一种利用植物蛋白胨生产医药级透明质酸钠的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用植物蛋白胨生产医药级透明质酸钠的方法，涉及生物发酵技术领域，其特征在于，包括a）采用植物蛋白为原料制备发酵培养基，b）利用制得的发酵培养基采用微生物发酵法制备透明质酸钠，所述发酵培养基的制备包括溶解、酶解、灭酶、过滤、碳吸、脱碳、发酵灭菌等步骤；首创性地采用植物蛋白自制蛋白胨，用于医药级透明质酸的发酵生产，解决了现有采用牛骨胨发酵制备透明质酸钠所存在携带疯牛病毒的风险，安全性高，且原料来源易得，极大幅度的降低了原料成本，提高了发酵产率。

Method for producing pharmaceutical grade sodium hyaluronate by using plant peptone

The invention discloses a method for producing pharmaceutical grade sodium hyaluronate from plant peptone, which relates to the technical field of biological fermentation. The method is characterized in that: a) using plant protein as raw material to prepare fermentation medium, b) using the prepared fermentation medium to prepare sodium hyaluronate by microbial fermentation, and the fermentation culture is described. The preparation of hyaluronic acid radical includes dissolution, enzymatic hydrolysis, inactivation, filtration, carbon absorption, decarbonization, fermentation and sterilization, etc. The peptone made by plant protein was first used in the fermentation production of pharmaceutical grade hyaluronic acid, which solved the risk of carrying bovine mad bovine virus existing in the production of sodium hyaluronate by bovine bone peptone fermentation. Moreover, the raw materials are readily available, which greatly reduces the cost of raw materials and improves the fermentation yield.

【技术实现步骤摘要】
一种利用植物蛋白胨生产医药级透明质酸钠的方法
本专利技术涉及生物发酵
，具体涉及一种利用植物蛋白胨生产医药级透明质酸钠的方法。
技术介绍
透明质酸(Hyaluronicacid,Hyaluronan,简称HA)，又名玻璃酸，它是由乙酰氨基脱氧葡萄糖与葡萄糖醛酸双糖重复单位所组成的直链粘多糖，在食品、化妆品及药品领域均有广泛的应用。在食品领域，作为保健食品原料，用于增加骨密度或者改善皮肤水份；在化妆品领域，作为保湿因子用于护肤品中，如面膜、精华液、膏霜、乳液；在整形美容领域，作为填充剂用于祛除面部皱纹、隆鼻、丰唇等；在医药领域，用于眼科手术粘弹剂、抗粘连剂、滴眼液及药物载体等。微生物发酵法是目前生产HA的主要方法之一，其主要利用酵母粉、蛋白胨为氮源，葡萄糖为碳源进行微生物发酵生产。目前大部分透明质酸钠生产厂家均是以动物蛋白胨作为氮源物质与酵母粉配合发酵，而动物蛋白胨一般采用动物骨头为原料进行生产，其中主要是牛骨，它是将动物骨加酶在一定温度下酶解再经浓缩、过滤制得蛋白胨粉。截止到目前并未出台蛋白胨相关的国家标准、行业标准及地方性标准等，大部分蛋白胨生产厂家都是小型作坊，对原料的控制及产品质量检测等方面并不完善，原料中存在疯牛病的风险，并且内毒素含量较高，不符合西方国家洁食要求。另外动物蛋白胨的成分较复杂，不同批次的产品对发酵质量有较大影响，这要求我们实际发酵生产中要先对蛋白胨进行筛选，以减小蛋白胨对发酵生产工艺的不利影响。而且动物蛋白胨来源受限，存在较大的地域差异性，作为一种发酵原料，不确定性较大且价格昂贵。透明质酸钠在医药领域叫作玻璃酸钠，国家药品标准中要求控制产品内毒素含量，在生产过程中要控制引入内毒素的各种因素，比如原辅料、水及设备等。在发酵原料中，蛋白胨、酵母粉等氮源营养丰富，易滋生细菌，内毒素含量较高，生产过程中，在去除内毒素时，会增加后续工序的压力，成为成品内毒素超标的隐患。
技术实现思路
针对目前动物蛋白胨存在携带各种病毒、原料来源较少、价格较高、质量不稳定、内毒素含量超标等问题，本专利技术提供一种利用植物蛋白胨生产医药级透明质酸钠的方法，首创性地采用植物蛋白自制蛋白胨，用于医药级透明质酸的发酵生产，采用碱性蛋白酶将植物蛋白降解，成为利于菌体吸收利用的蛋白质，然后连同其它发酵培养基成份一起去除内毒素，达到医药级透明质酸的生产要求。本专利技术原料来源易得，极大的降低了原料成本，避免了动物蛋白携带各种病毒的风险；原料经处理，内毒素含量较低；该植物蛋白胨富含各种氨基酸、维生素和微量元素，发酵产率较高。本专利技术解决上述技术问题的方案如下：一种利用植物蛋白胨生产医药级透明质酸钠的方法，其特征在于，包括a)采用植物蛋白为原料制备发酵培养基，b)利用制得的发酵培养基采用微生物发酵法制备透明质酸钠，所述发酵培养基的制备包括如下步骤：（1）溶解：取植物蛋白在高温下溶解于水中；在溶解罐中加入水，在70℃-90℃下将植物蛋白开始向水中投料，投料温度优选70℃-80℃；投料后将温度升至90℃-100℃进行溶解，溶解时间0h-1h，溶解时间优选0min-20min；所述植物蛋白采用大豆蛋白、玉米蛋白或小麦面筋粉中的一种或两种以上的组合物，这类蛋白富含各种氨基酸、维生素，能够促进透明质酸生产菌的生长及透明质酸钠的合成；（2）酶解：物料溶解后，降温至酶解温度，调节物料pH，加入蛋白酶进行酶解；所述蛋白酶选用碱性蛋白酶，蛋白酶可以为动物源、植物源或微生物源，优选植物源或微生物源；蛋白酶的质量占总体系的0.1‰-5‰，优选0.5‰-2‰；所述酶解温度40℃-60℃，优选45℃-50℃；酶解pH7.0-10.0，优选8.0-9.0；酶解时间1h-10h，优选4h-6h；（3）灭酶：调节pH终止酶解，物料升温后灭酶；灭酶操作前调节物料pH至5.0-6.0，灭酶温度为90℃-100℃，灭酶时间1min-10min；（4）过滤：采用第一过滤机过滤除去杂质；第一过滤机采用为板框过滤机或密闭过滤器，助滤剂为珍珠岩或硅藻土，助滤剂添加重占总体系的量为0.5%-5%；（5）碳吸：在过滤后的植物蛋白胨液体中，分别投入物料酵母粉、磷酸氢二钾、硫酸镁、氨基酸进行溶解，溶解完全后加入活性炭，调节物料pH控制恒定温度进行吸附，去除物料中的内毒素；所用活性炭的重量占总体系的0.5‰-5‰，优选1‰-3‰，物料pH5.0-6.0，吸附温度40℃-80℃，优选50℃-70℃，吸附时间为0.5h-2h；（6）脱碳：采用第二过滤机进行脱碳处理；所述第二过滤机采用精密过滤机，首先采用孔径为2微米-10微米的滤板进行第一次过滤，助滤剂采用硅藻土；然后采用孔径为0.2微米-1微米滤板进行第二次过滤，第二次过滤无需添加助滤剂；（7）发酵灭菌：将脱碳后的物料转入发酵罐进行灭菌，制得透明质酸钠发酵生产用培养基；灭菌温度119℃-125℃，灭菌时间20min-30min。然后，利用制得的发酵培养基，依次经过发酵培养、发酵液分离纯化、滤液精制提纯、干燥制备得到医药级透明质酸钠。发酵培养操作如下：（1）种子培养基制备：每1L种子培养基包含成分如下：葡萄糖10g，酵母粉12g，K2HPO42g，MgSO41g；灭菌温度为121℃-123℃，灭菌时间为20min-30min；种子培养条件为温度35℃-38℃，用30%的NaOH控制pH6.0-8.0，通风发酵8h-12h；（2）转糖转种发酵：转种量为10%-15%，优选15%，发酵温度35℃-38℃，通过分批补料的方式进行发酵，采用30%的NaOH溶液控制pH6.0-8.0，通风发酵14h-30h，发酵培养结束将发酵液转至沉淀罐进行粗沉除杂。发酵液分离纯化操作如下：（1）发酵液粗沉：粗沉酒精度控制在50%-70%，将沉淀料液转至溶解罐溶解；（2）粗沉物料溶解：根据生产产品规格控制溶解温度45℃-60℃，溶解完成加入氢氧化钠进行碱降解；（3）降解：控制降解pH在9.0-11.5，降解结束后进入板框过滤机进行过滤；（4）过滤：向降解液中加入助滤剂，助滤剂选用珍珠岩或硅藻土，料中加助滤剂占总体积的0.5%-2%；滤液精制提纯操作如下：（1）沉淀：向滤液中加入酒精搅拌沉淀，沉淀酒精度为45%-60%；（2）脱水：将沉淀料液进行3-5次酒精脱水，酒精度逐级提高至85%-93%；（3）离心：采用离心机将调好pH的脱水料液进行离心，得离心料；干燥操作如下：采用真空干燥机，将上述离心料进行真空干燥处理，干燥温度控制在45℃-75℃，待物料水份＜10%时，干燥结束，将干燥的透明质酸钠存放好检测待用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术首创性地采用大豆蛋白、玉米蛋白、小麦面筋粉等原料制备植物蛋白胨作为氮源来生产透明质酸钠，安全性高，避免了动物蛋白胨所带来的病菌风险；所用植物蛋白原料富含多种氨基酸及维生素，更能够满足透明质酸生产菌对微量元素的要求，无需另外添加，发酵液粘度及透明质酸钠含量均有显著提高，发酵产率达到12g/L以上，远高于市面上以动物蛋白胨为原料的发酵产率；制得的透明质酸钠所含蛋白质含量大幅降低，核酸含量小，产品纯度大大提高；植物蛋白原料售价较低，生产成本远低于动物蛋白胨，对降低生产成本有很大作用；通过本专利技术制得的植物蛋白胨，连同其它本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用植物蛋白胨生产医药级透明质酸钠的方法，其特征在于，包括a）采用植物蛋白为原料制备发酵培养基，b）利用制得的发酵培养基采用微生物发酵法制备透明质酸钠，所述发酵培养基的制备包括如下步骤：溶解：取植物蛋白在高温下溶解于水中；酶解：物料溶解后，降温至酶解温度，调节物料pH，加入蛋白酶进行酶解；灭酶：调节pH终止酶解，物料升温后灭酶；过滤：采用第一过滤机过滤除去杂质；碳吸：在过滤后的植物蛋白胨液体中，分别投入物料酵母粉、磷酸氢二钾、硫酸镁、氨基酸进行溶解，溶解完全后加入活性炭，调节物料pH控制恒定温度进行吸附，去除物料中的内毒素；脱碳：采用第二过滤机进行脱碳处理；发酵灭菌：将脱碳后的物料转入发酵罐进行灭菌，制得透明质酸钠发酵生产用培养基。

【技术特征摘要】
1.一种利用植物蛋白胨生产医药级透明质酸钠的方法，其特征在于，包括a）采用植物蛋白为原料制备发酵培养基，b）利用制得的发酵培养基采用微生物发酵法制备透明质酸钠，所述发酵培养基的制备包括如下步骤：溶解：取植物蛋白在高温下溶解于水中；酶解：物料溶解后，降温至酶解温度，调节物料pH，加入蛋白酶进行酶解；灭酶：调节pH终止酶解，物料升温后灭酶；过滤：采用第一过滤机过滤除去杂质；碳吸：在过滤后的植物蛋白胨液体中，分别投入物料酵母粉、磷酸氢二钾、硫酸镁、氨基酸进行溶解，溶解完全后加入活性炭，调节物料pH控制恒定温度进行吸附，去除物料中的内毒素；脱碳：采用第二过滤机进行脱碳处理；发酵灭菌：将脱碳后的物料转入发酵罐进行灭菌，制得透明质酸钠发酵生产用培养基。2.根据权利要求1所述的医药级透明质酸钠的方法，其特征在于，利用制得的发酵培养基，依次经过发酵培养、发酵液分离纯化、滤液精制提纯、干燥制备得到透明质酸钠。3.根据权利要求1所述的医药级透明质酸钠的方法，其特征在于，所述步骤（1）具体为：在溶解罐中加入水，在70℃-90℃下将植物蛋白开始向水中投料，投料后将温度升至90℃-100℃进行溶解，溶解时间0h-1h。4.根据权利要求1或3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张美霞，杜帅，孔祥一，尤进茂，康传利，李取泉，李庆，李焕成，李娟，张梦益，刘磊，
申请(专利权)人：山东焦点生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37