- Более 4 нм— даже такого размера белковые частицы задерживаются ультрафильтрационными мембранами. Для сравнения: толщина человеческого волоса составляет около 100 000 нанометров
- На 30 %возможно снижение себестоимости производства ультрафильтрационных мембран, если использовать не синтетические материалы, а производные целлюлозы, как предлагают химики СПбГУ
- 90,5 % бычьего сывороточного альбуминаспособны задерживать новые мембраны. Этот компонент крови крупного рогатого скота используют в лабораториях как стандарт для количественного определения белков
О проекте
Химики Санкт-Петербургского государственного университета разработали биоразлагаемые мембраны, способные отфильтровать более 90 % молекул белка. Разработка пригодится в пищевой промышленности: для создания детских смесей, спортивного питания, заменителей мяса и популярных сегодня высокобелковых продуктов.
В процессе производства полимерный раствор из нитрата и ацетата целлюлозы наносят на нетканую подложку, формируя тонкий однородный слой, который затем помещают в коагуляционную ванну. Там происходит "слипание" частиц и образование волокон будущей мембраны.
Разработка показала хорошую производительность при разделении растворов белков и сахаров (такая задача стоит перед многими фармацевтическими компаниями) для получения иммуноглобулинов (белков, которые борются с вирусами, бактериями и грибками) или ферментов (белков, которые помогают переваривать пищу). От того, насколько чистым получится соединение, зависит эффективность лекарства. Другая сфера применения — пищевая промышленность: там мембраны помогут производить высокобелковые продукты, среди которых йогурты, искусственное мясо, питательные батончики и многое другое.
По оценке ученых, замена мембран из синтетических материалов на аналоги из производных целлюлозы обойдется дешевле примерно на 30 %. К разработке исследователей СПбГУ уже проявили интерес несколько российских производителей мембран.
-
Возобновляемое сырьеОсновные материалы новых мембран — нитрат и ацетат целлюлозы, которые получают из древесины или хлопка, то есть возобновляемого природного сырья. Такой подход, в отличие от использования синтетических материалов, позволяет значительно уменьшить углеродный след -
Частичная биоразлагаемостьНовые материалы способны частично разлагаться в природной среде, что заметно упрощает их утилизацию -
Высокоэффективная фильтрацияМембраны выдерживают достаточно сильный поток жидкости (295 литров в час через 1 квадратный метр мембраны), сохраняя при этом способность отфильтровывать более 90 % бычьего сывороточного альбумина. Это превосходит показатели аналогов из ацетата целлюлозы более чем в полтора раза, что делает технологию экономически выгодной для промышленного применения. -
Устойчивость к загрязнениямПроизводные целлюлозы обладают гидрофильными свойствами, а мембраны на их основе устойчивы к загрязнениям. К тому же срок службы таких материалов значительно больше, чем у аналогов, что особенно важно при длительной эксплуатации в промышленных условиях
Создать экологичную мембрану, которая позволит максимально эффективно отфильтровывать белки и сахара.
-
Анастасия Владимировна Пенькова
доктор химических наук, профессор (кафедра аналитической химии СПбГУ)
-
Мария Евгеньевна Дмитренко
кандидат химических наук, доцент (кафедра аналитической химии СПбГУ)
-
Анна Игоревна Кузьминова
кандидат химических наук, старший преподаватель (кафедра аналитической химии СПбГУ)
-
Анна Ярославовна Микулан
лаборант-исследователь (кафедра аналитической химии СПбГУ)
-
Маргарита Егоровна Пузикова
лаборант-исследователь (кафедра аналитической химии СПбГУ)
-
Александра Михайловна Коровина
лаборант-исследователь (кафедра аналитической химии СПбГУ)
-
Роман Русланович Дубовенко
аспирант (кафедра аналитической химии СПбГУ)
-
Петр Александрович Фетин
старший научный сотрудник, доцент (кафедра химии высокомолекулярных соединений СПбГУ)
- Доступный и экологичный способ поиска опасного аллергена и канцерогена в молочных продуктах
- Инновационный способ для быстрого установления количества макроэлемента в молоке
