该缓冲液试剂瓶506中的小肠缓冲液通过主蠕动泵401正向运转而在该缓冲液试剂瓶506与模拟消化器100的玻璃管110间不断循环流动(缓冲液试剂瓶506→主蠕动泵401→玻璃管110→缓冲液试剂瓶506)，以使玻璃管110与透析管120内的离子浓度相等而创造出小肠消化环境，设置时间结束时，一预定量的小肠消化液通过消化液输送蠕动泵404从盛装该小肠消化液的消化液试剂瓶509中经由输液管150注入透析管120中，该小肠消化液注入透析管120后，关闭该消化液输送蠕动泵404，透析管120中的残留未消化产物与该小肠消化液进行消化反应，在注入小肠消化液的同时，该小肠缓冲液继续通过主蠕动泵401正向运转而在该缓冲液试剂瓶506与模拟消化器100的玻璃管110间不断循环流动，以使小肠消化液与透析管120中的残留未消化产物发生消化反应后产生的新消化产物通过透析管120上的分子筛流出而溶入玻璃管110内的小肠缓冲液中(产生的新消化产物被小肠缓冲液带走，而不能回到透析管120内，以使得产生的新消化产物不会影响透析管120内随后进行的其他反应，透析管120中只留下了经过小肠消化反应后的未消化产物)，小肠缓冲液继续循环流动一设定时间(0至48小时)后，关闭主蠕动泵401、与该缓冲液试剂瓶506相连的输入控制电磁阀610和输出控制电磁阀605；步骤3-2：开启相通控制电磁阀601，以使模拟消化器100的玻璃管110与空气相通，开启与废液收容瓶501相连的输入控制电磁阀602，以使模拟消化器100的玻璃管110中的该小肠缓冲液通过主蠕动泵401反向运转而流入该废液收容瓶501中(玻璃管110→主蠕动泵401→废液收容瓶501)，玻璃管110中的该小肠缓冲液排净后，关闭主蠕动泵401、相通控制电磁阀601和与废液收容瓶501相连的输入控制电磁阀602；步骤3-3：开启与清洗残留液收容瓶504相连的输入控制电磁阀609，清洗液试剂瓶503中的残留液通过气压差自动流入清洗残留液收容瓶504中，关闭与清洗残留液收容瓶504相连的输入控制电磁阀609；步骤3-4：一设定量的清洗液通过清洗液输送蠕动泵402从清洗液储存瓶505注入清洗液试剂瓶503中，清洗液注入清洗液试剂瓶503后，关闭清洗液输送蠕动泵402；步骤3-5：开启与清洗液试剂瓶503端口相连的输入控制电磁阀608和输出控制电磁阀604，在一预定时间(0至2小时)内，清洗液试剂瓶503中的清洗液(去离子水)通过主蠕动泵401正向运转而在清洗液试剂瓶503与模拟消化器100的玻璃管110间不断循环流动(清洗液试剂瓶503→主蠕动泵401→玻璃管110→清洗液试剂瓶503)，以对玻璃管110内的残留液体(溶有新消化产物的小肠缓冲液)进行清洗，预定时间结束时，关闭主蠕动泵401、与清洗液试剂瓶503端口相连的输入控制电磁阀608和输出控制电磁阀604；步骤3-6：开启相通控制电磁阀601，以使模拟消化器100的玻璃管110与空气相通，开启与废液收容瓶501相连的输入控制电磁阀602，以使模拟消化器100的玻璃管110中的清洗液通过主蠕动泵401反向运转而流入废液收容瓶501中(玻璃管110→主蠕动泵401→废液收容瓶501)，玻璃管110中的清洗液排净后，关闭主蠕动泵401、相通控制电磁阀601和与废液收容瓶501相连的输入控制电磁阀602；步骤3-7：开启与清洗残留液收容瓶504相连的输入控制电磁阀609，清洗液试剂瓶503中的残留液通过气压差自动流入清洗残留液收容瓶504中，清洗液试剂瓶503中的残留液排净后，关闭与清洗残留液收容瓶504相连的输入控制电磁阀609；步骤3-8：重复上述步骤3-4至步骤3-7数次。此时，小肠的模拟消化过程完成。

再次，在图1所示的系统中，用户还可对动物胃、小肠和大肠的消化过程进行连续模拟，即在上述准备步骤、胃仿生消化步骤、小肠仿生消化步骤后实施如下的大肠仿生消化步骤。

大肠仿生消化步骤具体为：步骤4-1：开启与盛装大肠缓冲液的缓冲液试剂瓶502相连的输入控制电磁阀607和输出控制电磁阀603，在一设置时间(0至2小时)内，该缓冲液试剂瓶502中的大肠缓冲液通过主蠕动泵401正向运转而在该缓冲液试剂瓶502与模拟消化器100的玻璃管110间不断循环流动(缓冲液试剂瓶502→主蠕动泵401→玻璃管110→缓冲液试剂瓶502)，以使玻璃管110与透析管120内的离子浓度相等而创造出大肠消化环境，设置时间结束时，一预定量的大肠消化液通过消化液输送蠕动泵403从盛装该大肠消化液的消化液试剂瓶508中经由输液管150注入透析管120中，该大肠消化液注入透析管120后，关闭该消化液输送蠕动泵403，透析管120中的残留未消化产物与该大肠消化液进行消化反应，在注入大肠消化液的同时，该大肠缓冲液继续通过主蠕动泵401正向运转而在该缓冲液试剂瓶502与模拟消化器100的玻璃管110间不断循环流动，以使大肠消化液与透析管120中的残留未消化产物发生消化反应后产生的新消化产物通过透析管120上的分子筛流出而溶入玻璃管110内的大肠缓冲液中(产生的新消化产物被大肠缓冲液带走，而不能回到透析管120内，以使得产生的新消化产物不会影响透析管120内随后进行的其他反应，透析管120中只留下了经过大肠消化反应后的未消化产物)，大肠缓冲液继续循环流动一设定时间(0至48小时)后，关闭主蠕动泵401、与该缓冲液试剂瓶502相连的输入控制电磁阀607和输出控制电磁阀603；步骤4-2：开启相通控制电磁阀601，以使模拟消化器100的玻璃管110与空气相通，开启与废液收容瓶501相连的输入控制电磁阀602，以使模拟消化器100的玻璃管110中的该大肠缓冲液通过主蠕动泵401反向运转而流入该废液收容瓶501中(玻璃管110→主蠕动泵401→废液收容瓶501)，玻璃管110中的该大肠缓冲液排净后，关闭主蠕动泵401、相通控制电磁阀601和与废液收容瓶501相连的输入控制电磁阀602；步骤4-3：开启与清洗残留液收容瓶504相连的输入控制电磁阀609，清洗液试剂瓶503中的残留液通过气压差自动流入清洗残留液收容瓶504中，关闭与清洗残留液收容瓶504相连的输入控制电磁阀609；步骤4-4：一设定量的清洗液通过清洗液输送蠕动泵402从清洗液储存瓶505注入清洗液试剂瓶503中，清洗液注入清洗液试剂瓶503后，关闭清洗液输送蠕动泵402：步骤4-5：开启与清洗液试剂瓶503端口相连的输入控制电磁阀608和输出控制电磁阀604，在一预定时间(0至2小时)内，清洗液试剂瓶503中的清洗液(去离子水)通过主蠕动泵401正向运转而在清洗液试剂瓶503与模拟消化器100的玻璃管110间不断循环流动(清洗液试剂瓶503→主蠕动泵401→玻璃管110→清洗液试剂瓶503)，以对玻璃管110内的残留液体(溶有新消化产物的大肠缓冲液)进行清洗，预定时间结束时，关闭主蠕动泵401、与清洗液试剂瓶503端口相连的输入控制电磁阀608和输出控制电磁阀604；步骤4-6：开启相通控制电磁阀601，以使模拟消化器100的玻璃管110与空气相通，开启与废液收容瓶501相连的输入控制电磁阀602，以使模拟消化器100的玻璃管110中的清洗液通过主蠕动泵401反向运转而流入废液收容瓶501中(玻璃管110→主蠕动泵401→废液收容瓶501)，玻璃管110中的清洗液排净后，关闭主蠕动泵401、相通控制电磁阀601和与废液收容瓶501相连的输入控制电磁阀602；步骤4-7：开启与清洗残留液收容瓶504相连的输入控制电磁阀609，清洗液试剂瓶503中的残留液通过气压差自动流入清洗残留液收容瓶504中，清洗液试剂瓶503中的残留液排净后，关闭与清洗残留液收容瓶504相连的输入控制电磁阀609；步骤4-8：重复上述步骤4-4至步骤4-7数次。此时，大肠的模拟消化过程完成。

若对图2示出的本发明系统应用本发明方法的话，则其与上述应用于图1所示本发明系统的方法大致相同，两者之间的不同之处在于：由于图2中的消化液试剂瓶的数量为两个，缓冲液试剂瓶的数量为三个，两个消化液试剂瓶509、508分别盛装小肠消化液、大肠消化液，三个缓冲液试剂瓶507、506、502分别盛装胃缓冲液、小肠缓冲液、大肠缓冲液，因此，对于图2示出的系统实施本发明方法，在模拟胃消化过程时，在向透析管120内置入饲料样品后，胃消化液是随后人工手动注入透析管120内的，注入的胃消化液用于使饲料样品完全转移至透析管120的中部，然后再将放入饲料样品和胃消化液的模拟消化器100置于空气浴摇床200中的固定爪上，而后开始胃消化过程的模拟，而不是上面所描述的先将模拟消化器100置于固定爪上，然后再将胃消化液从消化液试剂瓶510中经由输液管150注入透析管120中。

需要提及的是，对本发明系统实施本发明方法并不局限于上述的单独模拟胃、小肠、大肠的消化过程、连续模拟胃、小肠的消化过程，以及连续模拟胃、小肠及大肠的消化过程。

本发明具有如下优点：

1、本发明系统及方法实现了在体外条件下模拟饲料在动物胃肠道内被消化、吸收的过程，整个模拟过程由电脑自动控制完成，可无人值守，排除了人为因素干扰，可靠性高，模拟逼真性高，模拟重演性好。本发明系统结构简单，本发明方法操作方便，特别适用于猪、鸡、鸭等单胃动物饲料养分生物学效价的快速测定。

2、通过向透析管内注入例如胃、十二指肠、空肠、回肠、大肠、小肠等不同消化道段的消化液以及相应改变通入玻璃管内的缓冲液，本发明可实现在体外条件下模拟饲料在动物胃肠消化道各段内被消化和吸收的情况，例如实现对单胃动物胃、小肠及大肠消化、吸收过程的模拟。

3、本发明系统及方法不仅可以对单胃动物的胃、小肠及大肠的消化、吸收过程分别进行单独模拟，还可以对单胃动物的胃、小肠及大肠的消化、吸收过程进行连续模拟，这种连续不间断的模拟方式可避免发生食糜转移中出现残留问题。

4、本发明系统中的各模拟消化器的输入输出管之间依次串联，这种串联方式保证了所有模拟消化器内的化学条件相一致，从而降低了模拟误差，提高了模拟精度。

5、由于本发明系统中的透析管与玻璃管的相接触部位用橡皮条捆扎以及用翻口橡胶塞塞紧，因此，透析管和玻璃管分别构成的盛装液体的容器是互相独立的、分离的，缓冲液与产生的消化产物分别处于玻璃管、透析管这两个不同的容器中，它们之间的物质交换必须通过透析管上的分子筛来进行，故而，本发明系统可以避免因透析管密封不严而发生缓冲液与消化产物间直接进行物质交换的现象，保证了模拟动物胃肠道的准确性与逼真性。并且，由于消化产物经由透析管上的分子筛流入玻璃管后无法返回透析管，透析管可继续进行其他消化反应，因此，透析管与玻璃管两个容器的这种独立设计可有效降低消化产物对透析管内消化反应的抑制，准确区分出消化物质与未消化物质，有利于使模拟动物胃肠道的消化过程更加逼近于实际状态。

6、在使用本发明系统时，各模拟消化器的输入管、输出管分别位于下方、上方，这样的放置设计既有利于缓冲液的循环，又有利于消化结束后残留在玻璃管中的缓冲液可以被彻底排净。

7、在本发明中，通过控制缓冲液的温度和流速，可间接精确控制模拟消化器的透析管内的温度，从而使仿生消化过程的温度变异幅度保持在0.4℃内，更接近动物体温的变异范围，模拟效果好。由于本发明系统中的模拟消化器的一磨口用连接L型输液管的翻口橡胶塞塞紧，因此，L型输液管可使得模拟消化液经由L型输液管而稳定、连续地注入透析管内。

以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明的保护范围。