Lait 83 (2003) 439-451
DOI: 10.1051/lait:2003028

Purification of -lactalbumin from a prepurified acid whey: Ultrafiltration or precipitation

Arabelle Muller^a, Bernard Chaufer^b, Uzi Merin^c and Georges Daufin<sup>a

a</sup>  Laboratoire de Recherches de Technologie Laitière, INRA, 65 rue de Saint-Brieuc, 35042 Rennes Cedex, France
^b  Laboratoire des Procédés de Séparation, Université Rennes I, CS 74205, 35042 Rennes Cedex, France
^c  Dairy Science Laboratory, A.R.O., The Volcani Center, PO Box 6, Bet Dagan 50250, Israel

(Received 4 November 2002; accepted 2 June 2003)

Abstract
Acid casein whey is a co-product of casein manufacture that contains a protein, -lactalbumin, with high nutritional and biological properties. The target protein can be purified using a two-step cascade. The previously reported first step consists of ultrafiltration, which aims at producing a tailor-made permeate with a decreased content of contaminants (bovine serum albumin, immunoglobulins) down to zero and enhanced -lactalbumin/ -lactoglobulin ratio. The second step is described in the present work. Two routes were investigated. The ultrafiltration route consisted of a second ultrafiltration step with an appropriate membrane, transmembrane pressure, ionic strength and protein concentration. As expected, the purity of -lactalbumin was satisfactory (0.65) but the yield was poor (0.15) due to the low transmission of -lactalbumin ( <0.2). The precipitation route (reversible precipitation of -lactalbumin) was more promising, provided proper conditions (initial protein concentration, precipitation pH, length of precipitation time and number of precipitate washings) were maintained. The purity was in the range 0.77-0.99 depending on the feed generated by the first step of the operation (microfiltration and ultrafiltration). The yield of the insoluble route was satisfactory (0.46-0.83). The role of operating parameters for both routes was investigated.

Résumé
Purification d' -lactalbumine à partir d'un lactosérum acide prépurifié : ultrafiltration ou précipitation. Le lactosérum acide, co-produit de la fabrication de caséines, contient une protéine, l' -lactalbumine, ayant des propriétés nutritionnelles et biologiques. La protéine peut être purifiée en deux étapes. La première étape, récemment rapportée, est une ultrafiltration qui vise à produire un perméat sur mesure pour la seconde étape avec une teneur quasi-nulle en protéines contaminantes (sérum albumine bovine, immunoglobulines) et un rapport -lactalbumine/ -lactoglobuline augmenté. La deuxième étape est l'objet du présent article. Deux voies étaient étudiées. La première utilisait une deuxième étape d'ultrafiltration avec une membrane et des conditions opératoires (pression transmembranaire, force ionique et concentrations en protéines) appropriées. La pureté de l' -lactalbumine était satisfaisante (0,65) mais le rendement faible (0,15) en raison de la faible transmission de l' -lactalbumine ( <0,2). La seconde voie, basée sur la précipitation réversible de l' -lactalbumine, était plus prometteuse sous réserve de bien sélectionner la concentration initiale en protéines, le pH et la durée de précipitation, et le nombre de lavages du précipité. La pureté de l'ordre de 0,77-0,99 dépendait du produit obtenu après la première étape (microfiltration, ultrafiltration). Le rendement de cette deuxième étape (voie précipitation) était satisfaisant (0,46-0,83). Le rôle des paramètres opératoires pour les deux voies est discuté.

Key words: -lactalbumin / purification / process / whey

Mots clés : -lactalbumine / purification / procédé / lactosérum

Correspondence and reprints: Georges Daufin arenouar@labtechno.roazhon.inra.fr

© INRA, EDP Sciences 2003