专利名称：利用铁盐分离制备畜血清免疫球蛋白粉的方法
技术领域：
本发明属于生物分离提取技术领域，具体涉及到一种将新鲜畜血经抗凝处理后的血清为底物且利用铁盐分离制备畜血清免疫球蛋白粉的方法。
背景技术：
免疫球蛋白是对抗原刺激应答中，B淋巴细胞产生的能与相应抗原特异性的结合， 产生各种免疫效应(生理效应)的一类球蛋白。服用免疫球蛋白，能够以被动免疫方式提高人体免疫力。大量研究报道了口服免疫球蛋白可以有效地预防和治疗婴幼儿及成人由大肠杆菌和轮状病毒引发的腹泻以及其它疾病。畜血中免疫球蛋白含量很高，从中提取并生产高附加值的免疫球蛋白类保健产品，既可以充分利用我国丰富的畜血资源，实现畜血的“变废为宝”，又能够扩大免疫球蛋白产品的来源，降低其较高的价格，以便于免疫球蛋白类产品的推广，促进人民健康水平的提
尚ο利用畜血分离制备免疫球蛋白是一种非常有前景的生产方法，不仅生产工艺简化，生产成本降低，而且具有较高的安全性。目前沉淀法分离动物血清蛋白方法主要有以下两种
盐析(主要是硫酸铵)和乙醇分级沉淀，这两种方法的优点是能够利用无机盐或者乙醇加入量的改变，将不同的血清蛋白依次沉淀出来，其分离效果较好，可以实现血清蛋白的分级沉淀。但其缺点也很明显硫酸铵沉淀法分离纯化血清蛋白时无机盐的用量很大，分离后除去硫酸铵需要花费很长的时间，而且硫酸铵很难回收，易造成浪费和污染；乙醇分级沉淀易造成蛋白质的变性，必须在低温下进行，对于操作条件要求相当严格，大量处理起来比较困难。在工业上分离纯化蛋白质通常采用的方法是柱层析和超滤，可以采用的柱层析方法包括离子交换、亲和色谱和分子筛，这些分离手段具有分离效果好，过程温和，通常不会造成蛋白质活性损失等优点，但其成本十分昂贵，同时，对于畜血清蛋白的分离，其处理量和处理速度都是有限的。直接用超滤法处理血清，超滤膜的污染会很严重，同时就目前的技术水平而言，超滤多用于蛋白质的浓缩而不是分离。因此，对于大规模分离纯化畜血清免疫球蛋白而言，必须寻找一种成本低廉，操作简便，安全实用的方法。
发明内容
为解决上述利用畜血制备免疫球蛋白技术存在的不足，本发明提供了一种利用铁盐分离制备畜血清免疫球蛋白粉的方法，该方法先从畜血中分离出畜血清，再利用畜血清与铁盐形成盐复合物，通过控制铁盐浓度、PH和温度来改变溶液体系中畜血清蛋白的溶解度，从而分离得到畜血清免疫球蛋白上清液，然后通过超滤脱盐和浓缩，在干燥保护剂的作用下进行喷雾干燥，得到较高纯度和活性的畜血清免疫球蛋白粉。整个方法的生产工艺操作简便，过程温和，分离效果好，安全可靠。为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案
一种利用铁盐分离制备畜血清免疫球蛋白粉的方法，该方法先从畜血中分离出畜血清，再利用畜血清与铁盐形成盐复合物，通过控制铁盐浓度、PH和温度来改变溶液体系中畜血清蛋白的溶解度，从而分离得到畜血清免疫球蛋白上清液，然后通过超滤脱盐和浓缩，在干燥保护剂的作用下进行喷雾干燥，得到较高纯度和活性的畜血清免疫球蛋白粉。概括而言该方法包括畜血清的制备、畜血清免疫球蛋白的盐提、超滤脱盐浓缩和喷雾干燥四个工艺步骤，该四个工艺步骤分述如下 I畜血清的制备
将经过抗凝处理的畜血放在离心机上进行离心分离，离心机转速控制在3000-50001·/ min,离心时间控制在10-30min，经离心分离后得到畜血清。II畜血清免疫球蛋白的盐提
在畜血清中加入铁盐形成盐复合物，所述盐复合物中铁离子的浓度控制在I-IOOmmol/ L，所述盐复合物的pH值控制在5-10，所述盐复合物在30-60°C条件下反应10-30min，然后将所述盐复合物放在离心机上进行离心分离，离心机转速控制在3000-500()r/min，离心时间控制在10-30min，经离心分离后得到。III超滤脱盐浓缩
采用螺旋卷式超滤设备并以截留液全循环错流方式对畜血清免疫球蛋白上清液进行超滤脱盐浓缩，超滤脱盐浓缩时畜血清免疫球蛋白上清液的PH值应为5-10，其温度应在 30-60°C之间，超滤脱盐浓缩的压力控制在0. 01-0. IMpa，浓缩倍数控制在10倍得到畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液。IV畜血清免疫球蛋白的干燥
按第III步骤中得到畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液总重为准，干燥保护剂的总添加量= 得到的畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液总重XI. 5%，添加干燥保护剂后进行喷雾干燥，喷雾干燥的均质压力控制在0. I-IOMpa,喷雾干燥的进风温度控制在80-200°C，喷雾干燥的出风温度控制在40-100°C，经喷雾干燥后得到畜血清免疫球蛋白粉，所述畜血清免疫球蛋白粉中的水分含量小于0.5%，所述畜血清免疫球蛋白粉中免疫球蛋白的百分含量为65. 1%， 所述畜血清免疫球蛋白粉中的活性保留率为75. 4%，所述干燥保护剂为0. 5%的甘氨酸和1% 的麦芽糖。所述干燥保护剂是甘氨酸+麦芽糖。所述干燥保护剂的总添加量=得到的畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液总重X 1. 5%= 甘氨酸添加量+麦芽糖添加量，其中甘氨酸添加量=得到的畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液总重X0. 5%，麦芽糖添加量=得到的畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液总重X 1%。由于采用如上所述技术方案，本发明具有如下优越性
1.本发明方法中的四个工艺步骤具有简单、稳定之特点，得到的畜血清免疫球蛋白粉具有生产率高和活性高之优点。2.铁盐作为沉淀剂安全可靠，干燥后的铁离子含量小于0. 0005% (w/w)；根据国标，铁盐作为营养强化剂添加到食品中，其允许用量为0. 01%(w/w),因此本发明的方法安全可靠。
具体实施例方式本发明是一种利用铁盐分离制备畜血清免疫球蛋白粉的方法，该方法先从畜血中分离出畜血清，再利用畜血清与铁盐形成盐复合物，通过控制铁盐浓度、PH和温度来改变溶液体系中畜血清蛋白的溶解度，从而分离得到畜血清免疫球蛋白上清液，然后通过超滤脱盐和浓缩，在干燥保护剂的作用下进行喷雾干燥，得到较高纯度和活性的畜血清免疫球蛋白粉。本发明所述的抗凝处理均为物理抗凝，本发明所述的截留液全循环错流方式是超滤的一种方式，由于物理抗凝和截留液全循环错流方式是本领域常用的处理方式，故不再另述。以下结合三个实施例对本发明做出进一步说明。实施例1
将经过抗凝处理的畜血进行离心，转速3000r/min，时间30min，分离出畜血清；然后在畜血清中加入铁盐形成盐复合物，该盐复合物中铁离子的浓度控制在lmmol/L，盐复合物的 PH值=5，并在60°C下保温lOmin，将该盐复合物放在离心机上进行离心分离，离心机转速控制在3000r/min，离心时间控制在30min，经离心分离后得到畜血清免疫球蛋白上清液；采用螺旋卷式超滤设备并以截留液全循环错流方式对畜血清免疫球蛋白上清液进行超滤脱盐浓缩，超滤脱盐浓缩时畜血清免疫球蛋白上清液的PH值=5，其温度应在30°C，超滤脱盐浓缩的压力控制在0. IMpa，浓缩倍数控制在10倍得到畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液；在畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液中添加干燥保护剂后进行喷雾干燥，喷雾干燥的均质压力控制在0. IMpa，喷雾干燥的进风温度控制在200°C，喷雾干燥的出风温度控制在100°C，经喷雾干燥后得到畜血清免疫球蛋白粉。实施例2:
将经过抗凝处理的畜血进行离心，转速4000r/min，时间20min，分离出畜血清；然后在畜血清中加入铁盐形成盐复合物，该盐复合物中铁离子的浓度控制在50mmol/L，盐复合物的PH值=7. 5，并在45°C下保温20min，将该盐复合物放在离心机上进行离心分离，离心机转速控制在4000r/min，离心时间控制在20min，经离心分离后得到畜血清免疫球蛋白上清液；采用螺旋卷式超滤设备并以截留液全循环错流方式对畜血清免疫球蛋白上清液进行超滤脱盐浓缩，超滤脱盐浓缩时畜血清免疫球蛋白上清液的PH值=7. 5，其温度应在45°C，超滤脱盐浓缩的压力控制在0. 05Mpa，浓缩倍数控制在10倍得到畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液；在畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液中添加干燥保护剂后进行喷雾干燥，喷雾干燥的均质压力控制在5Mpa，喷雾干燥的进风温度控制在140°C，喷雾干燥的出风温度控制在70°C，经喷雾干燥后得到畜血清免疫球蛋白粉。实施例3:
将经过抗凝处理的畜血进行离心，转速5000r/min，时间lOmin，分离出畜血清；然后在畜血清中加入铁盐形成盐复合物，该盐复合物中铁离子的浓度控制在lOOmmol/L，盐复合物的pH值=10，并在30°C下保温30min，将该盐复合物放在离心机上进行离心分离，离心机转速控制在5000r/min，离心时间控制在lOmin，经离心分离后得到畜血清免疫球蛋白上清液；采用螺旋卷式超滤设备并以截留液全循环错流方式对畜血清免疫球蛋白上清液进行超滤脱盐浓缩，超滤脱盐浓缩时畜血清免疫球蛋白上清液的PH值=10，其温度应在60°C，超滤脱盐浓缩的压力控制在0. OlMpa，浓缩倍数控制在10倍得到畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液；在畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液中添加干燥保护剂后进行喷雾干燥，喷雾干燥的均质压力控制在lOMpa，喷雾干燥的进风温度控制在80°C，喷雾干燥的出风温度控制在40°C，经喷雾干燥后得到畜血清免疫球蛋白粉。上述三个实施例中，所述干燥保护剂是甘氨酸+麦芽糖，添加干燥保护剂的用量以本发明第III步中得到的畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液总重为准，干燥保护剂的总添加量 =得到的畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液总重χ ι. 5%=甘氨酸添加量+麦芽糖添加量，其中 甘氨酸添加量=得到的畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液总重XO. 5%，麦芽糖添加量=得到的畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液总重X 1%。得到的畜血清免疫球蛋白粉中的水分含量小于 0.5%，该畜血清免疫球蛋白粉中免疫球蛋白的百分含量为65. 1%，该畜血清免疫球蛋白粉中的活性保留率为75.4%。由此看出得到的畜血清免疫球蛋白粉具有生产率高和活性高之优点。本发明的方法安全可靠，因为干燥后的铁离子含量小于0. 0005%(w/w)，根据国标， 铁盐作为营养强化剂添加到食品中，其允许用量为0. 01% (w/w)0
权利要求
1.一种利用铁盐分离制备畜血清免疫球蛋白粉的方法，该方法先从畜血中分离出畜血清，再利用畜血清与铁盐形成盐复合物，通过控制铁盐浓度、PH和温度来改变溶液体系中畜血清蛋白的溶解度，从而分离得到畜血清免疫球蛋白上清液，然后通过超滤脱盐和浓缩，在干燥保护剂的作用下进行喷雾干燥，得到较高纯度和活性的畜血清免疫球蛋白粉；概括而言该方法包括畜血清的制备、畜血清免疫球蛋白的盐提、超滤脱盐浓缩和喷雾干燥四个工艺步骤，其特征是所述四个工艺步骤分述如下I畜血清的制备将经过抗凝处理的畜血放在离心机上进行离心分离，离心机转速控制在3000-50001·/ min，离心时间控制在10-30min，经离心分离后得到畜血清；II畜血清免疫球蛋白的盐提在畜血清中加入铁盐形成盐复合物，所述盐复合物中铁离子的浓度控制在I-IOOmmol/ L，所述盐复合物的pH值控制在5-10，所述盐复合物在30-60°C条件下反应10-30min，然后将所述盐复合物放在离心机上进行离心分离，离心机转速控制在3000-500()r/min，离心时间控制在10-30min，经离心分离后得到；III超滤脱盐浓缩采用螺旋卷式超滤设备并以截留液全循环错流方式对畜血清免疫球蛋白上清液进行超滤脱盐浓缩，超滤脱盐浓缩时畜血清免疫球蛋白上清液的PH值应为5-10，其温度应在 30-60°C之间，超滤脱盐浓缩的压力控制在0. 01-0. IMpa，浓缩倍数控制在10倍得到畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液；IV畜血清免疫球蛋白的干燥按第III步骤中得到畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液总重为准，干燥保护剂的总添加量= 所述畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液总重XI. 5%，添加干燥保护剂后进行喷雾干燥，喷雾干燥的均质压力控制在0. Ι-lOMpa，喷雾干燥的进风温度控制在80-200°C，喷雾干燥的出风温度控制在40-100°C，经喷雾干燥后得到畜血清免疫球蛋白粉，所述畜血清免疫球蛋白粉中的水分含量小于0. 5%，所述畜血清免疫球蛋白粉中免疫球蛋白的百分含量为65. 1%，所述畜血清免疫球蛋白粉中的活性保留率为75. 4%，所述干燥保护剂为0. 5%的甘氨酸和1%的麦芽糖。
2.如权利要求1所述利用铁盐分离制备畜血清免疫球蛋白粉的方法，其特征是所述干燥保护剂是甘氨酸+麦芽糖。
3.如权利要求1或2所述利用铁盐分离制备畜血清免疫球蛋白粉的方法，其特征是 所述干燥保护剂的总添加量=所述畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液总重χ 1. 5%=甘氨酸添加量+麦芽糖添加量，其中所述甘氨酸添加量=所述畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液总重X0. 5%，所述麦芽糖添加量=所述畜血清免疫球蛋白脱盐浓缩液总重Xl%。
全文摘要
一种利用铁盐分离制备畜血清免疫球蛋白粉的方法，该方法先从畜血中分离出畜血清，再利用畜血清与铁盐形成盐复合物，通过控制铁盐浓度、pH和温度来改变溶液体系中畜血清蛋白的溶解度，从而分离得到畜血清免疫球蛋白上清液，然后通过超滤脱盐和浓缩，在干燥保护剂的作用下进行喷雾干燥，得到较高纯度和活性的畜血清免疫球蛋白粉，畜血清免疫球蛋白粉中的水分含量小于0.5％，畜血清免疫球蛋白粉中免疫球蛋白的百分含量为65.1%，畜血清免疫球蛋白粉中的活性保留率为75.4%，畜血清免疫球蛋白粉具有生产率高和活性高之优点，干燥后的铁离子含量小于0.0005%(w/w)，低于国标0.01%(w/w)，说明本发明的方法安全可靠。
文档编号C07K1/30GK102321172SQ20111025315
公开日2012年1月18日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者康怀彬, 朱文学, 杜琳, 武汉良, 罗磊, 肖枫, 肖海芳, 贺家亮 申请人:河南科技大学