Concentration of amino acids of curd whey with ceramic membranes | Концентрирование аминокислот творожной сыворотки на керамических мембранах

English. The process of concentrating amino acids of fresh curd whey (CW) produced at the dairy farm using ultrafiltration. Concentrating was carried out at a pilot plant including a module with 14 cylindrical ceramic membranes based on anatase-modified titanium dioxide, with an applied selective layer of alpha-alumina with pore sizes of 0.01 mic, total membrane area of 3.34 m2. Preliminary a chemical composition of CW before concentrating has been determined: the protein content is less than 1%, lactose - 4.3%, fat - less than 0.5%, minerals - 0.7%. In the process of ultrafiltration on ceramic membranes, protein was concentrated 9.8 times, with the mass fraction of protein in the solution being 0.18% and 0.72% precipitated. The average selectivity of the membranes KUFE-19 (0.01) for CW protein was 97%. The initial solution the concentration of amino acids was 176.67 mg/l, after concentrating it increased to 279 mg/l, which is by 58% higher. A part of the amino acids precipitated was not analyzed. The largest concentration in the initial CW solution is of glutamine (57.01 mg/l) and aspartic (19.26 mg/l) acids, lysine (25.16 mg/l), proline (10.02 mg/l), taurine (9.13 mg/l). The largest mass fraction in the concentrate of whey proteins in the final solution is of aspartic (24.19 mg/l) and glutamine (65.34 mg/l) acids, the amount of lysine increased significantly (from 25.16 to 71.59 mg/l), cystine (from 0.12 to 2.11 mg/l) and glycine (from 0.73 to 8.99 mg/l). The concentration coefficients of some amino acids on the membranes of KUFE (0.01) were calculated. It was found that the concentration of cystine (Mr = 240.3 kDa) is 18, glycine (Mr = 75.1 kDa) – 12, tyrosine (Mr = 181.2 kDa) – 0.35, and threonine (Mr = 119.1 kDa) – 0.55. The membrane used in the experiment may be used for concentrating lysine, cystine, glycine and taurine.

Russian. Исследовали процесс концентрирования аминокислот свежей творожной сыворотки (ТС) методом ультрафильтрации. Концентрирование проводили на пилотной установке, включающей модуль с 14 цилиндрическими керамическими мембранами на основе диоксида титана анатазной модификации, с нанесенным селективным слоем альфа-оксида алюминия с размерами пор 0,01 мкм, общей площадью мембран 3,34 м2. Предварительно установлен химический состав ТС до концентрирования: содержание белка – менее 1%, лактозы − 4,3%, жира − менее 0,5%, минеральных веществ − 0,7%. В процессе ультрафильтрации на керамических мембранах белок сконцентрировался в 9,8 раза, его массовая доля в растворе составила 0,18%, в осадок перешло 0,72%. Средняя селективность мембран КУФЭ-19 (0,01) по белкам ТС составила 97%. В исходном растворе ТС концентрация аминокислот составила 176,67 мг/л, после концентрирования возросла до 279 мг/л, на 58%. Часть аминокислот, перешедшая в осадок, анализу не подвергалась. Наибольшую концентрацию в исходном растворе ТС имеют глютаминовая (57,01 мг/л) и аспаргиновая (19,26 мг/л) аминокислоты, лизин (25,16 мг/л), пролин (10,02 мг/л), таурин (9,13 мг/л). Наибольшую массовую долю в концентрате сывороточных белков в конечном растворе составляют аспаргиновая (24,19 мг/л) и глютаминовая (65,34 мг/л) кислоты, значительно увеличилось количество лизина (с 25,16 до 71,59 мг/л), цистина (с 0,12 до 2,11 мг/л) и глицина (с 0,73 до 8,99 мг/л). Рассчитаны коэффициенты концентрирования некоторых аминокислот на мембранах КУФЭ (0,01). Установлено, что коэффициент концентрирования цистина (Mr = 240,3 кДа) равен 18, глицина (Mr = 75,1 кДа) – 12, тирозина (Mr = 181,2 кДа) – 0,35 и треонина (Mr = 119,1 кДа) – 0,55. Применявшаяся в опыте мембрана может использоваться для селективного концентрирования лизина, цистина, глицина и таурина.