Hydrolyse de l'huile par ultrasons et enzymatique

• Les huiles riches en diacylglycérols (DAG) constituent un ingrédient précieux pour les produits alimentaires, pharmaceutiques et cosmétiques.
• Le diacylglycérol peut être produit par l'hydrolyse de l'huile de palme en utilisant une lipase commerciale comme catalyseur sous ultrasons.
• Grâce à l'hydrolyse ultrasonique-enzymatique, les DAG peuvent être produits en grandes quantités, à faible coût et en peu de temps.

Production de diacylglycérol par voie ultrasonique et enzymatique

Les huiles riches en diacylglycérols (DAG) sont utilisées pour des applications alimentaires, pharmaceutiques et cosmétiques. Elles ont suscité beaucoup d'intérêt en raison de leur valeur nutritionnelle élevée, car elles sont digérées et métabolisées d'une manière qui réduit considérablement le poids corporel.
Grâce à une hydrolyse biocatalysée assistée par ultrasons, les huiles végétales standard peuvent être transformées en huiles comestibles riches en DAG. L'hydrolyse enzymatique ultrasonique permet d'obtenir un rendement élevé d'une huile riche en diacylglycérols dans des temps de réaction courts et dans des conditions douces.
Une combinaison d'ultrasons et de catalyse enzymatique peut être utilisée pour transformer des huiles courantes, comme l'huile de palme, en une huile à forte teneur en diacylglycérol. Une teneur élevée en diacylglycérol confère à l'huile une valeur nutritionnelle élevée.

Les avantages des ultrasons :

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

Structure chimique du diacylglycérol (DAG)

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.
L'image de droite montre l'installation ultrasonique utilisée dans la recherche d'Awadallak : le dispositif de sonde ultrasonique. UP200S (200W, 24kHz) avec cellule d'écoulement en verre pour une sonication continue dans des conditions contrôlées.

protocole

Le groupe de recherche a constaté que le processus en deux étapes donne les meilleurs résultats : La réaction a été effectuée dans un réacteur à ultrasons en verre d'un volume de 60 ml (voir l'image de droite) à 55°C pendant 24 h. De l'huile de palme (15 g) et de l'eau (1,5 g) ont été ajoutées au réacteur. La sonde à ultrasons de l'ultrasonateur UP200S a été inséré 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).
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.

Résultats

Dans les essais présentés, l'huile DAG avec une concentration de 34,17 % en poids a été obtenue après 12 heures de réaction. L'étape de sonication n'a duré que 1,2 min.
La catalyse ultrasonique-enzymatique convainc par ses grands avantages pour la production à grande échelle, car ses coûts énergétiques sont très faibles et son temps d'émulsification court permet l'utilisation d'un équipement ultrasonique continu réduit pour alimenter de grands réacteurs d'hydrolyse. [Awadallak et al. 2013]