Separacja laktoferyny z serwatki w ekstrakcyjnych układach trójfazowych

• Autorzy: Radosław Dembczyński , Aleksandra M. Dolata , Kinga Bombczyńska , Wojciech Białas , Tomasz Jankowski

Warianty tytułu

Separation of Lactoferrin from whey in Three-Phase Extraction Systems (Tpp Method)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Do separacji laktoferyny z serwatki zastosowano ekstrakcję w układach trójfazowych. W pracy zbadano 72 warianty układów trójfazowych, które różniły się stopniem wysycenia serwatki siarczanem amonu, pH oraz objętościowym stosunkiem serwatki do tert-butanolu. W powstałych fazach oznaczono stężenie laktoferyny i zawartość białka ogólnego w celu wyznaczenia parametrów separacji, takich jak: stopień oczyszczenia oraz wydajność odzysku laktoferyny. Na podstawie uzyskanych doświadczalnie parametrów separacji opracowano model matematyczny. Ustalony na jego podstawie optymalny układ trójfazowy składał się z serwatki o pH 10 wysyconej w 35 % siarczanem amonu, natomiast objętościowy stosunek serwatki do tert-butanolu wynosił 1 : 0,5. Takie warunki ekstrakcji umożliwiały uzyskanie w fazie dolnej układu trójfazowego preparatu laktoferyny o stopniu oczyszczenia wynoszącym około 3. Wydajność ekstrakcji laktoferyny w tej fazie była równa 26 %. (abstrakt oryginalny)

EN

To separate lactoferrin from whey, extraction in three-phase systems was applied (known as a three-phase partitioning 'TPP' method). In the research study, 72 variants of three-phase systems were investigated; they differed in the degree of saturation of whey with ammonium sulphate, pH, and whey to tert-butanol volume ratio. In the phases formed, the concentration of lactoferrin and total protein were measured in order to determine the separation parameters such as purification factor and yield of recovered lactoferrin. Based on the separation parameters, obtained through the experiment, a mathematical model was constructed. The optimal composition of the three-phase system, determined on the basis of this model, consisted of the whey having a pH value of 10, saturated with ammonium sulphate at a concentration of 35 %, whereas the whey to tert-butanol volume ratio was 1 : 0.5. Those conditions made it possible to obtain a lactoferrin preparation in the bottom phase of the three-phase system, and the purification factor thereof was ca. 3. The extraction yield of lactoferrin in this phase was 26 %. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Towaroznawstwo żywności; Właściwości zdrowotne produktu; Jakość produktów żywnościowych; Technologia produkcji żywności

EN

Food commodities; Health properties of the product; Quality of food products; Food production technology

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 20 (2013)
• Numer: nr 1 (86)
• Strony: 119--136

Twórcy

autor

Radosław Dembczyński

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

autor

Aleksandra M. Dolata

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

autor

Kinga Bombczyńska

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

autor

Wojciech Białas

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

autor

Tomasz Jankowski

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Bibliografia

• [1] Babina S.E., Kanyshkova T.G., Buneva V.N., Nevinski G.A.: Lactoferrin is the major deoxyribonu-clease of human milk. Biochemistry (Mosc.), 2004, 69, 1006-1015.
• [2] Bombczyńska K.: Dobór składu faz ekstrakcyjnych do separacji laktoperoksydazy w układach trójfazowych. Praca magisterska, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Poznań 2011.
• [3] Box G.E.P., Cox D.R.: An analysis of transformations. J. R. Stat. Soc. Ser. B, 1964, 26, 211-246.
• [4] Calci E., Demir T., Celem E.B., Önal S.: Purification of tomato (Lycopersicon esculentum) a-galactosidase by three-phase partitioning and its characterization. Sep. Purif. Technol., 2009, 70, 123-127.
• [5] Chen L., Guo C., Guan Y., Liu H.: Isolation of lactoferrin from acid whey by magnetic affinity separation. Sep. Purif. Technol., 2007, 56, 168-174.
• [6] Dennison C.: A Guide to Protein Isolation. Eds. Kluwer Academic Publishers, New York, USA, 2002.
• [7] Dennison C., Lovrien R.: Three phase partitioning: concentration and purification of proteins. Protein Express. Purif., 1997, 11, 149-161.
• [8] Derringer G., Suich R.: Simultaneous optimization of several response variables. J. Qual. Technol., 1980, 12, 214-219.
• [9] Dhananjay S.K., Mulimani V.M.: Three-phase partitioning of a-galactosidase from fermented media of Aspergillus oryzae and comparison with conventional purification techniques. J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 2009, 36, 123-128.
• [10] Dogan N., Tari C.: Characterization of three-phase partitioned exo-polygalacturonase from Aspergillus sojae with unique properities. Biochem. Eng. J., 2008, 39, 43-50.
• [11] Fuda E., Jauregi P., Pyle D.L.: Recovery of lactoferrin and lactoperoxidase from sweet whey Rusing colloidal gas aphrons (CGAs) generated from an anionic surfactant, AOT. Biotechnol. Progr., 2004, 20, 514-525.
• [12] Król J., Brodziak A., Litwińczuk A.: Podstawowy skład chemiczny i zawartość wybranych białek serwatkowych w mleku krów różnych ras i w serwatce podpuszczkowej. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2011, 4 (77), 74-83.
• [13] Lu R.R., Xu S.Y., Wang Z., Yang R.J.: Isolation of lactoferrin from bovine colostrums by ultrafiltration coupled with strong cation exchange chromatography on a production scale. J. Membr. Sci., 2007, 297, 152-161.
• [14] Madureira A.R., Pereira C.I., Gomes A.M.P., Pintado M.E., Malcata F.X.: Bovine whey proteins -Overview on their main biological properties. Food Res. Int., 2007, 40, 1197-1211.
• [15] Małaczewska J., Rotkiewicz Z.: Laktoferyna - białko multipotencjalne. Med. Wet., 2007, 63, 136139.
• [16] Małaczewska J., Rotkiewicz Z., Siwicki A.K.: Laktoferyna - mechanizmy działania przeciwwiruso-wego. Med. Wet., 2006, 62, 1104-1107.
• [17] Narayan A.V., Madhusudhan M.C., Raghavarao K.S.M.S.: Extraction and purification of Ipomoea peroxidase employing three-phase partitioning. Appl. Biochem. Biotechnol., 2008, 151, 263-272.
• [18] Ng P.K., Yoshitake T.: Purification of lactoferrin using hydroxyapatite. J. Chromatogr. B, 2010, 878, 976-980.
• [19] Noel J., Prokop A., Tanner R.D.: Foam fractionation of a dilute solution of bovine lactoferrin. Appl. Biochem. Biotechnol., 2002, 98-100, 395-402.
• [20] Plate K., Beutel S., Buchholz H., Demmer W., Fischer-Frühholz S., Reif O., Ulber R., Scheper T.: Isolation of bovine lactoferrin, lactoperoxidase and enzymatically prepared lactoferricin from pro-teolytic digestion of bovine lactoferrin using adsorptive membrane chromatography. J. Chromatogr. A, 2006, 1117, 81-86.
• [21] Przybycien T.M., Pujar N.S., Steele L.M.: Alternative bioseparation operations: life beyond packed-bed chromatography. Curr. Opin. Biotechnol., 2004, 15, 469-478.
• [22] Rahman M., Kim W.-S., Kumura H., Shimazaki K.-I.: Bovine lactoferrin region responsible for binding to bifidobacterial cell surface proteins. Biotechnol. Lett., 2009, 31, 86-868.
• [23] Sacharczuk M., Zagulski T., Sadowski B., Barcikowska M., Pluta R.: Laktoferyna w ośrodkowym układzie nerwowym. Neurol. Neuroch. Pol., 2005, 6 (39), 482-489.
• [24] Saleh Z.S., Hossain Md..M.:. A study of the separation of proteins from multicomponent mixtures by semi-batch foaming process. Chem. Eng. Prog., 2001, 40, 371-378.
• [25] Sharma A., Gupta M.N.: Purification of pectinases by three-phase partitioning. Biotechnol. Lett., 2001, 23, 1625-1627.
• [26] Smith P.K., Krohn R.I., Hermanson G.T., Mallia A.K., Gartner F.H., Provenzano M.D., Fujimoto E.K., Goeke N.M., Olson B.J.: Measurement of protein using bicinchoninic acid. Anal. Biochem., 1985, 150, 76-85.
• [27] Smithers G.W.: Whey and whey proteins - from "gutter-to-gold". Int. Dairy J., 2008, 18, 695-704.
• [28] Tomita M., Wakabayashi H., Shin K., Yamauchi K., Yaeshima T., Iwatsuki K.: Twenty-five years of research on bovine lactoferrin applications. Biochimie, 2009, 91, 52-57.
• [29] Wakabayashi H., Yamauchi K., Takase M.: Lactoferrin research, technology and applications. Int. Dairy J., 2006, 16, 124-1251.
• [30] Wati R.K., Theppakorn T., Benjakul S., Rawdkuen S.: Three-phase partitioning of trypsin inhibitor from legume seeds. Process Biochem., 2009, 44, 1307-1314.
• [31] Wolman F.J., Maglio D.G., Grasselli M., Cascone O.: One-step lactoferrin purification from bovine whey and colostrums by affinity membrane chromatography. J. Membr. Sci., 2007, 288, 132-138.