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乳铁蛋白纯化工艺介绍

乳铁蛋白(lactoferrin,LF)是乳腺上皮所分泌的糖蛋白，是转铁蛋白家族中的一种非血红素铁结合蛋白，主要存在于乳汁中的乳清蛋白部分，母乳中的乳铁蛋白含量约为2−3g/L，牛乳中的乳铁蛋白含量约为0.8g/L。

乳铁蛋白虽然含量较低，但有增强免疫力、抗菌作用、抗病毒活性、调节肠道菌群、促进铁吸收、抗氧化作用、抗炎作用、促进生长发育、预防心血管疾病、改善口腔健康等功效，在人体的健康维护和生理调节过程中发挥着关键作用，对婴幼儿的生长发育以及成年人的健康都有着重要意义。

乳铁蛋白是一条700个氨基酸组成的糖基化修饰的肽链，折叠后形成两个同源的球状域，即N-环和C-环。这两个域由一段短的α-螺旋连接，每个域进一步分为两个子域（亚域），即N1、N2和C1、C2，每个域包含一个铁结合位点和一个糖基化位点。分子量约为80 kDa。因结合铁离子，纯化后的乳铁蛋白呈红色。乳铁蛋白的三维结构呈现出一种典型的球状结构，直径约为10 nm。其表面带有正电荷，这有助于与阴离子生物化合物结合。

乳铁蛋白具有多种重要功能，已被中国、美国作为食品营养强化剂用于运动和功能性食品。部分产品已被欧洲药品管理局(EMEA) 与美国食品药品管理局(FDA) 评证为孤儿药品。

资料显示，荷兰DMV公司，为全球最大的乳铁蛋白供应商，欧洲绝大部分奶粉所采用的乳铁蛋白即由其供应。其生产的乳铁蛋白纯度高达97%，是全球首个通过美国FDA的GRAS认证（公认安全使用物质）的乳铁蛋白原料。

乳铁蛋白含量较低，需经过大量预处理步骤，制备得到粗品，再进行精细纯化。

文献[1]，利用牛初乳作为起始物料，经过离心脱脂、凝乳酶酶解、离心分离酪蛋白沉淀；离心母液为乳清蛋白液，经超滤分级，按照＞200KD（酪蛋白），＞100KD（球蛋白），＞50KD（乳铁蛋白粗品），＞10KD（乳白蛋白）分段，制备得到50KD~100KD的乳铁蛋白粗品，再经阳离子交换树脂纯化，脱盐浓缩、-35℃~-41℃真空度47Pa冷冻干燥，得到高纯度的的乳铁蛋白粉。

文献[2]，利用牛奶做起始物料，采用硫酸铵分级沉淀除酪蛋白、免疫球蛋白，最终离心上清调pH8.5，采用80%硫酸铵沉淀制得乳铁蛋白沉淀粗品，再通过Sephadex G-100，制备得到纯度为92%的乳铁蛋白，收异构体和铁离子结合状态的影响，乳铁蛋白有不同分子量表现形式，纯化后的乳铁蛋白在475nm有最大吸收峰。

文献[3]，重组枯草芽孢杆菌产乳铁蛋白 N 叶，经诱导培养、菌体收集、破菌、离心、亲和层析、超滤浓缩、凝胶层析等多步纯化，1g菌体能制备得到23.5mg纯蛋白。

文献[4]汇总乳铁蛋白分离纯化方法比较如下：

上述方法各有优缺点。

超滤法主要利用蛋白的分子量大小差异进行分级分离，膜过滤处理量大、自动化程度高，但所得产品纯度低，易堵膜孔，只要解决膜过滤堵塞问题，仍为大规模制备乳铁蛋白粗品的好方法。

离子交换法虽然操作相对复杂，但利用乳铁蛋白和其他蛋白的性质差异，制备高纯度乳铁蛋白。

亲和色谱法具有较高的选择性，可从粗品蛋白直接提纯目标蛋白纯度，但亲和层析材料价格较贵，还未能用于大宗产品的制备生产。

应用超滤法结合离子交换树脂法，通过料液预处理、超滤分级方法，可提高离子交换树脂效率。

武汉博纳致力于膜应用工艺的开发，在天然提取蛋白、发酵来源蛋白的澄清过滤、分级、脱盐、浓缩方面，接触和解决了大量物料过滤难题，积累的丰富的工艺和工程经验。牛奶制品产业产品丰富，生产工艺多样，如酪蛋白浓缩、乳清蛋白回收、乳清蛋白脱糖脱盐、乳清蛋白分级等，应用了大量膜过滤工艺。随着产品类型的细分，在物料预处理、膜选型、膜过滤参数优化等方面，仍值得继续探索与提高。

参考文献：

1]马闯,苏政波,李瑞国,等.从牛初乳中提取酪蛋白、免疫球蛋白、乳白蛋白、乳铁蛋白生产工艺的研究[J].山东食品发酵, 2004(4):2.

[2]曲练达等. "乳铁蛋白的分离纯化." 中国畜牧兽医学会家畜传染病学分会第六届理事会第二次会议暨教学专业委员会第六届代表大会论文集 2006.

[3]金亮,李利宏,张荣珍,等.重组枯草芽孢杆菌发酵生产乳铁蛋白N叶工艺优化[J].生物工程学报, 2022, 38(7):2628-2638.

[4]王雨奇,孙翠翠,杜鹏.乳铁蛋白分离纯化及功能特性的研究进展[J].乳品与人类, 2023(2):44-52.