Ултразвуково-ензимна маслена хидролиза
- Богатите на диацилглицерол (DAG) масла са ценна съставка за хранителни, фармацевтични и козметични продукти.
- Диацилглицеролът може да се получи чрез хидролиза на палмово масло, като се използва търговска липаза като катализатор при ултразвук.
- Чрез ултразвуково-ензимна хидролиза DAG могат да бъдат произведени в големи обеми на ниска цена и за кратко време.
Ултразвуково-ензимно производство на диацилглицерол
Богатите на диацилглицерол (DAG) масла се използват за хранителни, фармацевтични и козметични приложения. Те имат голям интерес поради високата си хранителна стойност, тъй като се усвояват и метаболизират по начин, който значително намалява телесното тегло.
Чрез ултразвуково подпомагана биокатализирана хидролиза стандартните растителни масла могат да бъдат превърнати в богати на DAG хранителни масла. Ултразвуково-ензимната хидролиза води до висок добив на богато на диацилглицерол масло за кратко време на реакция и при меки условия.
Комбинация от ултразвук и ензимна катализа може да се използва за надграждане на обикновени масла, например палмово масло, до масло с високо съдържание на диацилглицерол. Високото съдържание на диацилглицерол придава на маслото висока хранителна стойност.
Ползите от ултразвука:
- фина емулгиране
- Повишен пренос на маса
- висока конверсия
- Леки условия
- кратко време за процес
- контролирана температура
- Поточно производство
Химична структура на диацилглицерол (DAG)
Ултразвуков стъклен реактор, например за емулгиране
Свържете се с нас! / Попитайте ни!
изследване & Резултати
Awadallak et al. (2013) са изследвали ултразвуково подпомаганата хидролиза на палмово масло, използвайки Lipozyme RM IM като биокатализатор. При двуетапната реакция ултразвукът се използва за насърчаване на емулгирането на масло и вода. Във втората стъпка се добавят ензимите за каталитично преобразуване.
Снимката вдясно показва ултразвуковата настройка, използвана в изследванията на Awadallak: ултразвуковото устройство за сонда UP200S (200W, 24kHz) със стъклена проточна клетка за непрекъснато ултразвук при контролирани условия.
протокол
Изследователската група установи, че следващият двуетапен процес води до най-добри резултати: Реакцията се извършва в ултразвукова стъклена проточна клетка с обем 60 ml (вижте снимката вдясно) при 55°C за 24 часа. В реактора са добавени палмово масло (15 g) и вода (1,5 g). Ултразвуковата сонда на ултразвуковия апарат UP200S се вкарва на дълбочина около 10 mm в системата вода/масло, мощността се регулира на 80 W и се включва за 3 минути, за да се емулгира системата, преди да бъде отстранена, след което се добавя ензимът (1,36 тегловни % вода + маслена маса), докато разтворът се смесва чрез магнитно разбъркване (300 об / мин).
По този начин ултразвуково подпомогната биокатализа дава DAG масло с концентрация 34,17 тегловни % след 12 часа време на реакция. Самата стъпка на ултразвука беше много кратка с продължителност само 1,2 минути.
Резултати
В представените изпитвания DAG масло с концентрация 34,17 тегловни % е получено след 12 часа реакция. Стъпката на ултразвук отне само 1,2 минути.
Ултразвуково-ензимната катализа убеждава с големите си предимства за мащабно производство, тъй като енергийните разходи са много ниски и краткото време за емулгиране позволява използването на намалено непрекъснато ултразвуково оборудване за захранване на големи хидролизни реактори. [Awadallak et al. 2013]
Устройство за ултразвукова сонда UP200S със стъклен реактор
Литература/Препратки
- Адевейл, Питър; Дюмон, Мари-Жозе; Нгади, Майкъл (2015): Ензимно-катализиран синтез и кинетика на ултразвуково подпомагано производство на биодизел от отпадъчна лой. Ултразвук Сонохимия 27; 2015. 1-9.
- Авадалак, Джамал А.; Вол, Фернандо; Рибас, Мариелън С.; да Силва, Камила да; Фильо, Лусио Кардозо; да Силва, Едсън А. (2013): Ензимна хидролиза на палмово масло при ултразвуково облъчване: синтез на диацилглицерол. Ултразвук Сонохимия 20; 2013. 1002-1007.
- Дара Р.; Дхар П.; Гош М. (2013): Диетични ефекти на богатото на диацилглицерол синапено масло върху липидния профил на нормохолестеролемични и хиперхолестеролемични плъхове. Списание за хранителни науки 50(4); 2013. 678-86.
- Дара Р.; Дхар П.; Гош М. (2012): Диетични ефекти на чистото и богато на диацилглицерол масло от оризови трици върху модела на растеж и липидния профил на плъхове. Вестник на Oleo Science 61(7); 2012. 369-75.
- Гонсалвес, Карън М.; Сутили, Фелипе К.; Лейт, Селма Г.Ф.; де Соуза, Родриго O.M.A.; Рамос Леал, Ивана Кореа (2012): Хидролиза на палмово масло, катализирана от липази при ултразвуково облъчване – Използването на експериментален дизайн като инструмент за оценка на променливите. Ултразвукова сонохимия 19; 2012: 232–236.
- Соуза, Родриго О. М. А.; Babicz, Ivelize; Лейте, Селма Г. Ф.; Антунес, Октавио А. К.: Производство на диацилглицерол, катализирано от липаза, при сонохимично облъчване.
- Нагао Т.; Ватанабе Х.; Гото Н.; Онизава К.; Тагучи Х.; Мацуо Н.; Ясукава Т.; Цушима Р.; Шимасаки Х.; Itakura H. (2000): Диетичният диацилглицерол потиска натрупването на телесни мазнини в сравнение с триацилглицерола при мъже в двойно-сляпо контролирано проучване. Вестник за хранене 130, 2000. 792-797.
Факти, които си струва да знаете
Относно диацилглицеролите
Диацилглицеролите (DAG) обикновено се използват в различни степени на чистота като добавки за повишаване на пластичността на мазнините или като основи за хранителната, медицинската и козметичната промишленост. DAG се използват и като чужди масла за отделяне на материали от плесени и като регулатор на мастни кристали, прекурсори за органичен синтез на продукти като фосфолипиди, гликолипиди, липопротеини, про-лекарства като DAG-конюгиран хлорамбуцил за лечение на лимфом, (S)-(3,4-дихидроксифенил)аланин (LDOPA) за лечение на болестта на Паркинсон и много други. Съвсем наскоро богатото на DAG масло се използва като функционално олио за готвене, със съдържание най-малко 80% от 1,3-DAG. [Nagao et al., 2000]
Диацилглицеролът (DAGs) може да се получи чрез частична хидролиза, естерификация или глицеролиза чрез химическа или ензимна катализа. Ензимната катализа е предпочитаният метод, тъй като може да се извърши при най-меките условия (най-ниска температура и налягане).