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一种II型胶原和硫酸软骨素的综合提取工艺制造技术

技术编号:8102649 阅读:202 留言:0更新日期:2012-12-20 05:36
本发明专利技术公开了一种II型胶原和硫酸软骨素的综合提取工艺。本方法以新鲜牛关节软骨为原料,经脱脂、脱钙后,分散于乙酸溶液,经过酶解、离心,所得上清液再经过盐析、透析和冷冻干燥后得II型胶原。离心所得沉淀溶于NaOH溶液,加胰蛋白酶,40℃酶解后经脱色、乙醇沉淀、透析和冷冻干燥后得硫酸软骨素。II型胶原是软骨基质的主要有机成分,在组织工程、食品等领域有着广泛应用。硫酸软骨素普遍存在于人和动物的软骨组织中,具有降血脂、抗肿瘤等多种功能,具有广阔的应用前景。本发明专利技术实现了牛软骨II型胶原和硫酸软骨素的综合利用,为废弃物资源化利用提供了一条新的思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从牛关节软骨中综合提取II型胶原蛋白和硫酸软骨素的エ艺。
技术介绍
胶原蛋白是ー类具有独特结构的蛋白质,广泛存在于动物组织中。II型胶原属于原纤维胶原蛋白,主要由3条相同的Ci1(II)链以螺旋的方式构成软骨的基本结构,是软骨基质的主要有机成分,具有維持关节软骨形态结构和抗张强度的功能。II型胶原蛋白特有的结构和化学组成使其在生物医学材料、药物输送载体、组织工程、化妆品及食品等领域中得到了广泛应用。近年来的研究表明,具有完整三股螺旋结构的II型胶原还可以作为药物和保健品来防治类风湿性关节炎,因而研究和开发II型胶原具有重要的理论和实际意义。硫酸软骨素属于糖胺聚糖,它是由D-葡糖醛酸和N-こ酰D-氨基半乳糖以1,3糖苷键结合的双糖为基本単位聚合而成的大分子多糖,广泛分布于人和动物组织中,是构成 动物软骨、腱、皮肤等结合组织的重要组成部分。根据硫酸基团在N-こ酰D-氨基半乳糖上的位置不同,可将其分为硫酸软骨素A、硫酸软骨素C等。硫酸软骨素用途广泛,可用在改善风湿性关节炎和治疗头痛、冠心病、心绞痛等的药物中;可用于防治因链霉素引起的听觉障碍及肝炎的辅助治疗;因其具有降血脂、抗凝血活性,可用于高血脂、冠心病、动脉粥样硬化等心血管疾病的防治;硫酸软骨素还具有保水性、保胶性和高粘性,可与某些物质调制成化妆品用于保护皮肤的健美。此外,研究表明硫酸软骨素与铜等金属离子结合可用于治疗皮肤病;与硝酸铋或氢氧化铝反应得到的络合物可用于治疗消化性溃疡;与苯甲酸酷、利多卡因或布比卡因作用生成的衍生物可用作麻酔剤。胶原的提取方法主要有酸法、碱法、中性盐法和酶法,エ艺过程大致可归结为除杂、溶出、析出、纯化四个阶段。具体的操作方式和控制条件因原料的不同而有所差异。其中酶解提取法由于具有较高的效率而得到最广泛的应用。硫酸软骨素的生产エ艺也有很多,主要有浓碱提取、稀碱浓盐提取、稀碱提取及碱解ー酶解提取法等,但都有其不完善的地方。浓碱提取エ艺产品颜色较深,且废碱液对环境的危害较大;稀碱提取エ艺蛋白质含量和氮含量较高,生产周期较长;稀碱浓盐提取エ艺,产率和纯度都不高。其中碱解ー酶法生产的产品质量较高,且大大缩短了生产周期,但是最佳的エ艺条件没有确定,需要进ー步优化提取条件,提闻广品质量,缩减生广成本。目前,II型胶原和硫酸软骨素的提取、分离、纯化工艺已经比较成熟,但是国内外对这两种物质的提取大都是分开进行的,提取其中ー种物质时,另ー种物质会被变性处理或者丢弃,造成了极大的资源浪费。本专利将两种物质的提取分离方法结合起来,寻找到一种较温和的提取エ艺,实现了 II型胶原和硫酸软骨素的综合利用。
技术实现思路
目前,国内外关于II型胶原和硫酸软骨素的提取大都是分开进行的,提取ー种物质时,另ー种物质被变性处理或者变性,因此造成了极大的资源浪费,针对这ー问题,本专利提供了ー种II型胶原和硫酸软骨素的综合提取エ艺。本专利技术通过以下技术方案实现,具体步骤如下 1)原料预处理 取新鲜牛关节软骨,切成小块,放入质量分数为5% 30%的NaCl溶液中,于20°C 25°C下搅拌24 48h,过滤,蒸馏水洗涤2 4次,然后放入O. 5 lmol/L的こ酸溶液中,于20°C 25°C下搅拌24 48h,蒸馏水洗涤2 4次,粉碎; 2)II型胶原的提取 :!:将上述粉碎物分散于O. 5mol/Lこ酸溶液中,加胃蛋白酶,其中胃蛋白酶与软骨的质量比按干重计为I :(5 100),震荡摇匀,室温下酶解72 100h,之后在室温下2000 4000r/min离心IOmin,得上清液A和沉淀B ; %取上清液A,加入NaCl溶液至NaCl的终浓度为O. 7 2. OmoI/L,静置过夜,离心后得白色絮状物; :1'将上述白色絮状物装入透析袋,于蒸馏水中透析,每隔12小时换一次水,直至透析袋外蒸馏水的电导率不变为止,得II型胶原溶液,冷冻干燥后得II型胶原干品; 3)硫酸软骨素的提取 I将沉淀B添加到5% 10%Na0H溶液中,40°C下搅拌I 2h,调pH值至7. O 9. 5,之后按沉淀质量的Iバ50 100)加入胰蛋白酶,40°C下搅拌酶解2 10h,得酶解液; 向上述酶解液中加入活性炭脱色I 4h,过滤,离心,之后向离心所得上清液中加I 6倍体积的95%こ醇,静置沉淀6 12h,得沉淀物; ③将上述沉淀物装入透析袋内,于蒸馏水中透析,每隔12小时换一次水,直至透析袋外蒸馏水的电导率不变为止,得纯化后的硫酸软骨素溶液,冷冻干燥后得硫酸软骨素干品。在上述方案中,步骤2)中粉碎物与こ酸溶液的质量比为I :(10 150)。在上述方案中,步骤3)中沉淀B与NaOH溶液的质量比为I :(2 15)。在上述方案中,步骤3)中所添加活性炭的质量占滤液质量的1% 10%。本专利技术与已有技术相比,具有多方面的积极效果和优点,具体可归纳概括如下 (1)本专利技术以牛关节软骨为原料,采用比较温和的方法同时提取II型胶原和硫酸软骨素,保护了 II型胶原和硫酸软骨素的生物活性; (2)本专利技术在原料预处理中,采用间歇式粉碎软骨,避免了II型胶原因连续粉碎致温度升高而变性; (3)本专利技术改进了以往分别提取II型胶原和硫酸软骨素而造成资源的极大浪费这ー弊端,在保证两者不变性的基础上,将两者同时从牛关节软骨中提取出来,节约了资源; (4)本专利技术中所提取的II型胶原和硫酸软骨素的纯度较高,最终产品中II型胶原的含量达96%,硫酸软骨素的含量达92%。具体实施方案 下面给出本专利技术的三个实施例,通过实施例对本专利技术进行具体描述。有必要在此指出的是,实施例只用于对本专利技术进行进ー步的说明,不能理解为对本专利技术保护范围的限制,该领域的技术熟练人员可以根据上述本专利技术的内容做出一些非本质的改进和调整。本专利技术通过以下技术方案实现,除特别说明外,所涉及的份数均为重量份数,百分比均为重量百分数。实施例I : 取新鲜牛关节软骨,切成小块,放入500mL的5%NaCl溶液中,于20°C下搅拌48h,过滤,蒸馏水洗涤2次,然后放入500mL的O. 5mol/Lこ酸溶液中,于20°C下搅拌48h,蒸馏水洗涤2次,粉碎机粉碎。称取预处理好的粉碎物20g,将其分散于400mL的O. 5mol/Lこ酸溶液中,加入O. 4g的胃蛋白酶,室温下搅拌酶解98h,酶解结束后,3000r/min离心lOmin,得上清液A和沉淀B。取上清液A,加NaCl溶液至终浓度为O. 9mol/L,静置过夜12h进行盐析,然后离心得白色絮状物,将上述白色絮状物装入透析袋,用蒸馏水透析3天,进行脱盐,得纯化后的II型胶原溶液,上述纯化后的II型胶原溶液真空冷冻干燥24h,得II型胶原干品。将沉淀B添加到200mL的5%NaOH溶液中,于40°C下搅拌2h,调pH值至8. O,加入O. 4g胰蛋白酶,40°C下酶解10h,添加5%活性炭脱色4h,过滤,离心。取离心后的上清液,以I :1的体积比加入95%こ醇,静置沉淀12h,得沉淀物。沉淀物用蒸馏水透析3天,然后真空冷冻干燥24h,得硫酸软骨素干品。 实施例2: 取新鲜牛关节软骨,切成小块,放入400mL的7. 5%NaCl溶液中,于25°C下搅拌36h,过滤,蒸馏本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种II型胶原和硫酸软骨素的综合提取工艺,其特征是提取步骤如下:1)原料预处理取新鲜牛关节软骨,切成小块,放入质量分数为5%~30%的NaCl溶液中,于20℃~25℃下搅拌24~48h,过滤,蒸馏水洗涤2~4次,然后放入0.5~1mol/L的乙酸溶液中,于20℃~25℃下搅拌24~48h,蒸馏水洗涤2~4次,粉碎;2)II型胶原的提取将上述粉碎物分散于0.5mol/L乙酸溶液中,加胃蛋白酶,其中胃蛋白酶与软骨的质量比按干重计为1:(5~100),震荡摇匀,室温下酶解72~100h,之后在室温下2000~4000r/min离心10min,得上清液A和沉淀B;取上清液A,加入NaCl溶液至NaCl的终浓度为0.7~2.0mol/L,静置过夜,离心后得白色絮状物;将上述白色絮状物装入透析袋,于蒸馏水中透析,每隔12小时换一次水,直至透析袋外蒸馏水的电导率不变为止,得II型胶原溶液,冷冻干燥后得II型胶原干品;3)硫酸软骨素的提取将沉淀B添加到5%~10%NaOH溶液中,40℃下搅拌1~2h,调pH值至7.0~9.5,之后按沉淀质量的1/(50~100)加入胰蛋白酶,40℃下搅拌酶解2~10h,得酶解液;向上述酶解液中加入活性炭脱色1~4h,过滤,离心,之后向离心所得上清液中加1~6倍体积的95%乙醇,静置沉淀6~12h,得沉淀物;将上述沉淀物装入透析袋内,于蒸馏水中透析,每隔12小时换一次水,直至透析袋外蒸馏水的电导率不变为止,得纯化后的硫酸软骨素溶液,冷冻干燥后得硫酸软骨素干品。2012101969225100001dest_path_image002.jpg,2012101969225100001dest_path_image004.jpg,2012101969225100001dest_path_image006.jpg,799908dest_path_image002.jpg,248207dest_path_image004.jpg,434469dest_path_image006.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李德富毕彩霞穆畅道李新莹王瑞瑞葛黎明
申请(专利权)人:四川大学
类型:发明
国别省市:

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