透明质酸的生物技术生产及应用

糖胺聚糖（GAGs）是线性多糖,由重复的二糖单位（一个氨基糖和一个糖醛酸残基组成）构成。其中,透明质酸（HA）与其他GAGs不同,组成中无硫酸基。HA具有广泛的科学价值,应用于不同的生物医学领域。HA在生理条件下有多种不同的形式,有酸的形式或盐的形式如透明质酸钠,故将其命名为hyaluronan,本文将其简称为HA。     

链球菌分批发酵生产透明质酸及其动力学研究进展

透明质酸(HA)是一种具有特殊生理功能的高分子糖,在医药和化妆品工业中有着广泛的应用.本文综述了近年来透明质酸发酵研究的一些进展,并介绍了分批发酵中不同初糖浓度,pH,搅拌转速对菌体生长和产物形成过程的影响及透明质酸发酵动力学模型.     

透明质酸分批发酵过程中温度的间歇控制

用兽疫链球菌进行摇瓶发酵,研究了30℃～40℃范围内不同温度对透明质酸(HA)分批发酵的影响,结果表明,34℃时菌体量最大,最大细胞干重为13.1g/L,38℃时HA的产量最高,其产量为82mg/100mL.在此基础上提出了分阶段间歇温度控制策略,通过L9(34)正交试验确定出最优的发酵条件为0～12h控制发酵温度为34℃,到12h时,改变发酵温度为40℃,14h时再改至34℃,这样每隔2h交替改变HA的发酵温度,直到发酵结束.在此间歇变温条件下发酵与恒温发酵相比HA产量提高了38.20%.     

pH调控方式和温度对透明质酸发酵过程的影响

本文以一株产透明质酸(hyaluronic acid, HA)的兽疫链球菌为研究对象,在5.00 L发酵罐和250 mL摇瓶中考察了温度和pH对HA发酵过程中菌体生长、HA产量、HA分子量大小以及分布的影响。结果显示,当pH为7.00时适合菌体生长,而在产物合成阶段更高的pH条件8.00下HA比生成速率更高。据此,设计了分段和周期性改变发酵过程pH的调控模式,研究表明:分段pH调控方式与pH为7.00时相比HA浓度没有提高,但是pH在7.00和8.00之间进行的分段调节时分子量提高了10.60%,同时显著降低了多分散系数,另外在pH在7.00和8.00之间进行的分段调节的同时在33℃的培养温度下收获时HA分子量提高了18.70%,而为后续工业化生产分子量更为集中的HA,同时降低不同分子量HA分离成本提供了方向。     

响应曲面法优化兽疫链球菌变异株透明质酸发酵条件的研究

通过离子束诱变,获得了兽疫链球菌变异株T-07.根据单因素实验,发现影响兽疫链球菌变异株T-07透明质酸(HA)产量的关键因素为时间、温度和葡萄糖浓度.采用三因素三水平Box-Behnken实验设计,应用响应面分析法(RSM)对该变异株发酵生产HA的关键因素条件进行优化.经过优化,HA产量提高了3.0倍,在2.1g/L以上,实验值与预测值基本相符.     

添加有机前体物质对发酵生产HA的影响研究

研究了摇瓶发酵过程中添加物对兽疫链球菌Streptococcus zooepidemicus发酵生产透明质酸的影响。结果表明：在发酵5h时,装液量80mL／500mL,转速300rpm,添加1．0％的丙酮可以使HA产量提高23．25％。丙酮可以作为一种有效的添加物应用于HA的生产。     

透明质酸发酵过程的动力学模型

构建透明质酸发酵动力学模型可反映发酵过程中菌体生长量、基质消耗量及透明质酸产量之间的变化规律。采用兽疫链球菌（Streptococcus zooepidemicus）进行摇瓶发酵,利用MATLAB软件对透明质酸含量、还原糖残量、菌体量的实验数据进行了非线性规划,建立了透明质酸生成动力学的模型。对拟合值与实验值进行比较,发现其吻合度较好,相对误差＜5%。本模型适用于培养基初糖质量浓度＜30 g/L的分批发酵,为透明质酸的产业化生产放大、发酵过程的工艺设计和管理控制提供科学的依据。     

低能离子注入法选育透明质酸高产菌株

以一株兽疫链球菌(Streptococcus zooepidemicus) NN-7为出发菌株,利用30keV,剂量为8×1014N+/cm2氮离子进行诱变,筛选获得溶血素和透明质酸酶双缺陷型突变菌株,经摇瓶发酵培养筛选获得一株透明质酸高产菌株SH-9,透明质酸产量达3.23g/L,相对分子质量达2.12×106,相对于原始菌株,透明质酸产量及相对分子质量分别提高了104.4%及35.9%。6代传代实验表明诱变后得到的高产透明质酸菌株具有较好的传代稳定性。低能离子注入法可作为有效的诱变手段用于透明质酸高产菌株的选育。     

食品原料透明质酸的国内外管理及应用

透明质酸（HA）作为广泛存在于人体的天然物质,具备多种生理调节作用,常以结构更稳定的钠盐形式存在,即透明质酸钠（SH）。目前HA在国外食品领域已得到了广泛应用,日本、美国、欧盟等多个国家/地区允许在普通食品中添加HA;韩国批准HA添加至健康食品和饮料中。中国于2008年批准HA（SH形式）作为保健食品原料,2020年12月将其使用范围扩大至普通食品。本文对作为食品原料的HA的产品特点、口服功效及其在国内外的管理批准情况、适用范围、功能声称、安全限量及生产工艺进行概述,了解其适用性和潜在市场需求。同时对相关法规管理及批准使用现状进行梳理分析,以期为HA相关食品的研发、监管、消费等提供系统参考,促进食品行业对HA的合理利用和发展。     

透明质酸的制备及其应用的研究进展

透明质酸(hyaluronic acid,HA)作为一种线性黏多糖,其在人体内分布广泛,发挥着重要的生理功能作用,由于其独特的理化性质和生理功能,在保健品、化妆品、医药等方面应用广泛.2021年我国批准HA作为新资源食品原料,了解其制备及分离纯化方法对推动其产业化发展很有必要,本文综述了HA的生理功能、不同来源HA的制...     

微生物合成低分子质量及寡聚透明质酸研究进展

透明质酸(hyaluronic acid, HA)是由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖组成的天然线性黏多糖，具有良好的保湿性能，广泛应用于食品、医药和化妆品等行业。HA生物活性与分子质量高低密切相关，尤其低分子质量透明质酸(low molecular weight hyaluronic acid, LMW-HA)和寡聚透明质酸(oligomeric hyaluronic acid, o-HA)具有促进骨和血管生成、增强免疫调节和改善皮肤屏障受损等功效。尽管目前HA生产菌株的筛选和改造、发酵条件优化等方面取得了显著进展，然而大量报道主要是关于提高HA生产效率和高分子质量HA生产，较少关注LMW-HA和o-HA的生产。文章总结了两者生物合成途径及其工业应用，并探讨生物合成过程中分子质量调控策略，以期为LMW-HA和o-HA工业化生产提供依据。     

悦已靓丽胶囊的临床研究

悦已靓丽胶囊是由鸡冠提取物[含透明质酸(HA)、硫酸皮肤素等]、鱼蛋白以及多种维生素组成的润肤美容产品,其主要功效为保持皮肤水分。透明质酸、硫酸皮肤素为广泛存在于体内的黏多糖,是构成皮肤和结缔组织的主要成分,具有显著的保水、维持皮肤光滑和弹性的作用。随着人的年龄增长,皮肤中透明质酸、硫酸皮肤素的含量下降,分子量降低从而皮肤出现皱褶。因此,20 世纪 80年代末口服HA美容产品在日本上市,经过十几年的市场验证,表明它具有活化皮肤细胞、保持表皮湿润,改善皮肤功能的功效。从深海鱼中提取的鱼蛋白富含胶原蛋白,是一种体内广泛存…     

透明质酸在化妆品、健康食品和软组织填充剂中的应用

透明质酸(hyaluronicacid)是一种直链高分子多糖,由葡糖醛酸和乙酰氨基葡糖组成的双糖单位以糖苷键重复连接而成,其结构如图1所示。HA广泛存在于人和脊椎动物体内,是组成细胞外基质的几种糖胺聚糖之一。在人的皮肤真皮层和关节滑液中含量最多,具有保水、润滑等重要的生理作用。由于其独特的保水、润滑等高分子多糖的性质,其天然性、无过敏性和与人体组织良好的生物相容性,在化妆品、保健食品、美容手术和医药领域具有广泛的应用。图1　HA的化学结构　A:一级结构和双糖重复单位;B:二级结构(无规则线团状分子链)1　皮肤中HA的分布和生理功…     

细菌透明质酸酶基因工程菌的构建及高效表达

目的将兽疫链球菌透明质酸酶hyl基因在大肠杆菌原核表达系统中高效分泌表达。方法通过PCR方法扩增得兽疫链球菌hyl基因,Xho I和Nco I双酶切后,连入表达载体pET26b(+),并转化入大肠杆菌,经低温异丙基-β-D-硫代半乳糖苷或乳糖诱导表达,DNS法检测胞外透明质酸酶活性。结果成功构建含兽疫链球菌透明质酸酶基因hyl的大肠杆菌基因工程菌株,经IPTG诱导并添加甘氨酸后胞外透明质酸酶活性高达5.3×104 U/mL。结论实现了透明质酸酶在原核系统中的表达,为工业化生产奠定了基础,具有很好的市场前景。     

高产、大分子透明质酸突变菌株NUF-036的选育

对兽疫链球菌NUF-035进行紫外诱变,得到突变菌株NUF-036,使透明质酸的产量从1.8 g/L提高到3.0 g/L,相对分子质量从2.1×10~6提高到3.2×10~6,突变株经多次传代,透明质酸产量及相对分子质量保持稳定.     

透明质酸-明胶复合膜的制备及理化性质研究

为研发保鲜效果良好的生物基可食用膜,采用流延法将不同分子量的透明质酸(Hyaluronic acid,HA)与明胶制成透明质酸-明胶复合膜,测定其厚度、密度、抗拉强度、不透明度、色度、溶解性、水蒸气透过率和水分含量等理化指标,分析HA分子量对复合膜理化性质的影响,并使用红外光谱表征复合膜的结构。结果表明,随着HA分子量的增加,复合膜厚度、水分含量和不透明度呈现先增加后降低,溶解性和水蒸气透过率降低。红外光谱中酰胺A区特征峰向短波迁移,表明HA分子与明胶分子之间存在氢键作用。透明质酸分子量为(80~100)×104 Da时,复合膜的综合性能最佳。HA-明胶复合膜的开发在食品包装和保鲜方面有潜在的应用价值。     

透明质酸作为药物传递载体的研究进展

透明质酸(hyaluronic acid,HA)具有良好的生物相容性、生物可降解性和肿瘤靶向性,因而其作为药物传递载体的研究非常广泛。本文综述了近年HA作为抗肿瘤药物、基因药物传递载体的研究进展。     

透明质酸产生菌发酵条件优化

通过对于透明质酸产生菌发酵培养基,利用Placken-Burman设计及响应面试验分析了摇瓶培养基成分,确定了最适合的摇瓶发酵培养基.通过小型发酵罐的研究确定了透明质酸的发酵工艺.实验结果表明,利用响应面实验优化的培养基组分简单.透明质酸的产量达到5.23 g/L,分子量为2.0×106u.     

透明质酸分子质量调控进展

透明质酸(hyaluronic acid, HA)是一种天然的线性聚合物,由β-1,3-N-乙酰氨基葡萄糖和β-1,4-葡萄糖醛酸的重复双糖单元组成,其优良的黏弹性、高保水能力、高生物相容性,在化妆品、保健品、医药、食品等领域有极好的市场前景。分子质量作为HA的主要参数,其大小在HA结构、功能以及各个领域的应用十分重要。利用转座标签技术成功得到透明质酸合成酶(hyaluronic acid synthase, HAS)相关基因以来对HA合成相关基因、HA代谢途径以及提高HA分子质量的研究越来越多。该文主要综述了近几年来利用发酵技术、基因工程、代谢工程技术等提高HA分子质量和产量的研究进展,旨在对未来提高HA产量和生产特定分子质量大小的HA提供参考。     

复合诱变选育透明质酸高产菌株

以马疫链球菌AF-0为出发菌株,用LiCl结合紫外线及硫酸二乙酯(DES)进行复合诱变,涂布筛选培养基,从中筛选出溶血素和透明质酸降解酶的双缺陷型突变菌株,经摇瓶发酵考察得到一株产量较高的菌株C4,并经多次传代,其遗传性基本稳定,但随传代次数增多,HA产量有下降趋势;其透明质酸产量达3.32g/L,分子量达1.45×106u,相对于原始出发菌株,产量及分子量分别提高了78%和40%.