Դիացիլգլիցերոլի ուլտրաձայնային–ֆերմենտային արտադրություն

Դիացիլգլիցերոլով (DAG) հարուստ յուղերն ունեն բարձր սննդային արժեք, քանի որ մարսվում և նյութափոխանակվում են այնպիսի եղանակով, որը զգալիորեն նվազեցնում է մարմնի քաշը։ Դիացիլգլիցերոլ կարելի է արտադրել արմավենու յուղի հիդրոլիզով՝ ուլտրաձայնային մշակման պայմաններում որպես կատալիզատոր օգտագործելով առևտրային լիպազ։ Ուլտրաձայնային–ֆերմենտային հիդրոլիզի միջոցով դիացիլգլիցերոլներ կարելի է արտադրել մեծ ծավալներով՝ մշակման շատ ցածր ծախսերով։

Ուլտրաձայնային օժանդակությամբ կենսակատալիտիկ հիդրոլիզի միջոցով սովորական բուսական յուղերը կարելի է վերածել DAG պարունակությամբ հարուստ, բարձր սննդային արժեք ունեցող սննդային յուղերի։ Ուլտրաձայնային–ֆերմենտային հիդրոլիզն ապահովում է դիացիլգլիցերոլով հարուստ յուղի լավ ելք՝ ռեակցիայի ավելի կարճ տևողությամբ և մեղմ պայմաններում։

Ուլտրաձայնային հիդրոլիզի առավելությունները՝

մանրադիսպերս էմուլգացում
ուժեղացված զանգվածափոխանակություն
մեղմ պայմաններ
գործընթացի կարճ տևողություն
վերահսկվող ջերմաստիճան
արտադրություն հոսքագծում

Դիացիլգլիցերոլի ուլտրաձայնային սինթեզի հետազոտություններն ու արդյունքները

Awadallak և համահեղինակները (2013) ուսումնասիրել են արմավենու յուղի հիդրոլիզը ուլտրաձայնային օժանդակությամբ՝ որպես կենսակատալիզատոր օգտագործելով Lipozyme RM IM։ Երկփուլ ռեակցիայում ուլտրաձայնն օգտագործվում է յուղի և ջրի էմուլգացմանը նպաստելու համար։ Երկրորդ փուլում ավելացվում են ֆերմենտերը՝ կատալիտիկ փոխարկումն իրականացնելու համար։
Awadallak-ի հետազոտության մեջ օգտագործված ուլտրաձայնային կայանքը՝ UP200St ուլտրաձայնային սարք՝ ապակե հոսքային բջջով (տես ձախ կողմի պատկերը)։
Հետազոտական խումբը պարզել է, որ հետևյալ երկփուլ գործընթացն ապահովում է լավագույն արդյունքները. ուլտրաձայնային զոնդը մտցվել է ջուր/յուղ համակարգի մեջ մոտ 10mm խորությամբ, հզորությունը սահմանվել է 80 W, և սարքը միացվել է 3 min՝ համակարգն էմուլգացնելու համար, որից հետո զոնդը հեռացվել է, ապա ավելացվել է ֆերմենտը (ջուր + յուղ զանգվածի 1,36 wt.%)՝ լուծույթը մագնիսական խառնմամբ խառնելու ընթացքում (300 rpm)։
Ուլտրաձայնային մշակումն իրականացվել է Hielscher ընկերության 200watts հզորությամբ հզոր զոնդային ուլտրաձայնային UP200St սարքի միջոցով։

Այսպիսով, ուլտրաձայնային օժանդակությամբ կենսակատալիզի արդյունքում ռեակցիայի 12h տևողությունից հետո ստացվել է 34,17 wt.% կոնցենտրացիայով DAG յուղ։ Ուլտրաձայնային մշակման փուլն ինքնին շատ կարճ է եղել՝ ընդամենը 1,2 min տևողությամբ։
Քանի որ ուլտրաձայնային մշակումը կիրառվում է որպես առաջին փուլ՝ մանրադիսպերս ուլտրաձայնային էմուլսիա ստանալու համար, այս երկփուլ գործընթացն առավելություններ ունի լայնածավալ արտադրության համար. դրա էներգետիկ ծախսերը շատ ցածր են, իսկ էմուլգացման կարճ տևողությունը թույլ է տալիս հիդրոլիզի մեծ ռեակտորները սնուցելու համար օգտագործել կրճատված ուլտրաձայնային սարքավորումներ՝ անընդհատ աշխատանքի համար։

Ուլտրաձայնային սարքավորումներ փորձնական և արտադրական կիրառությունների համար

Hielscher Ultrasonics ընկերությունը ուլտրաձայնային գործընթացներում, այդ թվում՝ դիացիլգլիցերոլի արդյունավետ սինթեզում, երկարամյա փորձ ունեցող ձեր գործընկերն է։ Մենք արտադրում ենք հզոր և հուսալի ուլտրաձայնային համակարգեր ցանկացած ծավալի համար։ Որպես դեղագործական և սննդի արդյունաբերության մատակարար՝ մենք մասնագիտացած ենք ուլտրաձայնային սարքավորումների արտադրության, ինչպես նաև ուլտրաձայնային գործընթացների և արտադրական հոսքերում դրանց ներդրման վերաբերյալ խորհրդատվության մեջ։
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մշակման արտադրողականության մասին։

Խմբաքանակի ծավալը	Հոսքի ծավալային արագությունը	Առաջարկվող սարքերը
1–500mL	10–200mL/min	UP100H
10–2000mL	20–400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1–20L	0,2–4L/min	UIP2000hdT
10–100L	2–10L/min	UIP4000
n.a.	10–100L/min	UIP16000
n.a.	ավելի մեծ	սարքերի խումբ՝ UIP16000

Hielscher ուլտրաձայնային MultiPhaseCavitator

Hielscher ընկերությունը մշակել է հոսքային բջջի եզակի ներդիրը՝ MultiPhaseCavitator MPC48։ MPC48 ներդիրը (տես աջ կողմի պատկերը) հագեցած է 48 բարակ կանյուլաներով, որոնց միջով երկրորդ փուլը ներարկվում է շատ բարակ հեղուկ շիթի տեսքով՝ 0,3mm–1,2mm տրամագծով (կախված կանյուլայի չափից)։ Քանի որ երկրորդ փուլն արդեն շատ մանր չափերով ներարկվում է անմիջապես ուլտրաձայնային կավիտացիայի գոտի, ուլտրաձայնային մշակմամբ առաջանում է միկրոէմուլսիա կամ նանոէմուլսիա։ MPC48 ներդիրը նախատեսված է Hielscher հոսքային բջջային ռեակտորների համար և կարող է օգտագործվել խմբաքանակային ու անընդհատ մշակման համար։
Սեղմեք այստեղ՝ MultiPhaseCavitator սարքի մասին ավելին իմանալու համար։

Առնչվող թեմաներ

Գրականություն/Հղումներ

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.

Ի՞նչ են դիացիլգլիցերոլները

Դիացիլգլիցերոլները (DAG) սովորաբար օգտագործվում են մաքրության տարբեր աստիճաններով՝ որպես ճարպերի պլաստիկությունը բարձրացնող հավելումներ կամ որպես հիմքեր սննդի, դեղագործական և կոսմետիկ արդյունաբերության համար։ Դիացիլգլիցերոլներն օգտագործվում են նաև որպես յուղեր՝ նյութերը կաղապարներից առանձնացնելու համար, և որպես ճարպային բյուրեղների կարգավորիչ, նախանյութեր այնպիսի արտադրանքների օրգանական սինթեզի համար, ինչպիսիք են ֆոսֆոլիպիդները, գլիկոլիպիդները, լիպոպրոտեինները, նախադեղերը, օրինակ՝ լիմֆոմայի բուժման համար DAG կոնյուգացված քլորամբուցիլը, Պարկինսոնի հիվանդության բուժման համար (S)-(3,4-dihydroxyphenyl)alanine (LDOPA) միացությունը և շատ ուրիշներ։ Վերջին շրջանում DAG պարունակությամբ հարուստ յուղն օգտագործվում է որպես ֆունկցիոնալ խոհարարական յուղ՝ առնվազն 80% 1,3-DAG պարունակությամբ։
Դիացիլգլիցերոլ (DAGs) կարելի է արտադրել մասնակի հիդրոլիզով, էսթերացմամբ կամ գլիցերոլիզով՝ քիմիական կամ ֆերմենտային կատալիզի միջոցով։ Ապացուցված է, որ ուլտրաձայնային մշակումը կտրուկ ուժեղացնում է դիացիլգլիցերոլների ֆերմենտային կատալիզը։ Ուլտրաձայնային–ֆերմենտային հիդրոլիզը թույլ է տալիս ստանալ բարձրորակ դիացիլգլիցերոլների ավելի բարձր ելքեր՝ գործընթացի շատ կարճ տևողությամբ։