我国是肝素出口大国，主要以猪小肠粘膜为原料生产肝素，是我国重要的出口生化药物，具有重要的社会经济价值。
目前肝素的制备方法主要是“盐析+树脂吸附法”和“酶解+树脂吸附法”。传统的盐析法不但得率低，还会产生大量的含盐废水，环境污染较大。
酶解法具有提取率高、能大幅度减少废水排放等优点，但目前主要采用的游离酶法，存在酶无法回收、在后续的纯化中还需要将酶除去，生产成本较高等问题。
酶-膜耦合技术特点
1.采用酶-膜耦合技术，酶可反复利用，无需高温灭酶，简化提纯工艺
采用酶-膜耦合技术，利用固定化酶提取肝素，并使用陶瓷膜分离技术实现固定化酶与提取产物的分离。酶-膜耦合技术，酶可反复利用（反复使用5次，酶活性没有降低），无需高温灭酶，克服了游离酶法提取肝素的蛋白酶无法重复利用、蛋白酶灭活后转变为杂质影响产品得率等缺陷。此外，固定化酶技术能显著提高酶的稳定性。
本技术采用陶瓷膜分离酶和提取产物。与有机膜相比，无机陶瓷膜具有耐高温、耐腐蚀、易洗清、机械性能良好、使用寿命长等优点。采用一定膜孔径和操作条件下，陶瓷膜对固定化酶拦截率达到100%，肝素透过率为92.5%，平均膜通量达到656.4 L·m-2·h-1。陶瓷膜可反复使用，用一定浓度NaOH清洗、再生，即可反复使用。
表1 肝素钠不同生产工艺比较
|
方法 |
工艺流程 |
优缺点 |
|
盐析法 |
小肠粘膜→盐解→树脂吸附/洗脱→沉淀→干燥→肝素钠 |
操作方面，成本较低，但肝素钠产率低、效价低，且会产生大量的含盐废水 |
|
游离酶解法 |
小肠粘膜→酶解→树脂吸附/洗脱→乙醇沉淀→干燥→肝素钠 |
酶无法重复利用，且酶解结束后需高温或调PH灭酶，影响肝素效价；灭酶后蛋白酶转变为杂质，在后续的离子交换树脂吸附工艺中易出现吸附不完全，影响产品得率 |
|
酶-膜耦合法 （本技术方法） |
小肠粘膜→酶-膜耦合技术→树脂吸附/洗脱→乙醇沉淀→干燥→肝素钠 |
酶可反复利用，降低生产成本；酶解后无需灭酶，简化提纯工艺，产品品质好 |
2.提取率高，生产操作简单，可降低生产成本
采用本技术方法粗品肝素钠提取率为1500~1600付小肠/亿单位，提高15%以上；产品效价大于110U/mg，旋光度大于+35度，纯度提高50%以上。制得的肝素钠外观呈黄色或淡黄色、结构蓬松、水分低、杂质少、效价高。
酶-膜耦合法生产操作简单，比现有方法相比仅多一套酶-膜耦合设备，其余设备相同。本技术采用了固定化酶技术，可实现酶的反复利用，同时提高酶解效果，减少盐的使用；陶瓷膜分离技术能简化后续纯化工艺，提高树脂使用寿命。与现有技术相比，本技术每亿单位可减少蒸汽用量2吨以上，每亿单位肝素钠可减少小肠用量1/3，降低生产成本5000元以上。
3. 实现肝素钠清洁生产和标准化连续生产，经济效益显著
本技术属于肝素钠清洁生产技术，生产车间每亿单位肝素钠废水排放量减少50%以上，COD和BOD下降50%以上。
本技术还对肝素钠各工艺条件进行了优化。优化了肝素钠连续化生产过程中小肠来源、肠膜保鲜度、肠膜浓度、PH、酶解温度、酶解时间、酶解时搅拌转速、膜截留、树脂选型、树脂用量、树脂吸附条件、工艺用水水质、洗脱液盐度、沉淀用有机溶剂浓度和用量、脱水剂和脱水频次、烘干温度和时间等各项工艺参数，实现了各项指标的精细化、量化控制，实现生产过程标准化连续式操作，最大限度的减少产品污染几率，保障了产品质量和卫生安全。
本技术已完成5kg中试实验，工艺稳定。
采用本技术方法，产品品质好，生产工艺清洁环保，符合国家环保要求。本技术可在现有设备、技术上进行改造，投资费用少，经济效益显著。本技术可增加企业利润1050万元以上，增加销售收入5000万元以上。
市场前景
肝素作为体外抗凝血药物的首选，已有70余年使用历史。我国是肝素出口大国，是我国重要的出口生化药物，要出口市场是德国、美国、意大利、法国和印度，所占世界肝素原料药贸易份额高达87%，具有重要的社会经济价值。
2022年全球肝素钠市场销售额达到了33.75亿美元，预计2029年将达到42亿美元，年复合增长率（CAGR）为6.16%（2023-2029）。
在医院抗栓、抗凝用药中，肝素、低分子肝素仍是国内广泛使用的药物。随着药物临床使用的扩大，肝素类呈现出逐年升温的态势，也带动肝素原料药市场升温。
目前，许多粗品肝素钠企业仍采用传统盐析法生产，随着国家更加严苛的环保政策的实施，高昂的三废处理成本，将进一步加大企业的生存难度。酶-膜耦合技术能有效解决盐析法产率低、污染大等问题，与游离酶法相比生产成本较低，具有广阔工业应用前景。
