【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及母乳低聚糖純化，具體為一種3’-唾液酸乳糖的純化的方法。
技術(shù)介紹
1、母乳低聚糖(human?milk?oligosaccharides,hmos)是人乳中含量第三豐富的組分，僅次于乳糖和脂肪，由多于150種不同的低聚糖組成。研究表明，hmos在新生兒免疫系統(tǒng)、腸道健康以及神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中起到了至關(guān)重要的作用。其中，唾液酸寡糖(sialylatedhuman?milk?oligosaccharides,shmos)作為hmos的重要酸性組分，因其含有唾液酸，展現(xiàn)出獨特的生物功能：
2、保護腸道：研究顯示，shmos能夠有效預(yù)防壞死性小腸結(jié)腸炎，并對幽門螺桿菌、大腸桿菌、霍亂弧菌等多種病原菌的定殖或毒素釋放具有中和作用。
3、促進新生兒健康：shmos通過促進腸道有益菌(如雙歧桿菌)的生長，維持腸道生態(tài)平衡；其結(jié)構(gòu)特性還能充當(dāng)“誘餌”分子，與病原體競爭性結(jié)合，從而減少新生兒感染風(fēng)險。
4、在shmos中，3’-唾液酸乳糖(3’-sialyllactose,3’-sl)和6’-唾液酸乳糖(6’-sl)是含量最高的兩種成分，特別是3’-sl，其在新生兒發(fā)育中的重要作用包括：
5、刺激腸道有益菌生長：維持腸道菌群平衡，增強腸道免疫功能。
6、提供神經(jīng)發(fā)育原料：唾液酸是神經(jīng)節(jié)苷脂和唾液酸結(jié)合糖蛋白的重要成分，通過3’-sl攝入的唾液酸可促進新生兒神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和功能完善。
7、目前，3’-sl的工業(yè)生產(chǎn)主要通過微生物發(fā)酵法或酶促合成法。然而，這些方法生產(chǎn)
8、現(xiàn)有技術(shù)概述：
9、在3’-sl的純化技術(shù)中，已有一些專利和文獻提出了相關(guān)方法：
10、專利cn117778496a：該技術(shù)通過微濾和超濾去除發(fā)酵液中的生物質(zhì)后，采用離子交換色譜去除陰陽離子，再利用活性炭脫色、納濾和滲濾技術(shù)對液體進行分離濃縮，最后蒸發(fā)濃縮并再次色譜分離，制得純度為93％的3’-sl。然而，該工藝流程復(fù)雜，需多次離子交換操作，耗時長且樹脂清洗會產(chǎn)生有毒廢液，污染環(huán)境。
11、專利cn114014896a：提供了一種多酶催化液的分離純化方法，通過多級膜過濾結(jié)合離子交換樹脂吸附脫鹽后濃縮干燥，得到純度>95％、收率>90％的3’-sl。該方法雖可獲得高純度產(chǎn)品，但其多次膜過濾和樹脂使用成本較高，適合實驗室研究，不易放大至工業(yè)化規(guī)模。
12、專利cn112203519a：采用超濾結(jié)合離子交換色譜、納濾、電滲析及噴霧干燥技術(shù)，最終獲得高純度的3’-sl。然而，該技術(shù)的最終產(chǎn)物純度僅能達到80％以上，且多步分離工藝效率較低，難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)需求。
13、現(xiàn)有技術(shù)存在的問題：
14、盡管上述技術(shù)為3’-sl的純化提供了不同思路，但仍存在以下問題：
15、純度不足：某些方法無法將3’-sl的純度提升至95％以上，難以滿足食品和藥品應(yīng)用的需求。
16、收率較低：復(fù)雜的多步分離工藝增加了目標(biāo)產(chǎn)物的損失率，降低了經(jīng)濟性。
17、工藝復(fù)雜：需要多次色譜或膜分離步驟，工藝流程長，操作難度大，能耗高。
18、成本高：樹脂和多級過濾的頻繁使用增加了材料和設(shè)備成本，同時對生產(chǎn)過程中的廢液處理提出更高要求。
19、環(huán)境負(fù)擔(dān)重：某些方法會產(chǎn)生大量含鹽或有機溶劑的廢液，對環(huán)境產(chǎn)生污染，廢水處理成本高。
20、因此，本專利技術(shù)提出一種3’-唾液酸乳糖的純化的方法，來解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)中純化3’-唾液酸乳糖(3’-sl)時存在的純度不足、收率低、工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高以及環(huán)境污染等問題，本專利技術(shù)提供了一種高效、經(jīng)濟且環(huán)保的3’-唾液酸乳糖的純化方法。本專利技術(shù)旨在通過簡化工藝流程、優(yōu)化分離技術(shù)和提高生產(chǎn)效率，解決上述問題，獲得高純度、高收率的3’-唾液酸乳糖。
2、為實現(xiàn)以上目的，本專利技術(shù)通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種3’-唾液酸乳糖的純化的方法，包括以下步驟：
3、除菌體處理：將發(fā)酵液滅活后，采用陶瓷膜過濾，得到上清液；
4、通過滅活處理，殺滅發(fā)酵液中的活性微生物，防止后續(xù)步驟中目標(biāo)物的降解或污染；
5、陶瓷膜過濾有效截留大顆粒雜質(zhì)，如菌體、蛋白質(zhì)及其他不可溶物，為后續(xù)的精細(xì)分離奠定基礎(chǔ)。
6、酶解脫色：向所述上清液中加入乳糖酶進行酶解，隨后加入二價金屬鹽進行沉淀處理，進一步加入活性炭進行脫色處理，得到脫色液；
7、離子交換樹脂處理：將所述脫色液依次通過強酸性陽離子交換樹脂和弱堿性陰離子交換樹脂進行處理，去除雜質(zhì)，得到脫鹽液；
8、納濾濃縮：采用納濾膜對所述脫鹽液進行濃縮，得到濃縮液；
9、模擬移動床分離：將所述濃縮液通過模擬移動床系統(tǒng)進行分離，從模擬移動床的目標(biāo)產(chǎn)物區(qū)收集3’-唾液酸乳糖，從雜質(zhì)區(qū)收集雜質(zhì)；
10、蒸發(fā)濃縮：將分離得到的目標(biāo)產(chǎn)物液進行蒸發(fā)濃縮，得到含糖量大于50％的濃縮液；
11、噴霧干燥：將濃縮液噴霧干燥，得到3’-唾液酸乳糖產(chǎn)品。
12、優(yōu)選的，所述陶瓷膜的過濾孔徑為50nm至500nm。
13、過濾孔徑范圍(50nm至500nm)的優(yōu)選設(shè)計，保證了目標(biāo)產(chǎn)物的完整保留，同時減少操作能耗，提高過濾效率。
14、優(yōu)選的，所述酶解脫色步驟包括：
15、向上清液中加入乳糖酶，乳糖酶的加入量為上清液體積的1％至3％，酶解溫度為30℃至50℃，酶解時間為20分鐘至60分鐘；
16、加入二價金屬鹽進行沉淀處理，二價金屬鹽為氯化鈣或氯化鎂，加入量為上清液體積的1％至2％；
17、加入活性炭進行脫色處理，活性炭的加入量為上清液體積的1％至3％，脫色溫度為35℃至50℃，脫色時間為20分鐘至60分鐘。
18、乳糖酶能特異性降解乳糖等雜質(zhì)，降低溶液中大分子干擾物的含量，從而減少后續(xù)分離步驟的負(fù)擔(dān)。
19、二價金屬鹽(如氯化鈣)能與溶液中的陰離子(如磷酸鹽、硫酸鹽)形成不溶性沉淀，有效去除溶液中的無機雜質(zhì)。
20、活性炭通過物理吸附作用去除色素、有機小分子及其他微量雜質(zhì)，改善目標(biāo)產(chǎn)物的外觀和純度。
21、該步驟結(jié)合了多重處理手段，保證了脫色液的高純度，為后續(xù)分離提供了清潔的基礎(chǔ)液
22、優(yōu)選的，所述離子交換樹脂包括：
23、強酸性陽離子交換樹脂，采用酸-堿-酸方法進行預(yù)處理，上樣速度為每小時1倍至3倍床層體積；
24、弱堿性陰離子交換樹脂，采用8％氯化鈉溶液進行預(yù)處理，上樣速度為每小時2倍至4倍床層體積；
25、樹脂吸附過程中，將溶液的ph值調(diào)節(jié)至4至7。
26、離子交換樹脂通過靜電吸附作用，分別去除溶液中的陽離子和陰離子雜質(zhì)，如鈣本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種3’-唾液酸乳糖的純化的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3’-唾液酸乳糖的純化的方法，其特征在于，所述陶瓷膜的過濾孔徑為50nm至500nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3’-唾液酸乳糖的純化的方法，其特征在于，所述酶解脫色步驟包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3’-唾液酸乳糖的純化的方法，其特征在于，所述離子交換樹脂包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3’-唾液酸乳糖的純化的方法，其特征在于，所述納濾膜的截留分子量為300D至1000D，納濾操作壓力為2至6bar，操作溫度為5℃至30℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3’-唾液酸乳糖的純化的方法，其特征在于，所述模擬移動床系統(tǒng)包括六根樹脂柱，柱徑為8cm至12cm，柱高為1m至1.2m；模擬移動床的操作周期時間為300秒至600秒，柱溫為20℃至60℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3’-唾液酸乳糖的純化的方法，其特征在于，所述蒸發(fā)濃縮步驟中采用雙效蒸發(fā)器或刮板蒸發(fā)器，蒸發(fā)溫度為40℃至70℃，蒸發(fā)后的濃縮液含糖量
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3’-唾液酸乳糖的純化的方法，其特征在于，所述噴霧干燥的進風(fēng)溫度為110℃至150℃，出風(fēng)溫度為75℃至95℃，進料流量為15mL/min至30mL/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3’-唾液酸乳糖的純化的方法，其特征在于，所述模擬移動床分離過程中，3’-唾液酸乳糖從目標(biāo)產(chǎn)物區(qū)的收集溶液濃度為150g/L至400g/L。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種3’-唾液酸乳糖的純化的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3’-唾液酸乳糖的純化的方法，其特征在于，所述陶瓷膜的過濾孔徑為50nm至500nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3’-唾液酸乳糖的純化的方法，其特征在于，所述酶解脫色步驟包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3’-唾液酸乳糖的純化的方法，其特征在于，所述離子交換樹脂包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3’-唾液酸乳糖的純化的方法，其特征在于，所述納濾膜的截留分子量為300d至1000d，納濾操作壓力為2至6bar，操作溫度為5℃至30℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3’-唾液酸乳糖的純化的方法，其特征在于，所述模擬移動床系統(tǒng)包括六...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉振云，程豐偉，趙凱，王小慶，
申請(專利權(quán))人：黃山同兮生物科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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