[发明专利]一种用扩张床吸附技术从乳清中提纯乳铁蛋白的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用扩张床吸附技术从乳清中提纯乳铁蛋白的方法。

背景技术

牛奶分离出酪蛋白制备奶酪后，剩余溶液即为乳清液。乳清液作为副产物，其水含量高，运输不便，经常通过喷雾干燥等方法制成乳清粉。乳清粉中的主要成分为乳糖和乳清蛋白。

乳清蛋白中主要有β-乳球蛋白（β-Lg）、α-乳白蛋白（α-La）、牛血清白蛋白（BSA）、免疫球蛋白（IgG），以及乳铁蛋白（Lf）、乳过氧化酶、生长因子和许多生物活性因子及酶，这些物质均具有一定的生物活性，尤其是乳铁蛋白因其特有的功能备受关注。

乳铁蛋白等电点为8.0,分子质量８０kDa，在乳清中含量约为0.5 g/L。乳铁蛋白具有抗菌、抗病毒、免疫调节等多种生物活性功能。

中国专利CN 1486989 A公开了一种从牛初乳中分离纯化乳铁蛋白的方法，首先对牛初乳进行脱脂处理，并除去酪蛋白和球蛋白，将清液透析6小时后，采用肝素-琼脂糖树脂进行亲和层析，提纯乳铁蛋白。中国专利CN 101362792 A中也是采用亲和层析分离乳铁蛋白。由于亲和层析介质成本较高以及洗脱比较困难，不太适宜工业化大规模应用。

中国专利CN 101724013 A和美国专利US 5,149,647均利用阳离子交换树脂提纯乳铁蛋白，首先制备乳清，然后对乳清进行微滤处理，再用阳离子交换层析从微滤的透过液中提纯乳铁蛋白。

上面所述的亲和层析和阳离子交换层析，都采用固定床的方式，由于固定床填充密度高，在进料前，必须对其进行微滤或者透析等预处理，以除去不溶性颗粒，否则会造成层析柱堵塞。预处理过程增加设备投入，操作时间长，还会造成乳铁蛋白的损失，降低生产率。同时，固定床层析操作中，流速不能太高，否则柱压太大，使介质变形，影响层析的顺利进行。

中国专利CN 1663961A提供了一种无需预处理料液的乳铁蛋白提取方法，把阳离子交换树脂在搅拌下直接与乳清溶液混合吸附，吸附完全后，再用滤布将树脂分离，并转移至NaCl溶液中浸泡以洗脱乳铁蛋白。该方法是典型的单级吸附，分离效率非常低，很难得到高纯度的乳铁蛋白，也难以进行工业化大规模生产。

欧洲专利EP1480524 (A1)采用混合模式扩张床介质FastLine SALTO 从牛乳中分离乳铁蛋白。先预处理除去牛乳中的酪蛋白，再把料液调节至pH4.5后上样；洗脱分为两步，先用50 mN 硼酸洗脱其他蛋白，再用0.02 M NaOH洗脱得到乳铁蛋白。由于FastLine SALTO介质同时具有阳离子交换和疏水作用基团，乳铁蛋白的吸附选择性较差，而牛乳中蛋白组分复杂，免疫球蛋白和牛血清白蛋白等都能吸附，所以需要比较复杂的洗脱步骤才能得到纯度大于90%的乳铁蛋白，操作相对繁琐，耗时较长。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种操作简便、分离效率高、成本较低的用扩张床吸附技术从乳清中提纯乳铁蛋白的方法。

用扩张床吸附技术从乳清中提纯乳铁蛋白的方法包括以下步骤：

1）甜乳清粉加水溶解制成质量百分比浓度为20～80 g/L的乳清溶液或采用市售液态乳清液,用NaOH调节pH至7.0 ～8.0；

2）扩张床内装填阳离子交换层析介质，阳离子交换介质为Streamline SP，Streamline SP XL或Fastline SP；用pH7.0 ～8.0的磷酸盐缓冲液从下向上通过床层，平衡扩张床，床层稳定膨胀时，膨胀率介于1.8～2.6；

3）通入步骤1）的溶液进行吸附，然后通入步骤2）所用的缓冲液冲洗直至没有蛋白洗出，再用含0.1～1 M NaCl的pH7.0～10.0的磷酸盐缓冲液或者碳酸盐缓冲液洗脱，收集洗脱液，其纯度为88～93%，乳铁蛋白回收率为47%～86%；

4）最后用0.2～0.5 M NaOH在位清洗，并用pH7.0的磷酸盐缓冲液使介质再生。

所述的步骤3）中，通入步骤1）的溶液进行吸附时，保持操作流速与平衡扩张床时流速相同，或者保持床层的膨胀率相同。

本发明的有益效果如下：

（1）扩张床允许料液中含有不溶颗粒，无需微滤等预处理，节省固液分离设备投入，简化流程，减少乳铁蛋白的损失，提高收率。

（2）扩张床的操作流速比固定床方式要高得多，可提高生产效率。

（3）阳离子交换介质的选择性好，特异吸附乳铁蛋白，洗脱条件温和，步骤简单易行。

（4）仅需一步吸附洗脱就可从粗乳清中提纯得到纯度基本大于90%的乳铁蛋白，工艺简单，适于工业化生产。