[发明专利]一种发酵生产透明质酸的方法及其应用

说明书

本发明提供了一种发酵生产透明质酸的方法及其应用。所述方法包括如下步骤：兽疫链球菌经活化和扩培后发酵，并在所述发酵过程中补加一次碳源，得到透明质酸发酵液，纯化后得到透明质酸。本发明提供的发酵方法，在发酵过程中添加一次碳源，不仅能够维持发酵液中的葡萄糖浓度，缩短了发酵周期，还避免了多次补加碳源带来的染菌风险，有利于菌体正常的生长及代谢，解决了由于兽疫链球菌自身代谢与产物表达之间的不平衡问题，所得到的透明质酸产量高且分子量较大。

技术领域

本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种发酵生产透明质酸的方法，尤其涉及一种发酵生产高分子医药级透明质酸的方法及其应用。

背景技术

透明质酸(HyaluroIlic acid，简称HA)又名玻璃酸，是一种大分子粘多糖，由葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖胺通过β-1,3和β-1,4糖苷键反复交替连接而成的一种链状高分子聚合物中。基于透明质酸高粘度、润滑性、保水性、良好的生物相容性及特殊的生理作用，透明质酸在医药、美容、保健食品等领域具有广泛的应用。不同用途的HA对分子量有不同要求，中等分子量(分子量范围1,000-1,800KDa)的HA主要用于化妆品，而高分子量(分子量范围1,800-2,200KDa)的HA可用于眼科粘性手术、治疗关节病、软组织修复和作为药物载体等，特别是在预防和减少手术后组织黏连中具有很高的应用价值。

透明质酸生产方法有动物器官提取法和细菌发酵法。采用提取法从动物脏器中提取HA时，由于原料有限，生产成本居高不下，造成商品价格昂贵，限制了它在医药和化妆品中的广泛应用。细菌发酵法与动物组织提取法相比，具有生产规模不受动物原料限制，发酵液中的HA以游离形式存在、易于分离纯化、成本低、易于形成规模化工业生产、无动物来源致病病毒污染的危险等优点，近年来随着发酵法生产HA技术的完善，发酵法大有完全取代提取法的趋势，但是由于细菌自身代谢与产物表达之间的不平衡，严重制约了透明质酸的产量以及分子量。

CN101935678A中公开了一种生产透明质酸发酵液的方法，所述方法在培养基中添加了微量元素液，该微量元素液由氯化钙、氯化锌、硫酸锰、硫酸铜组成，并使用注射用水配制种子培养基和发酵培养基，解决了细菌发酵生产透明质酸的过程中由于营养物质缺乏或各种营养物质之间调配不当而引起的透明质酸产量及质量的下降的问题，然而，此发明中透明质酸的产量为6-7g/L，产量依然较低。

CN109536550A公开了一种透明质酸钠的制备方法，通过对发酵工艺的合理规划，以及对发酵培养基的优化配制后，提高了透明质酸钠的产量，并且实现了对透明质酸钠的分子量进行控制，扩大透明质酸钠的应用领域。此发明在发酵时采用分批补料的方法补充碳源，分别在不同时间补加五次碳源，所得透明质酸的产量较高，但是此方法的缺点在于多次补加碳源，发酵周期较长，且容易导致发酵液被杂菌污染，影响透明质酸的质量，同时所得透明质酸的分子量较低。

因此，需要提供一种产量较高且透明质酸的分子量较高的发酵方法来制备透明质酸，以满足市场需求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种发酵生产透明质酸的方法及其应用。所述方法操作简单，能够缩短发酵周期，增加透明质酸的产量，且所得透明质酸分子量较高。为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种发酵生产透明质酸的方法，包括如下步骤：兽疫链球菌经活化和扩培后发酵，并在所述发酵过程中补加一次碳源，得到透明质酸发酵液，纯化后得到透明质酸。

在发酵过程中，初始葡萄糖浓度过高，会对菌种生长造成抑制生长，使发酵周期延长，葡萄糖浓度过低会影响透明质酸的产量，本发明提供的发酵方法，在发酵过程中仅添加一次碳源，不仅缩短了发酵周期，还避免了多次补加碳源带来的染菌风险，有利于菌体正常的生长及代谢，解决了由于兽疫链球菌自身代谢与产物表达之间的不平衡而引起的透明质酸产量及分子量偏小的问题。