Desenvolvimento de um adsorvente contínuo supermacroporoso de troca catiônica para recuperação de lactoferrina de soro de leite

Abstract

As proteínas do soro têm propriedades funcionais, nutricionais e tecnológicas que promovem a sua utilização como ingredientes e suplementos. Soro doce obtido a partir de produção de queijo Minas Frescal concentrado por ultrafiltração foi usado no processo de captura da lactoferrina em adsorvente contínuo supermacroporoso. O criogel foi preparado pela crio-copolimerização de acrilamida com comonômero funcional, éter alil glicidil e o monômero reticulante N, N-metileno-bis-acrilamida em colunas de vidro (Ø 5 mm). A polimerização do trocador ácido 2-acrilamido-2-metil-1-propanosulfônico na superfície do criogel foi usada para obtenção de grupos de ligação sulfônicos, projetado para troca catiônica. As colunas monolíticas apresentaram estrutura esponjosa e uniforme com supermacroporos interconectados de tamanho variando de 10-100 μm. Os valores para a dispersão axial dentro do leito foram baixos para velocidades superficiais de 0,5 - 9 cm min-1. O coeficiente de dispersão axial aumentou exponencialmente com o aumento da velocidade superficial. Isotermas de adsorção da lactoferrina foram determinados para diferente valores de pH e força iônica. Como esperado, a capacidade da coluna diminuiu com o aumento da concentração de NaCl. A capacidade iônica foi determinada (2,24 ± 0,42 mmol SO3 g-1 criogel seco) e a capacidade média de ligação de lactoferrina do criogel foi de 136 mg mL-1 de criogel. A influência da razão de diluição, pH e vazão na adsorção de lactoferrina a partir do soro concentrado, em termos de recuperação e fator de purificação foi avaliada. Embora o eluído tenha obtido um alto fator de purificação (em média 11,3), a separação da lactoferrina do soro de leite concentrado não apresentou alta recuperação devido à presença de outras proteínas em maior quantidade. O fator de purificação foi influenciado positivamente pelo aumento do pH, sendo inversamente proporcional a adsorção de GMP. As melhores condições para a separação de lactoferrina do soro foram obtidas em pH 8,0 e razão de diluição igual a 0,33.

Whey proteins have functional, nutritional and technological properties promoting their use as ingredients and supplements. Sweet whey obtained from Minas Frescal cheese production and concentrated by ultrafiltration was used in the lactoferrin capture in a supermacroporous adsorbent. Supermacroporous monolithic columns have been prepared by radical cryo-copolymerization of acrylamide with functional co-monomer, allyl glycidyl ether, and cross-linker N,N-methylene-bis-acrylamide in glass columns (Ø 5 mm). Graft polymerization of 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid was used to achieve a cryogel with sulfo binding groups, designed for cation-exchange. The monolithic columns have uniform sponge-like structure with interconnected supermacropores of pore size 10 100 μm. The experimental results showed that axial liquid dispersion within the bed was weak in a wide water flow rate of 0.5 - 9 cm min-1. The axial dispersion coefficient was found to increased exponentially with the increase of liquid flow rate. Adsorption isotherms for lactoferrina were determined a different pH and ionic strength. The ionic capacity was 2.24 ± 0.42 (mmol SO3 g-1 dry cryogel) and the average binding capacity of lactoferrina was 136 (mg mL-1 cryogel). The influence of the dilution ratio, flow rate and pH on the adsorption of lactoferrin in terms of recovery and purification factor was evaluated. Although the eluate has reached a high purification factor (on average 11.3), the separation of lactoferrin from whey concentrate did not show high recovery due to the presence of other proteins in larger quantities. The purification factor was positively influenced by the increase in pH which is inversely proportional to the adsorption of GMP. The best conditions for separation of lactoferrin from whey were obtained at pH 8.0 and dilution ratio of 0.33.