CN1129609C - 一种絮凝澄清－超滤浓缩工艺生产复合免疫活性蛋白的方法 - Google Patents
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Abstract
一种絮凝澄清—超滤浓缩工艺生产复合免疫活性蛋白的方法。本发明属于生物制品和分离技术领域。本发明采用复合絮凝剂澄清技术，结合超滤浓缩分离，实现了工业化规模从鸡蛋中一步法分离提取复合免疫活性蛋白，年产5吨以上。主产品同时含有蛋黄免疫球蛋白和转铁蛋白两种重要免疫活性物质，其中免疫球蛋白的纯度大于40%，转铁蛋白的含量在10%以上。同时还可得到蛋白粉和蛋黄粉两个副产品。本发明采用了膜分离等高新技术，具有技术含量高，资源利用度高，自动化程度高的特点，是绿色工艺生产绿色生物活性食品的典型代表。
Description
本发明是一种用复合絮凝剂澄清技术结合超滤浓缩分离从鸡蛋中一步法分离提取复合免疫活性蛋白的方法，属于生物制品和分离技术领域。产品复合免疫活性蛋白的主要成分为蛋黄免疫球蛋白和转铁蛋白。
鸡蛋富含免疫球蛋白和转铁蛋白等生物免疫活性蛋白，其中蛋黄中免疫球蛋白的含量高达10～20g/L，蛋清中转铁蛋白的含量也达到10g/L以上，被认为是免疫活性蛋白最丰富和最廉价的资源。因此，国外从80年代末开始研究从鸡蛋中提取免疫球蛋白和转铁蛋白的技术和工艺，但迄今为止，还没有如人们所期望的那样得到工业化利用。主要原因是因为蛋黄中含有丰富的脂肪、蛋白质、胆固醇、卵磷脂等多种物质，其中蛋白质又多以脂蛋白形式出现，而蛋清中又含有卵粘蛋白等难溶蛋白。目前，提取蛋黄免疫活性蛋白有下述几种方法：(1)采用聚乙二醇、丙酮等有机试剂分离的方法，但由于免疫球蛋白、转铁蛋白是用作食品功能性添加剂，此方法有三个缺点：一是成本较高、工艺复杂，易造成活性损失；二是产品最终有有害物质残留，从而限制其应用；三是达不到食品工业所需的生产规模。(2)采用有机溶剂沉淀结合离子交换、金属螯合、亲和色谱分离的方法，虽然纯度较高，但成本更高，不适合食品工业的需要。(3)采用超滤方法，尽管被认为是最具有工业化潜力的方法，但在超滤过程中，蛋黄中丰富的脂肪、蛋白质、胆固醇、卵磷脂等对膜的污染非常严重，使得要达到工业化规模的超滤分离十分困难。根据国际联机查新确认，目前国际上还没有任何达到中试规模的生产蛋黄免疫球蛋白和转铁蛋白的报道。
本发明的目的是提供一种用复合絮凝剂澄清技术结合超滤浓缩分离从鸡蛋中一步法提取复合免疫活性蛋白的方法。采用本发明能够以年产5吨以上的规模生产高生物活性的复合免疫活性蛋白产品，本产品同时含有蛋黄免疫球蛋白和转铁蛋白等免疫活性物质。同时还可得到蛋白粉和蛋黄粉二个副产品。使得生产成本远远低于以前的方法。
本发明的内容为：生产工艺流程框图如图1所示。主要技术特征有如下几点：(1)原料新鲜鸡蛋采用经生物免疫蛋鸡所产之新鲜鸡蛋以提高鸡蛋之免疫球蛋白的生物活性，一般可提高32倍至64倍。对蛋鸡进行生物免疫是用常见人体肠道病原菌、病毒或龋齿细菌作抗原，加上免疫佐剂，对20～25周龄蛋鸡进行免疫注射，共4～5次。但也可以省掉此免疫步骤，对下述生产工艺没有任何影响。(2)采用复合絮凝剂澄清技术，结合超滤浓缩分离，从鸡蛋中一步法分离提取复合免疫活性蛋白，使复合免疫活性蛋白的工业化分离得以实现，可达年产5吨以上复合免疫活性蛋白产品的生产规模。产品同时含有蛋黄免疫球蛋白和转铁蛋白两种重要免疫活性物质，其中免疫球蛋白的纯度达40％以上，转铁蛋白的含量在10％以上。(3)采用微滤技术对超滤浓缩液进行冷除菌，主产品的微生物指标为总菌数小于3000CFU，大大低于类似产品—初乳粉或初乳清粉中的微生物指标。(4)整个工艺流程都在低温下(0～16℃)进行，确保了产品的高生物活性。
本发明的工艺为；
(1)将原料新鲜鸡蛋经消毒，分离蛋清和蛋黄。蛋清经喷雾干燥制得副产品蛋白粉。将蛋黄经加水、调节pH、搅拌、沉淀分离后，得蛋黄抽提液，技术条件为：蛋黄∶去离子水＝1∶6～18(w/w)，视蛋黄酸碱度的具体情况可用食品级有机酸如醋酸、乳酸等调节pH4.8～7.7，搅拌5～25分钟，用蝶式离心机2500～6000r/min分离或自然沉降5～18小时后分离。破乳后所得之复合免疫活性蛋白属水溶性蛋白，留在上清液(即抽提液)中。沉淀物(剩余蛋黄)经喷雾干燥，制得副产品蛋黄粉。
(2)将蛋黄抽提液，经在其中按顺序加入复合絮凝剂(A+B，C)絮凝，调节pH、搅拌、离心分离或板框过滤后，得絮凝澄清液，技术条件为：复合絮凝剂(A+B，C)总用量为抽提液的0.2～1.1％(w/w)，用食品生产允许的可溶性钙盐(A)，壳聚糖等天然高分子胶(B)和磷酸盐(C)组成的复合絮凝剂，复合絮凝剂A为可溶性钙盐如醋酸钙、乳酸钙等，复合絮凝剂C为磷酸盐如磷酸钠、磷酸钾等，其组成比例视料液情况而有所不同，一般的范围为A∶B∶C＝0.02～0.3∶0～0.12.∶0.18～0.68，并视料液酸碱度的具体情况同样用食品级有机酸调节pH4.5～8.5，搅拌5～20min，然后放置20min～60min让其絮凝沉淀后，经离心或板框过滤后去除絮凝物，蝶式离心机2500～6000r/min分离或加入0.2～1.0％(w/w)硅藻土进行板框过滤，沉淀物为絮凝物等杂质，被弃去。
(3)将絮凝澄清液进行低温超滤膜分离，得到浓缩截留液。超滤温度为4～16℃，超滤膜的截留分子量为20,000～150，000，采用醋酸纤维膜(CA膜)、改性聚砜膜(PS膜)、聚醚砜膜(POS膜)或聚偏氟乙烯膜(PVDF膜)。每个膜组件的面积可达15M2以上。超滤透过液主要是一些低分子物质，可弃去。
(4)将浓缩截留液进行低温微滤膜除菌，微滤膜孔径为0.22um。(5)微滤透过液在-30～-50℃条件下，经冷冻干燥24小时后，得到主产品—复合免疫活性蛋白。
本发明的优点：
(1)通过鸡的生物免疫得到高含量，高效价的活性蛋黄免疫球蛋白，极大地提高了对人体常见的几种病原菌的抑菌能力，一般效价可提高32～64倍，同时与产品中的转铁蛋白协同作用，极大地增强了生物活性。
(2)该工艺采用低温超滤膜分离，无相态变化，不存在高温或化学因素破坏，从根本上解决了免疫活性物质在加工过程中容易失活的难题，保证最终产品的活性不受破坏。
(3)微滤除菌既能够去除包括活菌体和死菌体在内的绝大多数的细菌体，这是其他任何一种方法都达不到的(如巴氏热杀菌或辐照低温杀菌都会使免疫球蛋白失活，大大降低产品的生物活性)。而微生物指标可达到总菌数≤3000CFU，大大低于其他同类产品。
(4)该工艺可同时得到含有蛋黄免疫球蛋白和转铁蛋白这两种重要免疫活性物质的产品，其中免疫球蛋白的纯度可达40％以上，转铁蛋白的含量也在10％以上。并且由于采用了膜分离等高新技术，因此产品不含任何有害物质，不含激素，高效安全。
(5)提高了资源利用度，在生产过程中避免使用有机溶剂等有害物质，减少污染，保护了环境。
(6)自动化程度高，操作简便，生产效率高，生产成本低。
实施例：
将5吨新鲜鸡蛋经消毒、分蛋，所得蛋清经喷雾干燥制得副产品蛋白粉约300公斤左右，所得蛋黄加入20吨去离子水，用醋酸调节pH4.8～7.7，搅拌15分钟，沉淀15小时，离心分离。沉淀物为剩余蛋黄，经喷雾干燥制得副产品蛋黄粉，约600公斤左右。上清液就是复合免疫活性蛋白抽提液，按配比加入复合絮凝剂，调节pH4.5～8.5，搅拌15分钟，离心分离。沉淀物弃去。絮凝澄清液经CA膜超滤，4～16℃，膜面积50m2。超滤透过液弃去。浓缩截留液经0.22um微滤膜除菌，再急冻至-30～-40℃，保持120min左右，然后在低温下抽真空，经24小时冷冻干燥，得到主产品一复合免疫活性蛋白，约为13～17公斤。
应用举例：
本产品可用于微胶囊化的含免疫球蛋白类婴儿特种营养食品，主要有免疫球蛋白、DHA(及EPA)、牛磺酸、蛋白质和碳水化合物，以与母乳相似的比例配成，由低含量的乳糖、矿物质、50％以上的低分子量蛋白质和不少于4％的免疫球蛋白和1％的转铁蛋白组成，可稀释成浓度不低于3.0g/L的溶液，其免疫活力与初乳相近。这类婴儿食品在脂肪酸和免疫球蛋白组成上与母乳相近，利于婴儿吸收并提高对疾病的免疫能力，对婴儿的生长发育也有明显的促进作用。另外，也可添加于婴儿配方奶粉中，生产功能性更接近母乳的新一代婴儿配方奶粉，其产品含有0.1％～1.2％以上的活性免疫球蛋白，及一定量的转铁蛋白。
Claims (5)
1、一种生产复合免疫活性蛋白的方法，本发明的特征是采用复合絮凝剂澄清技术，结合超滤浓缩分离，从鸡蛋中一步法分离提取复合免疫活性蛋白，其工艺为：
(1)将原料新鲜鸡蛋经消毒、分离蛋清和蛋黄后，将蛋黄经加水、调节pH、搅拌、沉淀分离后，得到蛋黄抽提液，技术条件为：蛋黄∶去离子水＝1∶6～18(w/w)，pH4.8～7.7，搅拌5～25分钟，用蝶式离心机2500～6000r/min分离或自然沉降5～18小时；
(2)将蛋黄抽提液，经在其中按顺序加入复合絮凝剂(A+B，C)絮凝，经调节pH、搅拌、离心分离或板框过滤后，得絮凝澄清液，技术条件为：复合絮凝剂(A+B，C)总用量为抽提液的0.2～1.1％(w/w)，A∶B∶C即是可溶性钙盐∶壳聚糖∶磷酸盐＝0.02～0.3∶0～0.12∶0.18～0.68，pH4.5～8.5，搅拌5～20分钟，然后放置20～60分钟让其絮凝沉淀后，蝶式离心机2500～6000r/min分离或加入0.2～1.0％(w/w)硅藻土进行板框过滤；
(3)将絮凝澄清液进行低温超滤膜分离，得到浓缩截留液，技术条件为：超滤温度4～16℃，截留分子量20,000～150,000，采用醋酸纤维膜、改性聚砜膜、聚醚砜膜或聚偏氟乙烯膜作超滤膜；
(4)将浓缩截留液进行低温微滤膜除菌，微滤膜孔径为0.22um；
(5)将微滤透过液在-30～-50℃条件下，经冷冻干燥24小时，得主产品复合免疫活性蛋白。
2、按权利要求1所述的方法，其特征在于原料新鲜鸡蛋采用经生物免疫蛋鸡所产之新鲜鸡蛋以提高鸡蛋之免疫球蛋白的生物活性，可提高32～64倍，对蛋鸡进行生物免疫是用常见人体肠道病原菌、病毒或龋齿细菌作抗原，加上免疫佐剂，对20～25周龄蛋鸡进行免疫注射，共4～5次。
3、按权利要求1所述的方法，其特征在于复合絮凝剂A为可溶性钙盐，如醋酸钙、乳酸钙；复合絮凝剂C为磷酸盐，如磷酸钠、磷酸钾。
4、按权利要求1所述的方法，其特征在于采用微滤技术对超滤浓缩液进行冷除菌，主产品的微生物指标为总菌数小于3000CFU。
5、按权利要求1所述的方法，其特征在于主产品同时含有蛋黄免疫球蛋白和转铁蛋白两种免疫活性物质，其中免疫球蛋白的纯度达40％，转铁蛋白的含量在10％。
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