CH631327A5 - Processes for the extraction of proteins from milk and whey - Google Patents
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Description
L'invention concerne des procédés nouveaux d'extraction des protéines du lait et du lactosérum. The invention relates to novel methods for extracting proteins from milk and whey.
Le traitement du lait écrémé consiste généralement à extraire d'abord la caséine par coagulation acide ou enzymatique, puis à extraire les protéines du lactosérum par coagulation thermique, ultrafiltration ou échange d'ions et enfin à séparer le lactose, qui peut être hydrolysé. The treatment of skimmed milk generally consists in first extracting the casein by acid or enzymatic coagulation, then in extracting the proteins from the whey by thermal coagulation, ultrafiltration or ion exchange and finally in separating the lactose, which can be hydrolyzed.
Mais ce traitement présente des inconvénients: la caséine séparée est sous forme précipitée, partiellement dégradée et peut contenir d'autres protéines entraînées; les autres protéines extraites par coagulation thermique perdent une partie de leurs propriétés biologiques et il en est de même dans le cas de l'ultrafiltration, car la longueur de l'opération nécessite généralement une pasteurisation du lactosérum; quant à leur séparation par échange d'ions, elle est très difficile à mettre en œuvre industriellement, car les échangeurs d'ions connus, à base de cellulose ou de dextrane, ont de faibles propriétés mécaniques. However, this treatment has drawbacks: the separated casein is in precipitated form, partially degraded and may contain other entrained proteins; the other proteins extracted by thermal coagulation lose part of their biological properties and the same is true in the case of ultrafiltration, since the length of the operation generally requires pasteurization of the whey; as for their separation by ion exchange, it is very difficult to implement industrially, because known ion exchangers, based on cellulose or dextran, have weak mechanical properties.
Des échangeurs d'ions pour la séparation des protéines du lactosérum ne présentant pas ces inconvénients ont été décrits dans les demandes de brevets français N° 75.26530 du 28 août 1975 et N° 76.22985 du 28 juillet 1976. Cependant, la caséine est toujours sous forme précipitée, partiellement dégradée et peut contenir des protéines entraînées. Ion exchangers for the separation of proteins from whey which do not have these drawbacks have been described in French patent applications No. 75.26530 of August 28, 1975 and No. 76.22985 of July 28, 1976. However, casein is still in the form precipitated, partially degraded and may contain entrained proteins.
Le nouveau procédé de fractionnement du lait évite ces inconvénients et permet d'obtenir industriellement les protéines pures, à l'état natif, avec toutes leurs propriétés biologiques. The new milk fractionation process avoids these drawbacks and makes it possible to obtain pure proteins industrially, in their native state, with all their biological properties.
Le procédé consiste à extraire toutes les protéines du lait écrémé laissant une solution de sels minéraux et de lactose, et est caractérisé en ce que les protéines autres que la caséine sont d'abord extraites par mise en contact du lait écrémé avec successivement au moins une résine échangeuse d'anions puis de la silice, ou avec successivement de la silice puis au moins une résine échangeuse d'anions, fixation des protéines et élution, la caséine restée en solution étant ensuite séparée des sels minéraux et du lactose. The method consists in extracting all the proteins from the skimmed milk leaving a solution of mineral salts and lactose, and is characterized in that the proteins other than casein are first extracted by contacting the skimmed milk with successively at least one anion exchange resin then silica, or successively with silica then at least one anion exchange resin, protein fixation and elution, the casein remaining in solution is then separated from the mineral salts and lactose.
Par protéines autres que la caséine, ou protéines du lactosérum, on entend les lactalbumines, la sérumalbumine, les lactoglobulines et les immunoglobulines. By proteins other than casein, or whey proteins, we mean lactalbumin, serum albumin, lactoglobulins and immunoglobulins.
Les résines échangeuses d'anions sont de préférence formées de supports: alumines ou silices, revêtus d'une quantité inférieure à 20 mg/m2 d'un film de polymère réticulé contenant ou portant des groupements fonctionnels aminés tertiaires ou sels d'ammonium quaternaire de formules générales The anion exchange resins are preferably formed of supports: aluminas or silicas, coated in an amount of less than 20 mg / m2 of a crosslinked polymer film containing or carrying functional groups of tertiary amines or quaternary ammonium salts of general formulas
- CH2 - N - CH2 - ou - CH2 - N( - (R)3 X(-) - CH2 - N - CH2 - or - CH2 - N (- (R) 3 X (-)
R R
dans lesquelles R, identique ou différent, représente un radical alkyle ou hydroxyalkyle ayant 1 à 4 atomes de carbone et X un anion minéral ou organique comme par exemple chlorure, sulfate, nitrate, phosphate, citrate. Elles possèdent une capacité d'échange inférieure à 2 mEq/g. in which R, identical or different, represents an alkyl or hydroxyalkyl radical having 1 to 4 carbon atoms and X a mineral or organic anion such as, for example, chloride, sulfate, nitrate, phosphate, citrate. They have an exchange capacity of less than 2 mEq / g.
La silice et les supports des résines échangeuses d'anions ont de préférence une granulométrie comprise entre 4 |xm et 5 mm, une surface spécifique de l'ordre de 5 à 150 m2/g, un volume poreux de 0,4 à 2 ml/g et un diamètre de pores inférieur à la taille de la caséine et supérieur à la taille des autres protéines et compris entre 250 et 2500 Â. The silica and the supports of the anion exchange resins preferably have a particle size between 4 μm and 5 mm, a specific surface of the order of 5 to 150 m 2 / g, a pore volume of 0.4 to 2 ml / g and a pore diameter smaller than the size of casein and larger than the size of other proteins and between 250 and 2500 Å.
Les polymères réticulés qui revêtent la surface des supports sont des produits en eux-mêmes connus, obtenus à partir de monomères, tels que les composés époxydiques, qui réticulent avec les polyamines comme catalyseurs; le formaldéhyde qui réticule par polycondensation avec l'urée, la mélamine, les polyamines ou les phénols; les monomères vinyliques: vinylpyridine, styrène et dérivés, qui réticulent avec des monomères polyfonctionnels comme les diacrylates ou diméthacrylates de mono- ou polyalkylèneglycols, le divinylbenzène, le vinyltrialcoxysilane, le vinyltrihalogénosilane, le bisméthylène-acrylamide, en présence d'un initiateur ou de rayons ultraviolets. The crosslinked polymers which coat the surface of the supports are products in themselves known, obtained from monomers, such as epoxy compounds, which crosslink with polyamines as catalysts; formaldehyde which crosslinks by polycondensation with urea, melamine, polyamines or phenols; vinyl monomers: vinylpyridine, styrene and derivatives, which crosslink with polyfunctional monomers such as diacrylates or dimethacrylates of mono- or polyalkylene glycols, divinylbenzene, vinyltrialkoxysilane, vinyltrihalogenosilane, bismethylene-acrylamide, in the presence of an initiator ultraviolet.
Le revêtement du support minéral par le polymère réticulé est obtenu par imprégnation du support avec une solution du ou des The coating of the mineral support with the crosslinked polymer is obtained by impregnating the support with a solution of the
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monomères et éventuellement de l'initiateur dans un solvant, qui est ensuite évaporé et les monomères réticulés selon les procédés connus. Comme solvant, on met en œuvre tous produits solvants des monomères et de l'initiateur, dont le point d'ébullition est, de préférence, le plus bas possible pour favoriser son évaporation ultérieure. Ce sont, par exemple, le chlorure de méthylène, l'éther éthylique, le benzène, l'acétone, l'acétate d'éthyle. monomers and optionally the initiator in a solvent, which is then evaporated and the monomers crosslinked according to known methods. As solvent, all the solvent products of the monomers and of the initiator are used, the boiling point of which is preferably as low as possible to promote its subsequent evaporation. These are, for example, methylene chloride, ethyl ether, benzene, acetone, ethyl acetate.
Dans le cas où le polymère réticulé à la surface du support ne possède pas dans sa chaîne de groupements fonctionnels, il est nécessaire de le modifier. C'est le cas notamment des polymères réticulés à base de styrène et dérivés, des polymères du formaldéhyde avec l'urée, la mélamine, les polyamines, les phénols. In the case where the polymer crosslinked on the surface of the support does not have functional groups in its chain, it is necessary to modify it. This is particularly the case for crosslinked polymers based on styrene and derivatives, polymers of formaldehyde with urea, melamine, polyamines, phenols.
Cette modification, dans le cas de polymères du styrène ou phénol/formaldéhyde, consiste à fixer sur le polymère des groupes chlorométhyle que l'on fait ensuite réagir avec une amine secondaire ou tertiaire, réaction effectuée selon toute technique connue. This modification, in the case of polymers of styrene or phenol / formaldehyde, consists in fixing chloromethyl groups on the polymer which are then reacted with a secondary or tertiary amine, reaction carried out according to any known technique.
Pour fixer les groupes chlorométhyle sur le polymère, il est avantageux, dans le cas des polymères du styrène, de disperser le support minéral revêtu du polymère dans de l'éther chlorométhyli-que, à chaud, en présence d'un acide de Lewis. Par contre, dans le cas d'une résine phénol/formaldéhyde, on peut, par exemple, disperser le support minéral revêtu du polymère dans l'épichlorhydrine et faire réagir à chaud. To fix the chloromethyl groups on the polymer, it is advantageous, in the case of styrene polymers, to disperse the mineral support coated with the polymer in chloromethyl ether, while hot, in the presence of a Lewis acid. On the other hand, in the case of a phenol / formaldehyde resin, it is possible, for example, to disperse the mineral support coated with the polymer in epichlorohydrin and to react under heat.
Cette modification, dans le cas de polymères du formaldéhyde avec les polyamines, l'urée, la mélamine, consiste à transformer les aminés primaires présentes dans la chaîne en aminés tertiaires ou sels d'ammonium quaternaire selon toute technique classique, par exemple réaction avec un sulfate ou un halogénure d'alkyle. This modification, in the case of polymers of formaldehyde with polyamines, urea, melamine, consists in transforming the primary amines present in the chain into tertiary amines or quaternary ammonium salts according to any conventional technique, for example reaction with a alkyl sulfate or halide.
La mise en contact du lait écrémé avec la ou les résines échangeuses d'anions et la silice peut se faire sans modification du pH du lait, à des températures comprises entre 0 et 50° C et de préférence entre 0 et 15°C. The contact of the skimmed milk with the anion exchange resin (s) and the silica can be carried out without modifying the pH of the milk, at temperatures between 0 and 50 ° C. and preferably between 0 and 15 ° C.
En général, la quantité de résine(s) échangeuse(s) d'anions est de l'ordre de 5 à 15 g par gramme et la totalité des protéines à extraire et la quantité de silice de l'ordre de 2 à 7 g par gramme de la totalité des protéines à extraire. In general, the quantity of anion exchange resin (s) is of the order of 5 to 15 g per gram and the totality of the proteins to be extracted and the quantity of silica of the order of 2 to 7 g per gram of all the proteins to be extracted.
Les protéines retenues par la ou les résines échangeuses d'anions sont les ß-lactoglobulines, les a-lactalbumines, la sérumalbumine et une faible partie des immunoglobulines. La silice fixe la plus grande partie des immunoglobulines. The proteins retained by the anion exchange resin (s) are β-lactoglobulins, α-lactalbumin, serum albumin and a small part of the immunoglobulins. Silica binds most of the immunoglobulins.
La séparation des protéines de la ou des résines et de la silice peut être obtenue par élution avec soit une solution de force ionique élevée, soit une solution de pH acide pour les résines échangeuses d'anions, basique pour la silice. La solution de pH acide est une solution d'acide minéral ou organique, tels par exemple les acides chlorhydrique, acétique, nitrique, sulfurique, lactique, et la solution de pH basique, une solution d'hydroxydes alcalins, tels l'ammoniaque, la soude ou la potasse. The separation of the proteins from the resin (s) and from silica can be obtained by elution with either a solution of high ionic strength, or a solution of acidic pH for anion exchange resins, basic for silica. The solution of acid pH is a solution of mineral or organic acid, such as for example hydrochloric, acetic, nitric, sulfuric, lactic acids, and the solution of basic pH, a solution of alkali hydroxides, such as ammonia, soda or potash.
Pour obtenir une séparation plus sélective, il est possible de traiter le lait successivement par plusieurs résines échangeuses d'anions semblables ou différentes les unes des autres, avant ou après le traitement par la silice. Ainsi, dans le cas de deux résines échangeuses d'anions, la solution d'élution de la première résine est très riche en ß-lactoglobulines, alors que la solution d'élution de la deuxième résine contient les a-lactalbumines et la sérumalbumine et de très faibles quantités de ß-lactoglobulines et d'immunoglobulines. To obtain a more selective separation, it is possible to treat the milk successively with several anion exchange resins which are similar or different from each other, before or after the treatment with silica. Thus, in the case of two anion exchange resins, the elution solution of the first resin is very rich in ß-lactoglobulins, while the elution solution of the second resin contains the α-lactalbumin and serum albumin and very small amounts of ß-lactoglobulins and immunoglobulins.
L'extraction des protéines du lait écrémé peut être effectuée avec des résultats identiques en discontinu, en semi-continu en colonnes, ou en continu avec des séries de colonnes. Les opérations en continu sont particulièrement adaptées aux réalisations industrielles, les résines permettant un remplissage facile des colonnes, un grand débit et une facilité d'élution. Protein extraction from skim milk can be performed with identical results in batch, semi-continuous in columns, or continuously with series of columns. Continuous operations are particularly suitable for industrial applications, resins allowing easy filling of the columns, high throughput and ease of elution.
Les solutions de protéines obtenues ne contiennent plus que des traces de lactose et de sels minéraux. Elles peuvent être utilisées telles quelles ou bien les protéines peuvent être séparées par toutes techniques connues et plus particulièrement par atomisation. The protein solutions obtained now contain only traces of lactose and mineral salts. They can be used as such or the proteins can be separated by any known techniques and more particularly by atomization.
Après extraction par la ou les résines échangeuses d'anions et la silice, la solution restante, formée de caséine, de lactose et des sels minéraux ne contient plus d'autres protéines. La caséine peut être extraite par Chromatographie d'exclusion ou plus particulièrement par ultrafiltration, selon toutes techniques connues adaptées à ce cas particulier. L'extraction peut être réalisée en discontinu ou en continu. After extraction with the anion exchange resin (s) and the silica, the remaining solution, formed of casein, lactose and mineral salts, no longer contains other proteins. The casein can be extracted by exclusion chromatography or more particularly by ultrafiltration, according to any known technique adapted to this particular case. The extraction can be carried out batchwise or continuously.
On obtient ainsi une solution de caséine native dans l'eau, dont la concentration est fonction du procédé d'extraction utilisé et une solution de lactose et de sels minéraux. A solution of native casein in water is thus obtained, the concentration of which depends on the extraction process used and a solution of lactose and mineral salts.
La solution de caséine native, non coagulée, ne contient plus que des traces de lactose et peut être utilisée telle quelle, ou bien la caséine peut être séparée de la solution, notamment par atomisation. The native, non-coagulated casein solution contains only traces of lactose and can be used as it is, or the casein can be separated from the solution, in particular by atomization.
Selon un deuxième procédé de l'invention, le lactose et les sels minéraux sont séparés du lait écrémé, les protéines autres que la caséine sont ensuite extraites par mise en contact du lait avec successivement au moins une résine échangeuse d'anions puis de la silice, ou successivement de la silice puis au moins une résine échangeuse d'anions, fixation des protéines suivie d'élution, la caséine restant en solution. According to a second process of the invention, the lactose and the mineral salts are separated from the skimmed milk, the proteins other than casein are then extracted by contacting the milk with successively at least one anion exchange resin and then silica. , or successively silica then at least one anion exchange resin, fixing of the proteins followed by elution, the casein remaining in solution.
La séparation du lactose et des sels minéraux du lait écrémé est obtenue par extraction par Chromatographie d'exclusion ou ultrafiltration. The separation of lactose and mineral salts from skim milk is obtained by extraction by exclusion chromatography or ultrafiltration.
L'extraction des protéines par la ou les résines échangeuses d'anions et la silice est réalisée comme décrit ci-dessus. The extraction of proteins by the anion exchange resin (s) and the silica is carried out as described above.
Après extraction des protéines autres que la caséine, on obtient une solution de caséine native, non coagulée. After extraction of proteins other than casein, a solution of native, uncoagulated casein is obtained.
Un troisième procédé de l'invention s'applique au lactosérum, c'est-à-dire au lait écrémé dont la caséine a été éliminée. Dans ce cas, le lactosérum est mis en contact avec successivement au moins une résine échangeuse d'anions puis de la silice, ou avec successivement de la silice puis au moins une résine échangeuse d'anions, fixation des protéines et élution. A third process of the invention applies to whey, that is to say to skimmed milk from which the casein has been eliminated. In this case, the whey is brought into contact successively with at least one anion exchange resin and then with silica, or with successively with silica then with at least one anion exchange resin, fixation of the proteins and elution.
La séparation des protéines du lactosérum par mise en œuvre de résines échangeuses d'anions et de résines échangeuses de cations a été décrite dans la demande de certificat d'addition N° 76.22985 du 28 juillet 1976. Toutefois, la mise en œuvre de silice, à la place d'une résine échangeuse de cations permet une élution plus facile, donnant des solutions de protéines plus concentrées. Par suite, lors du séchage des protéines, la quantité d'eau à éliminer est plus faible, d'où un traitement plus court, moins nuisible aux protéines. The separation of whey proteins by the use of anion exchange resins and cation exchange resins was described in the application for addition certificate No. 76.22985 of July 28, 1976. However, the use of silica, instead of a cation exchange resin allows easier elution, resulting in more concentrated protein solutions. Consequently, during the drying of the proteins, the quantity of water to be eliminated is lower, resulting in a shorter treatment, less harmful to the proteins.
En outre, la silice est un produit plus simple que les résines échangeuses de cations et qui est homologué pour utilisation en industrie alimentaire. In addition, silica is a simpler product than cation exchange resins and is approved for use in the food industry.
L'extraction des protéines du lactosérum par la ou les résines échangeuses d'anions et la silice est réalisée comme décrit pour le lait, mais la mise en contact du lactosérum avec la ou les résines échangeuses d'anions et la silice est effectuée à un pH supérieur à 4 et de préférence compris entre 5,5 et 7,5, à des températures pouvant être comprises entre 0 et 50° C et de préférence entre 0 et 30° C. The extraction of the whey proteins by the anion exchange resin (s) and the silica is carried out as described for milk, but the contacting of the whey with the anion exchange resin (s) and the silica is carried out at a pH greater than 4 and preferably between 5.5 and 7.5, at temperatures which may be between 0 and 50 ° C and preferably between 0 and 30 ° C.
Après extraction des protéines par la ou les résines échangeuses d'anions et la silice, la solution restante contient du lactose et des sels minéraux, mais plus de protéines. After extraction of the proteins by the anion exchange resin (s) and the silica, the remaining solution contains lactose and mineral salts, but more protein.
Quelle que soit son origine, le lactose en solution peut être hydrolysé chimiquement ou enzymatiquement par tout procédé connu, pour obtenir une solution de glucose et de galactose. Whatever its origin, the lactose in solution can be hydrolyzed chemically or enzymatically by any known process, to obtain a solution of glucose and galactose.
Les procédés de l'invention sont mis en œuvre dans les industries laitières pour la préparation de protéines particulièrement aptes à être utilisées dans les industries alimentaire, diététique, pharmaceutique et vétérinaire. The methods of the invention are implemented in the dairy industries for the preparation of proteins particularly suitable for use in the food, dietetic, pharmaceutical and veterinary industries.
On donne ci-après, à titre indicatif et non limitatif, des exemples de réalisation de l'invention. Examples of embodiment of the invention are given below by way of indication and without limitation.
Exemple 1 : Example 1:
Dans une colonne 1 de 2,5 cm de diamètre sont placés 20 g d'une résine échangeuse d'anions constituée d'une silice ayant une granulométrie de 100 à 200 um, une surface spécifique de 24 m2/g, un diamètre poreux moyen de 1400 Â et un volume poreux de 1 ml/g, In a column 1 of 2.5 cm in diameter are placed 20 g of an anion exchange resin consisting of silica having a particle size of 100 to 200 μm, a specific surface of 24 m2 / g, an average porous diameter 1400 Å and a pore volume of 1 ml / g,
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revêtue de 3,3 mg/m2 d'un copolymère styrène/vinyltriêthoxysilane portant des groupes fonctionnels coated with 3.3 mg / m2 of a styrene / vinyltriethoxysilane copolymer carrying functional groups
<s> <s>
ÇH3 I (+) ÇH3 I (+)
-ch2 -n - ch3 I -ch2 -n - ch3 I
ch., ch.,
ck-) ck-)
Cette résine présente les caractéristiques suivantes: This resin has the following characteristics:
— taux de carbone 4,8% - carbon content 4.8%
— taux de chlore 2% - chlorine level 2%
— taux d'azote 0,9% - nitrogen rate 0.9%
— capacité d'échange 0,6 mEq/g - exchange capacity 0.6 mEq / g
Dans une colonne 2 de 2,5 cm de diamètre sont placés 10 g de billes de silice ayant une granulométrie de 100 à 200 um, une surface spécifique de 25 m2/g, un diamètre poreux de 1400 Â et un volume poreux de 1,1 ml/g. In a column 2 of 2.5 cm in diameter are placed 10 g of silica beads having a particle size of 100 to 200 μm, a specific surface of 25 m2 / g, a porous diameter of 1400 Å and a pore volume of 1, 1 ml / g.
Après mise en série des deux colonnes, la résine et la silice sont lavées par passage de 500 ml d'eau. After placing the two columns in series, the resin and the silica are washed by passing 500 ml of water.
250 ml de lait écrémé, contenant 7 g de caséine, 1,6 g d'autres protéines et 12 g de lactose, sont percolées successivement dans la colonne 1, puis la colonne 2, à raison de 100 ml/h. 250 ml of skimmed milk, containing 7 g of casein, 1.6 g of other proteins and 12 g of lactose, are percolated successively in column 1, then column 2, at a rate of 100 ml / h.
La résine et la silice des deux colonnes sont lavées par passage de 200 ml d'eau. The resin and the silica of the two columns are washed by passing 200 ml of water.
Par passage dans la colonne 1 d'une solution d'acide chlorhydri-que N/100, les protéines fixées sont éluées. 33 ml de solution contenant 1,3 g de protéines sont obtenus. Ces protéines sont les a-lactalbumines, les ß-lactoglobulines, la sérumalbumine et une faible partie des immunoglobulines. By passing through column 1 of a hydrochloric acid solution that N / 100, the fixed proteins are eluted. 33 ml of solution containing 1.3 g of proteins are obtained. These proteins are α-lactalbumin, ß-lactoglobulin, serum albumin and a small part of the immunoglobulin.
Par passage dans la colonne 2 d'une solution de carbonate d'ammonium N, les protéines fixées sont éluées: 33 ml de solution contenant 1,3 g de protéines sont obtenus. Ces protéines sont les a-lactalbumines, les ß-lactoglobulines, la sérumalbumine et une faible partie des immunoglobulines. By passing through column 2 of a solution of ammonium carbonate N, the fixed proteins are eluted: 33 ml of solution containing 1.3 g of proteins are obtained. These proteins are α-lactalbumin, ß-lactoglobulin, serum albumin and a small part of the immunoglobulin.
Par passage dans la colonne 2 d'une solution de carbonate d'ammonium N, les protéines fixées sont éluées: 12 ml de solution contenant 0,3 g d'immunoglobulines sont obtenus. By passing through column 2 of a solution of ammonium carbonate N, the fixed proteins are eluted: 12 ml of solution containing 0.3 g of immunoglobulins are obtained.
Les deux solutions de protéines contiennent moins de 1 % en poids de matières grasses et de lactose. La migration électrophoréti-que des protéines est identique à celle qu'elles avaient dans le lait. Elles ne sont donc pas dénaturées. Both protein solutions contain less than 1% by weight of fat and lactose. The electrophoretic migration of proteins is identical to that which they had in milk. They are therefore not denatured.
Les solutions sortant de la colonne 2 (lait + eaux de lavage), ne contenant plus de protéines autres que la caséine, sont ultrafiltrées. The solutions leaving column 2 (milk + washing water), no longer containing proteins other than casein, are ultrafiltered.
Le rétentat contient environ 7 g de caséine native à une concentration de 20% en poids. The retentate contains approximately 7 g of native casein at a concentration of 20% by weight.
L'ultrafiltrat contient presque la totalité du lactose à une concentration voisine de 42 g/1 et les sels minéraux. The ultrafiltrate contains almost all of the lactose at a concentration close to 42 g / l and the mineral salts.
Exemple 2: Example 2:
L'exemple 1 est répété, mais le traitement du lait écrémé par la résine échangeuse d'anions et la silice est effectué à 50° C. Example 1 is repeated, but the treatment of the skimmed milk with the anion exchange resin and the silica is carried out at 50 ° C.
Les résultats sont identiques à ceux de l'exemple 1. The results are identical to those of Example 1.
Exemple 3: Example 3:
On répète l'exemple 1, en plaçant, avant la colonne 1, une colonne A de 1 cm de diamètre contenant 3 g de la même résine échangeuse d'anions que celle de la colonne 1. Par élution de la colonne A avec une solution de HCl N/100, on obtient 15 ml d'une solution contenant 0,3 g de protéines constituées presque exclusivement des ß-lactoglobulines. Example 1 is repeated, placing, before column 1, a column A 1 cm in diameter containing 3 g of the same anion exchange resin as that of column 1. By eluting column A with a solution of HCl N / 100, 15 ml of a solution containing 0.3 g of proteins consisting almost exclusively of β-lactoglobulins are obtained.
L'élution avec une solution de HCl N/100, de la colonne 1, donne 33 ml d'une solution contenant 1 g de protéines constituées en majeure partie des a-lactalbumines et de la sérumalbumine et en très faible partie des ß-lactoglobulines et des immunoglobulines. Elution with an N / 100 HCl solution, from column 1, gives 33 ml of a solution containing 1 g of proteins consisting mainly of α-lactalbumin and serum albumin and in very small part of β-lactoglobulin and immunoglobulins.
L'élution de la colonne 2 donne les mêmes résultats que dans l'exemple 1. Elution from column 2 gives the same results as in Example 1.
Exemple 4: Example 4:
Dans la colonne 1 de 2,5 cm de diamètre sont placés 10 g de billes de silice ayant une granulométrie de 100 à 200 [xm, une surface spécifique de 25 m2/g, un diamètre poreux de 1400 Â et un volume 5 poreux de 1,1 ml/g. In column 1 of 2.5 cm in diameter are placed 10 g of silica beads having a particle size of 100 to 200 [xm, a specific surface of 25 m2 / g, a porous diameter of 1400 Å and a pore volume of 5 1.1 ml / g.
Dans une colonne 2 de 2,5 cm de diamètre sont placés 15 g d'une résine échangeuse d'anions constituée d'une silice ayant une granulométrie de 100 à 200 [*m, une surface spécifique de 24 m2/g, un diamètre poreux moyen de 1400 À et un volume poreux de 1 ml/g, i° revêtue de 6 mg/m2 d'un copolymère styrène/vinyltriéthoxysilane portant des groupes fonctionnels In a column 2 of 2.5 cm in diameter are placed 15 g of an anion exchange resin consisting of silica having a particle size of 100 to 200 [* m, a specific surface of 24 m2 / g, a diameter average pore of 1400 Å and a pore volume of 1 ml / g, i ° coated with 6 mg / m2 of a styrene / vinyltriethoxysilane copolymer carrying functional groups
__ yC2n5 __ yC2n5
15 ~/oJ>-ch2-n^ 15 ~ / oJ> -ch2-n ^
c2h5 c2h5
et présentant les caractéristiques suivantes: and having the following characteristics:
— taux de carbone 7,5% - 7.5% carbon content
20 — taux d'azote 1,5% 20 - nitrogen content 1.5%
— capacité d'échange 1,07 mEq/g - exchange capacity 1.07 mEq / g
Après mise en série des deux colonnes, la silice et la résine sont lavées par passage de 500 ml d'eau. After placing the two columns in series, the silica and the resin are washed by passing 500 ml of water.
25 250 ml de lait écrémé contenant 7 g de caséine, 1,6 g des autres protéines et 12 g de lactose sont percolés à raison de 100 ml/h successivement dans la colonne 1, puis la colonne 2. 25 250 ml of skimmed milk containing 7 g of casein, 1.6 g of the other proteins and 12 g of lactose are percolated at the rate of 100 ml / h successively in column 1, then column 2.
La silice et la résine des deux colonnes sont alors lavées par passage de 200 ml d'eau. The silica and the resin of the two columns are then washed by passing 200 ml of water.
30 Par passage dans la colonne 1 d'une solution d'ammoniaque N/100, on élue les protéines fixées: 12 ml de solution contenant 0,4 g, soit la majorité des immunoglobulines, sont obtenus. By passing through column 1 of a N / 100 ammonia solution, the fixed proteins are eluted: 12 ml of solution containing 0.4 g, ie the majority of the immunoglobulins, are obtained.
Par passage dans la colonne 2 d'une solution d'acide chlorhydri-que N/10, on élue les protéines fixées: a-lactalbumines, ß-lacto-35 globulines, sérumalbumine et des traces d'immunoglobulines, 23 ml de solution contiennent 1,2 g de ces protéines. By passing in column 2 of a hydrochloric acid solution N / 10, the fixed proteins are eluted: a-lactalbumin, ß-lacto-35 globulin, serum albumin and traces of immunoglobulins, 23 ml of solution contain 1.2 g of these proteins.
Les deux solutions de protéines contiennent moins de 1 % en poids de lactose. La migration électrophorétique des protéines est identique à celle qu'elles avaient dans le lait. Elles ne sont donc pas 40 dénaturées. Both protein solutions contain less than 1% by weight of lactose. The electrophoretic migration of proteins is identical to that which they had in milk. They are therefore not 40 denatured.
La solution sortant de la colonne 2, environ 260 ml, ne contenant plus de protéines autres que la caséine, est percolée dans une colonne 3 pour séparer la caséine par Chromatographie d'exclusion. Cette colonne de 3 cm de diamètre contient 450 g de silice ayant une 45 granulométrie de 100 à 200 [im, une surface spécifique de 400 m2/g, un diamètre poreux moyen de 80 Â et un volume poreux de 1 ml/g et est éluée par de l'eau. The solution leaving column 2, approximately 260 ml, no longer containing proteins other than casein, is percolated in column 3 to separate the casein by exclusion chromatography. This column, 3 cm in diameter, contains 450 g of silica having a particle size of 100 to 200 μm, a specific surface of 400 m2 / g, an average porous diameter of 80 Å and a pore volume of 1 ml / g and is eluted with water.
On obtient 330 ml d'une solution contenant la presque totalité de la caséine native, et une solution contenant le lactose et les sels 50 minéraux. 330 ml of a solution containing almost all of the native casein are obtained, and a solution containing lactose and the mineral salts.
Exemple 5: Example 5:
Dans une colonne 1 de 2,5 cm de diamètre sont placés 15 g de la même résine échangeuse d'anions que celle de la colonne 2 de 55 l'exemple 4. In a column 1 of 2.5 cm in diameter are placed 15 g of the same anion exchange resin as that of column 2 of Example 4.
Dans une colonne 2 de 2,5 cm de diamètre sont placés 10 g de billes de silice ayant une granulométrie de 100 à 200 um, une surface spécifique de 50 m2/g, un diamètre poreux de 800 Â et un volume poreux de 1,1 ml/g. In a column 2 of 2.5 cm in diameter are placed 10 g of silica beads having a particle size of 100 to 200 μm, a specific surface of 50 m2 / g, a pore diameter of 800 Å and a pore volume of 1, 1 ml / g.
60 Après mise en série des deux colonnes, la résine et la silice sont lavées par passage de 500 ml d'eau. 60 After placing the two columns in series, the resin and the silica are washed by passing 500 ml of water.
300 ml de lactosérum à pH 6,5, contenant 1,5 g de protéines et 11 g de lactose, sont percolées à température ambiante, successivement dans la colonne 1, puis la colonne 2, à raison de 400 ml/h. es La résine et la silice des deux colonnes sont lavées par passage de 200 ml d'eau. 300 ml of whey at pH 6.5, containing 1.5 g of protein and 11 g of lactose, are percolated at room temperature, successively in column 1, then column 2, at a rate of 400 ml / h. es The resin and silica of the two columns are washed with 200 ml of water.
Par passage dans la colonne 1 d'une solution d'acide chlorhydri-que N/100, les protéines fixées sont éluées: 33 ml de solution By passing through column 1 of a hydrochloric acid solution N / 100, the fixed proteins are eluted: 33 ml of solution
contenant 1,25 g de protéines sont obtenus. Ces protéines sont les a-lactalbumines, les ß-lactoglobulines, la sérumalbumine et une faible partie des immunoglobulines. containing 1.25 g of proteins are obtained. These proteins are α-lactalbumin, ß-lactoglobulin, serum albumin and a small part of the immunoglobulin.
Par passage dans la colonne 2 d'une solution d'ammoniaque N/100, les protéines fixées sont éluées: 10 ml de solution contenant 0,25 g de protéines constituées presque exclusivement d'immunoglobulines sont obtenus. By passing through column 2 of an N / 100 ammonia solution, the fixed proteins are eluted: 10 ml of solution containing 0.25 g of proteins consisting almost exclusively of immunoglobulins are obtained.
Les deux solutions de protéines contiennent moins de 1 % en poids de matière grasse et de lactose. La migration électrophorétique des protéines est identique à celle qu'elles avaient dans le lactosérum. Elles ne sont donc pas dénaturées. Both protein solutions contain less than 1% by weight of fat and lactose. The electrophoretic migration of proteins is identical to that which they had in whey. They are therefore not denatured.
Exemple 6: Example 6:
L'exemple 5 est répété, mais le traitement du lactosérum par la résine échangeuse d'anions et la silice est effectué à 50° C. Example 5 is repeated, but the treatment of the whey with the anion exchange resin and the silica is carried out at 50 ° C.
Les résultats sont identiques à ceux de l'exemple 5. The results are identical to those of Example 5.
Exemple 7; Example 7;
On répète l'exemple 5, en plaçant, avant la colonne 1, une colonne A de 1 cm de diamètre contenant 3 g de la même résine échangeuse d'anions que celle de la colonne 1. Par élution de la colonne A avec une solution de HCl N/100, on obtient 15 ml d'une solution contenant 0,3 g de protéines constituées presque exclusivement des ß-lactoglobulines. Example 5 is repeated, placing, before column 1, a column A 1 cm in diameter containing 3 g of the same anion exchange resin as that of column 1. By eluting column A with a solution of N / 100 HCl, 15 ml of a solution containing 0.3 g of proteins consisting almost exclusively of β-lactoglobulins are obtained.
L'élution avec une solution de HCl N/100, de la colonne 1, donne 33 ml d'une solution contenant 0,95 g de protéines constituées en majeure partie des a-lactalbumines et de la sérumalbumine et en très faible partie des ß-lactoglobulines et des immunoglobulines. Elution with a N / 100 HCl solution, from column 1, gives 33 ml of a solution containing 0.95 g of proteins consisting mainly of α-lactalbumin and serum albumin and very small part of ß -lactoglobulins and immunoglobulins.
L'élution de la colonne 2 donne les mêmes résultats que dans l'exemple 5. Elution from column 2 gives the same results as in Example 5.
Exemple 8: Example 8:
Dans une colonne 1 de 2,5 cm de diamètre sont placés 10 g de billes de silice ayant une granulométrie de 100 à 200 pm, une surface spécifique de 25 m2/g, un diamètre poreux de 1400 Â et un volume poreux de 1,1 ml/g. In a column 1 of 2.5 cm in diameter are placed 10 g of silica beads having a particle size of 100 to 200 μm, a specific surface of 25 m2 / g, a pore diameter of 1400 Å and a pore volume of 1, 1 ml / g.
Dans une colonne 2 de 2,5 cm de diamètre sont placés 20 g de la même résine échangeuse d'anions que celle de la colonne 1 de l'exemple 1. In a column 2 of 2.5 cm in diameter are placed 20 g of the same anion exchange resin as that of column 1 of Example 1.
Après mise en série des deux colonnes, la silice et la résine sont lavées par passage de 500 ml d'eau. After placing the two columns in series, the silica and the resin are washed by passing 500 ml of water.
300 ml de lactosérum à pH 6,5, contenant 1,5 g de protéines et 11 g de lactose, sont percolés à température ambiante, à raison de 600 ml/h successivement dans la colonne 1, puis la colonne 2. 300 ml of whey at pH 6.5, containing 1.5 g of protein and 11 g of lactose, are percolated at room temperature, at the rate of 600 ml / h successively in column 1, then column 2.
La silice et la résine des deux colonnes sont alors lavées par passage de 200 ml d'eau. The silica and the resin of the two columns are then washed by passing 200 ml of water.
Par passage dans la colonne 1 d'une solution d'ammoniaque N/100, on élue les protéines fixées: 12 ml de solution contenant 0,4 g, soit la majorité des immunoglobulines, sont obtenus. By passing through column 1 of an N / 100 ammonia solution, the fixed proteins are eluted: 12 ml of solution containing 0.4 g, ie the majority of the immunoglobulins, are obtained.
Par passage dans la colonne 2 d'une solution d'acide sulfurique N/10, on élue les protéines fixées: a-lactalbumines, ß-lactoglobulines, sérumalbumine et des traces d'immunoglobulines; 20 ml de solution contiennent 1,1 g de ces protéines. By passing through column 2 of a N / 10 sulfuric acid solution, the fixed proteins are eluted: a-lactalbumin, ß-lactoglobulin, serum albumin and traces of immunoglobulin; 20 ml of solution contains 1.1 g of these proteins.
631 327 631,327
Les deux solutions de protéines contiennent moins de 1 % en poids de lactose. La migration électrophorétique des protéines est identique à celle qu'elles avaient dans le lactosérum. Elles ne sont donc pas dénaturées. Both protein solutions contain less than 1% by weight of lactose. The electrophoretic migration of proteins is identical to that which they had in whey. They are therefore not denatured.
Exemple 9: Example 9:
Dans une colonne 1 de 2,5 cm de diamètre sont placés 20 g de la même résine échangeuse d'anions que celle de la colonne 1 de l'exemple 1. In a column 1 of 2.5 cm in diameter are placed 20 g of the same anion exchange resin as that of column 1 of Example 1.
Dans la colonne 2 de 2,5 cm de diamètre sont placés 10 g de billes de silice ayant une granulométrie de 100 à 200 f*m, une surface spécifique de 25 m2/g, un diamètre poreux de 1400 Â et un volume poreux de 1,1 ml/g. In column 2 of 2.5 cm in diameter are placed 10 g of silica beads having a particle size of 100 to 200 f * m, a specific surface of 25 m2 / g, a pore diameter of 1400 Å and a pore volume of 1.1 ml / g.
Après mise en série des deux colonnes, la résine et la silice sont lavées par passage de 500 ml d'eau. After placing the two columns in series, the resin and the silica are washed by passing 500 ml of water.
500 ml de lactosérum ajusté à pH 7,5 par addition de soude 0,1N, filtrés pour éliminer les insolubles et contenant 2,5 g de protéines et 18 g de lactose, sont percolés à température ambiante successivement dans la colonne 1, puis la colonne 2, à raison de 300 ml/h. 500 ml of whey adjusted to pH 7.5 by addition of 0.1N sodium hydroxide, filtered to remove the insolubles and containing 2.5 g of protein and 18 g of lactose, are percolated at room temperature successively in column 1, then the column 2, at a rate of 300 ml / h.
La résine et la silice des deux colonnes sont lavées par passage de 100 ml d'eau. The resin and the silica of the two columns are washed by passing 100 ml of water.
Par passage dans la colonne 1 d'une solution d'acide chlorhydri-que N/100, les protéines fixées sont éluées: 35 ml de solution contenant 2,05 g de protéines sont obtenus. Ces protéines sont les a-lactalbumines, les ß-lactoglobulines, la sérumalbumine et une faible partie des immunoglobulines. By passing through column 1 of a hydrochloric acid solution N / 100, the fixed proteins are eluted: 35 ml of solution containing 2.05 g of proteins are obtained. These proteins are α-lactalbumin, ß-lactoglobulin, serum albumin and a small part of the immunoglobulin.
Par passage dans la colonne 2 d'une solution de carbonate • d'ammonium molaire, les protéines fixées sont éluées: 12 ml de solution contenant 0,45 g de protéines constituées presque exclusivement d'immunoglobulines sont obtenus. By passing through column 2 of a solution of molar ammonium carbonate, the fixed proteins are eluted: 12 ml of solution containing 0.45 g of proteins consisting almost exclusively of immunoglobulins are obtained.
A titre comparatif, on répète cet exemple mais, à la place des 10 g de silice de la colonne 2, on utilise 10 g d'une résine échangeuse de cations constituée d'une silice ayant une granulométrie de 100 à 200 [im, une surface spécifique de 25 m2/g, un diamètre poreux moyen de 1400 Â et un volume poreux de 1,1 ml/g, revêtue de 7,2 mg/m2 d'un copolymère acide acrylique/diméthacrylate de diéthylèneglycol portant des groupes fonctionnels — COOH. By way of comparison, this example is repeated but, instead of the 10 g of silica in column 2, 10 g of a cation exchange resin consisting of silica having a particle size of 100 to 200 [im, a specific surface of 25 m2 / g, an average pore diameter of 1400 Å and a pore volume of 1.1 ml / g, coated with 7.2 mg / m2 of an acrylic acid / diethylene glycol dimethacrylate copolymer carrying functional groups - COOH.
Cette résine présente les caractéristiques suivantes: This resin has the following characteristics:
— taux de carbone 10,55% - carbon content 10.55%
— capacité d'échange 1,05 mEq/g - exchange capacity 1.05 mEq / g
Par élution de la première colonne, on obtient les mêmes résultats que dans l'exemple 5. By elution from the first column, the same results are obtained as in Example 5.
Par élution de la deuxième colonne, on obtient 17 ml de solution contenant 0,45 g de protéines constituées presque exclusivement d'immunoglobulines. By elution from the second column, 17 ml of solution containing 0.45 g of proteins consisting almost exclusively of immunoglobulins are obtained.
On constate que la mise en œuvre de la silice, résine beaucoup plus simple que la résine échangeuse de cations, permet d'obtenir une solution plus concentrée des immunoglobulines: It is found that the use of silica, a resin much simpler than the cation exchange resin, makes it possible to obtain a more concentrated solution of the immunoglobulins:
— avec la résine échangeuse 2,65 g/100 ml - with the exchange resin 2.65 g / 100 ml
— avec la silice 3,75 g/100 ml, soit 41,5% de protéines de plus. - with silica 3.75 g / 100 ml, i.e. 41.5% more protein.
5 5
5 5
10 10
15 15
20 20
25 25
30 30
35 35
40 40
45 45
50 50
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