Ultrazvučno-enzimska proizvodnja diacilglicerola
Ulja bogata diacilglicerolom (DAG) pokazala su visoku nutritivnu vrijednost jer se probavljaju i metaboliziraju na način, što značajno smanjuje tjelesnu težinu. Diacilglicerol se može proizvesti hidrolizom palminog ulja koristeći komercijalnu lipazu kao katalizator pod ultrazvukom. Ultrazvučno-enzimskom hidrolizom DAG-ovi se mogu proizvoditi u velikim količinama uz vrlo niske troškove obrade.
Ultrazvučno potpomognutom bio-kataliziranom hidrolizom, standardna biljna ulja mogu se pretvoriti u jestiva ulja bogata DAG-om visoke nutritivne vrijednosti. Ultrazvučna enzimska hidroliza daje dobar prinos ulja bogatog diacilglicerolom u kraćim reakcijskim vremenima i pod blagim uvjetima.
Prednosti ultrazvučne hidrolize:
- fino emulgiranje
- Povećani prijenos mase
- Blagi uvjeti
- kratko vrijeme procesa
- kontrolirana temperatura
- inline proizvodnja
Ultrazvučna staklena protočna ćelija za emulgiranje
istraživanje & Rezultati u ultrazvučnoj sintezi diacilglicerola
Awadallak i sur. (2013) su istraživali ultrazvučno potpomognutu hidrolizu palminog ulja korištenjem Lipozyme RM IM kao biokatalizatora. U reakciji u dva koraka, ultrazvuk se koristi za poticanje emulgiranja ulja i vode. U drugom koraku dodaju se enzimi za katalitičku konverziju.
Ultrazvučni uređaj korišten u istraživanju Awadallaka: Sonikator UP200St sa staklenom protočnom ćelijom (vidi sliku lijevo).
Istraživačka skupina otkrila je da sljedeći proces u dva koraka daje najbolje rezultate: ultrazvučna sonda je umetnuta na dubinu od oko 10 mm u sustav voda/ulje, snaga je podešena na 80 W i uključena na 3 minute za emulgiranje sustav prije uklanjanja, a zatim je dodan enzim (1,36 tež.% voda + uljna masa) dok je otopina miješana magnetskom miješalicom (300 rpm).
Provedena je ultrazvučna obrada pomoću snažnog ultrazvučnog sondnog sondnog aparata Hielscher od 200 vata UP200St.
Tako je ultrazvučno potpomognuta bio-kataliza dala DAG ulje s 34,17 wt.% koncentracije nakon 12 sati reakcijskog vremena. Sam korak ultrazvuka bio je vrlo kratak i trajao je samo 1,2 minute.
Budući da se ultrazvučna obrada primjenjuje kao prvi korak za dobivanje ultrazvučne emulzije fine veličine, ovaj postupak u dva koraka ima prednosti za proizvodnju velikih razmjera: troškovi energije su vrlo niski, a kratko vrijeme emulgiranja omogućuje upotrebu smanjene kontinuirane ultrazvučne opreme za napajanje veliki reaktori za hidrolizu.
MultiPhaseCavitator: Ultrazvučni umetak protočne ćelije MPC48 poboljšava procese emulgiranja
Ultrazvučna oprema za pilote & proizvodnja
Hielscher Ultrasonics je vaš dugogodišnji iskusni partner za ultrazvučne procese, uključujući učinkovitu sintezu diacilglicerola. Proizvodimo snažne i pouzdane ultrazvučne sustave za bilo koji volumen. Kao dobavljač farmaceutskoj i prehrambenoj industriji specijalizirani smo za proizvodnju ultrazvučne opreme kao i za savjetovanje ultrazvučnih procesa i njihovu implementaciju u proizvodne tokove.
Donja tablica daje vam naznaku kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja.
| Volumen serije | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100l | 2 do 10L/min | UIP4000 |
| na | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| na | veći | klaster od UIP16000 |
Hielscher ultrazvučni višefazni kavitator
Hielscher je razvio jedinstveni umetak protočne ćelije MultiPhaseCavitator MPC48. Umetak MPC48 (vidi sliku desno) opremljen je s 48 finih kanila, kroz koje se druga faza ubrizgava kao vrlo fini tekući mlaz promjera od 0,3 mm do 1,2 mm (ovisno o veličini kanile). Budući da se druga faza ubrizgava već vrlo fine veličine izravno u zonu ultrazvučne kavitacije, sonikacijom se proizvodi mikro- ili nano-emulzija. Umetak MPC48 dizajniran je za reaktore s protočnim ćelijama Hielscher i može se koristiti za serijsku i kontinuiranu obradu.
Kliknite ovdje kako biste saznali više o MultiPhaseCavitatoru!
Sonikator UIP2000hdT s reaktorom za proizvodnju diacilglicerola
Literatura/Reference
- 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.
Što su diacilgliceroli?
Diacilgliceroli (DAG) se obično koriste u različitim stupnjevima čistoće kao dodaci za povećanje plastičnosti masti ili kao baze za prehrambenu, medicinsku i kozmetičku industriju. DAG se također koriste kao estranger ulja za odvajanje materijala od plijesni i kao regulator masnih kristala, prekursori za organsku sintezu proizvoda kao što su fosfolipidi, glikolipidi, lipoproteini, predlijekovi kao što je DAG-konjugirani klorambucil za liječenje limfoma, (S )-(3,4-dihidroksifenil)alanin (LDOPA) za liječenje Parkinsonove bolesti i mnogih drugih. Nedavno se ulje bogato DAG-om koristilo kao funkcionalno ulje za kuhanje, s udjelom od najmanje 80% 1,3-DAG-a.
Diacilglicerol (DAG) može se proizvesti djelomičnom hidrolizom, esterificiranjem ili glicerolizom kemijskom ili enzimatskom katalizom. Dokazano je da sonikacija drastično pojačava enzimsku katalizu diacilglicerola. Ultrazvučna enzimska hidroliza omogućuje veće prinose visokokvalitetnih DAG-ova u vrlo kratkom vremenu procesa.