Технология переработки плазмы и клеток крови животных

Технология переработки плазмы и клеток крови животных

Технология переработки плазмы и клеток крови животных, основанная на ключевой концепции «эффективного использования всех компонентов», позволяет преобразовывать кровь животных (в основном свиней, крупного рогатого скота и овец) в продукты с высокой добавленной стоимостью, такие как порошок белка плазмы, порошок клеток крови и гем, посредством таких процессов, как антикоагуляция, сепарация и очистка, а также сушка и формование. На протяжении всего процесса необходим строгий контроль гигиены и температуры, чтобы избежать разрушения питательных компонентов. Подробный процесс выглядит следующим образом:

I. Этап предварительной обработки: сбор крови и антикоагуляция

Этот этап является основой для последующей обработки, главной целью которой является предотвращение свертывания крови и удаление примесей.

1. Сбор крови

Специализированное оборудование для сбора крови (например, автоматические системы сбора крови) используется для сбора крови в течение 1 часа после убоя животного, чтобы предотвратить естественное свёртывание. Во время сбора крови необходимо одновременно добавлять антикоагулянты: цитрат натрия (обычно используется в концентрации 0,8–1,2% от общего объёма крови) или ЭДТА (в концентрации 0,3–0,5% от общего объёма крови). Смесь перемешивается по трубопроводам для равномерного распределения антикоагулянта.

Собранную кровь необходимо профильтровать через фильтр с размером ячеек 80–100 меш для удаления механических примесей, таких как волосы и остатки тканей, что предотвратит засорение последующего оборудования для разделения.

2. Временное хранение при низких температурах

Антикоагулированная кровь немедленно переносится в низкотемпературный резервуар для временного хранения при температуре 2–8 °C, максимальный срок хранения не более 24 часов. Это замедляет размножение микроорганизмов и реакции ферментативного гидролиза, а также сохраняет активность плазменных белков.

II. Этап разделения ядра: разделение плазмы и клеток крови

Эффективное разделение плазмы и клеток крови достигается за счёт центробежной силы, которая является ключевым звеном процесса. Обычно используются трубчатые или дисковые центрифуги.

1. Центробежное разделение

Низкотемпературная кровь перекачивается в центрифугу:

Для трубчатых центрифуг: скорость вращения 15 000–20 000 об/мин, центробежная сила 12 000–15 000 G;

Для дисковых центрифуг: скорость вращения 6000–8000 об/мин, центробежная сила 3000–5000 G.

При высокоскоростном центрифугировании:

Клетки крови (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты) с более высокой плотностью отбрасываются к внутренней стенке центрифуги, образуя сплошной слой и выбрасываясь через отверстие для выпуска шлака;

Плазма (содержащая альбумин, иммуноглобулин и фибриноген) с меньшей плотностью остается в центре и непрерывно выводится через переливное отверстие, поступая на последующую стадию обработки.

После разделения необходимо провести проверку чистоты: остаточное содержание клеток крови в плазме должно быть ≤ 0,5% (без видимого невооруженным глазом красного осадка), а процент уноса плазмы в клетки крови должен быть ≤ 5%, чтобы исключить перекрестное загрязнение между ними.

2. Временное хранилище с раздельным маршрутом

Отделенную плазму переносят в стерильный резервуар для хранения при температуре 3–5 °C. Для промывки клеток крови добавляют 0,9% физиологический раствор в соотношении 1:1. Для удаления остатков плазмы повторно центрифугируют (скорость вращения: 12 000 об/мин), что позволяет получить «чистые клетки крови» и снизить потери белка.

III. Подпроцесс плазменной обработки: от жидкой плазмы до готовых изделий

Плазма в основном перерабатывается в порошок плазменного белка; для некоторых высокотехнологичных целей иммуноглобулин подвергается дополнительной очистке. Процесс состоит из двух этапов («концентрирование → сушка») или трёх этапов («очистка → сушка»).

1. Традиционный процесс: производство порошка плазменного белка

(1) Вакуумная концентрация

Жидкая плазма перекачивается в двухкорпусный вакуумный концентратор (степень вакуума: от -0,092 до -0,095 МПа, температура: 50-55°C). Низкотемпературное испарение удаляет воду, увеличивая содержание сухого остатка в плазме с 6-8% до 25-30% и предотвращая денатурацию белка, вызванную высокими температурами (например, температура денатурации альбумина составляет около 60°C).

Содержание твердого вещества необходимо контролировать в режиме реального времени во время концентрирования (с помощью рефрактометра), и процесс переходит к следующему этапу, как только будет достигнут стандарт.

(2) Распылительная сушка

Концентрированная плазма подается в центробежную распылительную сушильную башню (температура воздуха на входе: 180–200 °C, на выходе: 80–85 °C). Под действием высокого давления (скорость вращения распылителя: 20 000–25 000 об/мин) плазма образует мельчайшие капли, которые быстро контактируют с горячим воздухом и мгновенно высушиваются, превращаясь в порошок.

Высушенный порошок плазменного белка охлаждают до комнатной температуры и просеивают через фильтр с размером ячеек 100 для удаления агломератов. Готовый продукт имеет влажность ≤ 5% и содержание белка ≥ 75% (в соответствии с национальным стандартом GB/T 25166-2010) и может быть использован в качестве кормовой добавки или обогатителя пищевого белка.

2. Высокопроизводительный процесс: очистка иммуноглобулина

(1) Высаливание осадков

К жидкой плазме добавляют сульфат аммония (концентрация: 40–45%) и доводят pH до 4,8–5,2 (метод изоэлектрической точки) для осаждения иммуноглобулинов. После отстаивания в течение 2–3 часов проводят центрифугирование (скорость вращения: 8000 об/мин) для сбора осадка.

(2) Диализ и опреснение

Осадок растворяют в 0,02 моль/л фосфатном буфере, переносят в диализный мешок (молекулярная масса отсечки: 10 000 Да) и диализуют в буфере в течение 24 часов для удаления остаточного сульфата аммония, получая неочищенный иммуноглобулин.

( 3) Сублимационная сушка

Сырой продукт переносится в сублимационную сушилку (степень вакуума: ≤ 10 Па, предварительное замораживание при -40°C в течение 4 часов, затем нагрев до 25°C для сублимационной сушки в течение 12 часов). Это позволяет избежать разрушения иммунной активности под воздействием высоких температур. Готовый продукт имеет чистоту иммуноглобулина ≥ 90% и используется в биомедицинской сфере.

IV. Подпроцесс обработки клеток крови: от очищенных клеток крови до готовых продуктов

Клетки крови в основном перерабатываются в порошок или используются для извлечения гема; в первом случае процесс более прост, тогда как во втором случае добавленная стоимость выше.

1. Традиционный процесс: производство порошка клеток крови

(1) Ферментативный гидролиз (необязательно)

Для улучшения растворимости порошка форменных элементов крови в очищенные клетки крови добавляют протеазу (например, нейтральную протеазу в концентрации 0,3–0,5%). Ферментативный гидролиз проводят при температуре 50–55 °C и pH 7,0 в течение 2–3 часов для расщепления макромолекулярного гемоглобина до низкомолекулярных пептидов. После ферментативного гидролиза фермент инактивируют горячей водой при температуре 90 °C в течение 10 минут.

(2) Распылительная сушка

Ферментативно гидролизованные форменные элементы крови (или негидролизованные чистые форменные элементы крови) подвергаются прямой распылительной сушке (параметры те же, что и при плазменной сушке: температура входящего воздуха 170–190 °C, температура выходящего воздуха 75–80 °C). Высушенный порошок форменных элементов крови имеет влажность ≤ 6%, содержание белка ≥ 80% и богат железом (содержание железа ≥ 20 мг/100 г). Его можно использовать в качестве кормовой железосодержащей добавки или сырья для производства пищевых пигментов.

2. Высокотехнологичный процесс: извлечение гема

(1) Гемолиз и закисление

Для очистки клеток крови добавляют деионизированную воду (в 3 раза превышающую объём форменных элементов крови), и смесь перемешивают в течение 30 минут для достижения гемолиза (разрушения мембран эритроцитов с высвобождением гемоглобина). Затем добавляют разбавленную соляную кислоту для доведения pH до 2,0–2,5, что приводит к денатурации гемоглобина и его выпадению в осадок.

(2) Центробежный сбор и очистка

Денатурированный гемоглобин центрифугируют (скорость вращения: 10 000 об/мин) для сбора осадка. Осадок промывают 2–3 раза ацетоном (соотношение осадка и ацетона: 1:5) для удаления жиров и примесей, получая неочищенный гем. Дальнейшее разделение проводят методом колоночной хроматографии (с использованием колонки с силикагелем) для получения кристаллов гема чистотой ≥ 95%, которые используются в медицине (препараты для лечения анемии) или в качестве пищевых добавок (природные пигменты).

V. Ключевые контрольные точки

1. Контроль гигиены

Все оборудование (трубопроводы для сбора крови, центрифуги, сушильные башни) необходимо стерилизовать паром под высоким давлением при температуре 121 °C в течение 30 минут или дезинфицировать протиранием 75% спиртом, чтобы избежать микробного загрязнения (общее количество бактерий в готовой продукции ≤ 1000 КОЕ/г, кишечная палочка не обнаружена).

2. Контроль температуры

Низкотемпературная обработка поддерживается на протяжении всего процесса: временное хранение крови при температуре 2–8 °C, концентрирование при температуре 50–55 °C и температура воздуха на выходе из сушки ≤ 85 °C. Это предотвращает денатурацию белка и потерю питательных веществ (например, сохранение активности иммуноглобулинов ≥ 80%).

3. Контроль влажности

Готовую продукцию необходимо быстро упаковать (в вакуумные пакеты из алюминиевой фольги) после сушки, чтобы обеспечить влажность порошка белков плазмы ≤ 5% и порошка клеток крови ≤ 6%. Это предотвращает впитывание влаги и агломерацию, а также продлевает срок годности (6–12 месяцев при комнатной температуре).

• Год создания
  --
• тип бизнеса
  --
• Страна / регион
  --
• Основная промышленность
  --
• Основные продукты
  --
• Предприятие юридическое лицо
  --
• Общие сотрудники
  --
• Годовое выпускное значение
  --
• Экспортный рынок
  --
• Сотрудничает клиентов
  --