CN106317257A - 一种高效节能提取透明质酸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于透明质酸提取领域，公开了一种高效节能提取透明质酸的方法，其包括如下步骤：步骤1)板框过滤，步骤2)除杂和二次板框过滤，步骤3)络合沉淀，步骤4)解离，步骤5)醇沉和干燥。本发明降低了生产成本，提高了经济效益，提升了产品档次，促进透明质酸钠生产的可持续性发展。

Description

一种高效节能提取透明质酸的方法

技术领域

本发明属于透明质酸提取工艺领域，具体涉及一种高效节能提取透明质酸的方法。

背景技术

透明质酸(hyaluronic acid，HA)化学名称为糖醛(玻璃)酸，它是以D-葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖单体为结构单元，通过β-1，4糖苷键反复交替连接而形成的链状高分子酸性粘多糖。HA通常溶于水，不溶于醇、酮、乙醚等有机溶剂，具有保湿、抗衰老、润滑等功能，广泛用于日化、保健食品、医药等领域；如在医药领域，HA在药物中可作为药物载体可将各类药物靶向送至病理部位，具有促进骨折愈合及一定抗癌作用等功效。

由于透明质酸的高粘度发酵提取分离难度大，产品纯度不高以及工业能耗大等问题，需要对提取分离技术进行优化和改革，需求一种低成本、低污染、易于工业化下游分离提纯的环境友好型工艺。专利技术CN103342760A采用聚乙二醇-苹果酸钠体系提取透明质酸，该技术提取率可达到80％左右，但是该方法复杂不容易操作，并且收率仍然达不到企业的要求。

发明内容

基于现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种高效节能提取透明质酸的方法，采用板框过滤、絮凝除杂等先进工艺实现了发酵液蛋白质、多糖以及透明质酸成分的逐步分离提取，生产工艺水回用；整个提取过程能耗低、无污染，符合绿色环保的发展要求；具备提取收率高，产品纯度高等优点，对环境污染小等优点具有良好的工业化前景和巨大的经济效益。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种高效节能提取透明质酸的方法，其包括如下步骤：步骤1)板框过滤，步骤2)除杂和二次板框过滤，步骤3)络合沉淀，步骤4)解离，步骤5)醇沉和干燥。

具体地，所述方法包括如下步骤：

步骤1)板框过滤：将透明质酸发酵液用三氯乙酸调节pH为4.0-6.5，然后经第一次板框过滤除去菌体蛋白、大分子有机物、胶体、颗粒、悬浮物等，得到透明质酸清液A；

步骤2)除杂和二次板框过滤：将步骤1)所得透明质酸清液A经絮凝剂除杂，温度为50℃，时间为10min；然后经第二次板框过滤，过滤收集透明质酸清液B，然后调节pH为6.0-6.5，再加2倍体积的95％(v/v)乙醇，沉淀出透明质酸粗提物；

步骤3)络合沉淀：用与步骤1)透明质酸发酵液相同体积的0.1mol/L醋酸钠水溶液溶解透明质酸粗提物，在搅拌下，加入占步骤2)透明质酸清液B 1％(w/w)的壳聚糖与滤液中的透明质酸发生络合沉淀，静置使沉淀下沉；

步骤4)解离：滤出母液，再加入0.1mol/L醋酸钠溶液洗涤沉淀两次，然后将沉淀在与步骤1)透明质酸发酵液相同体积的0.4mol/L醋酸钠溶液中搅拌解离20-24小时，过滤；

步骤5)醇沉和干燥：过滤后，用2-4倍滤液体积的95％(v/v)乙醇沉淀，然后用无水乙醇脱水，真空干燥得透明质酸。

所述絮凝剂按照如下工艺制备而得：

(1)往淀粉中加占淀粉两倍质量的纯化水，搅拌均匀得到悬浊液，然后加入与淀粉等质量的羧甲基纤维素钠，200转/min搅拌30min，然后置于80℃烘干至水分含量5％(质量百分比)以下，得到改性淀粉；

(2)按照5∶1∶0.2的质量比取壳聚糖、腐植酸钠以及果胶，混合搅拌均匀，然后添加占壳聚糖两倍质量的2M的氢氧化钠水溶液，30KHz的超声10min，最后500转/min搅拌3min，得到改性壳聚糖；

(3)将玉米秸粉、海泡石分别粉碎得到玉米秸秆粉和海泡石粉，将玉米秸秆粉、海泡石粉以及硅藻土按照3∶1∶1的质量比混合搅拌均匀，添加到占硅藻土5倍重量的浓度为1M的氢氧化钠溶液中，200转/min搅拌120min，然后过滤，干燥，研磨成粒径为10-20目的粉末；

(4)将改性淀粉、改性壳聚糖以及步骤(3)所得粉末按照5∶3∶2的质量比混合搅拌均匀，然后置于密闭反应釜中，以2℃/s的升温速率升至150℃，保温30min，取出，投入到搅拌器中，500转/min搅拌3min，得到混合料，置于烘箱中，80℃烘干90min，取出，粉碎即得。

本发明一种透明质酸发酵液提取方法，具有以下几个方面的优点：

本发明提供了一种高效节能提取透明质酸的方法，采用板框过滤、絮凝除杂等先进工艺实现了发酵液蛋白质、多糖以及透明质酸成分的逐步分离提取，生产工艺水回用；整个提取过程能耗低、无污染，符合绿色环保的发展要求；具备提取收率高，产品纯度高等优点，对环境污染小等优点具有良好的工业化前景和巨大的经济效益。本发明技术实现了透明质酸提取过程绿色环保，几乎无废水外排，工艺水循环利用，料液组分充分利用；制备的透明质酸成品纯度可达96％以上；本发明提供了新型絮凝剂，制备成本低廉，具备较好的孔径、吸附容量以及比表面积，吸附色素、金属离子以及有机小分子的性能大大提高，提高了透明质酸的纯度；本发明生产周期短、成本低、不产生任何有毒有害物质，安全、无毒副作用，可广泛用于化妆品、食品、药品等领域。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明，但实施例的具体细节仅用于解释本发明，不应理解为对本发明总的技术方案的限定。

实施例1

一种高效节能提取透明质酸的方法，其包括如下步骤：

步骤1)将透明质酸发酵液用三氯乙酸调节pH为5.5，然后经第一次板框过滤除去菌体蛋白、大分子有机物、胶体、颗粒、悬浮物等，得到透明质酸清液A；

步骤2)将步骤1)所得透明质酸清液A经絮凝剂除杂，温度为50℃，时间为10min；然后经第二次板框过滤，过滤收集透明质酸清液B，然后调节pH为6.5，再加2倍体积的95％(v/v)乙醇，沉淀出透明质酸粗提物；

步骤3)用与步骤1)透明质酸发酵液相同体积的0.1mol/L醋酸钠水溶液溶解透明质酸粗提物，在搅拌下，加入占步骤2)透明质酸清液B 1％(w/w)的壳聚糖与透明质酸发生络合沉淀，静置使沉淀下沉；

步骤4)滤出母液，再加入0.1mol/L醋酸钠溶液洗涤沉淀两次，然后将沉淀在与步骤1)透明质酸发酵液相同体积的0.4mol/L醋酸钠溶液中搅拌解离20小时，过滤收集滤液；

步骤5)过滤后，用2倍滤液体积的95％(v/v)乙醇沉淀，然后用无水乙醇脱水，真空干燥得透明质酸；干燥温度为50℃，干燥3小时。

检测结果：透明质酸发酵液为100L(产率6.83g/L)，得到657g透明质酸产品，收率96.1％，纯度为97.6％，透光率为99.8％，菌落数＜20，且外观洁白透亮，达到化妆品级产品的要求。

所述絮凝剂按照如下工艺制备而得：

(1)往淀粉中加占淀粉两倍质量的纯化水，搅拌均匀得到悬浊液，然后加入与淀粉等质量的羧甲基纤维素钠，200转/min搅拌30min，然后置于80℃烘干至水分含量5％(质量百分比)以下，得到改性淀粉；

(2)按照5∶1∶0.2的质量比取壳聚糖、腐植酸钠以及果胶，混合搅拌均匀，然后添加占壳聚糖两倍质量的2M的氢氧化钠水溶液，30KHz的超声10min，最后500转/min搅拌3min，得到改性壳聚糖；

(3)将玉米秸粉、海泡石分别粉碎得到玉米秸秆粉和海泡石粉，将玉米秸秆粉、海泡石粉以及硅藻土按照3∶1∶1的质量比混合搅拌均匀，添加到占硅藻土5倍重量的浓度为1M的氢氧化钠溶液中，200转/min搅拌120min，然后过滤，干燥，研磨成粒径为10-20目的粉术；

(4)将改性淀粉、改性壳聚糖以及步骤(3)所得粉末按照5∶3∶2的质量比混合搅拌均匀，然后置于密闭反应釜中，以2℃/s的升温速率升至150℃，保温30min，取出，投入到搅拌器中，500转/min搅拌3min，得到混合料，置于烘箱中，80℃烘干90min，取出，粉碎即得。

以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。

Claims (3)

1.一种高效节能提取透明质酸的方法，其包括如下步骤：步骤1)板框过滤，步骤2)除杂和二次板框过滤，步骤3)络合沉淀，步骤4)解离，步骤5)醇沉和干燥。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1)板框过滤：将透明质酸发酵液用三氯乙酸调节pH为4.0-6.5，然后经第一次板框过滤除去菌体蛋白，得到透明质酸清液A；

步骤2)除杂和二次板框过滤：将步骤1)所得透明质酸清液A经絮凝剂除杂，温度为50℃，时间为10min；然后经第二次板框过滤，过滤收集透明质酸清液B，再调节pH为6.0-6.5，然后加2倍体积的95％(v/v)乙醇，沉淀出透明质酸粗提物；

步骤3)络合沉淀：用与步骤1)透明质酸发酵液相同体积的0.1mol/L醋酸钠水溶液溶解透明质酸粗提物，在搅拌下，加入占步骤2)透明质酸清液B1％(w/w)的壳聚糖与透明质酸发生络合沉淀，静置使沉淀下沉；

步骤4)解离：滤出母液，收集沉淀，再加入0.1mol/L醋酸钠溶液洗涤沉淀两次，然后将沉淀在与步骤1)透明质酸发酵液相同体积的0.4mol/L醋酸钠溶液中搅拌解离20-24小时，过滤收集滤液；

步骤5)醇沉和干燥：用2-4倍滤液体积的95％(v/v)乙醇沉淀，真空干燥得透明质酸。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述絮凝剂按照如下工艺制备而得：

(1)往淀粉中加占淀粉两倍质量的纯化水，搅拌均匀得到悬浊液，然后加入与淀粉等质量的羧甲基纤维素钠，200转/min搅拌30min，然后置于80℃烘干至水分含量5％以下，得到改性淀粉；

(2)按照5∶1∶0.2的质量比取壳聚糖、腐植酸钠以及果胶，混合搅拌均匀，然后添加占壳聚糖两倍质量的2M的氢氧化钠水溶液，30KHz的超声10min，最后500转/min搅拌3min，得到改性壳聚糖；

(3)将玉米秸粉、海泡石分别粉碎得到玉米秸秆粉和海泡石粉，将玉米秸秆粉、海泡石粉以及硅藻土按照3∶1∶1的质量比混合搅拌均匀，添加到占硅藻土5倍重量的浓度为1M的氢氧化钠溶液中，200转/min搅拌120min，然后过滤，干燥，研磨成粒径为10-20目的粉末；

(4)将改性淀粉、改性壳聚糖以及步骤(3)所得粉末按照5∶3∶2的质量比混合搅拌均匀，然后置于密闭反应釜中，以2℃/s的升温速率升至150℃，保温30min，取出，投入到搅拌器中，500转/min搅拌3min，得到混合料，置于烘箱中，80℃烘干90min，取出，粉碎即得。