乳蛋白純化過程：從一滴牛乳到高純活性蛋白的溫和分離之路

牛乳中含有兩大類主要蛋白：酪蛋白（Casein）和乳清蛋白（Whey Protein）。

其中，乳清蛋白雖然只占總蛋白的約 18-20%，卻富含多種具有重要營養與生理功能的“活性蛋白”，是乳制品深加工與功能食品開發的核心研究方向之一。

在牛乳的眾多蛋白中，乳鐵蛋白（Lactoferrin, LF）無疑是最具功能與價值的一種。它是一種富含鐵的糖蛋白，具有抗菌、抗病毒、免疫調節、鐵吸收促進等多種生理活性。但在鮮牛乳中，它的含量僅約 0.1%，屬于“高價值、低含量”的目標成分。

如何在保持活性的同時，從復雜乳清中高效提取乳鐵蛋白，一直是乳制品深加工的技術難點。

乳鐵蛋白與其他乳清蛋白（如 α-乳白蛋白、β-乳球蛋白）的理化性質非常接近，傳統的沉淀、膜分離或熱處理方法，往往難以實現高純度分離，且容易導致蛋白變性或失活。相比之下，層析分離（Chromatography）以其條件溫和、選擇性強的特征，成為目前乳鐵蛋白純化的首選方法。

與多數蛋白純化工藝不同，乳鐵蛋白的層析分離過程強調極致的溫和條件：

• 不進行高溫處理，防止構象改變；

• 不調節 pH 值，避免破壞樣品穩定性；

• 不添加化學沉淀劑，保留乳清體系的可再利用性。

因此，在實際生產中，乳鐵蛋白純化多采用一步陽離子交換層析（Cation Exchange Chromatography, CEX）：

脫脂 → 過濾 → 直接上樣層析 → 洗脫 → 濃縮 → 干燥

Fig.1 乳鐵蛋白純化工藝流程概覽

“一步直通式層析”工藝不僅操作簡潔、效率高，還能保持牛乳中乳清的天然組分，為后續副產物利用（如乳清蛋白粉生產）提供可能。

除了乳鐵蛋白外，牛乳中還包含多種具有營養和功能價值的蛋白質：

• α-乳白蛋白（α-Lactalbumin）：富含必需氨基酸，促進免疫與腸道健康；

• β-乳球蛋白（β-Lactoglobulin）：天然抗氧化肽的重要前體；

• 免疫球蛋白與乳過氧化物酶：具有抗菌與免疫活性；

• 溶菌酶、乳糖轉移酶等：在功能食品中潛力巨大。

這些蛋白的分離提純同樣可通過層析技術實現。 

層析技術，讓乳清從奶酪“副產物”變為“高值原料”。

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