硫酸软骨素提取用酶的现状及前景

王安 ，刘靓 ，刘敏尧 ，王立杰 ，戴剑威

（1.天津市食品研究所有限公司，天津 301609；2天津市诺奥科技发展有限公司，天津 300384；3.天津市麦可生物技术有限公司，天津 300072）

硫酸软骨素提取用酶的现状及前景

王安1，刘靓2，刘敏尧2，王立杰2，戴剑威3

（1.天津市食品研究所有限公司，天津 301609；2天津市诺奥科技发展有限公司，天津 300384；3.天津市麦可生物技术有限公司，天津 300072）

硫酸软骨素（chondroitin sulfate，CS）在医药、化妆品和食品工业上有广泛的用途，市场前景广阔。对硫酸软骨素提取用酶做了简要的介绍，提出了目前硫酸软骨素行业存在的问题，并阐述了硫酸软骨素生产工艺及行业的发展状况及未来趋势。

硫酸软骨素;酶制剂;蛋白回收

硫酸软骨素（chondroitin sulfate，CS）是从动物软骨组织中提取的天然酸性黏多糖，主要是治疗风湿和类风湿疾病的药物[1-3]。近年来，随着对其生理功能及生化性质研究的深入，还发现它具有抗凝、抗炎、抗血栓、抗癌，及降低心肌耗氧量，促进冠状动脉循环，降血脂、抗凝血和防止血管硬化等活性，对冠心病、动脉粥样硬化、心绞痛、心肌缺氧、心肌梗塞等心血管疾病的防治有一定疗效，对神经细胞、黏膜细胞、肾细胞等具有保护作用,CS还可活化脂解酶，使脂肪降解，因此是国外很流行的保健品添加剂[4]。

我国现大量出口到美国和欧洲许多国家，经统计国内年出口硫酸软骨素钠原料量达1200 t以上，是世界上硫酸软骨素的最大生产国。

1 国内硫酸软骨素行业的发展现状

硫酸软骨素的生产原料是猪、牛、羊、鸡、鸭、鲨鱼等动物的软骨，分布很分散，收集、储存、运输困难，很难实现集中大规模的收购，同时硫酸软骨素加工利润较低，生产工艺相对容易掌握，设备需求简单，因此，国内硫酸软骨素生产厂家众多。经过15年的发展，硫酸软骨素行业的发展进入了一个全面提升的时期，一方面一些原有的个体生产厂家经过多年的积累已经有了一定的资本，另一方面随着国内经济的发展，其它行业的剩余资金也加入到这个行业里来，同时国家公路网的建设以及物流公司的发展，使原料集中收集成为可能，此外国家对环保的日益要求等诸多因素使硫酸软骨素行业的发展进入了一个全新的上升阶段，通过征地、建造新车间、购置新设备，增加环保设施等措施全面提升这个行业的整体水品，以手工操作为主的个体经营模式逐步为市场淘汰。

随着行业的发展和环保的要求，生产工艺从此前单一加工软骨提取硫酸软骨素转变为软骨的综合利用——生产硫酸软骨素和提取蛋白。同时生产规模扩大，要求实现标准化、规范化的连续性生产，因此原有陈旧的生产工艺就不能满足现在的生产需求，而生产工艺的改进首先体现在用酶方面。

2 硫酸软骨素生产用酶的现状及发展前景

硫酸软骨素的生产工艺为：

软骨→蒸煮→酶解→过滤→醇沉→再溶解→氧化漂白→二次醇沉→脱水烘干

其中酶解是提取中的关键环节，酶解的效果直接关系到软骨素的得率和品质。之前用酶主要是猪的胰脏，猪胰脏有着完整的酶系是很好的水解酶，要使其很好的发挥作用，要求在猪的屠宰流水线上及时采集，并把采集的胰脏快速冷冻于-35℃以下，以确保胰脏中的酶系完全，不能使之失活或部分失活。而实际生产中采集的猪胰脏，由于采集条件的限制，很难做到及时收集和冷冻保存，导致胰脏中酶系部分或完全失活，这样从不同渠道、不同时期收购的猪胰脏其中酶的活性是不一样的。在使用中需根据每次采购的品质情况，确定添加量，在规模化生产时采用猪胰脏作为酶解原料，很难实现规范化、标准化生产。胰脏中除了酶系外，大部分是不对水解软骨起作用需过滤掉的杂质，大量使用也增加了以后过滤工序的难度。同时出口到欧洲的牛、羊、鲨鱼软骨素不能含有猪的基因，故而随着硫酸软骨素生产规模的扩大和出口客户的要求采用猪胰脏作为水解用酶将越来越受到限制。

在硫酸软骨素提取酶市场中，除了猪胰脏外还有胰酶粉、木瓜蛋白酶等不同叫法的固体酶制剂。经鉴定这些所谓的胰酶粉、和木瓜蛋白酶都是在2709碱性蛋白酶粗酶的基础上混合少量的胰酶或木瓜酶而成。这是利用了一些个体企业中技术人员缺乏，对生物酶的了解不足的情况下，采用概念炒作而获取效益的手段。随着软骨素行业整体的提升，大量的技术人员进入到这个行业里，这种概念炒作的产品将逐渐淡出市场。

为了实现硫酸软骨素生产的规模化，使生产在连续、标准、规范的基础上进行，采用硫酸软骨素提取专用复合酶已被许多大的生产厂家接受，并将成为一种趋势。该种复合酶是针对软骨素的提取而开发的，其中主要含有水解软骨中胶原蛋白的胶原蛋白酶，同时复合了脂肪酶和糖原酶。该酶具有明确的定向水解酶系，定向水解软骨胶原蛋白、部分经蒸煮未分离完全的脂肪、和附着在软骨上的肌肉中的蛋白和糖原，而在水解过程中既不水解硫酸软骨素黏多糖也不生成水解黏多糖的酶。同时采用该酶能从水解软骨提取完硫酸软骨素后的废液中回收蛋白。不仅解决了污染问题，而且确保了回收的蛋白具有良好的风味和品质，为蛋白的回收利用提供了条件，把单纯的水解软骨提取硫酸软骨素，转变为软骨素和蛋白的联产，在解决了污染的同时，增加了效益。

3 提取硫酸软骨素过程中的现实需求与发展方向

水解软骨生产硫酸软骨素，由于软骨素在软骨中的含量很低（针对不同部位的软骨提取率在3%～27%之间）而软骨中的最大成份软骨蛋白经酶解变成小分子的肽后作为废水中排放掉了。这是软骨素生产中污染的主要来源。随着环保的日益要求，解决污染问题就成为软骨素厂家生存的关键。经过我们的研究，目前已经有了成熟的解决办法，这就是实现软骨素和蛋白联产，回收蛋白，这些蛋白是经过特定酶解处理的蛋白，解决了蛋白中的盐度和风味问题。并为这部分蛋白找到了广阔的市场。实现软骨素和蛋白联产是硫酸软骨素行业的发展方向，不能进行蛋白回收的厂家在日益加强的环保要求中将造市场淘汰。

4 结论

在硫酸软骨素生产中，采用专用的提取酶制剂，不仅能实现提取的规模化、标准化、规范化，降低生产成本，提高生产效率，而且实现了软骨素和蛋白的联产，解决了污染问题，并为回收的蛋白找到广阔的市场。因而硫酸软骨素专用酶的使用必将成为该行业的发展方向。

[1]Rejholec V.Long-term stu dies of antiosteoarthritic drugs:an assessment[J].Seminars in arthritis and rheumatism.1987,17:35-63

[2]Ronca F,Palmieri L,Panicucci P,Ronca G.Anti-inflammatory activity of chondroitin sulfate[J].Osteoarthritis Cartilage，1998,6(Supplement A):14-21

[3]Gayle C.Takanishi,Pharm D,Clarissa Ann Borst,et al.Glucosamine and Chondroitin in the Treatment of Osteoarthritis[J].WOMEN’S HEALTH in Primary Care，2001,4(1):61-62

[4]荣晓花.硫酸软骨素在药品和保健食品中的应用[J].山东食品科技，2004(1):18-19

Status and Prospect of Enzymes Used in Chondroitin Sulfate Extraction

WANG An1,LIU Jing2,LIU Min-yao2,WANG Li-jie2,DAI Jian-wei3
（1.Tianjin Food Research Institute CO.，Ltd.，Tianjin 301609，China；2.Tianjin Noao Sci＆Tech Development Co.，Ltd.，Tianjin 300384，China；3.Tianjin Maike Biotechnology Co.，Ltd.，Tianjin 300072，China）

Chondroitin sulphate has a wide range of applications in the pharmaceutical,cosmetic and food industries,which has a vastitude market.In this study,the enzymes used in chondroitin sulfate extraction is introduced,put forward the existing problems of this industry and discussed status and prospect of chondroitin sulfate production process.

chondroitin sulfate;enzyme;protein recovery

王安（1983—），女（汉），助理工程师，本科，学士，研究方向：生物酶制剂应用开发。

2010-09-04