Յուղի ուլտրաձայնային-ֆերմենտային հիդրոլիզ
- Դիացիլգլիցերինով (DAG) հարուստ յուղերը արժեքավոր բաղադրիչ են սննդային, դեղագործական և կոսմետիկ արտադրանքների համար։
- Դիացիլգլիցերին կարելի է ստանալ արմավենու յուղի հիդրոլիզով՝ ուլտրաձայնային մշակման պայմաններում որպես կատալիզատոր օգտագործելով առևտրային լիպազ։
- Ուլտրաձայնային-ֆերմենտային հիդրոլիզով դիացիլգլիցերիններ կարելի է արտադրել մեծ ծավալներով, ցածր ծախսերով և կարճ ժամանակում։
Դիացիլգլիցերինի ուլտրաձայնային-ֆերմենտային արտադրություն
Դիացիլգլիցերինով (DAG) հարուստ յուղերն օգտագործվում են սննդային, դեղագործական և կոսմետիկ կիրառություններում։ Դրանք մեծ հետաքրքրություն են առաջացրել իրենց բարձր սննդային արժեքի շնորհիվ, քանի որ մարսվում և նյութափոխանակվում են այնպիսի եղանակով, որը զգալիորեն նվազեցնում է մարմնի քաշը։
Ուլտրաձայնի օժանդակությամբ կենսակատալիտիկ հիդրոլիզի միջոցով սովորական բուսական յուղերը կարելի է վերածել դիացիլգլիցերինով հարուստ սննդային յուղերի։ Ուլտրաձայնային-ֆերմենտային հիդրոլիզը ռեակցիայի կարճ տևողության ընթացքում և մեղմ պայմաններում ապահովում է դիացիլգլիցերինով հարուստ յուղի բարձր ելք։
Ուլտրաձայնի և ֆերմենտային կատալիզի համակցությունը կարելի է օգտագործել սովորական յուղերը, օրինակ՝ արմավենու յուղը, բարելավելու և դիացիլգլիցերինի բարձր պարունակությամբ յուղ ստանալու համար։ Դիացիլգլիցերինի բարձր պարունակությունը յուղին հաղորդում է բարձր սննդային արժեք։
Ուլտրաձայնի առավելությունները՝
- մանրադիսպերս էմուլգացում
- ուժեղացված զանգվածափոխանակություն
- փոխակերպման բարձր աստիճան
- մեղմ պայմաններ
- գործընթացի կարճ տևողություն
- վերահսկվող ջերմաստիճան
- արտադրություն հոսքագծում
Դիացիլգլիցերինի (DAG) քիմիական կառուցվածքը
Ուլտրաձայնային սարք՝ հոսքագծում էմուլգացման համար
Կապվե՛ք մեզ հետ։ / Հարցրե՛ք մեզ։
Հետազոտություն և արդյունքներ
Awadallak և համահեղինակները (2013) ուսումնասիրել են ուլտրաձայնի օժանդակությամբ արմավենու յուղի հիդրոլիզը՝ որպես կենսակատալիզատոր օգտագործելով Lipozyme RM IM։ Երկփուլ ռեակցիայում ուլտրաձայնն օգտագործվում է յուղի և ջրի էմուլգացումը խթանելու համար։ Երկրորդ փուլում ավելացվում են ֆերմենտները՝ կատալիտիկ փոխակերպման համար։
Աջ կողմի նկարում պատկերված է Awadallak-ի հետազոտության մեջ օգտագործված ուլտրաձայնային համակարգը՝ ուլտրաձայնային զոնդային սարքը՝ UP200S (200W, 24kHz), ապակե հոսքային խցիկով՝ վերահսկվող պայմաններում շարունակական ուլտրաձայնային մշակման համար։
Փորձի ընթացակարգ
Հետազոտական խումբը պարզել է, որ հետևյալ երկփուլ գործընթացն ապահովում է լավագույն արդյունքները։ Ռեակցիան իրականացվել է 60ml ծավալով ուլտրաձայնային ապակե հոսքային խցիկում (տե՛ս աջ կողմի նկարը)՝ 55°C ջերմաստիճանում, 24 h տևողությամբ։ Ռեակտորի մեջ ավելացվել են արմավենու յուղ (15 g) և ջուր (1,5 g)։ Ուլտրաձայնային UP200S սարքի ուլտրաձայնային զոնդը ջուր/յուղ համակարգի մեջ ընկղմվել է մոտ 10mm խորությամբ, հզորությունը կարգավորվել է մինչև 80W, և սարքը միացվել է 3 min տևողությամբ՝ համակարգն էմուլգացնելու համար, որից հետո զոնդը հեռացվել է։ Այնուհետև ավելացվել է ֆերմենտը (ջրի + յուղի զանգվածի 1,36 wt.%), մինչ լուծույթը խառնվել է մագնիսական խառնիչով (300 rpm)։
Այսպիսով, ուլտրաձայնի օժանդակությամբ կենսակատալիզը ռեակցիայի 12h տևողությունից հետո ապահովել է 34,17 wt.% կոնցենտրացիայով DAG յուղ։ Ուլտրաձայնային մշակման փուլն ինքնին շատ կարճ էր՝ ընդամենը 1,2 min տևողությամբ։
Արդյունքներ
Ներկայացված փորձերում ռեակցիայի 12 h տևողությունից հետո ստացվել է 34,17 wt.% կոնցենտրացիայով DAG յուղ։ Ուլտրաձայնային մշակման փուլը տևել է ընդամենը 1,2 min։
Ուլտրաձայնային-ֆերմենտային կատալիզն աչքի է ընկնում լայնածավալ արտադրության համար իր մեծ առավելություններով, քանի որ դրա էներգետիկ ծախսերը շատ ցածր են, իսկ էմուլգացման կարճ տևողությունը թույլ է տալիս հիդրոլիզի մեծ ռեակտորները սնուցելու համար օգտագործել կրճատված, շարունակական գործողության ուլտրաձայնային սարքավորումներ։ [Awadallak et al. 2013]
Ուլտրաձայնային զոնդային սարք՝ UP200S ապակե ռեակտորով
Գրականություն/հղումներ
- Adewale, Peter; Dumont, Marie-Josée; Ngadi, Michael (2015): Թափոնային կենդանական ճարպից ուլտրաձայնի օժանդակությամբ կենսադիզելի արտադրության ֆերմենտային կատալիզով սինթեզը և կինետիկան։ Ultrasonics Sonochemistry 27; 2015. 1-9.
- Awadallak, Jamal A.; Voll, Fernando; Ribas, Marielen C.; da Silva, Camila da; Filho, Lucio Cardozo; da Silva, Edson A. (2013): Արմավենու յուղի ֆերմենտային կատալիզով հիդրոլիզը ուլտրաձայնային ճառագայթման պայմաններում. դիացիլգլիցերինի սինթեզ. Ultrasonics Sonochemistry 20; 2013. 1002-1007.
- Dhara R.; Dhar P.; Ghosh M. (2013): Դիացիլգլիցերինով հարուստ մանանեխի յուղի սննդային ազդեցությունը նորմոխոլեստերինեմիկ և հիպերխոլեստերինեմիկ առնետների լիպիդային պատկերի վրա։ Journal of Food Science Technology 50(4); 2013. 678-86.
- Dhara R.; Dhar P.; Ghosh M. (2012): Բրնձի թեփի մաքուր և դիացիլգլիցերինով հարուստ յուղի սննդային ազդեցությունը առնետների աճի ընթացքի և լիպիդային պատկերի վրա։ 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): Արմավենու յուղի՝ լիպազներով կատալիզվող հիդրոլիզը ուլտրաձայնային ճառագայթման պայմաններում – փորձերի պլանավորման կիրառումը որպես փոփոխականների գնահատման գործիք։ Ultrasonics Sonochemistry 19; 2012: 232–236.
- Souza, Rodrigo O. M. A.; Babicz, Ivelize; Leite, Selma G. F.; Antunes, Octavio A. C.: Լիպազով կատալիզվող դիացիլգլիցերինի արտադրություն սոնոքիմիական ճառագայթման պայմաններում.
- Nagao T.; Watanabe H.; Goto N.; Onizawa K.; Taguchi H.; Matsuo N.; Yasukawa T.; Tsushima R.; Shimasaki H.; Itakura H. (2000): Կրկնակի կույր վերահսկվող փորձարկման ընթացքում սննդային դիացիլգլիցերինը տղամարդկանց մոտ ճնշում է մարմնի ճարպի կուտակումը՝ համեմատած տրիացիլգլիցերինի հետ։ Journal of Nutrition 130, 2000. 792-797.
Իմանալու արժանի փաստեր
Դիացիլգլիցերինների մասին
Դիացիլգլիցերինները (DAG) սովորաբար օգտագործվում են մաքրության տարբեր աստիճաններով՝ որպես ճարպերի պլաստիկությունը բարձրացնող հավելումներ կամ որպես հիմքեր սննդի, դեղագործական և կոսմետիկ արդյունաբերության համար։ Դիացիլգլիցերինները նաև օգտագործվում են որպես estranger յուղեր՝ նյութերը կաղապարներից առանձնացնելու համար, և որպես ճարպային բյուրեղների կարգավորիչ, այնպիսի արտադրանքների օրգանական սինթեզի նախանյութեր, ինչպիսիք են ֆոսֆոլիպիդները, գլիկոլիպիդները, լիպոպրոտեինները, նախադեղերը, օրինակ՝ դիացիլգլիցերինի հետ կոնյուգացված քլորամբուցիլը՝ լիմֆոմայի բուժման համար, (S)-(3,4-dihydroxyphenyl)alanine (LDOPA)՝ Պարկինսոնի հիվանդության բուժման համար, և շատ այլ նյութեր։ Վերջին շրջանում դիացիլգլիցերինով հարուստ յուղն օգտագործվել է որպես ֆունկցիոնալ խոհարարական յուղ՝ 1,3-DAG բաղադրիչի առնվազն 80% պարունակությամբ։ [Nagao et al., 2000]
Դիացիլգլիցերինը (DAGs) կարելի է ստանալ մասնակի հիդրոլիզով, էսթերացմամբ կամ գլիցերոլիզով՝ քիմիական կամ ֆերմենտային կատալիզի միջոցով։ Ֆերմենտային կատալիզը նախընտրելի մեթոդն է, քանի որ այն կարելի է իրականացնել ամենամեղմ պայմաններում (ամենացածր ջերմաստիճանի և ճնշման դեպքում)։