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.
Installation 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.
Émulsion en ligne par ultrasons
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.
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Littérature/références
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.