અલ્ટ્રાસોનિક–એન્ઝાઇમેટિક તેલ જલવિઘટન

• ડાયએસિલગ્લિસરોલ (DAG)થી સમૃદ્ધ તેલો ખાદ્ય, ઔષધીય અને સૌંદર્યપ્રસાધન ઉત્પાદનો માટે મૂલ્યવાન ઘટક છે.
• અલ્ટ્રાસોનિકેશન દરમિયાન વ્યાવસાયિક લાઇપેઝનો ઉત્પ્રેરક તરીકે ઉપયોગ કરીને પામ તેલના જલવિઘટન દ્વારા ડાયએસિલગ્લિસરોલનું ઉત્પાદન કરી શકાય છે.
• અલ્ટ્રાસોનિક–એન્ઝાઇમેટિક જલવિઘટન દ્વારા DAGનું ઉત્પાદન મોટા જથ્થામાં, ઓછા ખર્ચે અને ટૂંકા સમયમાં કરી શકાય છે.

અલ્ટ્રાસોનિક–એન્ઝાઇમેટિક ડાયએસિલગ્લિસરોલ ઉત્પાદન

ડાયએસિલગ્લિસરોલ (DAG)થી સમૃદ્ધ તેલોનો ઉપયોગ ખાદ્ય, ઔષધીય અને સૌંદર્યપ્રસાધન સંબંધિત ઉપયોગોમાં થાય છે. તેમના ઊંચા પોષણમૂલ્યને કારણે તેમાં ઘણો રસ જાગ્યો છે, કારણ કે તેમનું પાચન અને ચયાપચય એવી રીતે થાય છે જે શરીરનું વજન નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે.
અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સહાયથી થતા જૈવઉત્પ્રેરિત જલવિઘટન દ્વારા સામાન્ય વનસ્પતિ તેલોને DAGથી સમૃદ્ધ ખાદ્ય તેલોમાં ફેરવી શકાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક–એન્ઝાઇમેટિક જલવિઘટનથી ટૂંકા પ્રતિક્રિયા સમયમાં અને સૌમ્ય પરિસ્થિતિઓમાં ડાયએસિલગ્લિસરોલથી સમૃદ્ધ તેલની ઊંચી ઉપજ મળે છે.
અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અને એન્ઝાઇમેટિક ઉત્પ્રેરણના સંયોજનનો ઉપયોગ સામાન્ય તેલોને, દા.ત. પામ તેલને, ડાયએસિલગ્લિસરોલનું ઊંચું પ્રમાણ ધરાવતા તેલમાં રૂપાંતરિત કરીને તેમની ગુણવત્તા વધારવા માટે કરી શકાય છે. ડાયએસિલગ્લિસરોલનું ઊંચું પ્રમાણ તેલને ઊંચું પોષણમૂલ્ય આપે છે.

અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ફાયદા:

• સૂક્ષ્મ ઇમલ્સિફિકેશન
• વધેલું દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ
• ઊંચું રૂપાંતરણ
• સૌમ્ય પરિસ્થિતિઓ
• ટૂંકો પ્રક્રિયા સમય
• નિયંત્રિત તાપમાન
• ઇનલાઇન ઉત્પાદન

ડાયએસિલગ્લિસરોલ (DAG)ની રાસાયણિક રચના

સંશોધન અને પરિણામો

Awadallak અને સહલેખકો (2013)એ જૈવઉત્પ્રેરક તરીકે Lipozyme RM IMનો ઉપયોગ કરીને અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સહાયથી થતા પામ તેલના જલવિઘટનનો અભ્યાસ કર્યો છે. બે તબક્કાની પ્રતિક્રિયામાં, તેલ અને પાણીના ઇમલ્સિફિકેશનને પ્રોત્સાહન આપવા માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ થાય છે. બીજા તબક્કામાં, ઉત્પ્રેરિત રૂપાંતરણ માટે એન્ઝાઇમ ઉમેરવામાં આવે છે.
જમણી બાજુના ચિત્રમાં Awadallakના સંશોધનમાં વપરાયેલી અલ્ટ્રાસોનિક ગોઠવણી દર્શાવવામાં આવી છે: અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ ઉપકરણ UP200S (200W, 24kHz), જે નિયંત્રિત પરિસ્થિતિઓમાં સતત સોનિકેશન માટે કાચના ફ્લો સેલથી સજ્જ છે.

પ્રયોગવિધિ

સંશોધન જૂથને જાણવા મળ્યું કે નીચેની બે તબક્કાની પ્રક્રિયાથી શ્રેષ્ઠ પરિણામો મળે છે: પ્રતિક્રિયા 60ml કદના અલ્ટ્રાસોનિક કાચના ફ્લો સેલમાં (જમણી બાજુનું ચિત્ર જુઓ) 55°C તાપમાને 24 h સુધી કરવામાં આવી હતી. પામ તેલ (15 g) અને પાણી (1.5 g) રિએક્ટરમાં ઉમેરવામાં આવ્યાં હતાં. અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP200S ના અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પ્રોબને પાણી/તેલ તંત્રમાં લગભગ 10mm ઊંડાઈ સુધી દાખલ કરવામાં આવ્યો હતો, પાવર 80W પર ગોઠવવામાં આવ્યો હતો અને પ્રોબને બહાર કાઢતાં પહેલાં તંત્રનું ઇમલ્સિફિકેશન કરવા માટે 3 min સુધી ચાલુ રાખવામાં આવ્યો હતો. ત્યારબાદ, દ્રાવણને ચુંબકીય રીતે હલાવવામાં આવી રહ્યું હતું (300 rpm) તે દરમિયાન એન્ઝાઇમ (પાણી + તેલના દળના 1.36 wt.%) ઉમેરવામાં આવ્યો હતો.
આ રીતે, અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સહાયથી થતા જૈવઉત્પ્રેરણથી 12hના પ્રતિક્રિયા સમય પછી 34.17 wt.% સાંદ્રતા ધરાવતું DAG તેલ મળ્યું હતું. સોનિકેશનનો તબક્કો પોતે ખૂબ જ ટૂંકો હતો, જેનો સમયગાળો માત્ર 1.2 min હતો.

પરિણામો

રજૂ કરાયેલા પ્રયોગોમાં, 12 hની પ્રતિક્રિયા પછી 34.17 wt.% સાંદ્રતા ધરાવતું DAG તેલ પ્રાપ્ત થયું હતું. સોનિકેશનના તબક્કામાં માત્ર 1.2 min લાગ્યાં હતાં.
અલ્ટ્રાસોનિક–એન્ઝાઇમેટિક ઉત્પ્રેરણ મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે તેના નોંધપાત્ર ફાયદાઓને કારણે અસરકારક સાબિત થાય છે, કારણ કે તેનો ઊર્જાખર્ચ ખૂબ જ ઓછો છે અને તેનો ટૂંકો ઇમલ્સિફિકેશન સમય મોટા જલવિઘટન રિએક્ટરોને સામગ્રી પૂરી પાડવા માટે ઘટાડેલાં, સતત કાર્યરત અલ્ટ્રાસોનિક સાધનોનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે. [Awadallak et al. 2013]