背景及概述[1][2]
硫酸软骨素(chondroitin sulfate，CS)系从动物软骨组织中提取、纯化所得的酸性粘多糖。硫酸软骨素有A，C，D，E，H和K等不同结构，自然界中的硫酸软骨素多存在于动物的软骨、喉骨、鼻骨(猪含41％)、牛、马中膈和气管(含36％一39％)中，其他如腿骨、韧带、皮肤、角膜等组织中也含有。鱼类软骨中含量很丰富，如鲨鱼骨中含50％～60％，结缔组织中含量很少。
腔肠动物、海绵动物、原生动物也含有硫酸软骨素。海洋鱼类如角鲨目和鳐形目软骨含有大量特征的硫酸软骨素D，以软骨硫酸粘蛋白形式存在，水解后生成硫酸软骨素和蛋白质。灰白色固体粉末。主要作为医药品，少量用作食品添加剂和化妆品原料。各种硫酸软骨素的生理作用和药理作用有些差异，但未完全了解。其药用范围涉及心血管、神经、消化和泌尿系统，临床上用于治疗多种病疾。
CS临床上主要用于治疗神经痛、关节炎、耳鸣以及促进溃疡愈合和防治高血脂症等。随着对其生理功能及生化性质的深入研究，发现它具有抗凝血和防止血管硬化等活性，对冠心病、心肌梗塞等心血管病的防治有较好的疗效，对神经细胞、肾细胞等具有保护作用，因此在国外是很流行的保健品添加剂。近年来，CS大量出口美国或欧洲，已成为出口量的生化医药产品之一。
理化性质及结构[3]
硫酸软骨素是一种酸性黏多糖- 糖胺聚糖，有多种异构体，目前药用的主要是A和C异构体，它们均由D-葡糖醛酸、N-乙酰-D-氨基半乳糖硫酸酯为单位组成 。按化学组成和结构的差异，又可将硫酸软骨素分为A、B、D、E、F、H等多种，其中B、F、H分子中含L-艾杜糖醛酸。一股硫酸软骨素约含50～70个双糖基本单位，硫酸角质素约含15~30个双糖基本单位，链长不均一。
硫酸软骨素为白色粉末，无臭无味，吸水性强，易溶于水而成黏度大的溶液，不溶于乙醇、丙酮和乙醚等有机溶剂，其盐类对热较稳定，受热达80 亦不被破坏。游离硫酸软骨素水溶液遇较高温度不稳定，主要是乙酰基被水解，从其结构上脱落下来。在酸性溶液中易水解成单糖体或较小的多糖体。
制备 [5]
硫酸软骨素的提取方法有酶解、碱法、超声波法和中性盐法等；其分离纯化有乙醇沉淀法、离子交换色谱法、季铵盐配合法、吸附法和纤维素分离法等。国内普遍采用稀碱和浓碱的提取法，国外报道用稀碱稀盐综合提取法。这些制备工艺一般都要经过酶解和活性炭或白陶土等处理。酶用高倍胰酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和无花果蛋白酶等，去糖原时用淀粉酶。
1. 稀碱一酶解提取法
先将软骨在80 ℃煮4～6 h，然后按原料(干重)与2％ NaOH 的比例为l：6.25的量加入NaOH，室温提取1.5 h，然后用HC1调pH到6～6.5，双层纱布过滤；留下滤液，滤渣再以1：0.12的比例加入2％的NaOH，于40 ℃ 下提取l h，再用双层滤布过滤；弃滤渣，取滤液。合并2次滤液，并测量体积待用。
滤液调节pH到8.0～9.0，按滤液与胰酶1 000：0、5的比例加入胰酶，于40～50℃水解l h后，再按1 000：0.5的比例加入胃蛋白酶，40~50 oC水解1.5 h。过滤后加入高岭土和活性炭吸附。用氯仿反萃取法萃取滤液，留水层。调水层pH至6.8～7.2，再加入2.5倍体积的95％1~2上乙醇沉淀，即得硫酸软骨索。
2. 浓碱一复合酶酶解提取法
该方法的实验流程与稀碱酶解法基本一样，只是在碱解这一步增大了碱的浓度。高华㈣等应用该法生产了硫酸软骨索，研究得出优化的试验条件。碱提取的条件是按软骨与1 mol/L NaOH溶液质量比1：2混合，温度控制在45℃，搅拌提取2 h。
复合酶酶解工艺的适宜条件为按复合蛋白酶与料液1：1 000的质量比加入蛋白酶，控温40～50 ℃ ，保持溶液pH8.5-9 0，水解4h。在实验条件下，得到硫酸软骨素为白色粉末，产品纯度达95.2％，收率为32.6％。。
3. 稀碱一盐提取法
用以NaOH碱化的氯化钠溶液从动物气管中提取硫酸软骨素。该工艺是取处理后的动物气管用3～4 mol/L 的NaC1溶液浸没，加50％ 的NaOH调pH 为l3左右，室温间歇搅拌，提取10～17 h，过滤；滤渣再用等量3～4 mo1/L的NaC1溶液
浸泡提取1次，合并2次提取液。加入稀盐酸调pH为7左右，在80～10o℃水解2060 min，冷却。水解液过滤，滤液用稀盐酸调pH为2～3，静置，过滤。滤液在搅拌下，用碱调pH为6～7，在上述溶液中，边搅拌边加入无水乙醇，使溶液中乙醇浓度控制在50％～ 70％，可以得到硫酸软骨素沉淀。合适的操作条件为2次浸泡时间总和25~30 h，水解时间20～40 min，乙醇最终浓度为60％～70％ 。
4. 复合酶酶解提取法
用复合酶解法提取硫酸软骨素。把猪肋、喉、气管等软骨预处理后，以骨粉1：3的比例加入去离子水，加入原料量1％的复合酶，于55℃搅拌酶解12～15 h。复合酶水解液用HC1调pH7.5，加入2％的醋酸钠溶液，搅拌溶解后，升温到85℃ ，保温20min，过滤去残渣。滤液加入胰酶酶解。
经酶解后的酶解液在85℃下维持15min，过滤，乙醇沉淀，F燥磨粉后得成品。影响该工艺水解反应的因素为酶解温度、pH值与加酶量，利用正交试验得出优化条件为温度50 ℃ 、pH8.6～8.9、加酶量0-39 L，收率达17.84％。采用全新的双酶酶解艺和中空纤维超滤等现代技术生产硫酸软骨素，由于酶作用专一性强的特点，质量稳定、收率高，产品颜色洁白，生产周期较短。
5. 酶解-树脂提取法
将鲸鱼软骨绞碎，加1 mol/L的NaOH溶液浸泡，40 ℃保温水解2 h或加pH7.5的水浸泡，用蛋白酶55℃保温水解20 h，再加HE1中和近中性，过滤，调整滤液中NaC1浓度达到0.5 mol/L后，将溶液通过Amberlite IRA-933删离子交换树脂柱，吸附完毕，用0.5 mol/L的NaC1液洗涤，再用1、8 mol/L的NaC1液洗脱，流速2 L/h，洗脱液脱盐，乙醇沉淀，离心，收集沉淀，真空干燥，即得成品。
应用此工艺制得的硫酸软骨素样品，经纸电泳检查为单一区带，抗原物质试验结果为阴性，含硫量为7.2％。其优点是酶水解或稀碱水解与树脂交换技术相结合，保证了硫酸软骨素分子不降解，解决成品纯度的问题。方法简便，收率高，是一种较有实用价值的制备方法。
6. 超声波提取法
利用超声波法制备硫酸软骨素，其原理是在碱性条件下蛋白质易离解和超声波的热学机制叮促使蛋白质快速解离而达到去杂蛋白的目的，升温(85～90℃)均町使解离的蛋白质变性吸附到白陶土上，从而使硫酸软骨素 蛋白质分离，提高产品质量。以猪喉骨为原料，在对其进行预处理后，使用超声波手段进行稀碱抽提，浸出液再用超声波二次处理使杂蛋白解离，经白陶土和活性炭去杂脱色，酒精沉淀后，干燥即得合格的硫酸软骨索，收率为8％。
主要参考资料
[1] 海洋化学辞典
[2] 王凤琴. 硫酸软骨素生产新工艺的研究[J]. 淮阴工学院学报, 2003, 12(3): 71-73.
[3] 徐庆阳, 黎兴荣, 石墨, 等. 硫酸软骨素研究现状[J]. 生物技术通讯, 2004, 15(6): 633-635.
[4] 硫酸软骨素说明书
[5] 高华, 刘坤, 于兹东, 等. 硫酸软骨素生产新工艺研究[J]. 青岛大学学报: 工程技术版, 2003, 18(4): 55-58.