用于从发酵液中纯化酸性母乳寡糖的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于使用离子交换法从发酵液中纯化酸性母乳寡糖(HMO)的方法。该方法允许减少脱盐操作如电渗析的次数和/或程度。甚至可以避免此类操作。甚至可以避免此类操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从发酵液中纯化酸性母乳寡糖的方法
[0001]本专利技术涉及一种用于纯化酸性母乳寡糖(HMO)的方法。
[0002]母乳含有各种寡糖(HMO)，其对婴儿的健康发育是重要的。许多HMO在健康肠道微生物组的发展中起重要作用。
[0003]存在很多HMO；母乳中最丰富地存在的HMO是岩藻糖基化乳糖如2
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岩藻糖基乳糖(2
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FL)和3
’‑
岩藻糖基乳糖(3
’‑
FL)、唾液酸化乳糖如3
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唾液乳糖(3
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SL)和6
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唾液乳糖(6
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SL)、以及四糖像乳糖
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N
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四糖(LNT)和乳糖
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N
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新四糖(LNnT)。
[0004]2’‑
FL、3
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FL、LNT和LNnT是中性的，从某种意义上说它们是不带电的。
[0005]中性HMO可以相对容易地从产生它们的发酵液中纯化。在该纯化中使用阴离子交换色谱法和阳离子交换色谱法以去除带电物质。
[0006]例如，WO 2019/063757披露了用于纯化岩藻糖基化HMO的方法，该方法包括发酵液的超滤、使用强阳离子交换树脂的阳离子交换、使用呈OH
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形式的弱阴离子交换树脂的阴离子交换、以及最后使用高度多孔的弱阳离子交换吸附性树脂吸附除岩藻糖基化HMO之外的中性组分。
[0007]唾液酸化HMO如3<br/>’‑
唾液乳糖(3
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SL)和6
’‑
唾液乳糖(6
’‑
SL)是酸性的/带负电的并且通常以其钠形式制备。这种负电荷阻碍了上述中性HMO的纯化技术的应用，因为带负电的HMO将在与阴离子交换树脂结合时与其他阴离子竞争，从而导致不良分离。
[0008]WO 2009/113861披露了通过以下方式从脱脂乳流、优选无蛋白质的乳流中分离唾液酸化寡糖：使所述乳流
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在任选的软化和纳滤程序之后
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经受(i)阳离子交换步骤，(ii)使用呈游离碱形式且具有30％
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48％水分含量的阴离子交换树脂的阴离子交换步骤，(iii)将寡糖与水分含量&gt;45％且优选地也呈游离碱形式的微孔或凝胶型阴离子交换树脂结合，以及(iv)使用酸式盐溶液从所述树脂中洗脱寡糖。
[0009]WO 2010/106320披露了用于通过以下方式从乳清中分离和纯化3
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SL的方法：使用一系列的两种阴离子交换树脂和两种阳离子交换树脂使乳清脱矿化，随后使脱矿化的乳清与强酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子树脂接触。3
’‑
SL与弱阴离子交换树脂结合并随后从其中洗脱。
[0010]WO 2017/152918披露了用于通过以下方式从发酵液中分离唾液酸化寡糖的方法：(i)超滤、(ii)纳滤、(iii)任选的活性炭处理和(iv)用强阴离子或强阳离子交换树脂处理。带负电的材料(包括唾液酸化寡糖)与强阴离子交换树脂结合。在一个实施例中，唾液酸化寡糖通过用酸或盐的水溶液洗脱从阴离子交换树脂中回收。在另一个实施例中，从呈H
+
形式的强阳离子交换树脂中洗脱产物并且随后用NaOH中和，从而产生寡糖的钠盐。
[0011]WO 2019/229118披露了通过以下方式从发酵液中的其他碳水化合物中纯化唾液乳糖：使用至少一个但优选两个超滤步骤去除细胞团块，用呈H
+
形式的阳离子交换树脂和呈Cl
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形式的强阴离子交换树脂处理所得溶液，以及通过在以下两个膜上过滤从所得溶液中去除碳水化合物：截留分子量为300
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500Da的一个膜和截留分子量为600
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800Da的一个膜。用阳离子交换树脂处理后，用NaOH将溶液中和至pH 7。用阴离子交换树脂处理后，再次将溶液中和至pH 7。因此，引入了大量的盐，然后必须通过电渗析将其去除。
[0012]WO 2019/043029披露了通过以下方式从发酵液中的其他碳水化合物中纯化唾液乳糖：通过离心、微滤或超滤从发酵液中分离生物质，使用呈H
+
形式的强阳离子交换树脂去除阳离子，将所得含有唾液乳糖的洗脱液的pH提高至7，使用呈Cl
‑
形式的强阴离子交换树脂去除阴离子杂质，以及通过纳滤或渗滤去除分子量低于唾液乳糖的分子量的化合物。
[0013]此外该方法包括在两次离子交换处理之间将唾液乳糖用NaOH中和至pH 7，从而产生大量必须去除的盐。
[0014]EP 3 456 836 A1披露了用于从发酵液中分离唾液乳糖的两种方法。两种方法都包括离子交换步骤，随后是超滤、纳滤、和/或活性炭处理。根据第一种方法，这些离子交换步骤开始于使用呈Cl
‑
形式的强阴离子交换树脂的阴离子交换，随后是使用呈H
+
或Na
+
形式的阳离子交换树脂的阳离子交换步骤。该实施例的所披露的优点是这两个离子交换步骤之间不需要中和。
[0015]然而，该实例的缺点是阴离子交换步骤可能提高溶液的pH，这可能导致任何盐(像Ca盐)沉淀。因此，更希望开始于阳离子交换而不是阴离子交换，以便在金属离子可能沉淀之前去除它们。
[0016]第二种方法开始于使用呈H
+
或Na
+
形式的树脂的阳离子交换，随后是使用呈Cl
‑
形式的强阴离子交换树脂的阴离子交换。如果使用呈H
+
形式的阳离子交换树脂，则在递送至强阴离子交换树脂之前需要用NaOH进行中和以形成唾液乳糖的钠盐。否则，唾液乳糖将与强阴离子交换树脂结合。这种中和需要引入盐。
[0017]现已发现，通过引入较少的盐和/或在离子交换步骤之间没有中和步骤，可能使用离子交换方法从发酵液中分离并纯化酸性HMO到令人满意的程度。因此，可以减少脱盐操作(如电渗析)的次数和/或程度。甚至可以避免此类操作。
[0018]因此，本专利技术涉及一种用于从发酵液中纯化酸性母乳寡糖(HMO)的方法，该方法包括以下步骤：
[0019](i)从该发酵液中分离生物质以提供粗溶液；
[0020](ii)使该粗溶液经受使用呈H
+
形式的阳离子交换材料的阳离子交换，从而获得pH在1
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3范围内的溶液；
[0021](iii)使该pH在1
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3范围内的溶液经受使用呈Cl
‑
形式的弱碱性阴离子交换材料的阴离子交换，从而获得pH在1.5
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5.5、优选1.5
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4范围内的溶液；
[0022](iv)使该pH在1.5
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5.5、优选1.5
‑
4范围内的溶液经受使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从发酵液中纯化酸性母乳寡糖(HMO)的方法，该方法包括以下步骤：(i)从该发酵液中分离生物质以提供粗溶液；(ii)使该粗溶液经受使用呈H
+
形式的阳离子交换材料的阳离子交换，从而获得pH在1
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3范围内的溶液；(iii)使该pH在1
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3范围内的溶液经受使用呈Cl
‑
形式的弱碱性阴离子交换材料的阴离子交换，从而获得pH在1.5
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5.5、优选1.5
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4范围内的溶液；(iv)使该pH在1.5
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5.5、优选1.5
‑
4范围内的溶液经受使用吸附性材料的吸附以便去除中性有机化合物；(v)任选地将该已经受吸附的溶液的pH调节至在5
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6范围内的值；(vi)任选地使该溶液经受使用阴离子交换树脂的阴离子交换，从而将该酸性母乳寡糖与该树脂结合，随后使用盐溶液从该树脂中洗脱该酸性母乳寡糖，该任选的步骤在步骤(iii)与步骤(iv)之间或在步骤(iv)与步骤(v)之间进行；从而获得包含所述酸性母乳寡糖的纯化溶液。2.根据权利要求1所述的方法，其中，该酸性母乳寡糖选自由以下组成的组：6
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唾液乳糖(6
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SL)、3
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唾液乳糖(3
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SL)、二唾液乳糖
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N
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四糖、3
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唾液酸
‑3‑
岩藻糖基乳糖、和唾液乳糖
‑
N
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四糖，更优选地选自6
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唾液乳糖(6
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SL)和3
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唾液乳糖(3
’‑
SL)。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，步骤(ii)中的该阳离子交换材料是强酸阳离子交换材料，优选选自由凝胶型苯乙烯/二乙烯基苯阳离子交换树脂组成的组的强酸阳离子交换材料，更优选具有苯乙烯/二乙烯基苯凝胶型基质和磺酸官能团的强酸阳离子交换树脂。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤(iii)中的该弱碱性阴离子交换...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：菲仕兰坎皮纳荷兰公司，
类型：发明
国别省市：