CN113072651A - 一种寡聚透明质酸钠溶液的制备方法 - Google Patents

一种寡聚透明质酸钠溶液的制备方法 Download PDF

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张军东
肖刚
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Abstract

本申请公开了一种寡聚透明质酸钠溶液的制备方法，其中制备方法包括：将透明质酸钠发酵液经过沉淀和除杂获得上清液，上清液在pH值为11～14、温度为65～90℃的条件下水解1～5h，得到寡聚透明质酸钠溶液。本申请解决了现有寡聚透明质酸钠的制备方法工艺复杂，成本高的问题，本申请制备方法所制备的寡聚透明质酸钠分子量分布集中可控，纯度高，且制备方法操作简单，成本低，可大规模产业化制备。

Description

一种寡聚透明质酸钠溶液的制备方法
技术领域
本申请涉及生物技术领域，具体涉及一种寡聚透明质酸钠溶液的制备方法。
背景技术
透明质酸(HA)是一种多糖，广泛存在于人体组织，是由N-乙酰氨基葡糖和D-葡糖醛酸双糖重复单位构成的无分支高分子糖胺聚糖，存在于动物组织细胞间质中，以皮肤、关节腔、眼等器官中含量较高。HA通过口服经消化吸收，研究显示其生物利用度约为5％，其可增加体内HA合成的前体，使皮肤和其他组织中HA合成量增加，从而提高皮肤的保水性能，使皮肤富有弹性，皱纹减少。起到快速补充皮肤水分、增加皮肤弹性效果。
研究发现，透明质酸钠在体内的生物活性受分子量的影响，小分子透明质酸钠和寡聚透明质酸钠没有高分子量透明质酸钠的抗炎活性，但其在组织相容性、保湿锁水、高效生物降解、药用载体等方面具备优势，因此在精细化工领域，诸如护肤品、美妆品、食品保健品，潜在药物载体等方面具备极大优势，且根据市场的调研数据显示，近年来随着医疗美容等技术的发展，以及国日益增强的美容需求，寡聚透明质酸钠的应用越来越广。
一般而言，组织提取的透明质酸钠分子量较高，一般在100万Da及以上水平，现有降解高分子量透明质酸钠的方法有化学法，物理法和酶解法。物理降解法，其降解能力有限，同时较难制备分子量极低的透明质酸钠，不适合工业化生产。酶解法价格昂贵，工艺复杂，且无法回收水解酶，同时需要额外去除杂蛋白和内毒素等物质，工业化操作繁琐，质控严格，不容易复制。化学降解法分为水解法和氧化法，氧化法通常使用次氯酸钠和过氧化氢作为氧化剂，制备过程容易残留氧化剂。透明质酸钠的水解法包含酸解法和碱解法，酸解法一般使用浓盐酸水解，降解物分布不集中，得到的寡聚透明质酸钠不能呈现梯度分层，且含有杂蛋白等物质。
发明内容
本申请实施例通过提供一种寡聚透明质酸钠溶液的制备方法，解决了现有寡聚透明质酸钠的制备方法工艺复杂，成本高的问题，本申请制备方法所制备的寡聚透明质酸钠分子量分布集中可控，纯度高，且制备方法操作简单，成本低，可大规模产业化制备。
为达到上述目的，本申请主要提供如下技术方案：
本申请实施例提供了一种寡聚透明质酸钠溶液的制备方法，包括：将透明质酸钠发酵液经过沉淀和除杂获得上清液，上清液在pH值为11～14、温度为65～90℃的条件下水解1～5h，得到寡聚透明质酸钠溶液。
作为优选，所述沉淀和除杂包括以下步骤：
(1)乙醇沉淀：向透明质酸钠发酵液中加入95％无水乙醇，充分搅拌，得到丝状沉淀物；
(2)脱水：将丝状沉淀物用95％无水乙醇洗涤3次以进行脱水；
(3)复溶：将脱水后的沉淀物与初始透明质酸钠发酵液等体积的蒸馏水混合，搅拌溶解得到复溶液；
(4)过滤：将复溶液加热至65～90℃，过滤得到滤液；
(5)吸附除杂：向滤液中加入1％～5％的活性炭，在温度为45～55℃下搅拌1～5h，加入1％～5％硅藻土，均匀搅拌后，过滤得到上清液。
作为优选，所述制备方法还包括：将水解后得到的寡聚透明质酸钠溶液经0.22μm滤膜过滤，得到寡聚透明质酸钠溶液成品。
作为优选，水解过程中pH值的调节剂为氢氧化钠。
作为优选，所述上清液在pH值为11～12.5的条件下水解。
作为优选，所述上清液在温度为85～90℃的条件下水解。
作为优选，所述水解时间为3-4h。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例通过采用一种碱水解方式，即将原料粗液经过沉淀和除杂后，再将较大分子量透明质酸钠用碱溶液水解，得到小分子寡聚态透明质酸钠，该方法得到的寡聚透明质酸钠的分子量为10000Da以下，分子量分布集中可控，纯度高，得率95％以上；且制备方法操作简单，成本低，可大规模产业化制备，具备高的商用前景。
具体实施方式
本申请实施例通过一种寡聚透明质酸钠溶液的制备方法，解决了现有寡聚透明质酸钠的制备方法工艺复杂，成本高的问题，本申请制备方法所制备的寡聚透明质酸钠分子量分布集中可控，纯度高，且制备方法操作简单，成本低，可大规模产业化制备。
本申请实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：
本申请提供了一种寡聚透明质酸钠溶液的制备方法，包括：将透明质酸钠发酵液经过沉淀和除杂获得上清液，上清液在pH值为11～14、温度为65～90℃的条件下水解1～5h，得到寡聚透明质酸钠溶液。
上述沉淀和除杂包括以下步骤：
(1)乙醇沉淀：向透明质酸钠发酵液中加入95％无水乙醇，充分搅拌，得到丝状沉淀物；
(2)脱水：将丝状沉淀物用95％无水乙醇洗涤3次以进行脱水；
(3)复溶：将脱水后的沉淀物与初始透明质酸钠发酵液等体积的蒸馏水混合，搅拌溶解得到复溶液；
(4)过滤：将复溶液加热至65～90℃，过滤得到滤液；
(5)吸附除杂：向滤液中加入1％～5％的活性炭，在温度为45～55℃下搅拌1～5h，加入1％～5％硅藻土，均匀搅拌后，过滤得到上清液。
作为优选，上述制备方法还包括：将水解后得到的寡聚透明质酸钠溶液经0.22μm滤膜过滤，得到寡聚透明质酸钠溶液成品。
作为优选，水解过程中pH值的调节剂为氢氧化钠。优选上述上清液在pH值为11～12.5、温度为85～90℃的条件下水解3-4h。
本申请实施例还提供了一种寡聚透明质酸钠溶液，上述寡聚透明质酸钠溶液经上述制备方法制备而成。该寡聚透明质酸钠溶液中寡聚透明质酸钠的分子量为10000Da以下，纯度为99％以上。上述寡聚透明质酸钠溶液经脱水干燥后即可制得寡聚透明质酸钠粉末。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，但不作为对本申请的限定。
实施例1
在10L的发酵罐中发酵得到5L透明质酸钠发酵液，其透明质酸钠含量为5.5g/L，加入15L 95％无水乙醇并不断搅拌，静置10分钟后取出丝状透明质酸钠沉淀物，再用95％无水乙醇洗涤沉淀物3次以脱水，再将沉淀物放入5L的纯化水中搅拌至完全溶解得到复溶液，将复溶液加热至85℃，装配好抽滤瓶，在布氏漏斗中放入滤板，先用纯化水润湿滤板，然后均匀的倒入复溶液，同时开启真空泵，对溶液进行抽滤；抽滤结束后，缓慢再向溶液中加入60g针用活性炭，在45℃下进行活性炭吸附2小时，吸附结束后再向溶液中加入60g硅藻土，在搅拌速度50rpm下混合搅拌15分钟，按照上述同样步骤对溶液进行抽滤，得到上清液；用质量分数为10％的NaOH溶液调节上清液的pH值为11.5，缓慢升温至90℃水解3.5小时即可得到寡聚透明质酸钠溶液，最后将该寡聚透明质酸钠溶液经过0.22μm微孔过滤器过滤得到成品寡聚透明质酸钠溶液。
实施例2
在10L的发酵罐中发酵得到5L透明质酸钠发酵液，其透明质酸钠含量为5.5g/L，加入15L 95％无水乙醇并不断搅拌，静置10分钟后取出丝状透明质酸钠沉淀物，再用95％无水乙醇洗涤沉淀物3次以脱水，再将沉淀物放入5L的纯化水中搅拌至完全溶解得到复溶液，将复溶液加热至85℃，装配好抽滤瓶，在布氏漏斗中放入滤板，先用纯化水润湿滤板，然后均匀的倒入复溶液，同时开启真空泵，对溶液进行抽滤；抽滤结束后，缓慢再向溶液中加入60g针用活性炭，在45℃下进行活性炭吸附2小时，吸附结束后再向溶液中加入60g硅藻土，在搅拌速度50rpm下混合搅拌15分钟，按照上述同样步骤对溶液进行抽滤，得到上清液；用质量分数为10％的NaOH溶液调节上清液的pH值为12，缓慢升温至85℃水解4小时即可得到寡聚透明质酸钠溶液，最后将该寡聚透明质酸钠溶液经过0.22μm微孔过滤器过滤得到成品寡聚透明质酸钠溶液。
实施例3
在10L的发酵罐中发酵得到5L透明质酸钠发酵液，其透明质酸钠含量为5.5g/L，加入15L 95％无水乙醇并不断搅拌，静置10分钟后取出丝状透明质酸钠沉淀物，再用95％无水乙醇洗涤沉淀物3次以脱水，再将沉淀物放入5L的纯化水中搅拌至完全溶解得到复溶液，将复溶液加热至85℃，装配好抽滤瓶，在布氏漏斗中放入滤板，先用纯化水润湿滤板，然后均匀的倒入复溶液，同时开启真空泵，对溶液进行抽滤；抽滤结束后，缓慢再向溶液中加入60g针用活性炭，在45℃下进行活性炭吸附2小时，吸附结束后再向溶液中加入60g硅藻土，在搅拌速度50rpm下混合搅拌15分钟，按照上述同样步骤对溶液进行抽滤，得到上清液；用质量分数为10％的NaOH溶液调节上清液的pH值为12.5，缓慢升温至90℃水解3小时即可得到寡聚透明质酸钠溶液，最后将该寡聚透明质酸钠溶液经过0.22μm微孔过滤器过滤得到成品寡聚透明质酸钠溶液。
对比例
在10L的发酵罐中发酵得到5L透明质酸钠发酵液，其透明质酸钠含量为5.5g/L，加入15L 95％无水乙醇并不断搅拌，静置10分钟后取出丝状透明质酸钠沉淀物，再用95％无水乙醇洗涤沉淀物3次以脱水，再将沉淀物放入5L的纯化水中搅拌至完全溶解得到复溶液，将复溶液加热至85℃，装配好抽滤瓶，在布氏漏斗中放入滤板，先用纯化水润湿滤板，然后均匀的倒入复溶液，同时开启真空泵，对溶液进行抽滤；抽滤结束后，缓慢再向溶液中加入60g针用活性炭，在45℃下进行活性炭吸附2小时，吸附结束后再向溶液中加入60g硅藻土，在搅拌速度50rpm下混合搅拌15分钟，按照上述同样步骤对溶液进行抽滤，得到上清液；用盐酸溶液调节上清液的pH值为1.5，缓慢升温至90℃水解3.5小时即可得到寡聚透明质酸钠溶液，最后将该寡聚透明质酸钠溶液经过0.22μm微孔过滤器过滤得到成品寡聚透明质酸钠溶液。
将本申请实施例和对比例制备的寡聚透明质酸钠溶液进行成品得率及品质检测，得到如表1所示的检验结果。
从表1可以看出，本申请实施例制备的寡聚透明质酸钠溶液中寡聚透明质酸钠的分子量均在8000-10000范围内，分子量分布集中，且寡聚透明质酸钠的得率均在95％以上，纯度较高，并且不含有杂蛋白，说明寡聚透明质酸钠溶液的品质较高。而对比例所制备的寡聚透明质酸钠溶液中寡聚透明质酸钠的分子量相比实施例1-3要大，且得率相对低，溶液中还含有一定的杂蛋白，影响了寡聚透明质酸钠溶液的品质。
表1.寡聚透明质酸钠溶液成品得率及品质检测结果
检测项 实施例1 实施例2 实施例3 对比例
HA分子量(Da) 8867 9373 8298 9886
得率(％) 99.1 98.7 97.3 94.8
杂蛋白含量(％) 0 0 0 0.22
纯度(％) 99.6 99.8 99.7 97.1
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本申请的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种寡聚透明质酸钠溶液的制备方法，其特征在于，包括：将透明质酸钠发酵液经过沉淀和除杂获得上清液，上清液在pH值为11～14、温度为65～90℃的条件下水解1～5h，得到寡聚透明质酸钠溶液。
2.根据权利要求1所述的寡聚透明质酸钠溶液的制备方法，其特征在于，所述沉淀和除杂包括以下步骤：
(1)乙醇沉淀：向透明质酸钠发酵液中加入95％无水乙醇，充分搅拌，得到丝状沉淀物；
(2)脱水：将丝状沉淀物用95％无水乙醇洗涤3次以进行脱水；
(3)复溶：将脱水后的沉淀物与初始透明质酸钠发酵液等体积的蒸馏水混合，搅拌溶解得到复溶液；
(4)过滤：将复溶液加热至65～90℃，过滤得到滤液；
(5)吸附除杂：向滤液中加入1％～5％的活性炭，在温度为45～55℃下搅拌1～5h，加入1％～5％硅藻土，均匀搅拌后，过滤得到上清液。
3.根据权利要求1所述的寡聚透明质酸钠溶液的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：将水解后得到的寡聚透明质酸钠溶液经0.22μm滤膜过滤，得到寡聚透明质酸钠溶液成品。
4.根据权利要求1所述的寡聚透明质酸钠溶液的制备方法，其特征在于，水解过程中pH值的调节剂为氢氧化钠。
5.根据权利要求1所述的寡聚透明质酸钠溶液的制备方法，其特征在于，所述上清液在pH值为11～12.5的条件下水解。
6.根据权利要求1所述的寡聚透明质酸钠溶液的制备方法，其特征在于，所述上清液在温度为85～90℃的条件下水解。
7.根据权利要求1所述的寡聚透明质酸钠溶液的制备方法，其特征在于，所述水解时间为3-4h。
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