Tecnología de ultrasonido de Hielscher

Ultrasónica-enzimática La hidrólisis del aceite

  • Diacilglicerol (DAG) aceites ricos son un ingrediente valioso para la alimentación, farmacéutica y productos cosméticos.
  • Diacilglicerol puede ser producido por la hidrólisis del aceite de palma mediante una lipasa comercial como un catalizador bajo ultrasonicación.
  • Por la hidrólisis ultrasónico-enzimática, DAG se pueden producir en grandes volúmenes a bajo costo y en poco tiempo.

Ultrasónica-diacilglicerol Producción enzimática

Diacilglicerol (DAG) aceites ricos se utilizan para la alimentación, farmacéutica y aplicaciones cosméticas. Ellos tienen un gran interés debido a su alto valor nutritivo, ya que se digieren y metabolizan de una manera, lo que reduce significativamente el peso corporal.
Por una hidrólisis catalizada bio-asistida por ultrasonidos, aceites vegetales estándar se pueden convertir en los aceites comestibles DAG-ricos. Los resultados de hidrólisis de ultrasonidos enzimática en un alto rendimiento de un aceite de diacilglicerol-rico en un corto de los tiempos de reacción y bajo condiciones suaves.
Una combinación de ultrasonido y la catálisis enzimática se puede utilizar para actualizar los aceites comunes, por ejemplo, aceite de palma, el aceite con un alto contenido diacilglicerol. Un alto contenido de diacilglicerol da al aceite un alto valor nutritivo.

Los beneficios de ultrasonido:

  • emulsión fina
  • aumento de la transferencia de masa
  • alta conversión
  • condiciones suaves
  • tiempo de proceso corto
  • temperatura controlada
  • producción en línea
Estructura química de diacilglicerol (DAG) en la que R1, R2, y R3 son un alquilo o un alquenilo, cadena de hidrocarburo de un ácido graso (fórmula general R-COOH).

Estructura química de diacilglicerol (DAG)

Ultrasonidos es bien conocido para mejorar la transferencia de masa

reactor de vidrio de ultrasonidos, por ejemplo, para la emulsión

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Investigación & resultados

Awadallak et al. (2013) han investigado la hidrólisis asistida por ultrasonidos de aceite de palma usando Lipozyme RM IM como biocatalizador. En la reacción de dos pasos, el ultrasonido se utiliza para promover la emulsificación de aceite y agua. En la segunda etapa, se añaden los enzimas para la conversión catalítica.
La imagen de la derecha muestra la configuración de ultrasonidos tal como se utiliza en la investigación de Awadallak: el dispositivo de sonda ultrasónica UP200S (200W, 24 kHz) con celda de flujo de vidrio para una sonicación en continuo bajo condiciones controladas.

Protocolo

El grupo de investigación encontró que los resultados siguientes proceso de dos pasos en los mejores resultados: La reacción se llevó a cabo en una celda de flujo de vidrio de ultrasonidos con un volumen de 60 ml (ver foto de la derecha) a 55 ° C durante 24 h. El aceite de palma (15 g) y agua (1,5 g) se añadieron al reactor. La sonda de ultrasonido de la ultrasonicador UP200S fue insertado a una profundidad de aproximadamente 10 mm en el sistema agua / aceite, la potencia se ajustó a 80W y enciende por 3 min para emulsionar el sistema antes de ser eliminado, y luego la enzima (1,36 en peso.% de agua + masa de aceite) era añadido mientras que la solución se mezcló mediante agitación magnética (300 rpm).
Así asistida por ultrasonidos bio-catálisis dio aceite de DAG con 34,17 en peso.% De concentración después de tiempo de reacción 12 h. La propia etapa de sonicación era muy corto con una duración de tan sólo 1,2 min.

resultados

En los ensayos presentados, DAG aceite con 34,17 en peso. Se obtuvo la concentración de% después de 12 h de reacción. La etapa de sonicación se llevó a sólo 1,2 min.
La catálisis ultrasónica enzimática convence por sus grandes ventajas para la producción a gran escala, ya que sus costos de energía son muy bajos y su tiempo de emulsificación corto permite el uso de equipos de ultrasonidos continua reducida para alimentar grandes reactores de hidrólisis. [Awadallak et al. 2013]

UP200S con reactor de vidrio para la hidrólisis enzimática por ultrasonidos mejorada de petróleo

dispositivo de sonda ultrasónica UP200S con reactor de vidrio

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Literatura/Referencias

  • Adewale, Peter; Dumont, Marie-Josée; Ngadi, Michael (2015): síntesis y la cinética de la producción de biodiesel asistida por ultrasonidos catalizada por la enzima a partir de sebo de residuos. Ultrasonidos Sonochemistry 27; 2015. 1-9.
  • Awadallak Jamal A.; Voll, Fernando; Ribas, Marielen C.; da Silva, la Camilla; Hijo, Lucio Cardozo; da Silva, Edson A. (2013): Enzymatic hidrólisis catalizada aceite de palma bajo irradiación de ultrasonido: síntesis diacilglicerol. Ultrasonidos Sonochemistry 20; 2013. 1002-1007.
  • Dhara R .; Dhar P .; Ghosh M. (2013): Efectos de la alimentación de aceite de diacilglicerol rica mostaza sobre el perfil lipídico de ratas normales e hipercolesterolémicos. Journal of Food Science Technology 50 (4); 2013. 678-86.
  • Dhara R .; Dhar P .; Ghosh M. (2012): Efectos de la alimentación de aceite de salvado de arroz puro y diacilglicerol-rico en el patrón de crecimiento y perfil de lípidos de las ratas. Diario de Oleo Ciencia 61 (7); 2012. 369-75.
  • Goncalves, Karen M .; Sutili, Felipe K .; Leite, Selma G.F .; de Souza, Rodrigo O.M.A .; Ramos Leal, Ivana Correa (2012): El aceite de palma hidrólisis catalizada por lipasas bajo irradiación de ultrasonido - El uso del diseño experimental como una herramienta para la evaluación de las variables. Ultrasonidos Sonochemistry 19; 2012: 232-236.
  • Souza, Rodrigo O. M. A.; Babicz, Ivelize; Leche, Selma G. F.; Antunes, A. C:. Octavio Catalizada por lipasa Producción diacilglicerol Bajo irradiación sonochemical.
  • Nagao T .; Watanabe H .; Goto N .; Onizawa K .; Taguchi H .; Matsuo N .; Yasukawa T .; Tsushima R .; Shimasaki H .; Itakura H. (2000): diacilglicerol dietético suprime la acumulación de grasa corporal en comparación con triacilglicerol en los hombres en un ensayo doble ciego controlado. Journal of Nutrition 130, 2000. 792-797.


Información interesante

sobre Diacilgliceroles
Los diacilgliceroles (DAG) se usan comúnmente en diferentes grados de pureza como aditivos para mejorar la plasticidad de las grasas o como bases para las industrias de alimentos, medicamentos y cosméticos. DAG también se utilizan como aceites extraños para separar materiales de moldes y como un ajustador de cristales de grasa, precursores para la síntesis orgánica de productos como fosfolípidos, glucolípidos, lipoproteínas, profármacos como clorambucilo conjugado con DAG para el tratamiento del linfoma, (S ) - (3,4-dihidroxifenil) alanina (LDOPA) para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson y muchos otros. Más recientemente, el aceite rico en DAG se ha usado como un aceite de cocina funcional, con un contenido de al menos 80% de 1,3-DAG. [Nagao et al., 2000]
El diacilglicerol (DAG) puede producirse por hidrólisis parcial, esterificación o glicerolisis mediante catálisis química o enzimática. La catálisis enzimática es el método preferido ya que puede llevarse a cabo en las condiciones más suaves (temperatura y presión más bajas).