Ultrahangos-enzimatikus olaj hidrolízis
- A diacilglicerinben (DAG) gazdag olajok értékes összetevői az élelmiszereknek, gyógyszereknek és kozmetikai termékeknek.
- A diacilglicerin előállítható a pálmaolaj hidrolízisével, kereskedelmi lipázzal, mint katalizátorral ultrahangos kezelés alatt.
- Az ultrahangos-enzimatikus hidrolízissel a DAG-ok nagy mennyiségben, alacsony költséggel és rövid idő alatt állíthatók elő.
Ultrahangos-enzimatikus diacilglicerin termelés
A diacilglicerinben (DAG) gazdag olajokat élelmiszeripari, gyógyszeripari és kozmetikai alkalmazásokban használják. Magas tápértékük miatt nagy érdeklődést mutatnak, mivel emésztik és metabolizálják őket, ami jelentősen csökkenti a testtömeget.
Ultrahanggal segített biokatalizált hidrolízissel a standard növényi olajok DAG-ban gazdag étolajokká alakíthatók. Az ultrahangos-enzimatikus hidrolízis a diacilglicerinben gazdag olaj magas hozamát eredményezi rövid reakcióidő alatt és enyhe körülmények között.
Az ultrahang és az enzimatikus katalízis kombinációja felhasználható a közönséges olajok, például a pálmaolaj magas diacilglicerin-tartalmú olajjá történő korszerűsítésére. A magas diacilglicerin-tartalom magas tápértéket ad az olajnak.
Az ultrahang előnyei:
- finom emulgeálás
- Megnövelt tömegátvitel
- magas konverzió
- Enyhe körülmények
- rövid feldolgozási idő
- hőmérséklet-szabályozott
- Gyártósori gyártás
A diacilglicerin (DAG) kémiai szerkezete
Ultrahangos üvegreaktor, pl. emulgeáláshoz
Kapcsolat! / Kérdezzen tőlünk!
kutatás & Eredmények
Awadallak et al. (2013) megvizsgálta a pálmaolaj ultrahanggal segített hidrolízisét Lipozyme RM IM biokatalizátorként. A kétlépcsős reakcióban ultrahangot használnak az olaj és a víz emulgeálásának elősegítésére. A második lépésben az enzimeket hozzáadjuk a katalitikus átalakításhoz.
A jobb oldali kép az Awadallak kutatásában használt ultrahangos beállítást mutatja: az ultrahangos szonda eszköz UP200S (200W, 24kHz) üvegáramú cellával folyamatos ultrahangos kezeléshez ellenőrzött körülmények között.
protokoll
A kutatócsoport megállapította, hogy a kétlépcsős folyamat követése eredményezi a legjobb eredményt: A reakciót ultrahangos üveg áramlási cellában végeztük, 60 ml térfogattal (lásd a jobb oldali képet) 55 ° C-on 24 órán keresztül. A reaktorhoz 15 g pálmaolajat és 1,5 g vizet adtunk. Az ultrahangos ultrahangos ultrahangos szonda UP200S kb. 10 mm mélységben behelyezték a víz / olaj rendszerbe, a teljesítményt 80 W-ra állították és 3 percre bekapcsolták a rendszer emulgeálására, mielőtt eltávolították volna, majd hozzáadták az enzimet (1,36 tömeg% víz + olajtömeg), miközben az oldatot mágneses keveréssel keverték (300 fordulat / perc).
Így az ultrahanggal segített biokatalízis 34.17 tömeg% koncentrációjú DAG olajat eredményezett 12h reakcióidő után. Maga az ultrahangos lépés nagyon rövid volt, mindössze 1,2 perc időtartammal.
Eredmények
A bemutatott vizsgálatokban 34,17 tömeg% koncentrációjú DAG olajat kaptunk 12 órás reakció után. Az ultrahangos lépés mindössze 1,2 percet vett igénybe.
Az ultrahangos-enzimatikus katalízis meggyőzi nagy előnyei a nagyüzemi termeléshez, mivel energiaköltségei nagyon alacsonyak, és rövid emulgeálási ideje lehetővé teszi csökkentett folyamatos ultrahangos berendezések használatát nagy hidrolízis reaktorok táplálására. [Awadallak et al. 2013]
Ultrahangos szonda készülék UP200S üvegreaktorral
Irodalom/Hivatkozások
- Adewale, Péter; Dumont, Marie-Josée; Ngadi, Michael (2015): Az ultrahanggal segített biodízel előállításának enzim-katalizált szintézise és kinetikája hulladékfaggyúból. Ultrahangos szonokémia 27; 2015. 1-9.
- Awadallak, Jamal A.; Voll, Fernando; Ribas, Marielen C.; da Silva, Camila da; Filho, Lucio Cardozo; da Silva, Edson A. (2013): Enzimatikus katalizált pálmaolaj hidrolízis ultrahangos besugárzás alatt: diacilglicerin szintézis. Ultrahangos szonokémia 20; 2013. 1002-1007.
- Dhara R.; Dhar P.; Ghosh M. (2013): A diacilglicerinben gazdag mustárolaj étrendi hatásai a normokoleszterinémiás és hiperkoleszterinémiás patkányok lipidprofiljára. Élelmiszertudományi Technológiai Közlöny 50(4); 2013. 678-86.
- Dhara R.; Dhar P.; Ghosh M. (2012): A tiszta és diacilglicerinben gazdag rizskorpaolaj étrendi hatásai patkányok növekedési mintájára és lipidprofiljára. Journal of Oleo Science 61(7); 2012. 369-75.
- Goncalves, Karen M.; Sutili, Felipe K.; Leite, Selma G.F.; de Souza, Rodrigo O.M.A.; Ramos Leal, Ivana Correa (2012): Pálmaolaj-hidrolízis lipázok által katalizálva ultrahang besugárzás alatt - A kísérleti tervezés használata a változók értékelésének eszközeként. Ultrahangos szonokémia 19; 2012: 232–236.
- Souza, Rodrigo O. M. A.; Babicz, Ivelize; Leite, Selma G. F.; Antunes, Octavio A. C.: Lipáz-katalizált diacil-glicerin termelés szonokémiai besugárzás mellett.
- Nagao T.; Watanabe H.; Goto N.; Onizawa K.; Taguchi H.; Macuo N.; Yasukawa T.; Cusima R.; Shimasaki H.; Itakura H. (2000): Az étrendi diacilglicerin elnyomja a testzsír felhalmozódását a triacilglicerinhez képest férfiaknál egy kettős-vak, kontrollos vizsgálatban. Journal of Nutrition 130, 2000. 792-797.
Tények, amelyeket érdemes tudni
A diacilglicerinekről
A diacilglicerineket (DAG) általában különböző tisztasági fokban használják adalékanyagként a zsírok plaszticitásának fokozására vagy az élelmiszer-, gyógyszer- és kozmetikai ipar alapjaként. A DAG-ot idegen olajként is használják az anyagok öntőformáktól való elválasztására, valamint zsírkristályok beállítójaként, olyan termékek szerves szintézisének prekurzoraiként, mint a foszfolipidek, glikolipidek, lipoproteinek, pro-gyógyszerek, például DAG-konjugált klórambucil limfóma kezelésére, (S)-(3,4-dihidroxifenil)alanin (LDOPA) Parkinson-kór kezelésére és sok más. Újabban a DAG-ban gazdag olajat funkcionális sütőolajként használják, legalább 80% 1,3-DAG tartalommal. [Nagao és mások, 2000]
A diacilglicerin (DAG-ok) részleges hidrolízissel, észterezéssel vagy glicerolízissel állíthatók elő kémiai vagy enzimatikus katalízissel. Az enzimatikus katalízis az előnyben részesített módszer, mivel a legenyhébb körülmények között (legalacsonyabb hőmérséklet és nyomás) is elvégezhető.