CN114805636B - 一种制备透明质酸钠的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种制备透明质酸钠的方法，属于生物工程技术领域，所述方法包括：将透明质酸钠发酵液与甲醛、乙二胺四乙酸、助滤剂混合，得到预过滤物，经陶瓷膜过滤，得到陶瓷滤液；将陶瓷滤液与乙醇溶液混合，将得到的预静置物静置后经滤网过滤；将得到的透明质酸钠粗品溶解后经微孔过滤，得到微孔过滤液，将所述微孔过滤液与乙醇溶液混合，得到混合物，将所述混合物静置，得到静置物，将所述静置物过滤网，得到透明质酸钠沉淀，再打浆、烘干，得到透明质酸钠。采用本发明提供的方法制备的透明质酸钠纯度高、固废少，工艺简单，成本低，对环境友好，透明质酸钠的产率为75～85％，含量为93.2～93.8％。
Description
技术领域
本发明涉及生物工程技术领域，尤其涉及一种制备透明质酸钠的方法。
背景技术
透明质酸钠，又名玻璃酸钠，是重要的食品添加剂、化妆品和医药产品。目前已知的从发酵液中提取透明质酸钠的专利方法主要为：1.中国专利CN101550199B《一种从透明质酸发酵液中制备透明质酸钠的方法》中提出用乙醇沉淀发酵液得到粗品，再用超滤膜去除杂质，由于透明质酸的水溶液粘度大，实际过程中超滤速率很慢，不适于大生产使用。2.中国专利CN103342760A《一种从微生物发酵液中制备透明质酸的方法》采用乙二醇-苹果酸钠双水相萃取法，该方法萃取剂配制复杂，使用过程中容易受发酵液的干扰，有较大的局限性。
由于透明质酸溶液粘度高，在发酵液菌体和其他杂质的影响下，从发酵液中除去菌体比较难，一般工厂采用压滤法去除菌体和杂质，该方法要用到大量的珍珠岩或硅藻土，会产生很多的固废，如果不去除菌体和杂质，直接往发酵液中加入乙醇也能沉淀透明质酸，但该方法所得到的粗品质量一般较差，含量偏低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种制备透明质酸钠的方法，采用本发明提供的方法制备的透明质酸钠纯度高、固废少，工艺简单，成本低，对环境友好。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种制备透明质酸钠的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将透明质酸钠发酵液与甲醛、乙二胺四乙酸混合、搅拌，得到搅拌物，将所述搅拌物与助滤剂混合，得到预过滤物；
2)将所述步骤1)得到的预过滤物经陶瓷膜过滤，得到陶瓷滤液；
所述陶瓷膜的滤芯的孔径为0.1～1.2μm；
3)将所述步骤2)得到的陶瓷滤液与乙醇溶液混合，得到预静置物，将所述预静置物静置后经滤网过滤，得到透明质酸钠粗品；
4)将所述步骤3)得到的透明质酸钠粗品溶解后经微孔过滤，得到微孔过滤液，将所述微孔过滤液与乙醇溶液混合，得到混合物，将所述混合物静置，得到静置物，将所述静置物过滤网，得到透明质酸钠沉淀；
5)将所述步骤4)得到的透明质酸钠沉淀打浆、烘干，得到透明质酸钠。
优选的，所述步骤1)透明质酸钠发酵液中透明质酸钠的浓度为8～12g/L。
优选的，所述步骤1)搅拌物中甲醛的质量百分含量为0.01～0.02％；
所述搅拌物中乙二胺四乙酸的质量百分含量为0.01～0.03％；
所述搅拌物的pH值为9.5～10.5；
所述搅拌物与助滤剂的质量比为100:2～5，所述助滤剂包括硅藻土和/或珍珠岩；
所述透明质酸钠发酵液的温度为50～70℃；
所述搅拌的时间为2～6h。
优选的，所述步骤2)陶瓷膜的滤芯的孔径为0.2～0.5μm。
优选的，所述步骤2)陶瓷膜过滤的条件包括：当所述预过滤物剩余原体积一半时，加50～70℃的水进行顶洗，继续收集陶瓷滤液；所述水的使用量为剩余预过滤物体积的2～3倍。
优选的，所述步骤3)乙醇溶液的体积百分含量为95％；
所述预静置物中乙醇的体积百分含量为55～60％；
所述静置的时间为4～6h；
所述滤网的孔径为80～100目。
优选的，所述步骤4)溶解透明质酸钠粗品使用的溶剂为水，所述水的温度为50～70℃；
所述微孔的粒径为0.22～0.45μm；
所述乙醇溶液的体积百分含量为95％；
所述混合物中乙醇的体积百分含量为55～60％；
所述静置的时间为4～6h；
所述滤网的孔径为80～100目。
优选的，所述步骤5)打浆的条件包括：将所述透明质酸钠沉淀经体积百分含量为85％乙醇溶液打浆、过滤，将得到的沉淀再用体积百分含量为95％乙醇溶液打浆。
优选的，所述打浆的时间为0.5～1h。
优选的，所述步骤5)烘干的条件包括：在-0.1～-0.095MPa、70～80℃下烘干12～24h。
本发明的有益效果为：
采用本发明提供的方法制备的透明质酸钠纯度高、固废少，工艺简单，成本低，对环境友好，透明质酸钠的产率为75～85％，含量为93.2～93.8％。
具体实施方式
本发明提供了一种制备透明质酸钠的方法，包括以下步骤：
1)将透明质酸钠发酵液与甲醛、乙二胺四乙酸混合、搅拌，得到搅拌物，将所述搅拌物与助滤剂混合，得到预过滤物；
2)将所述步骤1)得到的预过滤物经陶瓷膜过滤，得到陶瓷滤液；
所述陶瓷膜的滤芯的孔径为0.1～1.2μm；
3)将所述步骤2)得到的陶瓷滤液与乙醇溶液混合，得到预静置物，将所述预静置物静置后经滤网过滤，得到透明质酸钠粗品；
4)将所述步骤3)得到的透明质酸钠粗品溶解后经微孔过滤，得到微孔过滤液，将所述微孔过滤液与乙醇溶液混合，得到混合物，将所述混合物静置，得到静置物，将所述静置物过滤网，得到透明质酸钠沉淀；
5)将所述步骤4)得到的透明质酸钠沉淀打浆、烘干，得到透明质酸钠。
本发明将透明质酸钠发酵液与甲醛、乙二胺四乙酸混合、搅拌，得到搅拌物，将所述搅拌物与助滤剂混合，得到预过滤物。
在本发明中，所述透明质酸钠发酵液中透明质酸钠的浓度优选为8～12g/L。在本发明中，所述透明质酸钠发酵液中还含有透明质酸钠、酵母浸粉、蛋白胨、葡萄糖、磷酸二氢钾、硫酸镁和菌丝体等。本发明对所述透明质酸钠发酵液的来源没有特殊限定，采用常规发酵方法发酵得到即可。
在本发明找那个，所述透明质酸钠发酵液的温度优选为50～70℃。在本发明中，所述搅拌物中甲醛的质量百分含量优选为0.01～0.02％，所述甲醛的作用是防止杂菌生长。在本发明中，所述搅拌物中乙二胺四乙酸的质量百分含量优选为0.01～0.03％，所述乙二胺四乙酸的作用是螯合透明质酸钠发酵液中的金属离子。在本发明中，所述搅拌物的pH值优选为9.5～10.5，在该pH值下降低透明质酸钠发酵液的粘度。在本发明中，所述搅拌的时间优选为2～6h，更优选为4h。在本发明中，所述搅拌物与助滤剂的质量比优选为100:2～5，所述助滤剂优选包括硅藻土和/或珍珠岩，所述硅藻土和珍珠岩起到助虑作用。
本发明将得到的预过滤物经陶瓷膜过滤，得到陶瓷滤液；所述陶瓷膜的滤芯的孔径为0.1～1.2μm。
在本发明中，所述陶瓷膜的滤芯的孔径优选为0.2～0.5μm。在本发明中，所述陶瓷膜的滤芯可以滤出不同分子量的澄清的透明质酸钠液体，孔径1.2μm的陶瓷膜滤芯滤出的微滤液中透明质酸钠平均分子量≤2000000，孔径0.5μm的陶瓷膜滤芯滤出的微滤液中透明质酸钠平均分子量≤1000000，孔径0.2μm的陶瓷膜滤芯滤出的微滤液中透明质酸钠的平均分子量≤600000，孔径小于0.1μm的陶瓷膜滤芯由于滤出效果较差，基本不用于制备透明质酸钠。
在本发明中，所述陶瓷膜过滤的条件优选包括：当所述预过滤物剩余原体积一半时，加50～70℃的水进行顶洗，继续收集陶瓷滤液；所述水的使用量优选为剩余预过滤物体积的2～3倍。
本发明将得到的陶瓷滤液与乙醇溶液混合，得到预静置物，将所述预静置物静置后经滤网过滤，得到透明质酸钠粗品。
在本发明中，所述乙醇溶液的体积百分含量优选为95％。在本发明中，所述预静置物中乙醇的体积百分含量优选为55～60％，所述乙醇沉淀透明质酸钠，边加乙醇边搅拌。在本发明中，所述静置的时间优选为4～6h，更优选为5h。在本发明中，所述滤网的孔径优选为80～100目。
本发明将得到的透明质酸钠粗品溶解后经微孔过滤，得到微孔过滤液，将所述微孔过滤液与乙醇溶液混合，得到混合物，将所述混合物静置，得到静置物，将所述静置物过滤网，得到透明质酸钠沉淀。
在本发明中，溶解透明质酸钠粗品使用的溶剂优选为水，所述水的温度优选为50～70℃。在本发明中，所述微孔的粒径优选为0.22～0.45μm。在本发明中，所述乙醇溶液的体积百分含量预选为95％。在本发明中，所述混合物中乙醇的体积百分含量优选为55～60％，边加乙醇边搅拌。在本发明中，所述静置的时间优选为4～6h，更优选为5h。在本发明中，所述滤网的孔径优选为80～100目。
本发明将得到的透明质酸钠沉淀打浆、烘干，得到透明质酸钠。
在本发明中，所述打浆的条件优选包括：将所述透明质酸钠沉淀经体积百分含量为85％乙醇溶液打浆、过滤，将得到的沉淀再用体积百分含量为95％乙醇溶液打浆。在本发明中，所述打浆使用的乙醇用量为沉淀重量的10～20倍，用于透明质酸钠脱水，逐步脱水达到要求。
在本发明中，所述烘干的条件优选包括：在-0.1～-0.095MPa、70～80℃下烘干12～24h，干燥后的含水量小于10％。本发明优选使用真空双锥干燥箱进行烘干。
为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
取50L透明质酸发酵液，透明质酸钠含量为10.2g/L，加热至55℃，加入5ml甲醛，加入10gEDTA，调pH值至10.1，搅拌4h后，加入1.5kg硅藻土，选用1.2μm的陶瓷膜滤芯进行微滤，收集25L滤液后，用55℃的热水顶洗发酵液，共顶洗60L，共收集85L滤液，边快速搅拌滤液边加入体积百分含量为95％乙醇溶液，待混合液乙醇的体积百分含量达到58％时停止加乙醇，静置5h，用100目滤网过滤得透明质酸钠湿粗品，粗品再用60℃热水溶解，溶液通过0.45μm微孔过滤，往滤液中加入体积百分含量为95％乙醇溶液，边加乙醇边搅拌，至混合液乙醇的体积百分含量达到58％时停止加乙醇，静置4h，用100目滤网过滤得透明质酸钠沉淀，往沉淀中加入体积百分含量为85％乙醇溶液打浆0.5h，过滤除去乙醇后，再用体积百分含量为95％乙醇溶液打浆0.5h，过滤得透明质酸钠湿品，在-0.1～-0.095MPa、75℃下烘干，共得到406g透明质酸钠，按照《YY0308-2004医用透明质酸钠凝胶》5.9特性粘数(分子量)的方法检测透明质酸钠平均相对分子量，平均相对分子量为1408680，含量93.2％。
实施例2
取50L透明质酸发酵液，透明质酸钠含量为8.3g/L，加热至65℃，加入5ml甲醛，加入10gEDTA，调pH值至10.1，搅拌4h后，加入1.5kg硅藻土，选用0.5μm的陶瓷膜滤芯进行微滤，收集25L滤液后，用65℃的热水顶洗发酵液，共顶洗65L，共收集90L滤液，边快速搅拌滤液边加入体积百分含量为95％乙醇溶液，待混合液乙醇体积百分含量达到59％时停止加乙醇，静置5h，用100目滤网过滤得透明质酸钠湿粗品，粗品再用65℃热水溶解，溶液通过0.45μm微孔过滤，往滤液中加入体积百分含量为95％乙醇溶液，边加乙醇边搅拌，至混合液乙醇体积百分含量达到60％时停止加乙醇，静置4h，用100目滤网过滤得透明质酸钠沉淀，往沉淀中加入体积百分含量为85％乙醇溶液打浆0.5h，过滤除去乙醇后，再用体积百分含量为95％乙醇溶液打浆0.5h，过滤得透明质酸钠湿品，在-0.1～-0.095MPa、75℃下烘干，共得到328g透明质酸钠，平均相对分子量(检测方法同实施例1)821920，含量93.8％。
实施例3
取400g透明质酸粗品于40L水中，加热至65℃完全溶解，加入5ml甲醛，加入10gEDTA，调pH值至10.1，搅拌4h后，加入1.5kg硅藻土，选用0.2μm的陶瓷膜滤芯进行微滤，收集20L滤液后，用65℃的热水顶洗发酵液，共顶洗45L，共收集65L滤液，边快速搅拌滤液边加入体积百分含量为95％乙醇溶液，待混合液乙醇体积百分含量为达到58％时停止加乙醇，静置5h，用100目滤网过滤得透明质酸钠湿粗品，粗品再用65℃热水溶解，溶液通过0.45μm微孔过滤，往滤液中加入体积百分含量为95％乙醇溶液，边加乙醇边搅拌，至混合液乙醇体积百分含量为达到59％时停止加乙醇，静置4h，用100目滤网过滤得透明质酸钠沉淀，往沉淀中加入体积百分含量为85％乙醇溶液打浆0.5h，过滤除去乙醇后，再用体积百分含量为95％乙醇溶液打浆0.5h，过滤得透明质酸钠湿品，在-0.1～-0.095MPa、75℃下烘干，共得到308g透明质酸钠，平均相对分子量(检测方法同实施例1)573640，含量93.5％。
由以上实施例可以得出，采用本发明提供的方法，透明质酸钠的产率为75～85％，含量为93.2～93.8％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种制备透明质酸钠的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将透明质酸钠发酵液与甲醛、乙二胺四乙酸混合、搅拌，得到搅拌物，将所述搅拌物与助滤剂混合，得到预过滤物；
2)将所述步骤1)得到的预过滤物经陶瓷膜过滤，得到陶瓷滤液；
所述陶瓷膜的滤芯的孔径为0.1～1.2μm；
3)将所述步骤2)得到的陶瓷滤液与乙醇溶液混合，得到预静置物，将所述预静置物静置后经滤网过滤，得到透明质酸钠粗品；
4)将所述步骤3)得到的透明质酸钠粗品溶解后经微孔过滤，得到微孔过滤液，将所述微孔过滤液与乙醇溶液混合，得到混合物，将所述混合物静置，得到静置物，将所述静置物过滤网，得到透明质酸钠沉淀；
5)将所述步骤4)得到的透明质酸钠沉淀打浆、烘干，得到透明质酸钠；
所述步骤2)陶瓷膜过滤的条件包括：当所述预过滤物剩余原体积一半时，加50～70℃的水进行顶洗，继续收集陶瓷滤液；所述水的使用量为剩余预过滤物体积的2～3倍；
所述步骤5)打浆的条件包括：将所述透明质酸钠沉淀经体积百分含量为85％乙醇溶液打浆、过滤，将得到的沉淀再用体积百分含量为95％乙醇溶液打浆；
所述打浆的时间为0.5～1h。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)透明质酸钠发酵液中透明质酸钠的浓度为8～12g/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)搅拌物中甲醛的质量百分含量为0.01～0.02％；
所述搅拌物中乙二胺四乙酸的质量百分含量为0.01～0.03％；
所述搅拌物的pH值为9.5～10.5；
所述搅拌物与助滤剂的质量比为100:2～5，所述助滤剂包括硅藻土和/或珍珠岩；
所述透明质酸钠发酵液的温度为50～70℃；
所述搅拌的时间为2～6h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)陶瓷膜的滤芯的孔径为0.2～0.5μm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)乙醇溶液的体积百分含量为95％；
所述预静置物中乙醇的体积百分含量为55～60％；
所述静置的时间为4～6h；
所述滤网的孔径为80～100目。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4)溶解透明质酸钠粗品使用的溶剂为水，所述水的温度为50～70℃；
所述微孔的粒径为0.22～0.45μm；
所述乙醇溶液的体积百分含量为95％；
所述混合物中乙醇的体积百分含量为55～60％；
所述静置的时间为4～6h；
所述滤网的孔径为80～100目。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5)烘干的条件包括：在-0.1～-0.095MPa、70～80℃下烘干12～24h。
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| GR01 | Patent grant | ||
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