透明质酸的微生物发酵法生产与应用概况作者：李萌季永甜等来源：《湖北农业科学》2013年第13期摘要：透明质酸是由葡萄糖醛酸和N-乙酰葡萄糖胺的二糖组成的高分子黏多糖，广泛地存在于动物组织中，具有独特的生理特性，在许多领域得到广泛的应用。
目前，透明质酸的生产方法主要有提取法、微生物发酵法和人工合成法。
对微生物发酵法进行了概述，对透明质酸在化妆品、保健品和医学医疗领域的应用进行了简要介绍，并对透明质酸的生产和应用前景进行了展望。
关键词：透明质酸；微生物发酵法；育种中图分类号：Q538；TQ920 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）13-2980-04透明质酸（Hyaluronic acid，HA）是1934年Meyer等从牛眼玻璃体中提取分离得到的一种大分子多糖，故又名玻璃酸[1]。
透明质酸是由2 000～25 000个通过β-1，3糖苷键和β-1，4糖苷键交替地结合在一起的葡萄糖醛酸和N-乙酰葡萄糖胺的二糖组成的均匀重复的线性葡糖胺聚糖[2]。
透明质酸是胞外基质（Extracellular matrix， ECM）的重要组成部分[1]。
近来的研究表明，透明质酸不仅广泛存在于细胞间的胞外基质中，还存在于细胞内，主要集中分布在新生细胞的胞浆和细胞核中[2]。
除了在玻璃体中外，透明质酸在关节滑液和表皮细胞间隙中的含量也十分丰富，从数量上看，50%以上的透明质酸存在于皮肤的真皮和表皮中，约35%存在于肌肉和骨骼中。
目前认为透明质酸主要是存在于软结缔组织中的惰性空间填料中，在组建蛋白多糖复合物的过程中起着重要的作用[2]。
1 透明质酸的性质在电子显微镜下，观察到透明质酸分子呈线性单链结构，并在水溶液中扩展成随机的线圈状结构，线圈的直径约为500 nm。
透明质酸分子中每一双糖单位均含有一个羧基，在生理条件下均可解离，形成阴离子，等空间距离阴离子之间的相互排斥使其分子在水溶液中处于松散的扩展状态，占据了大量空间，故可结合多于本身1 000倍的水[3]。
微生物发酵法生产透明质酸郭学平透明质酸（hyaluronic acid, HA）,又名玻璃酸，是一种酸性黏多糖，广泛存在于脊椎动物的各种组织细胞间质中，如皮肤、脐带、关节滑液、软骨、眼玻璃体、鸡冠、鸡胚、卵细胞、血管壁等，其中以人脐带、公鸡冠、关节滑液和眼玻璃体含量较高。
透明质酸价格昂贵，在日本有“白金”之称，目前的生产方法有发酵法和提取法两种。
1 透明质酸的发展1934年美国Meyer等首先从牛眼玻璃体中分离出该物质。
20世纪70年代，Balazs等从鸡冠和人脐带提取HA，并配制成眼科手术用黏弹性辅助剂—NIF-HA,开创了HA医学应用的先河。
由于HA优良的保湿和润滑性能，20世纪80年代初开始用于高档护肤化妆品，其需求量大幅度增加。
受原料限制，从人脐带和鸡冠提取的HA产量低、成本高，不能满足市场需求。
为了寻找HA的新来源，降低生产成本，研究了发酵法生产HA。
工业化发酵生产HA是日本资生堂最早开始研究的，他们借鉴前人对某些链球菌产生HA这一重要发现，利用现代发酵技术和设备，以提高HA产率为目的，对发酵生产HA进行了较全面地研究。
80年代中期，日本已有发酵生产的HA上市，价格大大低于从动物原料提取的产品。
提取法和发酵法生产HA的比较见表1。
表1 提取法和发酵法生产HA的比较项目提取法发酵法存在状态在原料中与蛋白质和其它多糖形成复合体，分离精制复杂在发酵液中游离存在，分离精制容易分子量与保湿性小于1.0×106,保湿性差大于1.5×106，保湿性强品质与产量取决于动物原料的品质与数量品质稳定，产量大价格（化妆品用） 2.2万元/kg 1.6万元/kg应用价格昂贵，化妆品中的添加量受到制约能增加化妆品中的添加量发酵法生产HA方面的研究主要集中在日本、英国和美国也有少量报道。
国内从1980年开始研究从鸡冠和人脐带提取纯化HA，在1990年前后化妆品用HA和医药用HA先后研制成功并生产。
透明质酸生产工艺透明质酸（hyaluronic acid, HA）是一种在生物体内广泛存在的高分子聚糖，也是一种天然保湿因子。
透明质酸具有良好的保湿性能和生物相容性，因此被广泛应用于医药、化妆品和食品等领域。
下面将对透明质酸的生产工艺进行简要介绍。
透明质酸的生产可以通过两种途径进行：微生物发酵法和从鸡冠骨中提取法。
微生物发酵法是目前应用较广泛的生产透明质酸的方法。
此法首先需要选择适合发酵生产的微生物菌种，常用的包括链球菌属、肺炎球菌属、乳酸菌属等。
接种菌种后，培养基中添加适量的碳源、氮源和一些辅助物质，促进菌种的生长和透明质酸的合成。
发酵周期通常为3-7天，菌体生长后通过离心分离，获得含有透明质酸的菌体。
得到含有透明质酸的菌体后，需要将菌体溶解或微生物发酵粉未经溶解经部分酶解液化后进行提取。
提取透明质酸时，常用的方法包括水解提取法和碱液提取法。
水解提取法是先将菌体经过水解反应，使透明质酸脱落出来，然后通过离心或过滤等方式分离出透明质酸。
碱液提取法则是将菌体溶解于碱液中，然后经过沉淀、洗涤和离心等步骤获得透明质酸。
从鸡冠骨中提取透明质酸是另一种获得透明质酸的方法。
鸡冠骨中富含透明质酸，通过一系列的化学处理，可以将透明质酸从鸡冠骨中提取出来。
主要步骤包括去脂处理、酸解、碱化、沉淀和精制等过程。
无论是微生物发酵法还是从鸡冠骨中提取法，获得的透明质酸都需要经过后续的精制和纯化处理。
这些处理包括沉淀、过滤、离心、洗涤、浓缩和干燥等步骤，以获得高纯度的透明质酸产品。
总结起来，透明质酸的生产工艺包括微生物发酵法和从鸡冠骨中提取法。
微生物发酵法通过选择适合的菌种进行发酵，然后进行提取和纯化，得到透明质酸。
从鸡冠骨中提取法则是通过一系列化学处理步骤将透明质酸从鸡冠骨中提取出来，然后经过精制和纯化处理，得到高纯度的透明质酸产品。
以上是透明质酸生产的主要工艺简介。
