ייצור דיאצילגליצרול אולטרסוני-אנזימטי
שמנים עשירים בדיאצילגליצרול (DAG) הוכחו כבעלי ערך תזונתי גבוה, שכן הם מתעכלים ומפורקים באופן המפחית באופן משמעותי את משקל הגוף. ניתן לייצר דיאצילגליצרול באמצעות הידרוליזה של שמן דקלים, תוך שימוש בליפאז מסחרי כזרז ותחת פעולה אולטראסונית. באמצעות הידרוליזה אנזימטית-אולטראסונית, ניתן לייצר DAG בכמויות גדולות ובעלויות עיבוד נמוכות מאוד.
באמצעות הידרוליזה ביו-זרזיזה בסיוע אולטרה-סאונד, ניתן להפוך שמנים צמחיים סטנדרטיים לשמני מאכל עשירים ב-DAG בעלי ערך תזונתי גבוה. ההידרוליזה האולטרסונית-אנזימטית מספקת תשואה טובה של שמן עשיר בדיאצילגליצרול בזמני תגובה קצרים יותר ובתנאים מתונים.
היתרונות של הידרוליזה קולית:
- תחליב עדין
- העברה המונית מוגברת
- תנאים קלים
- זמן תהליך קצר
- טמפרטורה מבוקרת
- ייצור מוטבע
תא זרימה מזכוכית אולטראסוניקית לעיבוד אמולסיפיקציה
מחקר & תוצאות בסינתזה אולטראסונית של דיאצילגליצרול
Awadallak et al. (2013) חקרו הידרוליזה בסיוע אולטרה-סאונד של שמן דקלים באמצעות Lipozyme RM IM כמו biocatalyst. בתגובה הדו-שלבית, אולטרסאונד משמש לקידום תחליב של שמן ומים. בשלב השני, האנזימים מתווספים להמרה הקטליטית.
התקנה קולית כפי ששימשה במחקר של Awadallak: סוניקטור UP200St עם תא זרימת זכוכית (ראה תמונה משמאל).
קבוצת המחקר מצאה כי ביצוע תהליך דו-שלבי מביא לתוצאות הטובות ביותר: בדיקת האולטרסאונד הוכנסה לעומק של כ-10 מ"מ למערכת המים/שמן, ההספק הותאם ל-80W והודלק למשך 3 דקות כדי לתחלב את המערכת לפני הוצאתה, ואז נוסף האנזים (1.36 wt.% מסת מים + שמן) תוך ערבוב התמיסה על ידי ערבוב מגנטי (300 סל"ד).
הטיפול באולטרסאונד בוצע באמצעות מכשיר הסוניקטור UP200St בעל העוצמה של 200 וואט מבית Hielscher, המצויד בחיישן אולטראסוני.
לפיכך, ביו-קטליזה בסיוע אולטרה-סאונד הניבה שמן DAG עם ריכוז של 34.17 wt.% לאחר זמן תגובה של 12 שעות. שלב הסוניקציה עצמו היה קצר מאוד עם משך של 1.2 דקות בלבד.
מכיוון שסוניקציה מיושמת כצעד ראשון להשגת תחליב על-קולי בגודל עדין, לתהליך דו-שלבי זה יש יתרונות לייצור בקנה מידה גדול: עלויות האנרגיה שלו נמוכות מאוד וזמן התחליב הקצר שלו מאפשר שימוש בציוד על-קולי רציף מופחת כדי להזין כורי הידרוליזה גדולים.
MultiPhaseCavitator: תוספת תא הזרימה האולטראסוני MPC48 משפרת את תהליכי האמולסיפיקציה
ציוד קולי לטייס & ייצור
חברת Hielscher Ultrasonics היא השותפה המנוסה שלכם מזה זמן רב בתהליכים אולטראסוניים, לרבות סינתזה יעילה של דיאצילגליצרול. אנו מייצרים מערכות אולטראסוניות עוצמתיות ואמינות לכל נפח. כספק לתעשיית התרופות והמזון, אנו מתמחים בייצור ציוד אולטראסוני, כמו גם בייעוץ בנושא תהליכים אולטראסוניים ויישומם בתהליכי ייצור.
הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד של האולטרסאונד שלנו.
| נפח אצווה | קצב זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 1 עד 500 מ"ל | 10 עד 200 מ"ל/דקה | UP100H |
| 10 עד 2000 מ"ל | 20 עד 400 מ"ל/דקה | UP200Ht, UP400ST |
| 00.1 עד 20 ליטר | 00.2 עד 4L/דקה | UIP2000hdT |
| 10 עד 100 ליטר | 2 עד 10 ליטר/דקה | UIP4000 |
| נ.א. | 10 עד 100 ליטר/דקה | UIP16000 |
| נ.א. | גדול | אשכול של UIP16000 |
מכשיר רב-שלבי ליצירת חללים אולטראסוני של Hielscher
Hielscher פיתחה את הכנס תא זרימה ייחודי MultiPhaseCavitator MPC48. האינסרט MPC48 (ראה תמונה מימין) מצויד ב-48 צינוריות עדינות, דרכן מוזרק השלב השני כזרם נוזלי דק מאוד בקוטר של 0.3 מ"מ עד 1.2 מ"מ (תלוי בגודל הצינורית). מכיוון שהשלב השני מוזרק כבר בגודל דק מאוד ישירות לאזור הקוויטציה העל-קולית, מיקרו-תחליב או ננו-תחליב מיוצר על ידי סוניקציה. תוספת MPC48 מיועדת לכורי תאי זרימה של Hielscher וניתן להשתמש בה לעיבוד אצווה ורציף.
לחץ כאן כדי ללמוד עוד על MultiPhaseCavitator!
Sonicator UIP2000hdT עם כור לייצור דיאצילגליצרול
ספרות/מקורות
- Awadallak, Jamal A.; Voll, Fernando; Ribas, Marielen C.; da Silva, Camila da; Filho, Lucio Cardozo; da Silva, Edson A. (2013): Enzymatic catalyzed palm oil hydrolysis under ultrasound irradiation: Diacylglycerol synthesis. Ultrasonics Sonochemistry 20; 2013. 1002-1007.
- Dhara R.; Dhar P.; Ghosh M. (2013): Dietary effects of diacylglycerol rich mustard oil on lipid profile of normocholesterolemic and hypercholesterolemic rats. Journal of Food Science Technology 50(4); 2013. 678-86.
- Goncalves, Karen M.; Sutili, Felipe K.; Leite,Selma G.F.; de Souza, Rodrigo O.M.A.; Ramos Leal, Ivana Correa (2012): Palm oil hydrolysis catalyzed by lipases under ultrasound irradiation – The use of experimental design as a tool for variables evaluation. Ultrasonics Sonochemistry 19; 2012: 232–236.
מהם דיאצילגליצרולים?
דיאצילגליצרולים (DAG) משמשים בדרך כלל בדרגות שונות של טוהר כתוספים לשיפור הפלסטיות של שומנים או כבסיסים לתעשיות המזון, הרפואה והקוסמטיקה. DAG משמשים גם כשמנים זרים להפרדת חומרים מתבניות וכמכוונן של גבישי שומן, קודמנים לסינתזה אורגנית של מוצרים כגון פוספוליפידים, גליקוליפידים, ליפופרוטאינים, פרו-תרופות כגון כלורמבוציל מצומד DAG לטיפול בלימפומה, (S)-(3,4-dihydroxyphenyl)alanine (LDOPA) לטיפול במחלת פרקינסון ועוד רבים אחרים. לאחרונה, שמן עשיר ב-DAG שימש כשמן בישול פונקציונלי, עם תכולה של לפחות 80% של 1,3-DAG.
דיאצילגליצרול (DAGs) יכול להיות מיוצר על ידי הידרוליזה חלקית, אסטריפיקציה או גליצרוליזה באמצעות קטליזה כימית או אנזימטית. סוניקציה הוכחה כמגבירה את הקטליזה האנזימטית של דיאצילגליצרולים באופן דרסטי. ההידרוליזה האולטרסונית-אנזימטית מאפשרת תפוקות גבוהות יותר של DAGs באיכות גבוהה בזמן תהליך קצר מאוד.