Основы технологии сушки белковых и ферментных препаратов

Процессу высушивания могут подвергаться как осадки активного белка, полученные путем высаждения из растворов, так и сконцентрированные растворы, экстракционные вытяжки и культуральные жидкости.

Если белок находится в растворенном состоянии, то процесс сушки проводят в распылительных сушилках. Метод получения сухих веществ в распылительных сушилках широко применяется в химической технологии. Наиболее эффективным вариантом высушивания термостабильных веществ является противоточная сушка, когда высушиваемый раствор распыляется навстречу потоку нагретого воздуха. В результате, наиболее высушенные частицы вещества взаимодействуют с самым горячим воздухом. Однако из-за термолабильности белков такой метод сушки растворов неприемлем. К процессу сушки белковых растворов предъявляют ряд общих требований:

1. Содержание сухих веществ в растворе не должно превышать 20-22%. Это достигается правильным проведением предварительного процесса упаривания нативных растворов.

2. Температура теплоносителя (горячего воздуха) не должна превышать 130°С на входе в сушильную камеру и 50-70°С на выходе из нее.

3. Время контакта высушиваемых частиц с теплоносителем не должно превышать нескольких секунд. Теплоноситель и высушиваемые частицы должны двигаться в одном направлении (движение в токе теплоносителя). Недопустимо противоточное движение теплоносителя и высушиваемых частиц.

4. Гидродинамика потоков в сушильной камере должна обеспечить отсутствие контакта высушиваемых частиц с ее стенками или свести ее к минимуму.

5. При сушке обязательно добавляют наполнители в количестве 100% от полной массы сухих растворенных веществ. Наполнитель предотвращает слипание высушиваемых частиц. В качестве наполнителя обычно используют хлорид натрия или сульфат магния. Последний обладает также свойством стабилизатора высушиваемого ферментного препарата.

Потери активности фермента при распылительной сушке с наполнителями - стабилизаторами не более 5-6%, без них 25-30%. После сушки препарат должен содержать не более 6-8% остаточной влаги. Тогда при сроке хранения до 1 года не наблюдается потери его активности.

Более сложным является процесс сушки белковых осадков, полученных высаливанием или осаждением летучим органическим растворителем. Влажность таких осадков может достигать 70-80%, а сами они представляют собой плотную, вязкую и липкую массу. Цикл их высушивания достаточно длительный и занимает до 14-16 часов. Для снижения потерь сушку проводят в вакууме при температуре 50-60°С. Для ускорения процесса и более равномерного прогрева высушиваемого продукта сушильные камеры снабжаются различными перемешивающими устройствами.

Однако, несмотря на использование таких приемов как сушка при пониженном давлении или в распылительной сушилке, использование повышенной температуры может приводить к значительному снижению активности и других потребительских свойств (растворимость, срок хранения и др.) белковых, витаминных и других термолабильных продуктов и препаратов. Более эффективным и щадящим способом сушки, широко используемым в фармацевтической и пищевой промышленности, является лиофильная сушка.