Ultraääni-entsymaattinen öljyn hydrolyysi
- Diasyyliglyserolirikkaat (DAG) öljyt ovat arvokas ainesosa elintarvikkeissa, lääkkeissä ja kosmeettisissa valmisteissa.
- Diasyyliglyserolia voidaan tuottaa palmuöljyn hydrolyysillä käyttämällä kaupallista lipaasia katalysaattorina ultraäänellä.
- Ultraäänientsymaattisella hydrolyysillä DAG: itä voidaan tuottaa suurina määrinä alhaisin kustannuksin ja lyhyessä ajassa.
Ultraääni-entsymaattinen diasyyliglyserolin tuotanto
Diasyyliglyserolia (DAG) sisältäviä öljyjä käytetään elintarvikkeisiin, lääkkeisiin ja kosmeettisiin sovelluksiin. He ovat saaneet paljon kiinnostusta korkean ravintoarvonsa vuoksi, koska ne pilkotaan ja metaboloidaan tavalla, mikä vähentää merkittävästi ruumiinpainoa.
Ultraäänellä avustetulla biokatalysoidulla hydrolyysillä tavalliset kasviöljyt voidaan muuttaa DAG-rikkaiksi ruokaöljyiksi. Ultraäänientsymaattinen hydrolyysi johtaa diasyyliglyserolirikkaan öljyn korkeaan saantoon lyhyissä reaktioajoissa ja lievissä olosuhteissa.
Ultraäänen ja entsymaattisen katalyysin yhdistelmää voidaan käyttää yleisten öljyjen, kuten palmuöljyn, päivittämiseen öljyksi, jolla on korkea diasyyliglyserolipitoisuus. Korkea diasyyliglyserolipitoisuus antaa öljylle korkean ravintoarvon.
Ultraäänen edut:
- hieno emulgointi
- lisääntynyt massansiirto
- korkea konversio
- lievät olosuhteet
- lyhyt prosessiaika
- lämpötilaa säädetty
- Inline-tuotanto
Diasyyliglyserolin (DAG) kemiallinen rakenne
Ultraäänilasireaktori, esim. emulgointiin
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!
tutkimus & Tulokset
(2013) ovat tutkineet palmuöljyn ultraäänellä avustettua hydrolyysiä käyttämällä Lipozyme RM IM: tä biokatalysaattorina. Kaksivaiheisessa reaktiossa ultraääntä käytetään öljyn ja veden emulgoinnin edistämiseen. Toisessa vaiheessa entsyymit lisätään katalyyttistä muuntamista varten.
Oikealla olevassa kuvassa näkyy ultraääniasetus, jota käytettiin Awadallakin tutkimuksessa: ultraäänianturilaite UP200S (200W, 24kHz) lasivirtauskennolla jatkuvaan sonikaatioon valvotuissa olosuhteissa.
Protokolla
Tutkimusryhmä havaitsi, että seuraava kaksivaiheinen prosessi johtaa parhaisiin tuloksiin: Reaktio suoritettiin ultraäänilasivirtauskennossa, jonka tilavuus oli 60 ml (ks. kuva oikealla) 55 °C:ssa 24 tunnin ajan. Reaktoriin lisättiin palmuöljyä (15 g) ja vettä (1,5 g). Ultraäänilaitteen ultraäänianturi UP200S asetettiin noin 10 mm: n syvyyteen vesi-/öljyjärjestelmään, teho säädettiin 80 W: iin ja kytkettiin päälle 3 minuutiksi järjestelmän emulgoimiseksi ennen poistamista, ja sitten entsyymi (1,36 paino-% vettä + öljymassa) lisättiin, kun liuosta sekoitettiin magneettisesti sekoittaen (300 rpm).
Siten ultraäänellä avustettu biokatalyysi tuotti DAG-öljyä, jonka pitoisuus oli 34,17 paino-% 12 tunnin reaktioajan jälkeen. Itse sonikaatiovaihe oli hyvin lyhyt, kesto vain 1,2 min.
Tulokset
Esitetyissä tutkimuksissa saatiin DAG-öljyä, jonka pitoisuus oli 34,17 paino-% 12 tunnin reaktion jälkeen. Sonikaatiovaihe kesti vain 1,2 minuuttia.
Ultraäänientsymaattinen katalyysi vakuuttaa suurista eduistaan laajamittaisessa tuotannossa, koska sen energiakustannukset ovat hyvin alhaiset ja sen lyhyt emulgointiaika mahdollistaa vähentyneiden jatkuvien ultraäänilaitteiden käytön suurten hydrolyysireaktoreiden syöttämiseen. [Awadallak ym. 2013]
Ultraäänianturin laite UP200S lasireaktorin kanssa
Kirjallisuus/viitteet
- Adewale, Pietari; Dumont, Marie-Josée; Ngadi, Michael (2015): Entsyymikatalysoitu synteesi ja kinetiikka ultraääniavusteisen biodieselin tuotannossa jätetalista. Ultraääni Sonokemia 27; 2015. 1-9.
- Awadallak, Jamal A.; Voll, Fernando; Ribas, Marielen C.; da Silva, Camila da; Filho, Lucio Cardozo; da Silva, Edson A. (2013): Entsymaattinen katalysoitu palmuöljyn hydrolyysi ultraäänisäteilytyksessä: Diasyyliglyserolisynteesi. Ultraääni Sonokemia 20; 2013. 1002-1007.
- Dhara R.; Dhar P.; Ghosh M. (2013): Diasyyliglyserolipitoisen sinappiöljyn ruokavalion vaikutukset normokolesteroleemisten ja hyperkolesteroleemisten rottien lipidiprofiiliin. Journal of Food Science Technology 50(4); 2013. 678-86.
- Dhara R.; Dhar P.; Ghosh M. (2012): Puhtaan ja diasyyliglyserolipitoisen riisinleseöljyn ruokavalion vaikutukset rottien kasvumalliin ja lipidiprofiiliin. Oleo Science -lehti 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): Lipaasien katalysoima palmuöljyn hydrolyysi ultraäänisäteilytyksessä - kokeellisen suunnittelun käyttö muuttujien arvioinnin välineenä. Ultraääni Sonokemia 19; 2012: 232–236.
- Souza, Rodrigo O. M. A.; Babicz, Ivelize; Leite, Selma G. F.; Antunes, Octavio A. C.: Lipaasikatalysoidun diasyyliglyserolin tuotanto sonokemiallisessa säteilytyksessä.
- Nagao T.; Watanabe H.; Siirry N.; Onizawa K.; Taguchi H.; Matsuo N.; Yasukawa T.; Tsushima R.; Shimasaki H.; Itakura H. (2000): Ruokavalion diasyyliglyseroli estää kehon rasvan kertymistä verrattuna triasyyliglyseroliin miehillä kaksoissokkoutetussa kontrolloidussa tutkimuksessa. Ravitsemuslehti 130, 2000. 792-797.
Faktoja, jotka kannattaa tietää
Tietoja diasyyliglyseroleista
Diasyyliglyseroleja (DAG) käytetään yleisesti eri puhtausasteina lisäaineina rasvojen plastisuuden parantamiseksi tai elintarvike-, lääke- ja kosmetiikkateollisuuden emäksinä. DAG: tä käytetään myös vieraantuneina öljyinä materiaalien erottamiseksi homeista ja rasvakiteiden säätäjänä, esiasteina tuotteiden, kuten fosfolipidien, glykolipidien, lipoproteiinien, pro-lääkkeiden, kuten DAG-konjugoidun klorambusiilin, orgaaniseen synteesiin lymfooman hoitoon, (S)-(3,4-dihydroksifenyyli)alaniini (LDOPA) Parkinsonin taudin hoitoon ja monet muut. Viime aikoina DAG-rikasta öljyä on käytetty funktionaalisena ruokaöljynä, jonka pitoisuus on vähintään 80% 1,3-DAG: sta. [Nagao et ai., 2000]
Diasyyliglyserolia (DAG) voidaan tuottaa osittaisella hydrolyysillä, esteröinnillä tai glyserolilyysillä kemiallisen tai entsymaattisen katalyysin avulla. Entsymaattinen katalyysi on edullinen menetelmä, koska se voidaan suorittaa lievimmissä olosuhteissa (alin lämpötila ja paine).