Ultraheli-ensümaatiline diatsüülglütserooli tootmine
Diatsüülglütserooli (DAG) rikastel õlidel on suur toiteväärtus, kuna need seeditakse ja metaboliseeritakse viisil, mis vähendab oluliselt kehakaalu. Diatsüülglütserooli saab toota palmiõli hüdrolüüsil, kasutades katalüsaatorina kommertslipaasi ultraheli töötluse tingimustes. Ultraheli-ensümaatilise hüdrolüüsi abil saab DAG-e toota suurtes kogustes väga madalate töötlemiskuludega.
Ultrahelitoega biokatalüütilise hüdrolüüsi abil saab tavalistest taimeõlidest valmistada DAG-rikkaid toiduõlisid, millel on suur toiteväärtus. Ultraheli-ensümaatiline hüdrolüüs annab hea saagise diatsüülglütserooli rikast õli lühemate reaktsiooniaegadega ja leebetes tingimustes.
Ultraheli hüdrolüüsi eelised:
- peen emulgeerimine
- suurenenud massiülekanne
- leebed tingimused
- lühike protsessiaeg
- temperatuuri reguleeritav
- inline-tootmine
Ultraheli klaasist läbivoolukamber emulgeerimiseks
Uuringud ja tulemused ultraheli abil toimuvas diatsüülglütserooli sünteesis
Awadallak jt (2013) uurisid palmiõli ultrahelitoega hüdrolüüsi, kasutades biokatalüsaatorina Lipozyme RM IM-i. Kaheetapilises reaktsioonis kasutatakse ultraheli õli ja vee emulgeerimise soodustamiseks. Teises etapis lisatakse katalüütiliseks muundamiseks ensüümid.
Awadallaki uuringus kasutatud ultraheliseade: Sonikaator UP200St koos klaasist läbivoolukambriga (vt pilti vasakul).
Uurimisrühm leidis, et parimad tulemused annab järgmine kaheetapiline protsess: ultraheli sond sisestati umbes 10 mm sügavusele vee/õli süsteemi, võimsus seati 80 W-le ja see lülitati sisse 3 minutiks süsteemi emulgeerimiseks, enne kui sond eemaldati, ning seejärel lisati ensüüm (1,36 wt.% vee + õli massist), samal ajal kui lahust segati magnetsegajaga (300 rpm).
Ultraheli töötlus viidi läbi Hielscheri 200-vatise võimsa sondtüüpi sonikaatori UP200St abil.
Nii andis ultrahelitoega biokatalüüs DAG-õli kontsentratsiooniga 34,17 wt.% pärast 12 h reaktsiooniaega. Ultraheli töötluse etapp ise oli väga lühike, kestes vaid 1,2 min.
Kuna ultraheli töötlust rakendatakse esimese etapina peeneks dispergeeritud ultraheliemulsiooni saamiseks, on sellel kaheetapilisel protsessil eeliseid suuremahulises tootmises: selle energiakulud on väga madalad ja lühike emulgeerimisaeg võimaldab kasutada vähendatud pideva töö ultraheliseadmeid suurte hüdrolüüsireaktorite toitmiseks.
MultiPhaseCavitator: ultraheli läbivoolukambri lisand MPC48 parandab emulgeerimisprotsesse
Ultraheliseadmed pilootmahule ja tootmisele
Hielscher Ultrasonics on teie kogenud pikaajaline partner ultraheliprotsessides, sealhulgas tõhusas diatsüülglütserooli sünteesis. Toodame võimsaid ja töökindlaid ultrahelisüsteeme mis tahes mahule. Farmaatsia- ja toiduainetööstuse tarnijana oleme spetsialiseerunud ultraheliseadmete tootmisele ning ultraheliprotsesside nõustamisele ja nende juurutamisele tootmisliinidesse.
Alljärgnev tabel annab ülevaate meie ultraheliseadmete töötlusvõimsusest.
| Partii maht | Vooluhulk | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500 mL | 10 kuni 200 mL/min | UP100H |
| 10 kuni 2000 mL | 20 kuni 400 mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 kuni 20 L | 0,2 kuni 4 L/min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100 L | 2 kuni 10 L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 kuni 100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | suurem | klaster: UIP16000 |
Hielscher Ultrasonic MultiPhaseCavitator
Hielscher on välja töötanud ainulaadse läbivoolukambri lisandi MultiPhaseCavitator MPC48. Lisand MPC48 (vt pilti paremal) on varustatud 48 peene kanüüliga, mille kaudu süstitakse teine faas väga peene vedelikujoana läbimõõduga 0,3 mm kuni 1,2 mm (olenevalt kanüüli suurusest). Kuna teine faas süstitakse juba väga peeneks jaotatuna otse ultraheli kavitatsioonitsooni, tekib ultraheli töötlusel mikro- või nanoemulsioon. Lisand MPC48 on mõeldud Hielscheri läbivoolureaktoritele ning seda saab kasutada nii partii- kui ka pidevtöötluseks.
Klõpsake siia, et MultiPhaseCavitatori kohta rohkem teada saada!
Sonikaator UIP2000hdT reaktoriga diatsüülglütserooli tootmiseks
Kirjandus/viited
- 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.
Mis on diatsüülglütseroolid?
Diatsüülglütseroole (DAG) kasutatakse tavaliselt erineva puhtusastmega lisanditena rasvade plastilisuse parandamiseks või alusainetena toidu-, ravimi- ja kosmeetikatööstuses. DAG-e kasutatakse ka „estranger“-õlidena materjalide vormist eraldamiseks ning rasvakristallide reguleerijana, samuti eelainetena selliste toodete orgaanilises sünteesis nagu fosfolipiidid, glükolipiidid, lipoproteiinid, ravimite eelained (pro-drugs), näiteks DAG-konjugeeritud klorambutsiil lümfoomi raviks, (S)-(3,4-dihüdroksüfenüül)alaniin (LDOPA) Parkinsoni tõve raviks ja paljud teised. Viimasel ajal on DAG-rikast õli kasutatud funktsionaalse toiduõlina, mille 1,3-DAG sisaldus on vähemalt 80%.
Diatsüülglütseroole (DAG-e) saab toota osalise hüdrolüüsi, esterdamise või glütserolüüsi teel keemilise või ensümaatilise katalüüsi abil. On tõestatud, et ultraheli töötlus intensiivistab diatsüülglütseroolide ensümaatilist katalüüsi oluliselt. Ultraheli-ensümaatiline hüdrolüüs võimaldab saada suuremat saagist kvaliteetseid DAG-e väga lühikese protsessiaja jooksul.