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Production de diacylglycérol par voie ultrasonique et enzymatique

  • Les huiles riches en diacylglycérols (DAG) ont démontré une valeur nutritionnelle élevée car elles sont digérées et métabolisées d'une manière qui réduit considérablement le poids corporel.
  • Le diacylglycérol peut être produit par l'hydrolyse de l'huile de palme en utilisant une lipase commerciale comme catalyseur sous ultrasons.
  • L'hydrolyse enzymatique par ultrasons permet de produire des DAG en grandes quantités à des coûts de traitement très faibles.

Grâce à une hydrolyse biocatalysée assistée par ultrasons, les huiles végétales standard peuvent être transformées en huiles comestibles riches en DAG ayant une valeur nutritionnelle élevée. L'hydrolyse enzymatique ultrasonique permet d'obtenir un bon rendement d'une huile riche en diacylglycérols dans des temps de réaction plus courts et dans des conditions douces.

Les avantages de l'hydrolyse ultrasonique :

  • émulsification fine
  • Augmentation du transfert de masse
  • Conditions douces
  • temps de traitement court
  • température contrôlée
  • production en ligne

recherche & Résultats

Awadallak et al. (2013) ont étudié l'hydrolyse de l'huile de palme assistée par ultrasons en utilisant le Lipozyme RM IM comme biocatalyseur. Dans la réaction en deux étapes, les ultrasons sont utilisés pour promouvoir l'émulsification de l'huile et de l'eau. Dans la deuxième étape, les enzymes sont ajoutées pour la conversion catalytique.
UP200S avec réacteur en verre pour l'hydrolyse enzymatique de l'huile améliorée par ultrasonsInstallation ultrasonique telle qu'utilisée dans la recherche d'Awadallak : UP200S (200W, 24kHz) avec une cellule d'écoulement en verre (voir l'image de gauche).
Le groupe de recherche a constaté que le processus en deux étapes suivant donne les meilleurs résultats : la sonde à ultrasons a été insérée à une profondeur d'environ 10 mm dans le système eau/huile, la puissance a été réglée à 80 W et allumée pendant 3 minutes pour émulsifier le système avant d'être retirée, puis l'enzyme (1,36 % en poids de la masse eau + huile) a été ajoutée tandis que la solution était mélangée par agitation magnétique (300 tours/minute).
Le traitement par ultrasons a été effectué à l'aide de l'appareil Appareil à sonde ultrasonique UP200S.

Ainsi, la biocatalyse assistée par ultrasons a produit de l'huile DAG avec une concentration de 34,17 % en poids après un temps de réaction de 12 h. L'étape de sonication elle-même a été très courte, avec une durée de seulement 1,2 min. L'étape de sonication elle-même était très courte avec une durée de seulement 1,2 min.
La sonication étant appliquée comme première étape pour obtenir une émulsion ultrasonique de taille fine, ce procédé en deux étapes présente des avantages pour la production à grande échelle : Ses coûts énergétiques sont très faibles et sa courte durée d'émulsification permet l'utilisation d'un équipement ultrasonique continu réduit pour alimenter de grands réacteurs d'hydrolyse.

Ultrasons en continu dans un réacteur en verre à ultrasons (Cliquez pour agrandir !)

Émulsion en ligne par ultrasons

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Équipement ultrasonique pour pilote & Production

Hielscher Ultrasonics est votre partenaire expérimenté de longue date pour les processus ultrasoniques. Nous fabriquons des systèmes à ultrasons puissants et fiables pour tous les volumes. En tant que fournisseur de l'industrie pharmaceutique et alimentaire, nous sommes spécialisés dans la fabrication d'équipements à ultrasons ainsi que dans le conseil en matière de procédés à ultrasons et leur mise en œuvre dans les flux de production.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement de nos ultrasons.

Volume du lot Débit Dispositifs recommandés
00,5 à 1,5 ml n.d. VialTweeter
1 à 500mL 10 à 200mL/min UP100H
10 à 2000mL 20 à 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 à 20L 0.2 à 4L/min UIP2000hdT
10 à 100L 2 à 10L/min UIP4000
n.d. 10 à 100L/min UIP16000
n.d. plus grande groupe de UIP16000

MultiPhaseCavitator de Hielscher

Hielscher a développé l'insert unique de la cellule d'écoulement Cavitateur multiphasé MPC48. L'insert MPC48 (voir l'image de droite) est équipé de 48 canules fines, à travers lesquelles la seconde phase est injectée sous forme de flux liquide très fin d'un diamètre de 0,3 mm à 1,2 mm (en fonction de la taille de la canule). La seconde phase étant injectée directement dans la zone de cavitation ultrasonique, une micro- ou nano-émulsion est produite par sonication. L'insert MPC48 est conçu pour les réacteurs à cellules d'écoulement Hielscher et peut être utilisé pour un traitement discontinu ou continu.
Cliquez ici pour en savoir plus sur le MultiPhaseCavitator !

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FC100L1K-1S avec insertMPC48

Réacteur à flux ultrasonique FC100L1K-1S avec insertMPC48

InsertMPC48 avec 48 canules fines est idéal pour la sono-cristallisation et la sono-précipitation.

InsérerMPC48 pour des résultats d'émulsion encore meilleurs

Littérature/références

  • Awadallak, Jamal A. ; Voll, Fernando ; Ribas, Marielen C. ; da Silva, Camila da ; Filho, Lucio Cardozo ; da Silva, Edson A. (2013) : Hydrolyse enzymatique catalysée de l'huile de palme sous irradiation ultrasonore : Diacylglycerol synthesis. Ultrasonics Sonochemistry 20 ; 2013. 1002-1007.
  • Dhara R. ; Dhar P. ; Ghosh M. (2013) : Effets alimentaires de l'huile de moutarde riche en diacylglycérols sur le profil lipidique des rats normocholestérolémiques et hypercholestérolémiques. Journal of Food Science Technology 50(4) ; 2013. 678-86.
  • Dhara R. ; Dhar P. ; Ghosh M. (2012) : Effets alimentaires de l'huile de son de riz pure et riche en diacylglycérols sur le modèle de croissance et le profil lipidique des rats. Journal of Oleo Science 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) : Hydrolyse de l'huile de palme catalysée par les lipases sous irradiation ultrasonore - L'utilisation du plan d'expérience comme outil d'évaluation des variables. Ultrasonics Sonochemistry 19 ; 2012 : 232-236.
  • Souza, Rodrigo O. M. A. ; Babicz, Ivelize ; Leite, Selma G. F. ; Antunes, Octavio A. C. : Production de diacylglycérol catalysée par la lipase sous irradiation sonochimique.


  • À propos des diacylglycérols

    Les diacylglycérols (DAG) sont couramment utilisés à différents degrés de pureté comme additifs pour améliorer la plasticité des graisses ou comme bases pour les industries alimentaires, médicales et cosmétiques. Les DAG sont également utilisés comme huiles étrangères pour séparer les matériaux des moisissures et comme ajusteur de cristaux de graisse, précurseurs pour la synthèse organique de produits tels que les phospholipides, les glycolipides, les lipoprotéines, les pro-médicaments tels que le chlorambucil conjugué au DAG pour le traitement du lymphome, la (S)-(3,4-dihydroxyphényl)alanine (LDOPA) pour le traitement de la maladie de Parkinson et bien d’autres. Plus récemment, l’huile riche en DAG a été utilisée comme huile de cuisson fonctionnelle, avec une teneur d’au moins 80 % de 1,3-DAG.
    Le diacylglycérol (DAG) peut être produit par hydrolyse partielle, estérification ou glycérolyse par catalyse chimique ou enzymatique. Il a été prouvé que la sonication intensifie considérablement la catalyse enzymatique des diacylglycérols. L'hydrolyse enzymatique par ultrasons permet d'obtenir des rendements plus élevés de DAG de haute qualité dans un temps de traitement très court.

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