一種透明質(zhì)酸發(fā)酵液提取方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于微生物多糖生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種透明質(zhì)酸發(fā)酵液提取方法，其包括如下步驟：步驟1）透明質(zhì)酸濾液A，步驟2）脫色、除雜以及沉淀，步驟3）溶解以及絡(luò)合，步驟4）解離以及過濾，步驟5）沉淀、脫水以及干燥。本發(fā)明提取方法具有提取收率高，產(chǎn)品純度高，對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種透明質(zhì)酸發(fā)酵液提取方法[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于微生物多糖生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種透明質(zhì)酸發(fā)酵液提取方法。 【背景技術(shù)】[00〇3]透明質(zhì)酸(Hyaluronic Acid, HA)又名玻璃酸，是一種直鏈的高分子酸性粘多糖， 廣泛存在于生物體的結(jié)締組織中。透明質(zhì)酸是由(1?3)-2-乙酰氨基-2-脫氧-￠-葡萄糖(1? 4)-〇-|3-D-葡萄糖醛酸雙糖重復(fù)單位組成的。
[0004]透明質(zhì)酸具有保濕性、保水性、潤(rùn)滑性、吸水性、生物相容性、生物可降解性、細(xì)胞流動(dòng)性和細(xì)胞附著等功能，其水溶液具有較大的粘度和流變性。因此，在化妝品、整形美容、 藥物、臨床醫(yī)學(xué)、保健食品等領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用價(jià)值。隨著國際市場(chǎng)透明質(zhì)酸研究利用技術(shù)的成熟，透明質(zhì)酸各類產(chǎn)品已經(jīng)得到大量的市場(chǎng)推廣和認(rèn)可，透明質(zhì)酸的發(fā)展前景非?？春?。
[0005]由于透明質(zhì)酸的高粘度發(fā)酵提取分離難度大，產(chǎn)品純度不高等問題，需要對(duì)提取分離技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和改革，需求一種低成本、低污染、易于工業(yè)化下游分離提純的環(huán)境友好型工藝。專利技術(shù)CN103342760A采用聚乙二醇-蘋果酸鈉體系提取透明質(zhì)酸，該技術(shù)提取率可達(dá)到80%左右，但是該方法復(fù)雜不容易操作，并且收率仍然達(dá)不到企業(yè)的要求。
[0006]基于上述缺陷，本發(fā)明提出了全膜法提取透明質(zhì)酸的方法，采用膜過濾的先進(jìn)工藝實(shí)現(xiàn)了發(fā)酵液蛋白質(zhì)、多糖以及透明質(zhì)酸成分的逐步分離提取，生產(chǎn)工藝水回用;整個(gè)提取過程能耗低、無污染，符合綠色環(huán)保的發(fā)展要求;具有良好的工業(yè)化前景和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種透明質(zhì)酸發(fā)酵液提取方法，其具體涉及一種從透明質(zhì)酸發(fā)酵液中，采用多級(jí)膜組合過濾，分離和提取透明質(zhì)酸技術(shù)，該方法具有提取收率高，產(chǎn)品純度高， 對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種透明質(zhì)酸發(fā)酵液提取方法，其包括如下步驟:步驟1)透明質(zhì)酸發(fā)酵結(jié)束后，先將透明質(zhì)酸發(fā)酵液用三氯乙酸調(diào)節(jié)pH為4.0-6.5,然后經(jīng)微濾、超濾除去菌體蛋白、大分子有機(jī)物、膠體、顆粒、懸浮物等，得到透明質(zhì)酸濾液A;步驟2 )將步驟1)所得透明質(zhì)酸濾液A經(jīng)活性炭脫色、改性纖維素除雜，過濾收集透明質(zhì)酸濾液B，然后調(diào)節(jié)透明質(zhì)酸濾液B的pH為6.0-6.5，再加1-4倍體積的95%乙醇，沉淀出透明質(zhì)酸粗提物；步驟3)用與步驟1)透明質(zhì)酸發(fā)酵液相同體積的0.lmol/L醋酸鈉水溶液溶解透明質(zhì)酸粗提物，在攪拌下，加入占步驟2)透明質(zhì)酸濾液B l%(w/w)的殼聚糖與濾液中的透明質(zhì)酸發(fā)生絡(luò)合沉淀，靜置使沉淀下沉；步驟4)濾出母液，再加入0.lmol/L醋酸鈉溶液洗滌沉淀兩次，然后將沉淀在與步驟1) 透明質(zhì)酸發(fā)酵液相同體積的〇.4mol/L醋酸鈉溶液中攪拌解離20-24小時(shí)，過濾；步驟5)過濾后，用2-4倍濾液體積的95%乙醇沉淀，然后用無水乙醇脫水，真空干燥得透明質(zhì)酸;干燥溫度為40-60 °C，干燥2-4小時(shí)；所述步驟1)使用微濾膜為無機(jī)陶瓷膜，截留分子量為10000-20000MW，微濾溫度為20— 40 °C，超濾膜為PP、PES、PVDF中的一種，截留分子量為1000-3000MW，微濾溫度為20-40 °C ;所述步驟2)活性炭脫色，用量為5-8g/L，脫色溫度為60-80 °C，脫色時(shí)間為30-60min。
[0009] 所述步驟2)改性纖維素除雜，用量為3-5g/L，溫度為50-60°C，時(shí)間為10-20min。 [〇〇1〇]所述改性纖維素按照如下工藝制備而得:將纖維素和納米硅藻土添加到1M的氫氧化鈉溶液中，200轉(zhuǎn)/min攪拌15min，然后進(jìn)行抽濾，烘干即得。
[0011]本發(fā)明一種透明質(zhì)酸發(fā)酵液提取方法，具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明提供了透明質(zhì)酸發(fā)酵液提取方法，膜過濾設(shè)備自動(dòng)化程度高、可控性強(qiáng)、易于操作;減少了人為操作因素對(duì)料液質(zhì)量的影響;獲得的料液質(zhì)量穩(wěn)定。
[0012]2、本發(fā)明發(fā)酵液膜過濾分離過程均在常溫下進(jìn)行，無相態(tài)變化、高效節(jié)能，并且生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生污染，避免了溫度過高對(duì)料液質(zhì)量產(chǎn)生影響。
[0013]3、微濾、超濾膜過濾過程菌體蛋白等物質(zhì)提取收率可達(dá)98%以上，避免了此類物質(zhì)對(duì)透明質(zhì)酸提取產(chǎn)生負(fù)面影響及提取后廢液難以處理；同時(shí)，獲得了營養(yǎng)豐富的菌體蛋白飼料，變廢為寶，增加經(jīng)濟(jì)效益。
[0014]4、本發(fā)明技術(shù)實(shí)現(xiàn)了透明質(zhì)酸提取過程綠色環(huán)保，幾乎無廢水外排，工藝水循環(huán)利用，料液組分充分利用；制備的透明質(zhì)酸成品純度可達(dá)95%以上。
[0015]5、本發(fā)明對(duì)纖維素進(jìn)行了改性，吸附色素、金屬離子以及有機(jī)小分子的性能大大提高，提高了透明質(zhì)酸的純度；6、本發(fā)明生產(chǎn)周期短、成本低、不產(chǎn)生任何有毒有害物質(zhì)，安全、無毒副作用，可廣泛用于化妝品、食品、藥品等領(lǐng)域?！揪唧w實(shí)施方式】
[0016]以下通過具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但實(shí)施例的具體細(xì)節(jié)僅用于解釋本發(fā)明，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明總的技術(shù)方案的限定。[0〇17] 實(shí)施例1一種透明質(zhì)酸發(fā)酵液提取方法，其包括如下步驟:步驟1)透明質(zhì)酸發(fā)酵結(jié)束后，先將透明質(zhì)酸發(fā)酵液用三氯乙酸調(diào)節(jié)pH為4.0-6.5,然后經(jīng)微濾、超濾除去菌體蛋白、大分子有機(jī)物、膠體、顆粒、懸浮物等，得到透明質(zhì)酸濾液A;步驟2 )將步驟1)所得透明質(zhì)酸濾液A經(jīng)活性炭脫色、改性纖維素除雜，過濾收集透明質(zhì)酸濾液B，然后調(diào)節(jié)透明質(zhì)酸濾液B的pH為6.0-6.5，再加2倍體積的95%乙醇，沉淀出透明質(zhì)酸粗提物；步驟3)用與步驟1)透明質(zhì)酸發(fā)酵液相同體積的0.lmol/L醋酸鈉水溶液溶解透明質(zhì)酸粗提物，在攪拌下，加入占步驟2)透明質(zhì)酸濾液B l%(w/w)的殼聚糖與濾液中的透明質(zhì)酸發(fā)生絡(luò)合沉淀，靜置使沉淀下沉；步驟4)濾出母液，再加入0.lmol/L醋酸鈉溶液洗滌沉淀兩次，然后將沉淀在與步驟1) 透明質(zhì)酸發(fā)酵液相同體積的〇.4mol/L醋酸鈉溶液中攪拌解離20-24小時(shí)，過濾；步驟5)過濾后，用2-4倍濾液體積的95%乙醇沉淀，然后用無水乙醇脫水，真空干燥得透明質(zhì)酸;干燥溫度為40_60°C，干燥2-4小時(shí)步驟1)透明質(zhì)酸發(fā)酵結(jié)束后，先將透明質(zhì)酸發(fā)酵液用三氯乙酸調(diào)節(jié)pH為5.0,然后經(jīng)微濾、超濾除去菌體蛋白、大分子有機(jī)物、膠體、顆粒、懸浮物等，得到透明質(zhì)酸濾液A;步驟2 )將步驟1)所得透明質(zhì)酸濾液A經(jīng)活性炭脫色、改性纖維素除雜，過濾收集透明質(zhì)酸濾液B，然后調(diào)節(jié)透明質(zhì)酸濾液B的pH為6.0，再加2倍體積的95%(體積比)乙醇，沉淀出透明質(zhì)酸；步驟3)沉淀用與步驟1)透明質(zhì)酸發(fā)酵液相同體積的0.lmol/L醋酸鈉水溶液溶解，在攪拌下，加入占步驟2)透明質(zhì)酸濾液B l%(w/w)殼聚糖與濾液中的透明質(zhì)酸發(fā)生絡(luò)合沉淀，靜置使沉淀下沉；步驟4)濾出母液，再加入0.lmol/L醋酸鈉溶液洗滌沉淀兩次，然后將沉淀在與步驟1) 透明質(zhì)酸發(fā)酵液相同體積的〇.4mol/L醋酸鈉液中攪拌解離20-24小時(shí)，過濾收集濾液；步驟5)往步驟4)的濾液中添加2-4倍濾液體積的95%乙醇用于沉淀透明質(zhì)酸，然后用無水乙醇脫水，真空干燥得透明質(zhì)酸成品；干燥溫度為60°C，干燥2小時(shí)；所述步驟1)使用微濾膜為無機(jī)陶瓷膜，截留分子量為10000MW，，微濾溫度為40°C，超濾膜為PP，截留分子量為3000MW，孔徑在10-1 OOnm，微濾溫度為20-40 °C ;所述步驟2)活性炭脫色，用量為5g/L，脫色溫度為60°C，脫色時(shí)間為30min。
[0018] 所述步驟2)改性纖維素除雜，用量為3g/L，溫度為50°C，時(shí)間為10min。[〇〇19]所述改性纖維素按照如下工藝制備而得:將纖維素和納米硅藻土添加到1M的氫氧化鈉溶液中，200轉(zhuǎn)/min攪拌15min，然后進(jìn)行抽濾，烘干即得。
[0020] 檢測(cè)結(jié)果:透明質(zhì)酸發(fā)酵液為150L(產(chǎn)率5.98g/L)，得到853g透明質(zhì)酸產(chǎn)品，收率 95.1%〇[〇〇21]以上結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，這些描述都是示例性的，并不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的精神和原理對(duì)本發(fā)明做出各種變型和修改，這些變型和修改也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種透明質(zhì)酸發(fā)酵液提取方法，其包括如下步驟:步驟1)透明質(zhì)酸濾液A，步驟2)脫色、除雜以及沉淀，步驟3)溶解以及絡(luò)合，步驟4)解離 以及過濾，步驟5)沉淀、脫水以及干燥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述提取方法包括如下步驟:步驟1)透明質(zhì)酸濾液A:透明質(zhì)酸發(fā)酵結(jié)束后，先將透明質(zhì)酸發(fā)酵液用三氯乙酸調(diào)節(jié)pH 為4.0-6.5，然后經(jīng)微濾、超濾，得到透明質(zhì)酸濾液A;步驟2)將步驟1)所得透明質(zhì)酸濾液A經(jīng)活性炭脫色、改性纖維素除雜，過濾收集透明質(zhì) 酸濾液B，然后調(diào)節(jié)透明質(zhì)酸濾液B的pH為6.0-6.5，再加1-4倍體積的95%乙醇，沉淀出透明 質(zhì)酸粗提物；步驟3)用與步驟1)透明質(zhì)酸發(fā)酵液相同體積的0.lmol/L醋酸鈉水溶液溶解透明質(zhì)酸 粗提物，在攪拌條件下，加入占步驟2)透明質(zhì)酸濾液B l%(w/w)的殼聚糖與濾液中的透明質(zhì) 酸發(fā)生絡(luò)合沉淀，靜置使沉淀下沉；步驟4)解離以及過濾:濾出母液，再加入0.lmol/L醋酸鈉溶液洗滌沉淀兩次，然后將沉 淀在與步驟1)透明質(zhì)酸發(fā)酵液相同體積的〇.4mol/L醋酸鈉溶液中攪拌解離20-24小時(shí)，過 濾收集濾液；步驟5)沉淀、脫水以及干燥:往步驟4)的濾液中添加2-4倍濾液體積的95%乙醇用于沉 淀透明質(zhì)酸，然后用無水乙醇脫水，真空干燥得透明質(zhì)酸成品；干燥溫度為40-60°C，干燥2-4小時(shí)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提取方法，其特征在于，所述微濾膜為無機(jī)陶瓷膜，截留分子 量為10000-20000MW，微濾溫度為20-40°C;所述超濾膜為PP、PES、PVDF中的一種，截留分子 量為1000-3000麗，微濾溫度為20-40°(:。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提取方法，其特征在于，所述活性炭脫色:活性炭用量為5-8g/ L，脫色溫度為60-80 °C，脫色時(shí)間為30-60min。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提取方法，其特征在于，所述改性纖維素除雜:改性纖維素用 量為3_5g/L，溫度為50-60°C，除雜時(shí)間為10_20min。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提取方法，其特征在于，所述改性纖維素按照如下工藝制備而 得:將纖維素和納米硅藻土添加到1M的氫氧化鈉溶液中，200轉(zhuǎn)/min攪拌15min，然后進(jìn)行抽 濾，烘干即得。
【文檔編號(hào)】C08B37/08GK105949351SQ201610558496
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年7月16日
【發(fā)明人】賈召鵬, 趙蘭坤, 馮珍泉, 劉元濤, 李樹標(biāo), 徐田華, 劉超
【申請(qǐng)人】山東阜豐發(fā)酵有限公司