CN111909287A - 一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法 - Google Patents

一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法 Download PDF

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Abstract

一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法，属于肝素钠生产技术领域。本发明的目的是为了解决现有的肝素钠酶解工艺耗时长、产品收率低及酶解液难处理等问题，所述方法为：猪小肠黏膜酶解，酶解液先粗过滤，再用微滤膜过滤，得到肠渣、截留液和透析液；将透析液用纳滤膜过滤，得到截留液和透析液；将截留液，用树脂吸附，吸附完毕后，用盐水洗涤和解析树脂，得到吸附后的残液、洗涤液和解析液；将解析液用纳滤膜过滤，得到截留液和透析液；将截留液用乙醇沉淀，收集沉淀物，脱水，干燥，即得肝素钠。本发明肝素吸附更快，吸附更多，吸附采用树脂柱吸附，相较吸附罐吸附，树脂用量少，吸附用时短，而且吸附率高。

Description

一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法
技术领域
本发明属于肝素钠生产技术领域，具体涉及一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法。
背景技术
目前肝素钠生产采用的工艺有两种工艺：酶解工艺和盐解工艺，目前常见的酶解工艺步骤：酶解(过滤)、树脂吸附(过滤)、树脂洗涤/洗脱(过滤)、沉淀、脱水、干燥。酶解后过滤一般采用80～100目的滤布过滤，主要是为了除不溶性肠渣，减少对树脂的污染；树脂吸附一般是将酶解后的液体打入吸附罐，然后按照25～30g/根加入树脂柱，搅拌吸附7～10小时，然后用80～100目的滤布过滤，收集树脂，树脂先用低浓度盐水洗涤，洗掉除肝素钠以外的其他物质，再用高浓度盐水洗脱，洗涤洗脱总时间9～12小时，洗脱液80～100目的滤布过滤，收集树脂，此时的树脂上基本没有肝素钠，肝素钠大多都在滤液中，滤液加入乙醇，沉淀，沉淀物用乙醇脱水，然后干燥，干燥一般用热风循环烘箱或真空干燥箱。前述工艺，不但生产耗时长，产品收率低，而且产品品质差，产生臭气多，废水中有机物多(指蛋白、氨基酸、肽类)，难以处理，对环境影响大，树脂、盐、酒精用量大杂质多。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的肝素钠酶解工艺耗时长、臭气多、产品收率低、废水难以处理及产品品质差等问题，提供一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法，所述方法步骤如下：
步骤一：猪小肠黏膜用蛋白酶酶解，酶解后的酶解液先粗过滤，再用微滤膜过滤，过滤后得到肠渣、截留液和透析液；
步骤二：将步骤一的透析液用纳滤膜过滤，过滤后得到截留液和透析液；
步骤三：将步骤二的截留液，用树脂柱吸附，吸附完毕后，用盐水洗涤和解析树脂柱，得到吸附后的残液、洗涤液和解析液；
步骤四：将步骤三的解析液用纳滤膜过滤，过滤后得到截留液和透析液；
步骤五：将截留液用乙醇沉淀，收集沉淀物，脱水，干燥，即得肝素钠。
本发明相对于现有技术的有益效果为：本发明在肝素钠的酶解工艺中引入膜和树脂柱，酶解步骤用膜除掉部分杂质，减少酶解液体积，提高肝素钠浓度，使杂质更少，肝素吸附更快，吸附更多，吸附采用树脂柱吸附，相较吸附罐吸附，树脂用量少，仅为常规生产工艺的一半用量，12～15g/根，吸附用时短，仅需0.5～1小时，而且肝素钠吸附率提高到95％以上，吸附罐吸附率一般85％左右，洗脱步骤用膜除掉部分杂质，同时对洗脱液进行浓缩，沉淀时，不但用的乙醇量要少，沉淀用时也短，相较常规工艺乙醇用量减少80％以上，沉淀时间缩短一半以上，而且产品收率相较常规工艺也会提高1％～2％，脱水，干燥后，常规工艺因为含杂质较多，效价一般在60USPU/mg以上，而本发明效价普遍90USPU/mg以上，常规工艺美标收率1500根/亿单位以上，本发明美标收率1350根/亿单位以下。
现有技术的酶解液中蛋白存在无法回收，臭气和污水难于处理的问题，本发明在提高肝素钠品质、收率、生产效率的同时，实现蛋白的回收，降低臭气和污水的产生量和处理难度。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修正或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，均应涵盖在本发明的保护范围之中。
具体实施方式一：本实施方式记载的是一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法，可以提高肝素钠产品品质和收率，所述方法步骤如下：
步骤一：猪小肠黏膜用蛋白酶酶解，酶解后的酶解液先粗过滤，再用微滤膜过滤，使用微滤膜可浓缩9～10倍，过滤后得到肠渣、截留液和透析液，此时肝素钠基本存在于透析液中；因肠渣是不溶性杂质，所以废弃不用。
步骤二：将步骤一的透析液用纳滤膜过滤，使用纳滤膜可浓缩5～6倍，过滤后得到截留液和透析液，此时肝素钠主要存在截留液中；因透析液中主要是水和盐，以及少量的小分子量氨基酸、肽类等物质，不存在肝素钠，所以废弃不用。
步骤三：将步骤二的截留液，用树脂吸附，吸附完毕后，用盐水洗涤和解析，得到吸附后的残液、洗涤液和解析液；残液指截留液过树脂柱之后，得到的基本不含肝素钠的液体；洗涤液是指用盐水洗涤吸附后的树脂柱，主要是将树脂柱上除肝素钠之外的其他物质洗涤掉，其中含有极少量的肝素钠，解析后肝素钠基本都存在于解析液中；吸附后的残液和步骤一的截留液中主要含蛋白、肽、氨基酸，回收可得肠膜蛋白；洗涤液主要是杂质，所以废弃不用。
步骤四：将步骤三的解析液用纳滤膜过滤，可浓缩5～6倍，过滤后得到截留液和透析液；透析液中主要是水和盐，以及少量氨基酸、肽类等物质，不存在肝素钠，所以废弃不用。
步骤五：将截留液用乙醇沉淀，收集沉淀物，脱水，干燥，即得肝素钠。
具体实施方式二：具体实施方式一所述的一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法，步骤一中，所述粗过滤是指用管式过滤器、袋式过滤器、板框过滤器、插板式过滤器或离心机中的一种过滤，滤材目数为100～200目，滤材材质为PP、PE、尼龙或不锈钢中的一种。粗过滤的目的是为了过滤肠渣，减少酶解液中的不溶性杂质，为进一步膜过滤做准备。
具体实施方式三：具体实施方式一所述的一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法，步骤一中，所述微滤膜为管式陶瓷膜，膜孔径为200～500nm。膜过滤的目的是使肝素钠完全透过，同时截留住大分子量的蛋白、氨基酸、肽等杂质，减少酶解液中的可溶性和不可溶性杂质。
具体实施方式四：具体实施方式一所述的一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法，步骤二和四中，所述纳滤膜均为有机膜卷式膜，膜截留分子量范围为200～500Da。步骤二中，膜过滤的目的是截留住全部肝素钠，对酶解液进行浓缩，提高酶解液中肝素钠的浓度，同时除去部分水、盐、氨基酸、肽类等物质，减少酶解液中的可溶性杂质，为下一步树脂吸附创造良好的条件，能够更快地完成吸附，并提高目标产物的收率。步骤四中，膜过滤的目的是截留住全部肝素钠，对解析液进行浓缩，提高解析液中肝素钠的浓度，同时除去部分水、盐、氨基酸、肽类等物质，减少解析液中的可溶性杂质，为下一步乙醇沉淀创造良好的条件，通过膜浓缩可以达到乙醇用量少，沉淀快的目的。
具体实施方式五：具体实施方式一所述的一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法，步骤三中，用树脂柱吸附。树脂柱吸附属于动态吸附，相较树脂罐吸附，树脂用量少，吸附时间短，吸附率高。
具体实施方式六：具体实施方式一所述的一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法，其特征在于：步骤四中，所述干燥为动态干燥，使用双锥回转真空干燥机干燥，干燥温度50～70℃，干燥时间3～5小时，设备转速10rpm，罐内压力-0.1MPa。
实施例1：
一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法，所述方法步骤如下：
步骤一：猪小肠黏膜用蛋白酶酶解，酶解后的酶解液先用板框过滤器过滤，再用管式陶瓷膜过滤，使用微滤膜可浓缩9～10倍，过滤后得到肠渣、截留液和透析液，此时肝素钠基本存在于透析液中；因肠渣是不溶性杂质，所以废弃不用。滤材目数为150目，滤材材质为尼龙。粗过滤的目的是为了过滤肠渣，减少酶解液中的杂质，为进一步膜过滤做准备。所述管式陶瓷膜孔径为300nm。膜过滤的目的是使肝素钠完全透过，同时截留住大分子量的蛋白、氨基酸、肽等可溶性杂质，减少酶解液中的杂质。
步骤二：将步骤一的透析液用纳滤膜过滤，使用纳滤膜可浓缩5～6倍，过滤后得到截留液和透析液，此时肝素钠主要存在截留液中；因透析液中主要是水和盐，以及少量的小分子量氨基酸、肽类等物质，不存在肝素钠，所以废弃不用。所述纳滤膜均为有机膜卷式膜，膜截留分子量范围为300Da。
步骤三：将步骤二的截留液，用树脂吸附，吸附完毕后，用盐水洗涤和解析，得到吸附后的残液、洗涤液和解析液；残液指截留液过树脂柱之后，得到的基本不含肝素钠的液体；洗涤液是指用盐水洗涤吸附后的树脂柱，主要是将树脂柱上除肝素钠之外的其他物质洗涤掉，其中含有极少量的肝素钠，肝素钠基本都存在于解析液中；吸附后的残液和步骤一的截留液中主要含蛋白、肽、氨基酸，回收可得肠膜蛋白；洗涤液主要是杂质，所以废弃不用。用树脂柱吸附。树脂柱吸附属于动态吸附，相较树脂罐吸附，树脂用量少，吸附时间短，吸附率高。
步骤四：将步骤三的解析液用纳滤膜过滤，可浓缩5～6倍，过滤后得到截留液和透析液；透析液中主要是水和盐，以及少量氨基酸、肽类等物质，不存在肝素钠，所以废弃不用。所述干燥为动态干燥，使用双锥回转真空干燥机干燥，干燥温度60℃，干燥时间4小时，设备转速10rpm，罐内压力-0.1MPa。所述纳滤膜均为有机膜卷式膜，膜截留分子量范围为300Da。步骤四中，膜过滤的目的是截留住全部肝素钠，对解析液进行浓缩，提高解析中肝素钠的浓度，同时除去部分水、盐、氨基酸、肽类等物质，减少解析液中的杂质，为下一步乙醇沉淀创造良好的条件，通过膜浓缩可以达到乙醇用量少，沉淀快的目的。
步骤五：将截留液用乙醇沉淀，收集沉淀物，脱水，干燥，即得肝素钠。
本实施例可以显著提高肝素钠产品品质和收率，得到的肝素钠效价达到95USPU/mg，本发明美标收率1345根/亿单位以下。

Claims (6)

1.一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法，其特征在于：所述方法步骤如下：
步骤一：猪小肠黏膜用蛋白酶酶解，酶解后的酶解液先粗过滤，再用微滤膜过滤，过滤后得到肠渣、截留液和透析液；
步骤二：将步骤一的透析液用纳滤膜过滤，过滤后得到截留液和透析液；
步骤三：将步骤二的截留液，用树脂吸附，吸附完毕后，用盐水洗涤和解析树脂，得到吸附后的残液、洗涤液和解析液；
步骤四：将步骤三的解析液用纳滤膜过滤，过滤后得到截留液和透析液；
步骤五：将截留液用乙醇沉淀，收集沉淀物，脱水，干燥，即得肝素钠。
2.根据权利要求1所述的一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法，其特征在于：步骤一中，所述粗过滤是指用管式过滤器、袋式过滤器、板框过滤器、插板式过滤器或离心机中的一种过滤，滤材目数为100～200目，滤材材质为PP、PE、尼龙或不锈钢中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法，其特征在于：步骤一中，所述微滤膜为管式陶瓷膜，膜孔径为200～500nm。
4.根据权利要求1所述的一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法，其特征在于：步骤二和四中，所述纳滤膜均为有机膜卷式膜，膜截留分子量范围为200～500Da。
5.根据权利要求1所述的一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法，其特征在于：步骤三中，用树脂柱吸附。
6.根据权利要求1所述的一种利用膜和树脂柱生产肝素钠的方法，其特征在于：步骤四中，所述干燥为动态干燥，使用双锥回转真空干燥机干燥，干燥温度50～70℃，干燥时间3～5小时，设备转速10rpm，罐内压力-0.1MPa。
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