הידרוליזה של שמן אולטרסוני-אנזימטי
- שמנים עשירים בדיאצילגליצרול (DAG) הם מרכיב חשוב למזון, פארמה ומוצרי קוסמטיקה.
- דיאצילגליצרול יכול להיות מיוצר על ידי הידרוליזה של שמן דקלים באמצעות ליפאז מסחרי כזרז תחת ultrasonication.
- על ידי הידרוליזה קולית-אנזימטית, DAGs ניתן לייצר בכמויות גדולות בעלות נמוכה ובזמן קצר.
ייצור דיאצילגליצרול אולטרסוני-אנזימטי
שמנים עשירים בדיאצילגליצרול (DAG) משמשים ליישומי מזון, פארמה וקוסמטיקה. יש להם עניין רב בשל הערך התזונתי הגבוה שלהם מאז הם מתעכלים מטבוליזם בצורה כלשהי, אשר מפחית באופן משמעותי את משקל הגוף.
באמצעות הידרוליזה ביו-זרזיזה בסיוע אולטרה-סאונד, ניתן להפוך שמנים צמחיים סטנדרטיים לשמני מאכל עשירים ב-DAG. ההידרוליזה העל-קולית-אנזימטית גורמת לתפוקה גבוהה של שמן עשיר בדיאצילגליצרול בזמני תגובה קצרים ובתנאים מתונים.
ניתן להשתמש בשילוב של אולטרסאונד וקטליזה אנזימטית כדי לשדרג שמנים נפוצים, למשל שמן דקלים, לשמן עם תכולת דיאצילגליצרול גבוהה. תכולת דיאצילגליצרול גבוהה מעניקה לשמן ערך תזונתי גבוה.
היתרונות של אולטרסאונד:
- תחליב עדין
- העברה המונית מוגברת
- המרה גבוהה
- תנאים קלים
- זמן תהליך קצר
- טמפרטורה מבוקרת
- ייצור מוטבע
מבנה כימי של דיאצילגליצרול (DAG)
כור זכוכית אולטראסונית, למשל לצורך תחליב
צרו קשר! / שאל אותנו!
מחקר & תוצאות
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.
התמונה מימין מראה את ההתקנה העל-קולית כפי ששימשה במחקר של אוודלק: מכשיר הבדיקה העל-קולי UP200S (200 ואט, 24kHz) עם תא זרימת זכוכית לסונציה רציפה בתנאים מבוקרים.
פרוטוקול
קבוצת המחקר מצאה כי ביצוע תהליך דו-שלבי מביא לתוצאות הטובות ביותר: התגובה בוצעה בתא זרימת זכוכית על-קולי בנפח 60 מ"ל (ראו תמונה מימין) בטמפרטורה של 55 מעלות צלזיוס למשך 24 שעות. שמן דקלים (15 גרם) ומים (1.5 גרם) נוספו לכור. בדיקת האולטרסאונד של האולטרסוניקטור UP200S הוכנס לעומק של כ-10 מ"מ למערכת המים/שמן, ההספק הותאם ל-80W והודלק למשך 3 דקות כדי לתחלב את המערכת לפני הוצאתו, ולאחר מכן נוסף האנזים (1.36 Wt.% מסת מים + שמן) תוך ערבוב התמיסה על ידי ערבוב מגנטי (300 סל"ד).
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.
תוצאות
בניסויים המוצגים, שמן DAG עם ריכוז של 34.17 wt.% התקבל לאחר 12 שעות של תגובה. שלב הסוניקציה ארך 1.2 דקות בלבד.
הקטליזה האולטרסונית-אנזימטית משכנעת ביתרונותיה הגדולים לייצור בקנה מידה גדול, שכן עלויות האנרגיה שלה נמוכות מאוד וזמן התחליב הקצר שלה מאפשר שימוש בציוד קולי רציף מופחת להאכלת כורי הידרוליזה גדולים. [Awadallak et al. 2013]
מכשיר בדיקה אולטראסוני UP200S עם כור זכוכית
ספרות/מקורות
- אדוואלה, פיטר; דומונט, מארי-ז'וזה; Ngadi, Michael (2015): סינתזה מזורזת אנזימים וקינטיקה של ייצור ביודיזל בסיוע קולי מפסולת טלו. אולטרסאונד סונוכימיה 27; 2015. 1-9.
- עוודלק, ג'מאל א'; וול, פרננדו; ריבאס, מרילן ג'; דה סילבה, קמילה דה; פיליו, לוסיו קרדוזו; דה סילבה, אדסון א. (2013): הידרוליזה אנזימטית של שמן דקלים תחת הקרנת אולטרסאונד: סינתזת דיאצילגליצרול. אולטרסאונד סונוכימיה 20; 2013. 1002-1007.
- דהרה ר'; דהאר פ'; גוש מ. (2013): השפעות תזונתיות של שמן חרדל עשיר בדיאצילגליצרול על פרופיל השומנים של חולדות נורמוכולסטרולמיות והיפרכולסטרולמיות. כתב העת של טכנולוגיית מדעי המזון 50 (4); 2013. 678-86.
- דהרה ר'; דהאר פ'; גוש מ. (2012): השפעות תזונתיות של שמן סובין אורז טהור ועשיר בדיאצילגליצרול על דפוס הצמיחה ופרופיל השומנים של חולדות. כתב העת של Oleo Science 61 (7); 2012. 369-75.
- גונקלבס, קארן מ.; סוטילי, פליפה ק.; לייט, סלמה ג.פ.; דה סוזה, רודריגו; Ramos Leal, Ivana Correa (2012): הידרוליזה של שמן דקלים המזורזת על ידי ליפאזות תחת הקרנת אולטרסאונד – השימוש בתכנון ניסויי ככלי להערכת משתנים. אולטרסאונד סונוכימיה 19; 2012: 232–236.
- סוזה, רודריגו א. מ. א.; Babicz, Ivelize; לייט, סלמה ג 'פ'; אנטונס, אוקטביו א. כ.: ייצור דיאצילגליצרול מזורז ליפאז תחת הקרנה סונוכימית.
- נגאו ט'; ווטאנאבה ח'; גוטו נ'; אוניזאווה ק.; טגוצ'י ח.; מצואו נ.; יאסוקאווה ט'; צושימה ר.; שימאסאקי ח'; Itakura H. (2000): דיאצילגליצרול תזונתי מדכא הצטברות שומן גוף בהשוואה לטריאצילגליצרול אצל גברים בניסוי כפול סמיות ומבוקר. כתב עת לתזונה 130, 2000. 792-797.
עובדות שכדאי לדעת
אודות 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. [נגאו ואחרים, 2000]
דיאצילגליצרול (DAGs) יכול להיות מיוצר על ידי הידרוליזה חלקית, אסטריפיקציה או גליצרוליזה באמצעות קטליזה כימית או אנזימטית. הקטליזה האנזימטית היא השיטה המועדפת שכן ניתן לבצע אותה בתנאים המתונים ביותר (הטמפרטורה והלחץ הנמוכים ביותר).