乳铁蛋白是一种结合性糖蛋白,可以与铁等离子结合,具有抗菌、抗病毒、提高免疫力、抑制肿瘤、预防冠心病、促进有益菌群生长等作用,是食品药品等领域的重要原料。本研究的目的是将膜分离技术和离子交换树脂纯化技术结合,通过中试确定能够应用于产业化的技术参数,使牛初乳中的乳铁蛋白在产业化生产中进一步提高纯度。试验力求以最经济可靠的方法、最高效实用的技术制备优质的、高纯度的乳铁蛋白。本论文包括三个方面的研究内容:1.膜分离法分离乳铁蛋白的技术参数研究。以牛初乳为原料,经过前处理除杂蛋白,微滤膜过滤后,采用两种超滤膜截留,根据单因素试验和旋转试验,确定最佳工艺参数为:料液温度31.8℃,操作压力0.20 Mpa,pH值7.0。实际超滤膜通量为53.2 L/m~2·h,采用分光光度法对乳铁蛋白进行检测,得到膜效能为0.79 g/m~2·min,检测纯度达到66.0%±0.5%。采用水洗结合碱洗的膜清洗方法,减少了膜堵塞现象,使膜通量恢复率达到95%以上。2.离子交换树脂法纯化乳铁蛋白技术参数的研究。将膜分离得到的乳铁蛋白粗品进行纯化,通过静态吸附试验筛选D151、D152、D113、DLT、110等几种弱酸性阳离子交换树脂,根据吸附容量和解吸情况,确定最佳分离树脂为D151。动态试验对进样浓度、洗脱方式、洗脱剂、进样速率、洗脱速率、缓冲体系等因素进行考察,选用L9(3~3)正交试验对进样浓度、进样速率、洗脱速率条件进行优化。确定最佳纯化条件为:以0.3、0.9 mol/L NaCl溶液进行两步阶跃洗脱,缓冲溶液pH 7.0,进样浓度20 mg/mL、进样速率1.0 mL/min、洗脱速率1.5 mL/min。1 kDa分子量超滤膜对得到的样品进行脱盐浓缩、真空冷冻干燥处理,得到样品纯度为90.6%±0.5%。3.模拟移动床色谱纯化乳铁蛋白的中试参数确定。根据实验所得的离子交换纯化乳铁蛋白参数,进行单柱放大验证试验,按照选定条件范围,结合真实移动床模型与模拟移动床色谱理论关系,设计产业化技术参数,并进行中试,得出模拟移动床色谱(SMB)纯化条件为:切换时间780 s、进样流速14.0 mL/min、洗脱流速16.0 mL/min、再生速率10.0 mL/min、水洗速率20.0 mL/min,得到乳铁蛋白的回收率为93.5±0.5%,电泳检测与标准Marker进行比照,证明模拟移动床色谱分离纯化试验得到的是乳铁蛋白。将样品与HPLC测定的乳铁蛋白标准品进行对比,纯度为95.8±0.5%。模拟移动床色谱纯化与单柱色谱分离乳铁蛋白比较,前者在运行成本上节约了洗脱液用量5倍、节省运行时间近10倍。