Ultrazvučno-enzimska proizvodnja diacilglicerola
Ulja bogata diacilglicerolom (DAG) pokazala su visoku nutritivnu vrijednost jer se probavljaju i metaboliziraju na način, što značajno smanjuje tjelesnu težinu. Diacilglicerol se može proizvesti hidrolizom palminog ulja koristeći komercijalnu lipazu kao katalizator pod ultrasonikacijom. Ultrazvučno-enzimskom hidrolizom, DAG se mogu proizvesti u velikim količinama uz vrlo niske troškove obrade.
Ultrazvučno potpomognutom biokataliziranom hidrolizom, standardna biljna ulja mogu se pretvoriti u jestiva ulja bogata DAG-om visoke nutritivne vrijednosti. Ultrazvučno-enzimska hidroliza obezbeđuje dobar prinos ulja bogatog diacilglicerolom u kraćim vremenima reakcije i pod blagim uslovima.
Prednosti ultrazvučne hidrolize:
- fino emulgiranje
- povećan prijenos mase
- Blagi uslovi
- kratko vreme procesa
- kontrolisana temperatura
- inline proizvodnja
Ultrazvučna staklena protočna ćelija za emulgiranje
istraživanja & Rezultati u ultrazvučnoj sintezi diacilglicerola
Awadallak et al. (2013) su istraživali ultrazvučno potpomognutu hidrolizu palminog ulja koristeći Lipozyme RM IM kao biokatalizator. U reakciji u dva koraka, ultrazvuk se koristi za promicanje emulgiranja ulja i vode. U drugom koraku dodaju se enzimi za katalitičku konverziju.
Ultrazvučna postavka koja se koristi u istraživanju Awadallaka: Sonicator UP200St sa staklenom protočnom ćelijom (vidi sliku lijevo).
Istraživačka grupa je otkrila da sljedeći proces u dva koraka daje najbolje rezultate: ultrazvučna sonda je umetnuta na dubinu od oko 10 mm u sistem voda/ulje, snaga je podešena na 80 W i uključena na 3 minute kako bi se emulgirala sistema prije uklanjanja, a zatim je dodat enzim (1,36 tež.% vode + ulje mase) dok je rastvor miješan magnetnim miješanjem (300 rpm).
Izvršen je ultrazvučni tretman koristeći Hielscher 200watts snažan ultrazvučni sondor tipa UP200St.
Tako je ultrazvučno potpomognuta biokataliza dala DAG ulje sa koncentracijom od 34,17 tež.% nakon 12h vremena reakcije. Sam korak sonikacije bio je vrlo kratak i trajao je samo 1,2 min.
Budući da se ultrazvučna obrada primjenjuje kao prvi korak za dobivanje ultrazvučne emulzije fine veličine, ovaj proces u dva koraka ima prednosti za proizvodnju velikih razmjera: njegovi energetski troškovi su vrlo niski, a kratko vrijeme emulgiranja omogućava korištenje smanjene kontinuirane ultrazvučne opreme za napajanje veliki hidrolizni reaktori.
MultiPhaseCavitator: Ultrazvučni umetak protočne ćelije MPC48 poboljšava procese emulgiranja
Ultrazvučna oprema za pilota & proizvodnja
Hielscher Ultrasonics je vaš dugogodišnji iskusni partner za ultrazvučne procese, uključujući efikasnu sintezu diacilglicerola. Proizvodimo snažne i pouzdane ultrazvučne sisteme za bilo koji volumen. Kao dobavljač farmaceutskoj i prehrambenoj industriji, specijalizirani smo za proizvodnju ultrazvučne opreme, kao i za savjetovanje ultrazvučnih procesa i njihovu implementaciju u proizvodne tokove.
Tabela u nastavku daje vam indikaciju kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata.
| Batch Volume | Flow Rate | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000 |
| N / A | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| N / A | veći | klaster of UIP16000 |
Hielscher Ultrasonic MultiPhaseCavitator
Hielscher je razvio jedinstveni umetak protočne ćelije MultiPhaseCavitator MPC48. Uložak MPC48 (vidi sliku desno) je opremljen sa 48 finih kanila, kroz koje se ubrizgava druga faza kao vrlo fina tekućina prečnika od 0,3mm do 1,2mm (u zavisnosti od veličine kanile). Budući da se druga faza ubrizgava već vrlo fine veličine direktno u ultrazvučnu zonu kavitacije, mikro- ili nano-emulzija se proizvodi ultrazvučnom obradom. Umetak MPC48 je dizajniran za Hielscher reaktore s protočnim ćelijama i može se koristiti za serijsku i kontinuiranu obradu.
Kliknite ovdje da saznate više o MultiPhaseCavitatoru!
sonicator UIP2000hdT sa reaktorom za proizvodnju diacilglicerola
Literatura/Reference
- Awadallak, Jamal A.; Voll, Fernando; Ribas, Marielen C.; da Silva, Camila da; Filho, Lucio Cardozo; da Silva, Edson A. (2013): Enzymatic catalyzed palm oil hydrolysis under ultrasound irradiation: Diacylglycerol synthesis. Ultrasonics Sonochemistry 20; 2013. 1002-1007.
- Dhara R.; Dhar P.; Ghosh M. (2013): Dietary effects of diacylglycerol rich mustard oil on lipid profile of normocholesterolemic and hypercholesterolemic rats. Journal of Food Science Technology 50(4); 2013. 678-86.
- Goncalves, Karen M.; Sutili, Felipe K.; Leite,Selma G.F.; de Souza, Rodrigo O.M.A.; Ramos Leal, Ivana Correa (2012): Palm oil hydrolysis catalyzed by lipases under ultrasound irradiation – The use of experimental design as a tool for variables evaluation. Ultrasonics Sonochemistry 19; 2012: 232–236.
Šta su diacilgliceroli?
Diacilgliceroli (DAG) se obično koriste u različitim stupnjevima čistoće kao aditivi za povećanje plastičnosti masti ili kao baze za prehrambenu, medicinsku i kozmetičku industriju. DAG se također koristi kao estranger ulja za odvajanje materijala od plijesni i kao sredstvo za podešavanje kristala masti, prekursori za organsku sintezu proizvoda kao što su fosfolipidi, glikolipidi, lipoproteini, prolijekovi kao što je DAG-konjugirani klorambucil za liječenje limfoma, (S )-(3,4-dihidroksifenil)alanin (LDOPA) za liječenje Parkinsonove bolesti i mnogih drugih. U novije vrijeme, ulje bogato DAG-om se koristi kao funkcionalno ulje za kuhanje, sa sadržajem od najmanje 80% 1,3-DAG.
Diacilglicerol (DAG) se može proizvesti djelomičnom hidrolizom, esterifikacijom ili glicerolizom putem kemijske ili enzimske katalize. Dokazano je da ultrazvuk drastično intenzivira enzimsku katalizu diacilglicerola. Ultrazvučno-enzimska hidroliza omogućava veće prinose visokokvalitetnih DAG-ova u vrlo kratkom vremenu procesa.