專利名稱:雞蛋蛋黃中高附加值蛋白質(zhì)的分離提純工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于高附加值醫(yī)用及食用蛋白質(zhì)生物分離提純領(lǐng)域,尤其是一種操 作簡便、成本低廉、容易放大、產(chǎn)出率高,適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)的雞蛋蛋黃中高附 加值蛋白質(zhì)的分離提純工藝。
背景技術(shù):
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雞蛋蛋黃價(jià)格低廉、來源豐富、易于獲得,是非常理想的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的最 佳來源,其中的蛋白質(zhì)主要包括脂蛋白的脫輔基蛋白、低密度脂蛋白、高密度 脂蛋白、卵黃蛋白、高磷蛋白和微量小分子蛋白等。每一大類蛋白質(zhì)又包括幾 種至數(shù)百種,可在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)及生物技術(shù)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。例如低密 度脂蛋白具有優(yōu)秀的乳化性質(zhì),可作為冷凍保護(hù)劑應(yīng)用在諸如精子細(xì)胞等物質(zhì) 的冷凍保存;卵黃蛋白中的雞蛋免疫球蛋白家族,含有超過二百種抗體,有著 哺乳動(dòng)物免疫球蛋白沒有的優(yōu)點(diǎn),可幫助免疫系統(tǒng)抵御各種細(xì)菌、病毒、寄生 蟲及毒素,已被廣泛應(yīng)用于診斷和治療癌癥、胃腸炎、乙肝、異種器官移植及 口腔等多種疾病,并在諸如診斷免疫分析和其他科學(xué)研究領(lǐng)域應(yīng)用廣泛;高磷
蛋白具有優(yōu)秀的乳化性質(zhì)及很強(qiáng)的消毒和抗氧化能力,并可顯著促進(jìn)人體對鈣
的吸收,有效地防止鈣的流失;微量小分子蛋白以及脂蛋白的脫輔基蛋白和部 分脂肪含有雞蛋中的多種生長因子,在細(xì)胞培養(yǎng)等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊,不僅成 本低、成分明確且由于遺傳學(xué)上的遠(yuǎn)距離,不易引起被培養(yǎng)哺乳動(dòng)物細(xì)胞的免 疫反應(yīng)。各脂蛋白中的多種脂肪(如卵磷脂、不飽和脂肪酸等)也在保健食品 領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
目前,現(xiàn)有針對蛋黃蛋白質(zhì)的分離提純工藝普遍存在以下問題
(1) 對部分高附加值蛋白質(zhì)(如高磷蛋白、脂蛋白和生長因子)的分離
提純工藝研究不足,還沒有開發(fā)出高效的提純技術(shù);
(2) 雖然針部分蛋白質(zhì)的分離提純工藝(如免疫球蛋白)研究較多,但 主要集中在實(shí)驗(yàn)室研究階段,放大較難,即高效的工業(yè)化規(guī)模的提純技術(shù)非常 有限,成本較高;(3) 現(xiàn)存各蛋白質(zhì)分離提純多引入有機(jī)溶劑或大量高價(jià)金屬離子,限制 了這些蛋白質(zhì)在食品或醫(yī)藥工業(yè)的進(jìn)一步應(yīng)用;
(4) 針對單一蛋白質(zhì)的分離提純,各工藝之間缺少整合基礎(chǔ)、兼容性差、 無法充分綜合利用各蛋白質(zhì)的價(jià)值,難以靈活應(yīng)對不同的市場需求。
因此盡管雞蛋蛋黃優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)在諸多領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大,但目前的實(shí)際應(yīng) 用仍然有限。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問題,提供一種操作簡便、成本 低廉、容易放大、產(chǎn)出率高,適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)的雞蛋蛋黃中高附加值蛋白質(zhì)的 分離提純工藝。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 一種雞蛋蛋黃中高附加值蛋白質(zhì)的分離提純工 藝,其特征在于按如下步驟進(jìn)行
a. 用去離子水稀釋蛋黃原液并調(diào)節(jié)pH至4.0 7.0,凝結(jié)至上清液、蛋黃顆 粒狀沉淀分層;
b. 將上清液、蛋黃顆粒狀沉淀分離;
C.對分離得到的上清液用微濾或鹽析處理,取富含高附加值蛋白質(zhì)部分;
d. 對富含高附加值蛋白質(zhì)部分超濾膜濃縮處理或用超濾膜過濾與超濾膜 濃縮組合處理,取濃縮物。
所述b步驟是離心分離,離心速度為3500 4500rpm,操作時(shí)間為20~40 分鐘。
用去離子水稀釋離心所得到的上清液并調(diào)節(jié)pH至4.0-7.0。 在上述步驟的基礎(chǔ)上,還包括如下步驟
e. 向分離得到的蛋黃顆粒狀沉淀中加入去離子水及氯化鈉,得溶解液;
f. 用超濾膜滲析溶解液;
g. 經(jīng)低速離心處理所得滲析液,得到沉淀及上清液;
h. 對上清液超濾膜濃縮處理,取濃縮物。
所述a、 f步驟的凝結(jié)溫度為1 6°C,凝結(jié)時(shí)間為4 20小時(shí)。 所述c步驟微濾處理的微濾膜孔徑為0.11-0.22 P m、鹽析處理是加入濃度
為30~40%飽和濃度的硫酸銨溶液。
所述d步驟超濾膜過濾的截留分子量分別設(shè)置為400kDa、 100 kDa、 40kDa
和20kDa;超濾膜濃縮處理的截留分子量不大于5000 Da。所述f步驟的用超濾膜滲析的超濾膜截留分子量為1000Da 5000Da。 所述a步驟是用濃度為0.34M / L的氯化鈉稀釋蛋黃原液;所述e步驟是 用0.5M / L 0.7 M / L氯化鈉溶液溶解蛋黃顆粒狀沉淀。
所述d、 h步驟中超濾膜濃縮處理得到的濾液為a步驟稀釋液。 本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下優(yōu)點(diǎn)
(1) 生產(chǎn)效率高。利用不同截留分子量的超濾膜分離過程,可以有效的分 離提純蛋黃中的各蛋白組分,通過調(diào)節(jié)操作條件,可以最大限度的利用所有高 附加值的蛋白質(zhì)。
(2) 過程簡單、易于放大。由于所用的膜分離過程不需要加熱,可防止蛋 白質(zhì)失活、雜菌污染,無相變,集分離、濃縮、提純、殺菌為一體,分離效果 高,操作簡單、費(fèi)用低,易于放大,適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
(3) 生產(chǎn)成本低。不使用復(fù)雜的分離提純技術(shù)(如色譜和高速離心),整 個(gè)過程成本很低,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
(4) 靈活性高。利用相互兼容的針對各蛋白的分離提純技術(shù),以靈活的方 式整合成一系列完整的分離工藝,快速簡便的分離提純各目標(biāo)蛋白,可以適應(yīng) 不同時(shí)期的需求和市場情況,充分地利用雞蛋中每一營養(yǎng)組分的價(jià)值和潛力。 可根據(jù)實(shí)際需要,使用間歇式或連續(xù)式生產(chǎn),靈活性很高。
(5) 綠色生產(chǎn)。不使用任何有機(jī)溶劑和高價(jià)金屬離子,十分綠色,非常 適合蛋白產(chǎn)品在食品或醫(yī)藥工業(yè)的進(jìn)一歩應(yīng)用。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的工藝流程圖。 圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的工藝流程圖。 圖3是本發(fā)明實(shí)施例3的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1是以免疫球蛋白為主要產(chǎn)品的分離提純工藝,如圖1所示
a. 首先使用水稀釋法對蛋黃原液進(jìn)行稀釋,蛋黃原液可由蛋黃蛋白分離器 制得或由蛋黃粉用去離子水配制而成。用5倍蛋黃原液體積(1升)的去離子
(5升)水稀釋并在混合釜1中混合均勻,加入鹽酸調(diào)節(jié)pH至5.0,混合釜1 中的混合液通過泵2、閥門3、進(jìn)入凝結(jié)器4中,凝結(jié)溫度為3 5。C,凝結(jié)時(shí)間 為11-13小時(shí)以確保脂肪的充分凝結(jié),即上清液、蛋黃顆粒狀沉淀分層;
b. 取上清液通過泵5、閥門6、孔徑為0.22um的微濾膜7中進(jìn)行微濾處理,將濾過的液體(富含高附加值蛋白質(zhì)部分)置入料液釜8中,濾除的沉淀即產(chǎn) 物1-1。
c.料液釜8中的富含高附加值蛋白質(zhì)部分經(jīng)過泵9、閥門IO、進(jìn)入截留 分子量為400kDa的超濾膜組件11中超濾,濾過液體經(jīng)過泵12進(jìn)入超濾膜濃 縮組件13超濾濃縮,所得到的濃縮物即為產(chǎn)物1-2;超濾膜組件11中未濾過 的液體經(jīng)過泵14、閥門15、進(jìn)入截留分子量為100kDa的超濾膜組件16中超 濾,濾過液體經(jīng)過泵17進(jìn)入截留分子量不大于5000 Da的超濾膜濃縮組件18 超濾濃縮,所得到的濃縮物即為產(chǎn)物l-3;超濾膜組件16中未濾過的液體經(jīng)過 泵19、閥門20、進(jìn)入截留分子量為40kDa的超濾膜組件21中超濾,濾過液體 經(jīng)過泵22進(jìn)入截留分子量不大于5000 Da的超濾膜濃縮組件23超濾濃縮,所 得到的濃縮物即為產(chǎn)物1-4;超濾膜組件21中未濾過的液體經(jīng)過泵24、閥門 25、進(jìn)入截留分子量為20kDa的超濾膜組件26中超濾,濾過液體經(jīng)過泵27進(jìn) 入截留分子量不大于5000 Da的超濾膜濃縮組件28超濾濃縮,所得到的濃縮物 即為產(chǎn)物1-5;超濾膜組件26中未濾過的液體經(jīng)過泵29進(jìn)入截留分子量不大 于1000Da的超濾膜濃縮組件30超濾濃縮,所得到的濃縮物即為產(chǎn)物1-6;超 濾膜濃縮組件13、 18、 23、 28、 30所濾過的液體可以通過泵32、閥門33作為 稀釋蛋黃原液用水,節(jié)能環(huán)保。
冷凍干燥所得到的產(chǎn)物。
用現(xiàn)有的脂肪、蛋白質(zhì)的檢測方法,對所得產(chǎn)物l-l、 1-2、 1-3、 1-4、 1-5、 l-6進(jìn)行檢測,檢測結(jié)果表明
產(chǎn)物l-l:脂肪,最多達(dá)318 355 g,用作進(jìn)一步的分離、提純得到如不飽 和脂肪酸,抗氧化劑,卵磷脂等多種高附加值脂肪產(chǎn)品。
產(chǎn)物l-2: 400kDa脂蛋白脫輔基蛋白,最多達(dá)lllg。
產(chǎn)物l-3:免疫球蛋白,其產(chǎn)率可達(dá)95%,純度超過80%,每升蛋黃原液 可以得到14g。
產(chǎn)物l-4: (x,卩-卵黃蛋白,最多達(dá)33g。
產(chǎn)物l-5:高磷蛋白,最多達(dá)19g。
產(chǎn)物l-6:微量小分子蛋白質(zhì),最多達(dá)2.5g。
每升蛋黃原液需用5升去離子水和4.84xl0—5mol的鹽酸,由于水在整個(gè)工 藝中不斷循環(huán)利用,因此實(shí)際上消耗量很低。整個(gè)工藝可為間歇式或連續(xù)式生 產(chǎn),由于膜技術(shù)容易放大,因此該工藝適合各種不同規(guī)模生產(chǎn)的要求。實(shí)施例2是高磷蛋白為主要產(chǎn)品的分離提純工藝,如圖2所示
a. 首先使用水稀釋法對蛋黃原液進(jìn)行稀釋,蛋黃原液可由蛋黃蛋白分離器
制得或由蛋黃粉用去離子水配制而成。用去離子水稀釋并在混合釜1中混合均
勻,加入0.34M / L的氯化鈉調(diào)節(jié)pH至4.0-7.0,混合釜1中的混合液通過泵2、 閥門3、進(jìn)入凝結(jié)器4中,凝結(jié)溫度為1 6'C,凝結(jié)時(shí)間為4 20小時(shí)以確保脂 肪的充分凝結(jié),即上清液、蛋黃顆粒狀沉淀分層;
b. 將上清液、蛋黃顆粒狀沉淀用離心機(jī)34離心分離,離心速度為3500 4500rpm,操作時(shí)間為20~40分鐘;
c. 在混合釜和凝結(jié)器35中用5倍體積的去離子水稀釋離心所得到的上清 液并混合均勻,加入鹽酸調(diào)節(jié)pH至4.0 7.0,隨即在4 。C貯存12小時(shí)以確保 脂肪的充分凝結(jié);
d. 取上清液在孔徑為0.11 0.22um的微濾膜7中進(jìn)行微濾處理,濾過的 液體即富含高附加值蛋白質(zhì)部分,濾除的沉淀即產(chǎn)物2-1;
e. 富含高附加值蛋白質(zhì)部分經(jīng)過泵9、閥門10、進(jìn)入截留分子量為400kDa 的超濾膜組件11中超濾,濾過液體經(jīng)過泵12進(jìn)入超濾膜濃縮組件13超濾濃縮, 所得到的濃縮物即為產(chǎn)物2-2;超濾膜組件ll中未濾過的液體經(jīng)過泵14、閥門 15、進(jìn)入截留分子量為100kDa的超濾膜組件16中超濾,濾過液體經(jīng)過泵17 進(jìn)入截留分子量不大于5000 Da的超濾膜濃縮組件18超濾濃縮,所得到的濃縮 物即為產(chǎn)物2-3;超濾膜組件16中未濾過的液體經(jīng)過泵19、閥門20、進(jìn)入截 留分子量為40kDa的超濾膜組件21中超濾,濾過液體經(jīng)過泵22進(jìn)入截留分子 量不大于5000 Da的超濾膜濃縮組件23超濾濃縮,所得到的濃縮物即為產(chǎn)物 2-4;超濾膜組件21中未濾過的液體經(jīng)過泵Da的超濾膜濃縮組件28超濾濃縮, 所得到的濃縮物即為產(chǎn)物1-5;超濾膜組件26中未濾過的液體經(jīng)過泵29進(jìn)入 截留分子量不大于1000Da的超濾膜濃縮組件30超濾濃縮,所得到的濃縮物即 為產(chǎn)物2-5;
f. 在混合釜36中向分離得到的蛋黃顆粒狀沉淀中加入離子水及0.5 0.7M /L氯化鈉,重新溶解至初始溶液濃度,得溶解液;
g. 通過泵37、閥門38用截留分子量為1000~5000Da的超濾膜組件39加 入去離子水滲析溶解液;
h. 用離心機(jī)40離心分離,離心速度為4000rpm,操作時(shí)間為30分鐘,得 到沉淀及上清液,沉淀即產(chǎn)物2-6;i.上清液進(jìn)入截留分子量不大于5000 Da的超濾膜濃縮組件28超濾濃縮, 所得到的濃縮物即為產(chǎn)物2-7;
超濾膜組件39、超濾膜濃縮組件13、 18、 23、 28、 30所濾過的液體可以 通過泵32、閥門33作為稀釋蛋黃原液用水,通過閥門42、 43可作為氯化鈉溶 液使用,節(jié)能環(huán)保。
冷凍干燥所得到的產(chǎn)物。
用現(xiàn)有的脂肪、蛋白質(zhì)的檢測方法,對所得產(chǎn)物2-l、 2-2、 2-3、 2-4、 2-5、 2-6進(jìn)行檢測,檢測結(jié)果表明
產(chǎn)物2-l:脂肪,最多達(dá)2卯g,用作進(jìn)一步的分離、提純得到如不飽和脂 肪酸,抗氧化劑,卵磷脂等多種高附加值脂肪產(chǎn)品。
產(chǎn)物2-2: 400kDa脂蛋白脫輔基蛋白,最多達(dá)45g。
產(chǎn)物2-3:免疫球蛋白,最多達(dá)14g。
產(chǎn)物2-4: a,p-卵黃蛋白,最多達(dá)33g。
產(chǎn)物2-5:微量小分子蛋白質(zhì),最多達(dá)2.5g。
產(chǎn)物2-6:高密度和低密度脂蛋白,最多達(dá)90g。
產(chǎn)物2-7:高磷蛋白,每升蛋黃原液可以得到9.1g至13.5g。
每升蛋黃原液需消耗11升去離子水和1.34mol的氯化鈉。由于水和氯化鈉 在整個(gè)工藝中不斷循環(huán)利用,因此實(shí)際上消耗量很低。
實(shí)施例3是以高磷蛋白和免疫球蛋白為主要產(chǎn)品分離提純工藝,如圖3所
示
a. 首先使用水稀釋法對蛋黃原液進(jìn)行稀釋,蛋黃原液可由蛋黃蛋白分離器 制得或由蛋黃粉用去離子水配制而成。用去離子水稀釋并在混合釜1中混合均 勻,加入0.17M / L的氯化鈉調(diào)節(jié)pH至5.0,混合釜1中的混合液通過泵2、 閥門3、進(jìn)入凝結(jié)器4中,凝結(jié)溫度為3~5°C,凝結(jié)時(shí)間為11~13小時(shí)以確保 脂肪的充分凝結(jié),即上清液、蛋黃顆粒狀沉淀分層;
b. 將上清液、蛋黃顆粒狀沉淀用離心機(jī)34離心分離,離心速度為3800 4200rpm,操作時(shí)間為25~35分鐘;
c. 在混合釜和凝結(jié)器35中用去離子水稀釋離心所得到的上清液并混合均 勻,加入硫酸銨制得35%飽和溶液鹽析,隨即在4 。C儲存12小時(shí)以確保脂肪 的充分凝結(jié);
d. 經(jīng)由低速離心機(jī)44 (速度為4000rpm,時(shí)間為30分鐘)離心分離,所得清液返回至混合釜和凝結(jié)器35中循環(huán)利用,得到的沉淀即富含高附加值蛋白 質(zhì)部分;
e.富含高附加值蛋白質(zhì)部分在混合釜45中加入去離子水混合后,通過泵 46、閥門47由超濾膜濃縮組件18后,得濃縮物即產(chǎn)品3-l,濾過水返回至混 合釜45中,循環(huán)利用。
對于分離得到的蛋黃顆粒狀沉淀處理工藝同實(shí)施例2的f i步驟,得產(chǎn)物 3-2、 3-3。
超濾膜組件39、超濾膜濃縮組件28所濾過的液體可以通過泵32、閥門46、 48、 49循環(huán)使用,節(jié)能環(huán)保。 冷凍干燥所得到的產(chǎn)物。
用現(xiàn)有的脂肪、蛋白質(zhì)的檢測方法,對所得產(chǎn)物2-l、 2-2、 2-3、 2-4、 2-5、
2-6進(jìn)行檢測,檢測結(jié)果表明
產(chǎn)物3-l:免疫球蛋白,最多達(dá)14g。
產(chǎn)物3-2:高密度和低密度脂蛋白,最多達(dá)90g。
產(chǎn)物3-3:高磷蛋白,每升蛋黃原液可以得到9.1g至13.5g。
每升蛋黃原液需消耗7升去離子水、1.34mol的氯化鈉和2.7mol的硫酸銨,
由于水、氯化鈉和硫酸銨在整個(gè)工藝中不斷循環(huán)利用,因此實(shí)際上消耗量很低。
權(quán)利要求
1. 一種雞蛋蛋黃中高附加值蛋白質(zhì)的分離提純工藝,其特征在于按如下步驟進(jìn)行a. 用去離子水稀釋蛋黃原液并調(diào)節(jié)pH至4.0~7.0,凝結(jié)至上清液、蛋黃顆粒狀沉淀分層;b. 將上清液、蛋黃顆粒狀沉淀分離;c. 對分離得到的上清液用微濾或鹽析處理,取富含高附加值蛋白質(zhì)部分;d. 對富含高附加值蛋白質(zhì)部分超濾膜濃縮處理或用超濾膜過濾與超濾膜濃縮組合處理,取濃縮物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雞蛋蛋黃中高附加值蛋白質(zhì)的分離提純工藝,其 特征在于所述b步驟是離心分離,離心速度為3500 4500rpm,操作時(shí)間為 20~40分鐘。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雞蛋蛋黃中高附加值蛋白質(zhì)的分離提純工藝, 其特征在于用去離子水稀釋離心所得到的上清液并調(diào)節(jié)pH至4.0~7.0。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的雞蛋蛋黃中高附加值蛋白質(zhì)的分離提純工 藝,其特征在于e. 向分離得到的蛋黃顆粒狀沉淀中加入去離子水及氯化鈉,得溶解液;f. 用超濾膜滲析溶解液;g. 經(jīng)低速離心處理所得滲析液,得到沉淀及上清液;h. 對上清液超濾膜濃縮處理,取濃縮物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的雞蛋蛋黃屮高附加值蛋白質(zhì)的分離提純工藝, 其特征在于所述a、 f步驟的凝結(jié)溫度為1 6°C,凝結(jié)時(shí)間為4 20小時(shí)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的雞蛋蛋黃中高附加值蛋白質(zhì)的分離提純 工藝,其特征在于所述c步驟微濾處理的微濾膜孔徑為0.11 0.22um、鹽析 處理是加入濃度為30 40%飽和濃度的硫酸銨溶液。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雞蛋蛋黃中高附加值蛋白質(zhì)的分離提純工藝, 其特征在于所述d步驟超濾膜過濾的截留分子量分別設(shè)置為400kDa、 100 kDa、 40kDa和20kDa;超濾膜濃縮處理的截留分子量不大于5000 Da。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雞蛋蛋黃中高附加值蛋白質(zhì)的分離提純工藝,其 特征在于:所述f步驟的用超濾膜滲析的超濾膜截留分子量為1000Da~5000 Da。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的雞蛋蛋黃中高附加值蛋白質(zhì)的分離提純工 藝,其特征在于所述a步驟是用濃度為0.34M/L的氯化鈉稀釋蛋黃原液; 所述e步驟是用0.5M / L~0.7 M / L氯化鈉溶液溶解蛋黃顆粒狀沉淀。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的雞蛋蛋黃中高附加值蛋白質(zhì)的分離提純工 藝,其特征在于所述d、 h步驟中超濾膜濃縮處理得到的濾液為a步驟稀釋液。
全文摘要
本發(fā)明公開一種操作簡便、成本低廉、容易放大、產(chǎn)出率高,適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)的雞蛋蛋黃中高附加值蛋白質(zhì)的分離提純工藝,是按如下步驟進(jìn)行用去離子水稀釋蛋黃原液并調(diào)節(jié)pH至4.0~7.0,凝結(jié)至上清液、蛋黃顆粒狀沉淀分層;將上清液、蛋黃顆粒狀沉淀分離;對分離得到的上清液用微濾或鹽析處理,取富含高附加值蛋白質(zhì)部分;對富含高附加值蛋白質(zhì)部分超濾膜濃縮處理或用超濾膜過濾與超濾膜濃縮組合處理,取濃縮物。
文檔編號A23J1/09GK101438761SQ20081023004
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者劉仁辰, 崔占峰, 崔科研, 鄭彥杰 申請人:大連英斯特生物技術(shù)有限公司