Séparation de protéines du lactosérum dans un contacteur

SEPARATION DE PROTEINES DU LACTOSERUM DANS UN
CONTACTEUR ELECTROPHORETIQUE A MEMBRANE -
INFLUENCE DU PH ET DE LA MEMBRANE
GALIER Sylvain et ROUX-de BALMANN Hélène
Laboratoire de Génie chimique CNRS UMR 5503, Université Paul Sabatier,
118, route de Narbonne, 31062 Toulouse Cedex 4
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Résumé
Le lactosérum, co-produit de l’industrie laitière, est fabriqué en grande quantité et sa
valorisation est très intéressante en raison des composés à haute valeur ajoutée qu’il contient.
De nombreux procédés, en particulier les technologies membranaires, ont été mis au point
pour exploiter les différentes fractions. Cependant, des progrès restent à faire pour séparer les
deux protéines majoritaires du lactosérum, l’-lactalbumine et la -lactoglobuline. La
difficulté de cette séparation est liée aux tailles et aux charges (point isoélectrique) très
voisines de ces deux protéines.
Un séparateur électrophorétique, dans lequel une membrane poreuse est utilisée comme
contacteur, concilie la sélectivité des opérations électrophorétiques et permet d’accroître le
domaine d’application de l’électrodialyse. Le transfert de matière à travers le contacteur est
assuré par l’application d’un champ électrique. Le flux de chaque espèce dépend de sa
mobilité électrophorétique, fixée en particulier par le pH de la solution. La séparation est
basée sur la différence de flux de matière à travers la membrane. Suivant les propriétés de la
membrane et des espèces, cette différence de flux de matière entre les espèces peut avoir
différentes origines comme une différence de mobilité électrophorétique, des effets de taille
ou un couplage des deux. Ainsi, des membranes de seuil de coupure variable et des solutions
de différents pH peuvent être mises en œuvre afin de réaliser la séparation.
La faisabilité de ce type de procédé a été démontrée pour séparer des mélanges de protéines
de tailles ou de charges bien distinctes : hémoglobine bovine / sérum d’albumine bovine ou -
lactalbumine / hémoglobine bovine.
Dans ce contexte, l’objectif de ce travail est d’étudier l’influence du pH et du seuil de
coupure de la membrane sur le transfert de l’-lactalbumine et de la -lactoglobuline afin de
déterminer les conditions à mettre en œuvre pour séparer ce mélange.
L’étude des mécanismes de transfert de matière est réalisée avec des solutions simples (une
seule protéine en solution) en couplant une approche expérimentale et théorique. Les
paramètres caractéristiques du modèle mathématique sont déterminés partir des variations
expérimentales du flux de solvant et de soluté.
Ces résultats sont ensuite utilisés afin d’effectuer la séparation des deux protéines.