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1、硫酸软骨素生产工艺探究进展摘要:参考近年文献,结合个人实践经验,综述硫酸软骨素生产工艺的研究进展。并对硫酸软骨素的生产工艺进行综合讨论。关键词:硫酸软骨素;生产;工艺中图分类号:Q539.7文献标识码:A文章编号:1672-979X(2010)11-0381-041几种典型生产工艺及其讨论1.1以鲨软骨为原料的一种传统常见工艺软骨原料1000g,5〜8cm,在pH8.5氢氧化钠溶液5000mL中水解,加氯化钠150g,60°C3h,溶液用6mol/L盐酸调pH6.0,离心除去固体。上清液用氢氧化钠调pH8.5,加胰来源的酶千分
2、之五水解,53°C3h,65°C酸化溶液至pH6.0终止酶解,室温离心lOmin除去不溶部分。上清液用2倍体积乙醇沉淀30mino沉积物室温下用乙醇脱水6ho残留乙醇80°C10h除去,得硫酸软骨素钠。此工艺首先用碱水解,即化学水解,在氯化钠存在下进行,以使硫酸软骨素等糖胺聚糖与其核心蛋白分离,所用碱的浓度不高。溶液调PH6.0,可使部分蛋白质或肽沉淀分离,然后再以酶解进一步除去蛋白质或肽,最后用乙醇沉淀法分离纯化。不过,原料为鲨软骨,用其他动物胰来源的酶则不一定妥当。此工艺用于生产,基本上可行,但产品纯度可能不高。1.2以鲨
3、软骨为原料的无溶剂力化学提取方法鲨软骨与水80°C处理10min,80°C6h烘干后粉碎成粉末。氢氧化钠与二氧化硅在研磨器中研磨lrain得固体碱试剂。碱试剂与软骨细粉共研磨3mino所得混合物溶于3%氯化钠溶液,调pH6.0,离心。上清液乙醇沉淀得产品。此法所得硫酸软骨素产品收率可从1.1所述传统工艺的8.5%增加到9.3%,纯度可从86%提髙到95%。提取时间从3h缩短至3min,能量消耗减少。上述实验系小规模制备,如工业生产规模则不能充分显现此法的优势。况且碱试剂实际上会有水分,软骨原料也会含水分,所以称为无溶剂提取需要
4、探讨。此实验可给以启发,即强浓碱处理是可行的,可提高收率。此法明显减少氢氧化钠的用量,用较少的碱即可达到高浓度。1.3以鱼软骨为原料的一种酶解,活性炭吸附等工艺鱼软骨45*水洗涤,碱性条件下加蛋白酶(0.1%,w/v),55°C3h,95°C5min使酶失活。提取液pH〈6条件下加活性炭(0.3%,w/v),55°Clh吸附蛋白质或肽等杂质。加氢氧化钠调pH至6,压滤。滤液低温下加乙醇(60%,v/v)沉淀。将沉淀溶解或悬浮于水,阳离子交换层析进一步去除杂质。浓缩至原体积的30%,喷雾干燥得产品。此方法的研究者认为,工艺成本较
5、低,周期较短,是膜超滤或透滤纯化方法的改进;部分过程可连续进行,产品质量较高。此方法的成功与否,酶和活性炭的选用和具体操作很重要。在硫酸软骨素的生产中,还可采用硅藻土、高岭土等吸附剂,使用这类吸附剂的过程,溶液的pH值和吸附剂的预处理、用量很重要。而且这些条件都不是固定的,与原料、工艺以及吸附剂的型号甚至批次有关。阳离子交换剂可采用强酸性孔径较大的树脂,吸附效果很重要。如果此工艺的各个纯化过程都很有效,则最后浓缩后喷雾干燥可望得到纯度较高的产品。1.4以勢鱼骨为原料的一种季铁盐纯化等工艺“纟寻软骨和骨洗涤、干燥和粉碎,置于含碱
6、性蛋白酶(5%)的50mmol/L碳酸钠缓冲液中,60°C保温12h,加热使沸lOmin灭活蛋白酶,过滤并冷却至4°C。滤液加6.lmol/L三氯醋酸溶液使其浓度为5%(v/v),蛋白质沉淀在离心除去。溶液加乙醇至80%(v/v)沉淀,49离心分离。沉淀溶于水,与氯化十六烷基毗噪混合终达1%(w/v),室温lh,4°C离心收集沉淀。沉淀溶于2.5mol/L氯化钠,乙醇再沉淀(80%,v/v),4°C离心。最后的沉淀再溶于水,4°C透析(截留相对分子质量M6X103~8X103)2d,冻干得产品。从绮软骨制得的产品主要含硫酸软骨
7、索A(88.8%),而从药脊柱制得的产品含硫酸软骨素c在60%以上,两者的M分别为8X103和43X103o此方法几乎使用了所有的纯化方法,而且有过程重复使用,主要目的是为了得到纯品,以进一步开展其表征和生物活性研究。作为实验室制备少量产品可行,但不适于工业化生产。虽然如此,其多种纯化过程可供生产参考。季铁盐法分离糖胺聚糖适于价格较高的产品,如透明质酸。肝素钠目前多采用离子交换法与其他糖胺聚糖等分离。随着肝素钠价格的升高,也可考虑使用季铁盐法。1.5以缸鱼软骨为原料的一种超滤纯化工艺肛软骨破碎后按其干重60kg/m3置于水中,
8、加入一种粗品木瓜蛋白酶,于pH6.5和65°C水解3h,离心除去不溶物。水解液干重42kg,其中硫酸软骨素13kg,肽19kg,盐相当于氯化物4.5kgo进行了超滤膜的选择实验,在2(TC循环形式运作一定时间,一种孔尺寸为100nm的超滤膜在通透量和对通透物质的选择性方面均占