Tecnologia de processamento de plasma animal e células sanguíneas

Tecnologia de processamento de plasma animal e células sanguíneas

Centrada no conceito fundamental de "utilização eficiente de todos os componentes", a tecnologia de processamento de plasma e células sanguíneas animais converte sangue animal (principalmente de suínos, bovinos e ovinos) em produtos de alto valor agregado, como proteína plasmática em pó, células sanguíneas em pó e heme, por meio de processos que incluem anticoagulação, separação e purificação, secagem e conformação. Ao longo de todo o processo, é necessário um controle rigoroso de higiene e temperatura para evitar a destruição dos componentes nutricionais. O processo detalhado é descrito a seguir:

I. Etapa de pré-tratamento: Coleta de sangue e anticoagulação

Esta etapa é a base para o processamento subsequente, com o objetivo principal de prevenir a coagulação do sangue e remover impurezas.

1. Coleta de sangue

Equipamentos especializados para coleta de sangue (por exemplo, sistemas automáticos de coleta) são utilizados para coletar sangue em até 1 hora após o abate do animal, a fim de evitar a coagulação natural. Durante a coleta, anticoagulantes devem ser adicionados simultaneamente: citrato de sódio (comumente utilizado, adicionado a uma concentração de 0,8% a 1,2% do volume total de sangue) ou EDTA (adicionado a uma concentração de 0,3% a 0,5% do volume total de sangue). A mistura é agitada em tubulações para garantir a distribuição uniforme do anticoagulante.

O sangue coletado precisa ser filtrado através de um filtro de 80 a 100 mesh para remover impurezas mecânicas, como cabelos e detritos de tecido, evitando o bloqueio dos equipamentos de separação subsequentes.

2. Armazenamento temporário em baixa temperatura

O sangue anticoagulado é imediatamente transferido para um tanque de armazenamento a baixa temperatura (2-8 °C) para armazenamento temporário, com um tempo máximo de armazenamento de 24 horas. Isso retarda a reprodução microbiana e as reações de hidrólise enzimática, preservando a atividade das proteínas plasmáticas.

II. Etapa de Separação Central: Separação de Plasma e Células Sanguíneas

A separação eficiente do plasma e das células sanguíneas é alcançada por meio da força centrífuga, que é um elemento fundamental no processo. Os equipamentos comuns incluem centrífugas tubulares ou centrífugas de disco.

1. Separação centrífuga

O sangue em baixa temperatura é bombeado para a centrífuga:

Para centrífugas tubulares: a velocidade de rotação é de 15.000 a 20.000 rpm e a força centrífuga é de 12.000 a 15.000 G;

Para centrífugas de disco: a velocidade de rotação é de 6.000 a 8.000 rpm e a força centrífuga é de 3.000 a 5.000 G.

Sob centrifugação de alta velocidade:

As células sanguíneas (glóbulos vermelhos, glóbulos brancos, plaquetas) com maior densidade são lançadas contra a parede interna da centrífuga, formando uma camada sólida e sendo descarregadas através da porta de descarga de resíduos;

O plasma (contendo albumina, imunoglobulina e fibrinogênio) com menor densidade permanece no centro e é continuamente descarregado através da porta de transbordamento, entrando na etapa de processamento subsequente.

É necessário realizar testes de pureza após a separação: a taxa residual de células sanguíneas no plasma deve ser ≤ 0,5% (sem sedimento vermelho visível a olho nu) e a taxa de arraste de plasma nas células sanguíneas deve ser ≤ 5% para garantir que não haja contaminação cruzada entre os dois.

2. Armazenamento temporário de rota dividida

O plasma separado é transferido para um tanque de armazenamento estéril a 3-5°C. Para as células sanguíneas, adiciona-se solução salina normal a 0,9% na proporção de 1:1 (células sanguíneas:solução salina normal) para lavagem. Realiza-se uma nova centrifugação (velocidade de rotação: 12.000 rpm) para remover o plasma residual, resultando em "células sanguíneas limpas" e reduzindo a perda de proteínas.

III. Subprocesso de Processamento de Plasma: Do Plasma Líquido aos Produtos Acabados

O plasma é processado principalmente para obtenção de proteína plasmática em pó; para algumas demandas de alta qualidade, a imunoglobulina é posteriormente purificada. O processo consiste em duas etapas ("concentração → secagem") ou três etapas ("purificação → secagem").

1. Processo convencional: Produção de pó de proteína plasmática

(1) Concentração a vácuo

O plasma líquido é bombeado para um concentrador a vácuo de duplo efeito (grau de vácuo: -0,092 MPa a -0,095 MPa, temperatura: 50-55 °C). A evaporação a baixa temperatura é utilizada para remover a água, aumentando o teor de sólidos do plasma de 6%-8% para 25%-30% e evitando a desnaturação de proteínas causada por altas temperaturas (por exemplo, a temperatura de desnaturação da albumina é de aproximadamente 60 °C).

O teor de sólidos deve ser monitorado em tempo real durante a concentração (usando um refratômetro), e o processo prossegue para a próxima etapa assim que o padrão for atingido.

(2) Secagem por Aspersão

O plasma concentrado é alimentado em uma torre de secagem por pulverização centrífuga (temperatura do ar de entrada: 180-200°C, temperatura do ar de saída: 80-85°C). Sob atomização de alta pressão (velocidade de rotação do atomizador: 20.000-25.000 rpm), o plasma forma minúsculas gotículas que entram rapidamente em contato com o ar quente e secam instantaneamente, transformando-se em pó.

O pó de proteína plasmática desidratada é resfriado à temperatura ambiente e peneirado através de um filtro de 100 mesh para remover aglomerados. O produto final apresenta um teor de umidade ≤ 5% e um teor de proteína ≥ 75% (em conformidade com a norma nacional GB/T 25166-2010), podendo ser utilizado como aditivo para ração animal ou fortificante de proteínas alimentares.

2. Processo de Alta Tecnologia: Purificação de Imunoglobulina

(1) Precipitação por Salinização

Adiciona-se sulfato de amônio (concentração: 40%-45%) ao plasma líquido e o pH é ajustado para 4,8-5,2 (método de precipitação por ponto isoelétrico) para precipitar a imunoglobulina. Após repouso por 2-3 horas, realiza-se centrifugação (velocidade de rotação: 8.000 rpm) para coletar o precipitado.

(2) Diálise e Dessalinização

O precipitado é dissolvido em tampão fosfato 0,02 mol/L, transferido para um saco de diálise (limite de exclusão molecular: 10.000 Da) e dialisado no tampão durante 24 horas para remover o sulfato de amônio residual, obtendo-se imunoglobulina bruta.

( 3) Liofilização

O produto bruto é transferido para um liofilizador (grau de vácuo: ≤ 10 Pa, pré-congelamento a -40 °C por 4 horas, seguido de aquecimento a 25 °C para secagem por sublimação durante 12 horas). Isso evita a destruição da atividade imunológica por altas temperaturas. O produto final apresenta pureza de imunoglobulina ≥ 90% e é utilizado na área biomédica.

IV. Subprocesso de Processamento de Células Sanguíneas: De Células Sanguíneas Limpas a Produtos Acabados

As células sanguíneas são processadas principalmente para a produção de pó sanguíneo ou utilizadas para a extração de heme; o primeiro processo é simples, enquanto o segundo possui maior valor agregado.

1. Processo convencional: Produção de pó de células sanguíneas

(1) Hidrólise Enzimática (Opcional)

Para melhorar a solubilidade do pó de células sanguíneas, adiciona-se protease (por exemplo, protease neutra, a uma concentração de 0,3% a 0,5%) às células sanguíneas purificadas. A hidrólise enzimática é realizada a 50-55 °C e pH 7,0 durante 2-3 horas para decompor a hemoglobina macromolecular em peptídeos de menor massa molecular. Após a hidrólise enzimática, a enzima é inativada com água quente a 90 °C durante 10 minutos.

(2) Secagem por Aspersão

As células sanguíneas hidrolisadas enzimaticamente (ou células sanguíneas limpas não hidrolisadas) são secas diretamente por atomização (parâmetros idênticos aos da secagem por plasma: temperatura do ar de entrada de 170-190 °C, temperatura do ar de saída de 75-80 °C). O pó de células sanguíneas secas apresenta um teor de umidade ≤ 6%, um teor proteico ≥ 80% e é rico em ferro (teor de ferro ≥ 20 mg/100 g). Pode ser utilizado como suplemento de ferro para ração animal ou matéria-prima para pigmentos alimentares.

2. Processo de Alta Tecnologia: Extração de Heme

(1) Hemólise e Acidificação

Adiciona-se água deionizada (três vezes o volume das células sanguíneas) para limpar as células sanguíneas, e a mistura é agitada por 30 minutos para provocar a hemólise (rompimento das membranas das hemácias para liberar a hemoglobina). Em seguida, adiciona-se ácido clorídrico diluído para ajustar o pH para 2,0-2,5, causando a desnaturação e precipitação da hemoglobina.

(2) Coleta e purificação por centrifugação

A hemoglobina desnaturada é centrifugada (velocidade de rotação: 10.000 rpm) para coletar o precipitado. O precipitado é lavado 2 a 3 vezes com acetona (proporção de precipitado para acetona: 1:5) para remover gorduras e impurezas, obtendo-se o heme bruto. Uma separação adicional é realizada por cromatografia em coluna (utilizando uma coluna de cromatografia em gel de sílica) para obter cristais de heme com pureza ≥ 95%, que são utilizados em medicamentos (medicamentos antianêmicos) ou aditivos alimentares (pigmentos naturais).

V. Pontos de Controle Chave

1. Controle de Higiene

Todos os equipamentos (tubulações de coleta de sangue, centrífugas, torres de secagem) devem ser esterilizados com vapor de alta pressão a 121°C por 30 minutos ou desinfetados com álcool 75% para evitar contaminação microbiana (contagem bacteriana total dos produtos acabados ≤ 1.000 ufc/g, Escherichia coli não detectada).

2. Controle de temperatura

O processamento em baixa temperatura é mantido durante todo o processo: armazenamento temporário do sangue a 2-8°C, concentração a 50-55°C e temperatura do ar de saída da secagem ≤ 85°C. Isso evita a desnaturação de proteínas e a perda de nutrientes (por exemplo, taxa de retenção da atividade de imunoglobulina ≥ 80%).

3. Controle de Umidade

Os produtos acabados devem ser embalados rapidamente (em sacos de alumínio a vácuo) após a secagem para garantir que o teor de umidade do pó de proteína plasmática seja ≤ 5% e o do pó de células sanguíneas seja ≤ 6%. Isso evita a absorção de umidade e a aglomeração, além de prolongar o prazo de validade (6 a 12 meses em temperatura ambiente).

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