CN1210287C - 一种唾液酸的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种唾液酸方法的技术领域。其为减少电泳析、反渗透生产设备和避免有机溶剂使用而研制开发的。其特征在于步骤依次为：水解步骤，将蛋黄粉与水经除蛋白步骤，调节pH值，然后加热过滤；絮凝除蛋白步骤，滤液中加入蛋白絮凝剂除蛋白，澄清过滤；离子交换步骤，滤液以1-3m的线速度用5-15L强碱树脂吸附，水吸后再用pH梯度洗脱；浓缩结晶步骤，收集浓缩液、结晶、烘干得到成品。它具有生产过程容易控制、产量质量稳定、能够产业化优点，适合在生产唾液酸上推广使用，
Description
技术领域
本发明涉及一种唾液酸(Sialic acid)生产方法技术领域。
背景技术
唾液酸(Sialic acid)又称燕窝酸，是中国传统美食精品燕窝的主要成分，也是母乳中对婴儿提供早期生长所必须的重要组分之一。唾液酸为神经氨酸，广泛地存在动物组织及微生物中。唾液酸是细胞膜蛋白的重要组成部分，位于细胞膜蛋白及糖脂的末端，参与细胞表面多种生理功能，在调节人体生理、生化功能方面起到非常重要的作用。由于其在生物学研究及生物制药领域的重要价值，唾液酸已成为当前国际上生物学及生物制药领域的热门科研课题。
近年来国际上的许多科学家研究发现，唾液酸与生物体的许多生物功能有关，唾液酸作为病毒受体，与细胞恶变、癌转移、浸润、失去接触性抑制、细胞粘附性降低以及抗原性密切相关。如母乳中的唾液酸联接于特定蛋白质上，为婴儿早期生长提供免疫力。细胞膜蛋白上的唾液酸对于提高细胞识别能力、霍乱毒素解毒、预防大肠朴菌的感染、调控血液蛋白质的半衰期等具有关键作用，鉴于癌症患者的水平动态变化与病情有关，唾液酸可用于早期肿瘤的转移与复发。如果用于食品，唾液酸可提高肠道对于维生素及矿物质的吸收能力。
为此国际上许多研究所对唾液酸在人体生理、生化功能方面的作用进行了长期的研究。特别九十年代，日本一研究所对唾液酸的产业化进行了大量研究，并获得两项从乳清及蛋黄粉中提取唾液酸的发明专利，其专利号分别为US5233033和US5270462。这也是目前国际上唯一产业化生产唾液酸的企业。他们生产唾液酸主要是从蛋黄粉中提取，以脱脂蛋黄粉为原料或以普通蛋黄粉通过有机溶剂脱脂处理，水解后进行电泳析或反渗透等除杂及阴离子交换，浓缩结晶得成品。该种方法存在这几个问题：
1、脱脂操作要求极为严格，稍微有差错，则水解乳化严重，难于过滤及难以滤清，这给膜处理带来严重影响，使产品质量难以稳定。
2、脱脂使用大量有机溶剂，给生产安全、环境污染、设备投资都产生诸多不利影响，使其产业化遇到巨大困难。
3、电泳析、反渗透尽管存在许多优点，但是脱脂的不稳定性导致膜的使用效率及寿命降低，生产成本加大，制约产业化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术而提供一种唾液酸的生产方法，其使用全脂蛋黄粉为原料，不需有机溶剂脱脂，避免生产安全、环境污染、设备投资等不利影响，减少电泳析及反渗透设备，生产设备投资减少，进而进一步降低生产成本。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种唾液酸的生产方法，其特征在于步骤依次为：(1)水解步骤，将蛋黄原料粉或浆与水以1∶2-20质量比例混合均匀，加食用酸调节PH值在1.0-4.0范围内，维持水解温度60-100度，进行水解，水解时间在0.5-3小时内；(2)变性除蛋白步骤，调节PH值4-9，然后加热到100度过滤；(3)絮凝除蛋白步骤，滤液中加入5-500ppm絮凝剂，澄清过滤；(4)离子交换步骤，滤液经强酸、弱碱离子交换柱除离子及蛋白质，然后再以强碱树脂吸附，水洗后再用PH梯度吸脱；(5)浓缩结晶步骤，收集液浓缩、结晶、烘干得到成品。
上述的水解步骤加食用酸如盐酸或硫酸调节PH值优选在1.5-2.5范围；
上述的水解温度优选在75-95度；
上述的水解时间优选在0.5-2小时；
上述的变性除蛋白步骤调节PH值优选在5-8范围；
上述的絮凝除蛋白步骤优选5-100ppm三氯化铝；
上述的离子交换步骤PH梯度洗脱优选0-2N甲酸梯度洗脱。
与现有技术相比，本发明的优点在于：1、使用全脂蛋黄粉为原料，不需有机溶剂脱脂，直接使用热变性及絮凝法除去绝大多数蛋白质及脂类，可以避免使用有机溶剂带来的生产安全、环境污染、设备投资等不利因素；2、生产设备投资少，采用强碱离子交换树脂，弱碱离子交换树脂，阳离子交换树脂相结合，减少电泳析及反渗透设备，生产设备投资减少，进而进一步降低生产成本；3、整个生产过程容易控制，产品和质量稳定，能够实现产业化。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
1、水解步骤，称30千克蛋黄粉加入330千克水混合均匀，加盐酸调节PH值在2，维持水解温度80度，进行水解，水解时间1.5小时；
2、变性除蛋白步骤，调节PH值7，然后加热到100度过滤；
3、絮凝除蛋白步骤，滤液中加入40ppm三氯化铝，澄清过滤；
4、离子交换步骤，滤液以1-3m的线速度经20-40L强酸、20-40L弱碱离子交换柱除离子和蛋白质，然后再以1-3m的线速度用5-15L201*7或D201规格的强碱树脂吸附，水洗后再用0.6N甲酸洗脱，用0-2N甲酸梯度洗脱为佳；
5、浓缩结晶步骤，收集液浓缩、结晶、烘干得到成品，可以得到41克纯度在95％以上的燕窝酸，收率大于90％。
本实施例还对水解条件进行了对比实验。
(1)PH值对SA含量及游离SA含量影响，温度在85度，水解1小时
| PH | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
| 总SA(A630) | 1.2 | 0.8 | 1.2 | 1.1 | 1.0 | 0.6 |
| 非游离SA(A630) | 1.2 | 0.6 | 0.10 | 0.15 | 0.2 | 0.3 |
由此可见PH值在1.5-2.5为最佳。
(2)水解温度对SA含量影响，PH值1.5-2.0，时间3小时
| 温度 | 常温 | 70 | 80 | 85 | 90 |
| A630nm | 0.4 | 0.8 | 1.1 | 1.2 | 1.0 |
| 非游离 | 0.3 | 0.4 | 0.15 | 0.15 | 0.1 |
由此可见，温度在60-90度之间，80-90度为最佳。
(3)水解时间对SA含量影响，PH值1.5-2.0，温度85度
| 时间 | 0小时 | 20分钟 | 40分钟 | 1小时 | 2小时 | 3小时 |
| 总SA(A630) | 0.3 | 0.9 | 1.0 | 1.2 | 1.2 | 1.2 |
| 非游离SA(A630) | 0.2 | 0.25 | 0.2 | 0.15 | 0.25 | 0.3 |
由此可见20分钟-1小时之间，0.5-2小时为最佳。
本实施例还对变性除蛋白步骤中PH值与澄清度及固体的含量关系进行对比实验。
| PH | 3 | 4 | 5 | 5.5 | 6.0 | 6.5 | 7.0 | 8.0 |
| 沉淀情况 | 无沉淀 | 无沉淀 | 无沉淀 | 大量 | 大量 | 大量 | 大量 | 大量 |
| 澄清度 | 不清 | 不清 | 不清 | 较清 | 较清 | 较清 | 浑浊 | 较浑浊 |
| 固体含量 | 10％ | 10％ | 10％ | 3％ | 2.5％ | 2.5％ | 4％ | 4.5％ |
由此可见PH值在6.0-7.0为佳，优选5-8。
本实施例还对絮凝除蛋白步骤中的絮凝剂用量进行对比实验
| 用量 | 5ppm | 10ppm | 15ppm | 20ppm | 30ppm |
| 蛋白含量A280 | 不清 | 2.0 | 1.8 | 1.9 | 1.8 |
| 收率 | 100％ | 90％ | 90％ | 70％ | |
| 过滤难度 | 难 | 较难 | 较易 | 易 | 易 |
考虑到离子交换柱负荷，采用10-15ppm
本实施例对阳离子交换柱除杂效果进行对比实验，线速度在1-3m/小时
| 流出液体体积 | 30L | 100L | 200L | 300L | 400L | 500L |
| A630nm | 0.020 | 0.49 | 0.75 | 1.0 | 1.4 | 1.4 |
| A630nm | 0.002 | 0.9 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| PH | 3.0 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 2.0 |
由此可见选用20-40L强酸离子交换柱为佳
本实施例对弱碱阴离子交换除杂蛋白效果进行对比实验，线速度1-3m/小时
| 流出液体体积 | 100L | 200L | 300L | 400L | 500L | 600L | 700L |
| A280 | 0.14 | 0.307 | 0.5 | 0.68 | 0.82 | 1.03 | 1.25 |
| A630 | 0.003 | 0.8 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| PH | 9 | 8 | 7 | 7 | 6 | 5 | 3 |
吸附方式：流速1-3m/小时，流经强碱柱如201*7树脂或D201等树脂
洗脱方式：0.4-0.8N甲酸或0-2N梯度洗脱，流速1-3m/小时
洗脱数据如下：
| 流出体积 | 60L | 100L | 150L | 200L | 250L | 300L | 350L | 400L |
| 紫外A280 | 0.02 | 0.303 | 1.2 | 2.22 | 大于3 | 大于3 | 1.13 | 0.8 |
| 含量A630 | 0.01 | 0.6 | 0.8 | 4.5 | 6.0 | 7.0 | 2.5 | 1.0 |
| PH | 5 | 5 | 5 | 4.5 | 3 | 3 | 2 | 1.8 |
由此可见选用20-40L弱碱离子交换柱为佳，洗脱以0-2梯度为最佳。
实施例2：
1、水解步骤，称30千克蛋黄粉加入600千克水混合均匀，加盐酸调节PH值在2，维持水解温度85度，进行水解，水解时间2小时；
2、变性除蛋白步骤，调节PH值8，然后加热到100度过滤；
3、絮凝除蛋白步骤，滤液中加入30ppm三氯化铝，澄清过滤；
4、离子交换步骤，滤液以1-3m的线速度经20-40L强酸、20-40L弱碱离子交换柱除离子和蛋白质，然后再以1-3m的线速度用5-15L 201*7或D201规格的强碱树脂吸附，水洗后再用0.5N甲酸洗脱，用0-2N甲酸梯度洗脱为佳；
5、浓缩结晶步骤，收集液浓缩、结晶、烘干得到成品。
实施例3：
1、水解步骤，称30千克蛋黄粉加入60千克水混合均匀，加盐酸调节PH值在2，维持水解温度80度，进行水解，水解时间1.5小时；
2、变性除蛋白步骤，调节PH值6，然后加热到100度过滤；
3、絮凝除蛋白步骤，滤液中加入20ppm三氯化铝，澄清过滤；
4、离子交换步骤，滤液以1-3m的线速度经20-40L强酸、20-40L弱碱离子交换柱除离子和蛋白质，然后再以1-3m的线速度用5-15L 201*7或D201规格的强碱树脂吸附，水洗后再用0.6N甲酸洗脱，用0-2N甲酸梯度洗脱为佳；
5、浓缩结晶步骤，收集液浓缩、结晶、烘干得到成品。
实施例4：
1、水解步骤，称30千克蛋黄粉加入120千克水混合均匀，加盐酸调节PH值在2，维持水解温度80度，进行水解，水解时间1.5小时；
2、变性除蛋白步骤，调节PH值6，然后加热到100度过滤；
3、絮凝除蛋白步骤，滤液中加入20ppm三氯化铝，澄清过滤；
4、离子交换步骤，滤液以1-3m的线速度经20-40L强酸、20-40L弱碱离子交换柱除离子和蛋白质，然后再以1-3m的线速度用5-15L 201*7或D201规格的强碱树脂吸附，水洗后再用0.6N甲酸洗脱，用0-2N甲酸梯度洗脱为佳；
5、浓缩结晶步骤，收集液浓缩、结晶、烘干得到成品。
实施例5：
1、水解步骤，称30千克蛋黄粉加入450千克水混合均匀，加盐酸调节PH值在2，维持水解温度80度，进行水解，水解时间1.5小时；
2、变性除蛋白步骤，调节PH值6，然后加热到100度过滤；
3、絮凝除蛋白步骤，滤液中加入20ppm三氯化铝，澄清过滤；
4、离子交换步骤，滤液以1-3m的线速度经20-40L强酸、20-40L弱碱离子交换柱除离子和蛋白质，然后再以1-3m的线速度用5-15L 201*7或D201规格的强碱树脂吸附，水洗后再用0.6N甲酸洗脱，用0-2N甲酸梯度洗脱为佳；
5、浓缩结晶步骤，收集液浓缩、结晶、烘干得到成品。
Claims (8)
1、一种唾液酸的生产方法，其特征在于步骤依次为：
(1)水解步骤，将蛋黄原料粉或浆与水以1∶2-20质量比例混合均匀，加食用酸调节PH值在1.0-4.0范围内，维持水解温度60-100度，进行水解，水解时间在0.5-3小时内；
(2)变性除蛋白步骤，调节PH值4-9，然后加热到100度过滤；
(3)絮凝除蛋白步骤，滤液中加入5-500ppm絮凝剂，澄清过滤；
(4)离子交换步骤，滤液经强酸、弱碱离子交换柱除离子及蛋白质，然后再以强碱树脂吸附，水洗后再用PH梯度吸脱；
(5)浓缩结晶步骤，收集液浓缩、结晶、烘干得到成品。
2、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述的水解步骤加食用酸调节PH值在1.5-2.5范围。
3、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述的水解温度在75-95度。
4、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述的水解时间在0.5-2小时。
5、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述的变性除蛋白步骤调节PH值在5-8范围。
6、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述的絮凝除蛋白步骤其絮凝剂为5-100ppm的三氯化铝。
7、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述的离子交换步骤采用PH梯度洗脱，其甲酸洗脱梯度在0-2N。
8、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述的食用酸选用盐酸或硫酸。
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