Tecnología de procesamiento de plasma y células sanguíneas animales

Tecnología de procesamiento de plasma y células sanguíneas animales

Basada en el concepto fundamental de "aprovechamiento eficiente de todos los componentes", la tecnología de procesamiento de plasma y células sanguíneas animales transforma la sangre animal (principalmente de cerdos, vacas y ovejas) en productos de alto valor añadido, como proteína plasmática en polvo, células sanguíneas en polvo y hemo, mediante procesos que incluyen anticoagulación, separación y purificación, secado y moldeo. Durante todo el proceso, se requiere un estricto control de la higiene y la temperatura para evitar la destrucción de los componentes nutricionales. El proceso detallado es el siguiente:

I. Etapa de pretratamiento: Recolección de sangre y anticoagulación

Esta etapa constituye la base para el procesamiento posterior, cuyo objetivo principal es prevenir la coagulación sanguínea y eliminar las impurezas.

1. Recolección de sangre

Se utiliza equipo especializado para la recolección de sangre (p. ej., sistemas automáticos) para obtenerla dentro de la primera hora posterior al sacrificio del animal y así prevenir la coagulación natural. Durante la recolección, se deben añadir simultáneamente anticoagulantes: citrato de sodio (de uso común, añadido al 0,8 %-1,2 % del volumen sanguíneo total) o EDTA (añadido al 0,3 %-0,5 % del volumen sanguíneo total). La mezcla se agita mediante tuberías para garantizar una distribución uniforme del anticoagulante.

La sangre recolectada debe filtrarse a través de un filtro de malla 80-100 para eliminar impurezas mecánicas como cabello y restos de tejido, evitando así la obstrucción de los equipos de separación posteriores.

2. Almacenamiento temporal a baja temperatura

La sangre anticoagulada se transfiere inmediatamente a un tanque de almacenamiento a baja temperatura (2-8 °C) para su conservación temporal, con un tiempo máximo de almacenamiento de 24 horas. Esto ralentiza la reproducción microbiana y las reacciones de hidrólisis enzimática, y preserva la actividad de las proteínas plasmáticas.

II. Etapa de separación del núcleo: Separación del plasma y las células sanguíneas

La separación eficiente del plasma y las células sanguíneas se logra mediante la fuerza centrífuga, que es un elemento clave en el proceso. El equipo común incluye centrífugas tubulares o centrífugas de disco.

1. Separación centrífuga

La sangre a baja temperatura se bombea a la centrífuga:

Para centrífugas tubulares: La velocidad de rotación es de 15.000 a 20.000 rpm, la fuerza centrífuga es de 12.000 a 15.000 G;

Para centrífugas de disco: La velocidad de rotación es de 6.000 a 8.000 rpm, la fuerza centrífuga es de 3.000 a 5.000 G.

Bajo centrifugación a alta velocidad:

Las células sanguíneas (glóbulos rojos, glóbulos blancos, plaquetas) con mayor densidad son arrojadas a la pared interna de la centrífuga, formando una capa sólida y siendo descargadas a través del puerto de descarga de escoria;

El plasma (que contiene albúmina, inmunoglobulina y fibrinógeno) con menor densidad permanece en el centro y se descarga continuamente a través del puerto de rebose, entrando en la siguiente etapa de procesamiento.

Es necesario realizar pruebas de pureza después de la separación: la tasa residual de células sanguíneas en el plasma debe ser ≤ 0,5% (sin sedimento rojo visible a simple vista), y la tasa de arrastre de plasma en las células sanguíneas debe ser ≤ 5% para garantizar que no haya contaminación cruzada entre ambos.

2. Almacenamiento temporal de ruta dividida

El plasma separado se transfiere a un tanque de almacenamiento estéril a 3-5 °C. Para las células sanguíneas, se añade solución salina normal al 0,9 % en una proporción 1:1 (células sanguíneas:solución salina normal) para el lavado. Se realiza una segunda centrifugación (a 12 000 rpm) para eliminar el plasma residual, obteniendo así células sanguíneas limpias y reduciendo la pérdida de proteínas.

III. Subproceso de procesamiento de plasma: desde plasma líquido hasta productos terminados

El plasma se procesa principalmente para obtener proteína plasmática en polvo; para ciertos requisitos de alta calidad, la inmunoglobulina se purifica aún más. El proceso consta de dos etapas ("concentración → secado") o de tres etapas ("purificación → secado").

1. Proceso convencional: Producción de proteína plasmática en polvo

(1) Concentración al vacío

El plasma líquido se bombea a un concentrador de vacío de doble efecto (grado de vacío: -0,092 MPa a -0,095 MPa, temperatura: 50-55 °C). Se utiliza evaporación a baja temperatura para eliminar el agua, lo que aumenta el contenido de sólidos del plasma del 6 %-8 % al 25 %-30 % y evita la desnaturalización de las proteínas causada por las altas temperaturas (por ejemplo, la temperatura de desnaturalización de la albúmina es de aproximadamente 60 °C).

El contenido sólido debe controlarse en tiempo real durante la concentración (utilizando un refractómetro), y el proceso continúa al siguiente paso una vez que se cumple el estándar.

(2) Secado por pulverización

El plasma concentrado se introduce en una torre de secado por atomización centrífuga (temperatura del aire de entrada: 180-200 °C, temperatura del aire de salida: 80-85 °C). Bajo atomización a alta presión (velocidad de rotación del atomizador: 20 000-25 000 rpm), el plasma forma minúsculas gotas que entran rápidamente en contacto con el aire caliente y se secan instantáneamente hasta convertirse en polvo.

El polvo de proteína plasmática deshidratada se enfría a temperatura ambiente y se tamiza a través de un filtro de 100 mallas para eliminar los aglomerados. El producto final tiene un contenido de humedad ≤ 5 % y un contenido proteico ≥ 75 % (conforme a la norma nacional GB/T 25166-2010), y puede utilizarse como aditivo para piensos o fortificante proteico de alimentos.

2. Proceso de alta gama: Purificación de inmunoglobulina

(1) Precipitación por salazón

Se añade sulfato de amonio (concentración: 40-45%) al plasma líquido y se ajusta el pH a 4,8-5,2 (método de precipitación en el punto isoeléctrico) para precipitar las inmunoglobulinas. Tras reposar durante 2-3 horas, se centrifuga (velocidad de rotación: 8000 rpm) para recoger el precipitado.

(2) Diálisis y desalinización

El precipitado se disuelve en un tampón de fosfato 0,02 mol/L, se transfiere a una bolsa de diálisis (corte de peso molecular: 10.000 Da) y se dializa en el tampón durante 24 horas para eliminar el sulfato de amonio residual, obteniendo inmunoglobulina cruda.

( 3) Liofilización

El producto crudo se transfiere a un liofilizador (grado de vacío: ≤ 10 Pa, precongelación a -40 °C durante 4 horas, seguida de calentamiento a 25 °C para secado por sublimación durante 12 horas). Esto evita la destrucción de la actividad inmunitaria por las altas temperaturas. El producto final tiene una pureza de inmunoglobulina ≥ 90 % y se utiliza en el campo biomédico.

IV. Subproceso de procesamiento de células sanguíneas: de células sanguíneas limpias a productos terminados

Las células sanguíneas se procesan principalmente para obtener polvo de células sanguíneas o se utilizan para la extracción de hemo; el primer proceso es sencillo, mientras que el segundo tiene un mayor valor añadido.

1. Proceso convencional: Producción de polvo de células sanguíneas

(1) Hidrólisis enzimática (opcional)

Para mejorar la solubilidad del polvo de células sanguíneas, se añade proteasa (p. ej., proteasa neutra, al 0,3-0,5 %) a las células sanguíneas purificadas. La hidrólisis enzimática se lleva a cabo a 50-55 °C y pH 7,0 durante 2-3 horas para descomponer la hemoglobina macromolecular en péptidos de bajo peso molecular. Tras la hidrólisis enzimática, la enzima se inactiva con agua caliente a 90 °C durante 10 minutos.

(2) Secado por pulverización

Las células sanguíneas hidrolizadas enzimáticamente (o células sanguíneas limpias sin hidrolizar) se secan directamente por atomización (con los mismos parámetros que el secado por plasma: temperatura del aire de entrada 170-190 °C, temperatura del aire de salida 75-80 °C). El polvo de células sanguíneas secas tiene un contenido de humedad ≤ 6 %, un contenido proteico ≥ 80 % y es rico en hierro (contenido de hierro ≥ 20 mg/100 g). Puede utilizarse como suplemento de hierro para piensos o como materia prima para pigmentos alimentarios.

2. Proceso de alta gama: Extracción de hemo

(1) Hemólisis y acidificación

Se añade agua desionizada (tres veces el volumen de los glóbulos rojos) para limpiar los glóbulos rojos, y la mezcla se agita durante 30 minutos para lograr la hemólisis (ruptura de las membranas de los glóbulos rojos para liberar la hemoglobina). A continuación, se añade ácido clorhídrico diluido para ajustar el pH a 2,0-2,5, lo que provoca la desnaturalización y precipitación de la hemoglobina.

(2) Recolección y purificación centrífuga

La hemoglobina desnaturalizada se centrifuga (a 10 000 rpm) para recoger el precipitado. Este se lava de dos a tres veces con acetona (relación precipitado:acetona 1:5) para eliminar grasas e impurezas, obteniendo así hemo crudo. Posteriormente, se realiza una separación mediante cromatografía en columna (con una columna de gel de sílice) para obtener cristales de hemo con una pureza ≥ 95 %, que se utilizan en medicina (fármacos antianémicos) o como aditivos alimentarios (pigmentos naturales).

V. Puntos clave de control

1. Control de higiene

Todos los equipos (tuberías de recolección de sangre, centrífugas, torres de secado) deben esterilizarse con vapor a alta presión a 121 °C durante 30 minutos o desinfectarse limpiándolos con alcohol al 75 % para evitar la contaminación microbiana (recuento total de bacterias de los productos terminados ≤ 1000 ufc/g, Escherichia coli no detectada).

2. Control de temperatura

El procesamiento a baja temperatura se mantiene durante todo el proceso: almacenamiento temporal de la sangre a 2-8 °C, concentración a 50-55 °C y temperatura del aire de salida del secado ≤ 85 °C. Esto evita la desnaturalización de las proteínas y la pérdida de nutrientes (por ejemplo, tasa de retención de la actividad de las inmunoglobulinas ≥ 80 %).

3. Control de la humedad

Los productos terminados deben envasarse rápidamente (utilizando bolsas de aluminio al vacío) después del secado para garantizar que el contenido de humedad del polvo de proteína plasmática sea ≤ 5 % y el del polvo de células sanguíneas sea ≤ 6 %. Esto evita la absorción de humedad y la aglomeración, y prolonga la vida útil (de 6 a 12 meses a temperatura ambiente).

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