Lait 75 (1995) 105-115
DOI: 10.1051/lait:199528

Electrofiltration of solutions of amino acids or peptides

G. Daufin^a, F.L. Kerhervé^a, P. Aimar^b, D. Mollé^a, J. Léonil^a and F. Nau<sup>c

a</sup>  Laboratoire de Recherches de Technologie Laitière, INRA, 65, rue de Saint-Brieuc, 35042 Rennes Cedex
^b  Laboratoire de Génie Chimique, CNRS, 118, route de Narbonne, 31062 Toulouse Cedex
^c  Chaire de Technologie Alimentaire, ENSAR, 65, rue de Saint-Brieuc, 35042 Rennes Cedex, France

(Received 7 September 1994; accepted 5 December 1994)

Abstract - Enhanced transfer according to the isoelectric point (pl) of amino acids and peptides (molecular mass 130-6 000 g mol^-1) was achieved using laboratory filtration in the presence of an electric field. The permeate was enriched with arginine and lysine of negative electrophoretic mobility, while the retentate was enriched with the amino acid characterized by the lowest pl value, aspartic acid. A model which assumes no retention of amino acids by ultrafiltration (UF) membranes describes reasonably well their transmission to the permeate. The peptide mixture permeate was enriched with peptides which were either positively or negatively charged according to the electric field direction. The effect was significant even under low electric field. The model did not quantify satisfactorily the experimental transmission probably because of significant retention of some peptides by the ultrafiltration membranes. The present study shows that electrofiltration (EF) may be a useful and efficient process for achieving selective separation of charged biological molecules provided that further work is aimed at a better understanding of which mechanisms rule the retention in EF and of the effect of process variables (flux, electric field, conductivity, charge of the molecules).

Résumé - Electrofiltration de solutions d'acides aminés ou de peptides
Le transfert sélectif d'acides aminés et de peptides (masse molaire : 130-6000 g mol^-1) selon leur point isoélectrique était réalisée par filtration sur membrane couplée à l'application d'un champ électrique, E. Le perméat était enrichi en substances possédant une mobilité électrophorétique négative (arginine, lysine, βCN 170-176 ; βCN 177-183) tandis que le rétentat était enrichi en molécules de bas point isoélectrique (acide aspartique). Un modèle décrivant la transmission est proposé. Lorsque la rétention en l'absence de champ électrique est nulle, l'accord avec l'expérience est satisfaisant. Une rétention non nulle en l'absence de champ électrique appliqué ne permet plus de quantifier correctement la transmission trouvée en électrofiltration, EF. Ce travail montre que ce procédé peut être utile et efficace pour réaliser la séparation sélective de molécules biologiques chargées à condition de développer des études approfondies concernant les mécanismes qui régissent la rétention en EF et l'effet des variables opératoires (flux, champ électrique, conductivité, charge des molécules).

Key words: electrofiltration / amino acid / peptide

Mots clés : électrofiltration / acide aminé / peptide