Ultrazvukově-enzymatická produkce diacylglycerolu
Oleje bohaté na diacylglyceroly (DAG) vykazují vysokou nutriční hodnotu, protože jsou tráveny a metabolizovány způsobem, který výrazně snižuje tělesnou hmotnost. Diacylglycerol lze vyrobit hydrolýzou palmového oleje za použití komerční lipázy jako katalyzátoru při ultrazvuku. Pomocí ultrazvukově-enzymatické hydrolýzy lze DAG vyrábět ve velkých objemech při velmi nízkých zpracovatelských nákladech.
Ultrazvukem asistovanou biokatalyzovanou hydrolýzou lze standardní rostlinné oleje přeměnit na jedlé oleje bohaté na DAG s vysokou nutriční hodnotou. Ultrazvukově-enzymatická hydrolýza poskytuje dobrý výtěžek oleje bohatého na diacylglycerol při kratších reakčních dobách a za mírných podmínek.
Výhody ultrazvukové hydrolýzy:
- Jemná emulgace
- Zvýšený přenos hmoty
- Mírné stavy
- krátká doba zpracování
- Řízená teplota
- Inline výroba
Ultrazvuková skleněná průtočná cela pro emulgaci
výzkum & Výsledky ultrazvukové syntézy diacylglycerolů
Awadallak et al. (2013) zkoumali ultrazvukem asistovanou hydrolýzu palmového oleje pomocí Lipozyme RM IM jako biokatalyzátoru. Při dvoustupňové reakci se ultrazvuk používá k podpoře emulgace oleje a vody. Ve druhém kroku se přidají enzymy pro katalytickou přeměnu.
Ultrazvukové zařízení, jak se používá při výzkumu Awadallak: Sonikátor UP200St se skleněnou průtočnou buňkou (viz obrázek vlevo).
Výzkumná skupina zjistila, že následující dvoustupňový proces vede k nejlepším výsledkům: ultrazvuková sonda byla vložena do hloubky asi 10 mm do systému voda/olej, výkon byl nastaven na 80 W a zapnut na 3 minuty, aby se systém emulgoval, než byl odstraněn, a poté byl přidán enzym (1,36 hm.% vody + olejová hmota), zatímco roztok byl míchán magnetickým mícháním (300 ot./min).
Ošetření ultrazvukem bylo provedeno pomocí výkonného ultrazvukového sondu typu Hielscher UP200St o výkonu 200 W.
Ultrazvukem asistovaná biokatalýza tak poskytla DAG olej s koncentrací 34,17 hm.% po 12hodinové reakční době. Samotný krok sonikace byl velmi krátký, trval pouhých 1,2 minuty.
Vzhledem k tomu, že sonikace se používá jako první krok k získání jemné ultrazvukové emulze, má tento dvoustupňový proces výhody pro výrobu ve velkém měřítku: Jeho náklady na energii jsou velmi nízké a jeho krátká doba emulgace umožňuje použití redukovaného kontinuálního ultrazvukového zařízení pro napájení velkých hydrolýzních reaktorů.
Více fázový kavitátor: Ultrazvuková vložka MPC48 zlepšuje emulgační procesy.
Ultrazvukové zařízení pro pilota & výroba
Hielscher Ultrasonics je váš dlouholetý zkušený partner pro ultrazvukové procesy včetně účinné syntézy diacylglycerolů. Vyrábíme výkonné a spolehlivé ultrazvukové systémy pro jakýkoli objem. Jako dodavatel pro farmaceutický a potravinářský průmysl se specializujeme na výrobu ultrazvukových zařízení i na poradenství pro ultrazvukové procesy a jejich zavádění do výrobních toků.
Níže uvedená tabulka vám poskytuje informace o zpracovatelské kapacitě našich ultrasonicators.
| Objem dávky | Průtok | Doporučená zařízení |
|---|---|---|
| 1 až 500 ml | 10 až 200 ml / min | UP100H |
| 10 až 2000 ml | 20 až 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20L | 0.2 až 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100 l | 2 až 10 l/min | UIP4000 |
| Není k dispozici | 10 až 100 l / min | UIP16000 |
| Není k dispozici | větší | shluk UIP16000 |
Hielscher Ultrazvukový vícefázový kavitátor
Hielscher vyvinul jedinečnou vložku průtokové buňky Vícefázový kavitátor MPC48. Vložka MPC48 (viz obrázek vpravo) je vybavena 48 jemnými kanylami, kterými je vstřikována druhá fáze jako velmi jemný proud tekutiny o průměru 0,3 mm až 1,2 mm (v závislosti na velikosti kanyly). Vzhledem k tomu, že druhá fáze je vstřikována již velmi jemně dimenzovaná přímo do ultrazvukové kavitační zóny, vyrábí se sonikací mikro- nebo nanoemulze. Vložka MPC48 je určena pro reaktory s průtočnou buňkou Hielscher a lze ji použít pro dávkové a kontinuální zpracování.
Klikněte zde a dozvíte se více o MultiPhaseCavitator!
Sonikátor UIP2000hdT s reaktorem na výrobu diacylglycerolu
Literatura/Odkazy
- 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.
Co jsou diacylglyceroly?
Diacylglyceroly (DAG) se běžně používají v různých stupních čistoty jako přísady pro zvýšení plasticity tuků nebo jako základy pro potravinářský, lékařský a kosmetický průmysl. DAG se také používají jako estrangerové oleje k oddělení materiálů od forem a jako upravovač tukových krystalů, prekurzory pro organickou syntézu produktů, jako jsou fosfolipidy, glykolipidy, lipoproteiny, proléčiva, jako je DAG-konjugovaný chlorambucil pro léčbu lymfomu, (S)-(3,4-dihydroxyfenyl)alanin (LDOPA) pro léčbu Parkinsonovy choroby a mnoho dalších. V poslední době se jako funkční kuchyňský olej používá olej bohatý na DAG s obsahem nejméně 80 % 1,3-DAG.
Diacylglycerol (DAG) lze vyrábět částečnou hydrolýzou, esterifikací nebo glycerolýzou chemickou nebo enzymatickou katalýzou. Bylo prokázáno, že sonikace drasticky zintenzivňuje enzymatickou katalýzu diacylglycerolů. Ultrazvukovo-enzymatická hydrolýza umožňuje vyšší výtěžky vysoce kvalitních DAG ve velmi krátké době procesu.