Технологические решения для выделения лактоферрина и других белков из молока с помощью промышленной хроматографии

08.06.2025

Введение

Молоко является ценным источником питательных веществ, включая белки, которые играют важную роль в питании человека. В этой статье мы рассмотрим содержание белков в молоке и методы их выделения в промышленном масштабе.

Белки составляют около 3–4% от общего состава молока. Они делятся на два основных типа: казеины и сывороточные белки. Казеины составляют около 80% от общего количества белков в молоке и являются основным компонентом молочного белка. Сывороточные белки, такие как альбумин и глобулин, составляют оставшиеся 20%.

Среди сывороточных белков выделяются:

• Лактоферрин — многофункциональный белок, обладающий антибактериальными и иммуномодулирующими свойствами. Он участвует в регуляции железа в организме и имеет важное значение для иммунной системы.
• Лактоальбумин — белок с высокой биологической ценностью, содержащий все незаменимые аминокислоты. Он легко усваивается и способствует росту и развитию организма.
• Лактоглобулин — ещё один важный сывороточный белок, который также содержит необходимые аминокислоты и обладает высокой питательной ценностью.

Казеины обладают высокой питательной ценностью и легко усваиваются организмом. Они содержат все незаменимые аминокислоты, необходимые для роста и развития организма. Сывороточные белки также обладают высокой биологической ценностью и быстро усваиваются организмом, что делает их популярными среди спортсменов и людей, следящих за своим здоровьем.

 Ввыделение лактоферрина и других молочных белков требует высокоэффективных технологий, среди которых ключевую роль играет промышленная хроматография.

В этой статье мы рассмотрим основные этапы выделения лактоферрина и других белков из молока, а также расскажем, как современное хроматографическое оборудование помогает оптимизировать этот процесс.

Подготовка молочного сырья

Перед хроматографией молоко проходит предварительную обработку:

• Обезжиривание (центрифугирование или микрофильтрация).
• Удаление казеина (кислотное осаждение или ферментативный гидролиз).
• Концентрация сывороточных белков (ультрафильтрация).

Полученная сыворотка содержит лактоферрин, лактопероксидазу, иммуноглобулины и другие ценные компоненты, которые можно разделить с помощью хроматографии.

Промышленная хроматография: ключевые методы

Для выделения лактоферрина и других белков применяют несколько видов хроматографии:

Ионообменная хроматография (IEX)

• Основана на взаимодействии заряженных белков с ионообменной смолой.
• Лактоферрин, имеющий положительный заряд в нейтральной среде, эффективно связывается с катионообменниками
• После связывания белок элюируют солевым градиентом.

Оборудование для промышленной хроматографии

Для масштабирования процесса компания Биорус предлагает современные хроматографические системы, такие как промышленные хроматографы и лабораторные системы.

Ключевые компоненты системы:

1. Хроматографические колонны
   • Диаметр: до 1800 мм.
   • Материал: нержавеющая сталь 316L.
   • Полировка: Ra ? 0.8 мкм.
   • Рабочее давление: до 5 бар.
2. Хроматографическая система
   • Рабочий поток: 15–22 т/ч.
   • Датчики: УФ-детектор (200–400 нм), кондуктометр (0.01–300 мСм/см).
   • Автоматизация: управление через ПЛК Siemens S7-1500.
3. Система тангенциальной фильтрации (TFF)
   • Производительность: 400–800 л/мин.
   • Мембраны: 100 кв.м.
   • Контроль давления: автоматический.
4. Емкости для подготовки сорбента и буферных растворов
   • Объем: до 4000 л.
   • Материал: нержавеющая сталь 304/316L.

4. Пример промышленной линии для выделения лактоферрина

Проект800 т/день (из технического предложения):

1. Подготовка сырья:
   • Пастеризация (70–90°C, 15 сек).
   • Обезжиривание (центрифугирование, жирность < 0.1%).
   • Стандартизация и гомогенизация.
2. Хроматографическое разделение:
   • Катионообменная хроматография при pH 4.8.
   • Элюция лактоферрина солевым градиентом.
3. Дополнительная очистка:
   • Ультрафильтрация (TFF).
   • Лиофилизация (сушка).

Преимущества оборудования

Высокая производительность – до 22 т/ч.
Автоматизация – управление через SCADA-систему.
Соответствие стандартам – cGMP, ASME-BPE.
Гибкость – возможность настройки под разные белки.

Заключение

Промышленная хроматография — наиболее эффективный метод выделения лактоферрина и других белков из молока. Использование специализированного оборудования, такого как хроматографические системы Биорус, позволяет добиться высокой чистоты продукта и экономической эффективности производства.