Hidrolisis Minyak Ultrasonik-Enzimatik
- Minyak kaya diasilgliserol (DAG) merupakan bahan bernilai untuk produk pangan, farmasi, dan kosmetik.
- Diasilgliserol dapat diproduksi melalui hidrolisis minyak sawit menggunakan lipase komersial sebagai katalis dengan sonikasi.
- Melalui hidrolisis ultrasonik-enzimatik, DAG dapat diproduksi dalam volume besar dengan biaya rendah dan dalam waktu singkat.
Produksi Diasilgliserol Ultrasonik-Enzimatik
Minyak kaya diasilgliserol (DAG) digunakan untuk aplikasi pangan, farmasi, dan kosmetik. Minyak ini menarik banyak perhatian karena nilai gizinya yang tinggi, sebab minyak ini dicerna dan dimetabolisme dengan cara yang secara signifikan mengurangi berat badan.
Melalui hidrolisis dengan biokatalis berbantuan ultrasonik, minyak nabati biasa dapat diubah menjadi minyak pangan kaya DAG. Hidrolisis ultrasonik-enzimatik menghasilkan rendemen minyak kaya diasilgliserol yang tinggi dalam waktu reaksi singkat dan pada kondisi ringan.
Kombinasi ultrasonik dan katalisis enzimatik dapat digunakan untuk meningkatkan mutu minyak biasa, misalnya minyak sawit, menjadi minyak dengan kandungan diasilgliserol yang tinggi. Kandungan diasilgliserol yang tinggi memberikan nilai gizi yang tinggi pada minyak tersebut.
Manfaat ultrasonik:
- emulsifikasi halus
- peningkatan perpindahan massa
- konversi tinggi
- kondisi ringan
- waktu proses singkat
- suhu terkendali
- produksi inline
Struktur kimia diasilgliserol (DAG)
Sonikator untuk emulsifikasi inline
Hubungi Kami! / Tanyakan kepada Kami!
Penelitian & Hasil
Awadallak et al. (2013) telah meneliti hidrolisis minyak sawit berbantuan ultrasonik menggunakan Lipozyme RM IM sebagai biokatalis. Dalam reaksi dua tahap ini, ultrasonik digunakan untuk mendorong emulsifikasi minyak dan air. Pada tahap kedua, enzim ditambahkan untuk konversi katalitik.
Gambar di sebelah kanan menunjukkan susunan peralatan ultrasonik yang digunakan dalam penelitian Awadallak: perangkat probe ultrasonik UP200S (200W, 24kHz) dengan sel alir kaca untuk sonikasi kontinu pada kondisi terkendali.
Protokol
Kelompok peneliti menemukan bahwa proses dua tahap berikut memberikan hasil terbaik: Reaksi dilakukan dalam sel alir kaca ultrasonik bervolume 60ml (lihat gambar di sebelah kanan) pada 55°C selama 24 h. Minyak sawit (15 g) dan air (1,5 g) ditambahkan ke reaktor. Probe ultrasonik dari sonikator UP200S dimasukkan hingga kedalaman sekitar 10mm ke dalam sistem air/minyak, dayanya diatur ke 80W dan perangkat dinyalakan selama 3 min untuk mengemulsikan sistem sebelum probe dikeluarkan, kemudian enzim (1,36 wt.% dari massa air + minyak) ditambahkan sementara larutan dicampur dengan pengadukan magnetik (300 rpm).
Dengan demikian, biokatalisis berbantuan ultrasonik menghasilkan minyak DAG dengan konsentrasi 34,17 wt.% setelah waktu reaksi 12h. Tahap sonikasi itu sendiri sangat singkat, dengan durasi hanya 1,2 min.
Hasil
Dalam percobaan yang disajikan, minyak DAG dengan konsentrasi 34,17 wt.% diperoleh setelah reaksi selama 12 h. Tahap sonikasi hanya memerlukan 1,2 min.
Katalisis ultrasonik-enzimatik menunjukkan keunggulan besar untuk produksi skala besar, karena biaya energinya sangat rendah dan waktu emulsifikasinya yang singkat memungkinkan penggunaan peralatan ultrasonik kontinu berukuran lebih kecil untuk memasok reaktor hidrolisis besar. [Awadallak et al. 2013]
Perangkat probe ultrasonik UP200S dengan reaktor kaca
Literatur/referensi
- Adewale, Peter; Dumont, Marie-Josée; Ngadi, Michael (2015): Sintesis berkatalis enzim dan kinetika produksi biodiesel berbantuan ultrasonik dari limbah lemak hewan. 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): Hidrolisis minyak sawit berkatalis enzim di bawah iradiasi ultrasonik: Sintesis diasilgliserol. Ultrasonics Sonochemistry 20; 2013. 1002–1007.
- Dhara R.; Dhar P.; Ghosh M. (2013): Pengaruh konsumsi minyak biji sesawi kaya diasilgliserol terhadap profil lipid tikus normokolesterolemik dan hiperkolesterolemik. Journal of Food Science Technology 50(4); 2013. 678–86.
- Dhara R.; Dhar P.; Ghosh M. (2012): Pengaruh konsumsi minyak dedak padi murni dan kaya diasilgliserol terhadap pola pertumbuhan dan profil lipid tikus. 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): Hidrolisis minyak sawit yang dikatalisis oleh lipase di bawah iradiasi ultrasonik – Penggunaan rancangan percobaan sebagai alat untuk evaluasi variabel. Ultrasonics Sonochemistry 19; 2012: 232–236.
- Souza, Rodrigo O. M. A.; Babicz, Ivelize; Leite, Selma G. F.; Antunes, Octavio A. C.: Produksi Diasilgliserol Berkatalis Lipase di Bawah Iradiasi Sonokimia.
- Nagao T.; Watanabe H.; Goto N.; Onizawa K.; Taguchi H.; Matsuo N.; Yasukawa T.; Tsushima R.; Shimasaki H.; Itakura H. (2000): Diasilgliserol dalam makanan menekan akumulasi lemak tubuh dibandingkan dengan triasilgliserol pada pria dalam uji terkontrol tersamar ganda. Journal of Nutrition 130, 2000. 792–797.
Fakta yang Perlu Diketahui
Tentang Diasilgliserol
Diasilgliserol (DAG) umumnya digunakan dalam berbagai tingkat kemurnian sebagai bahan tambahan untuk meningkatkan plastisitas lemak atau sebagai bahan dasar untuk industri pangan, obat-obatan, dan kosmetik. DAG juga digunakan sebagai minyak estranger untuk memisahkan bahan dari cetakan dan sebagai pengatur kristal lemak, prekursor untuk sintesis organik produk seperti fosfolipid, glikolipid, lipoprotein, bakal obat seperti klorambusil terkonjugasi DAG untuk pengobatan limfoma, (S)-(3,4-dihidroksifenil)alanin (LDOPA) untuk pengobatan penyakit Parkinson, dan banyak lainnya. Belakangan ini, minyak kaya DAG telah digunakan sebagai minyak goreng fungsional, dengan kandungan 1,3-DAG sedikitnya 80%. [Nagao et al., 2000]
Diasilgliserol (DAG) dapat diproduksi melalui hidrolisis parsial, esterifikasi, atau gliserolisis dengan katalisis kimia atau enzimatik. Katalisis enzimatik merupakan metode yang lebih disukai karena dapat dilakukan pada kondisi paling ringan (suhu dan tekanan terendah).