硫酸軟骨素提取用酶的現狀及前景

王安 ，劉靚 ，劉敏堯 ，王立杰 ，戴劍威

（1.天津市食品研究所有限公司，天津 301609；2天津市諾奧科技發展有限公司，天津 300384；3.天津市麥可生物技術有限公司，天津 300072）

硫酸軟骨素提取用酶的現狀及前景

王安1，劉靚2，劉敏堯2，王立杰2，戴劍威3

（1.天津市食品研究所有限公司，天津 301609；2天津市諾奧科技發展有限公司，天津 300384；3.天津市麥可生物技術有限公司，天津 300072）

硫酸軟骨素（chondroitin sulfate，CS）在醫藥、化妝品和食品工業上有廣泛的用途，市場前景廣闊。對硫酸軟骨素提取用酶做了簡要的介紹，提出了目前硫酸軟骨素行業存在的問題，并闡述了硫酸軟骨素生產工藝及行業的發展狀況及未來趨勢。

硫酸軟骨素;酶制劑;蛋白回收

硫酸軟骨素（chondroitin sulfate，CS）是從動物軟骨組織中提取的天然酸性黏多糖，主要是治療風濕和類風濕疾病的藥物[1-3]。近年來，隨著對其生理功能及生化性質研究的深入，還發現它具有抗凝、抗炎、抗血栓、抗癌，及降低心肌耗氧量，促進冠狀動脈循環，降血脂、抗凝血和防止血管硬化等活性，對冠心病、動脈粥樣硬化、心絞痛、心肌缺氧、心肌梗塞等心血管疾病的防治有一定療效，對神經細胞、黏膜細胞、腎細胞等具有保護作用,CS還可活化脂解酶，使脂肪降解，因此是國外很流行的保健品添加劑[4]。

我國現大量出口到美國和歐洲許多國家，經統計國內年出口硫酸軟骨素鈉原料量達1200 t以上，是世界上硫酸軟骨素的最大生產國。

1 國內硫酸軟骨素行業的發展現狀

硫酸軟骨素的生產原料是豬、牛、羊、雞、鴨、鯊魚等動物的軟骨，分布很分散，收集、儲存、運輸困難，很難實現集中大規模的收購，同時硫酸軟骨素加工利潤較低，生產工藝相對容易掌握，設備需求簡單，因此，國內硫酸軟骨素生產廠家眾多。經過15年的發展，硫酸軟骨素行業的發展進入了一個全面提升的時期，一方面一些原有的個體生產廠家經過多年的積累已經有了一定的資本，另一方面隨著國內經濟的發展，其它行業的剩余資金也加入到這個行業里來，同時國家公路網的建設以及物流公司的發展，使原料集中收集成為可能，此外國家對環保的日益要求等諸多因素使硫酸軟骨素行業的發展進入了一個全新的上升階段，通過征地、建造新車間、購置新設備，增加環保設施等措施全面提升這個行業的整體水品，以手工操作為主的個體經營模式逐步為市場淘汰。

隨著行業的發展和環保的要求，生產工藝從此前單一加工軟骨提取硫酸軟骨素轉變為軟骨的綜合利用——生產硫酸軟骨素和提取蛋白。同時生產規模擴大，要求實現標準化、規范化的連續性生產，因此原有陳舊的生產工藝就不能滿足現在的生產需求，而生產工藝的改進首先體現在用酶方面。

2 硫酸軟骨素生產用酶的現狀及發展前景

硫酸軟骨素的生產工藝為：

軟骨→蒸煮→酶解→過濾→醇沉→再溶解→氧化漂白→二次醇沉→脫水烘干

其中酶解是提取中的關鍵環節，酶解的效果直接關系到軟骨素的得率和品質。之前用酶主要是豬的胰臟，豬胰臟有著完整的酶系是很好的水解酶，要使其很好的發揮作用，要求在豬的屠宰流水線上及時采集，并把采集的胰臟快速冷凍于-35℃以下，以確保胰臟中的酶系完全，不能使之失活或部分失活。而實際生產中采集的豬胰臟，由于采集條件的限制，很難做到及時收集和冷凍保存，導致胰臟中酶系部分或完全失活，這樣從不同渠道、不同時期收購的豬胰臟其中酶的活性是不一樣的。在使用中需根據每次采購的品質情況，確定添加量，在規模化生產時采用豬胰臟作為酶解原料，很難實現規范化、標準化生產。胰臟中除了酶系外，大部分是不對水解軟骨起作用需過濾掉的雜質，大量使用也增加了以后過濾工序的難度。同時出口到歐洲的牛、羊、鯊魚軟骨素不能含有豬的基因，故而隨著硫酸軟骨素生產規模的擴大和出口客戶的要求采用豬胰臟作為水解用酶將越來越受到限制。

在硫酸軟骨素提取酶市場中，除了豬胰臟外還有胰酶粉、木瓜蛋白酶等不同叫法的固體酶制劑。經鑒定這些所謂的胰酶粉、和木瓜蛋白酶都是在2709堿性蛋白酶粗酶的基礎上混合少量的胰酶或木瓜酶而成。這是利用了一些個體企業中技術人員缺乏，對生物酶的了解不足的情況下，采用概念炒作而獲取效益的手段。隨著軟骨素行業整體的提升，大量的技術人員進入到這個行業里，這種概念炒作的產品將逐漸淡出市場。

為了實現硫酸軟骨素生產的規模化，使生產在連續、標準、規范的基礎上進行，采用硫酸軟骨素提取專用復合酶已被許多大的生產廠家接受，并將成為一種趨勢。該種復合酶是針對軟骨素的提取而開發的，其中主要含有水解軟骨中膠原蛋白的膠原蛋白酶，同時復合了脂肪酶和糖原酶。該酶具有明確的定向水解酶系，定向水解軟骨膠原蛋白、部分經蒸煮未分離完全的脂肪、和附著在軟骨上的肌肉中的蛋白和糖原，而在水解過程中既不水解硫酸軟骨素黏多糖也不生成水解黏多糖的酶。同時采用該酶能從水解軟骨提取完硫酸軟骨素后的廢液中回收蛋白。不僅解決了污染問題，而且確保了回收的蛋白具有良好的風味和品質，為蛋白的回收利用提供了條件，把單純的水解軟骨提取硫酸軟骨素，轉變為軟骨素和蛋白的聯產，在解決了污染的同時，增加了效益。

3 提取硫酸軟骨素過程中的現實需求與發展方向

水解軟骨生產硫酸軟骨素，由于軟骨素在軟骨中的含量很低（針對不同部位的軟骨提取率在3%～27%之間）而軟骨中的最大成份軟骨蛋白經酶解變成小分子的肽后作為廢水中排放掉了。這是軟骨素生產中污染的主要來源。隨著環保的日益要求，解決污染問題就成為軟骨素廠家生存的關鍵。經過我們的研究，目前已經有了成熟的解決辦法，這就是實現軟骨素和蛋白聯產，回收蛋白，這些蛋白是經過特定酶解處理的蛋白，解決了蛋白中的鹽度和風味問題。并為這部分蛋白找到了廣闊的市場。實現軟骨素和蛋白聯產是硫酸軟骨素行業的發展方向，不能進行蛋白回收的廠家在日益加強的環保要求中將造市場淘汰。

4 結論

在硫酸軟骨素生產中，采用專用的提取酶制劑，不僅能實現提取的規模化、標準化、規范化，降低生產成本，提高生產效率，而且實現了軟骨素和蛋白的聯產，解決了污染問題，并為回收的蛋白找到廣闊的市場。因而硫酸軟骨素專用酶的使用必將成為該行業的發展方向。

[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]榮曉花.硫酸軟骨素在藥品和保健食品中的應用[J].山東食品科技，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（漢），助理工程師，本科，學士，研究方向：生物酶制劑應用開發。

2010-09-04