Produzione di diacilglicerolo per via ultrasonica-enzimatica

Gli oli ricchi di diacilglicerolo (DAG) hanno dimostrato un elevato valore nutrizionale, poiché vengono digeriti e metabolizzati in modo da ridurre significativamente il peso corporeo. Il diacilglicerolo può essere prodotto dall'idrolisi dell'olio di palma utilizzando una lipasi commerciale come catalizzatore sotto ultrasuoni. Grazie all'idrolisi enzimatica a ultrasuoni, i DAG possono essere prodotti in grandi volumi a costi di lavorazione molto bassi.

Mediante un'idrolisi bio-catalizzata assistita da ultrasuoni, gli oli vegetali standard possono essere trasformati in oli commestibili ricchi di DAG con un elevato valore nutrizionale. L'idrolisi enzimatica a ultrasuoni fornisce una buona resa di un olio ricco di diacilglicerolo in tempi di reazione più brevi e in condizioni miti.

I vantaggi dell'idrolisi a ultrasuoni:

• emulsione fine
• aumento del trasferimento di massa
• Condizioni miti
• breve tempo di processo
• temperatura controllata
• produzione in linea

Ricerca & Risultati della sintesi di diacilglicerolo a ultrasuoni

Awadallak et al. (2013) hanno studiato l'idrolisi assistita da ultrasuoni dell'olio di palma utilizzando il Lipozyme RM IM come biocatalizzatore. Nella reazione a due fasi, gli ultrasuoni vengono utilizzati per promuovere l'emulsificazione di olio e acqua. Nella seconda fase, vengono aggiunti gli enzimi per la conversione catalitica.
Configurazione a ultrasuoni utilizzata nella ricerca di Awadallak: Sonicator UP200St con cella a flusso in vetro (vedi immagine a sinistra).
Il gruppo di ricerca ha scoperto che il processo migliore è quello in due fasi: la sonda a ultrasuoni è stata inserita a una profondità di circa 10 mm nel sistema acqua/olio, la potenza è stata regolata a 80 W e accesa per 3 minuti per emulsionare il sistema prima di essere rimossa, quindi è stato aggiunto l'enzima (1,36% in peso di acqua + massa di olio) mentre la soluzione veniva mescolata mediante agitazione magnetica (300 rpm).
Il trattamento con ultrasuoni è stato effettuato utilizzando il sonicatore a sonda ultrasonica UP200St di Hielscher da 200 watt.

La biocatalisi assistita da ultrasuoni ha quindi prodotto olio DAG con una concentrazione del 34,17% in peso dopo 12 ore di reazione. La fase di sonicazione è stata molto breve, con una durata di soli 1,2 minuti.
Poiché la sonicazione viene applicata come prima fase per ottenere un'emulsione ultrasonica di dimensioni fini, questo processo a due fasi presenta vantaggi per la produzione su larga scala: I costi energetici sono molto bassi e il breve tempo di emulsione consente l'uso di apparecchiature a ultrasuoni continue ridotte per alimentare grandi reattori di idrolisi.

Apparecchiature a ultrasuoni per i piloti & produzione

Hielscher Ultrasonics è il vostro partner di lunga esperienza per i processi a ultrasuoni, compresa un'efficiente sintesi di diacilglicerolo. Produciamo sistemi a ultrasuoni potenti e affidabili per qualsiasi volume. Come fornitore dell'industria farmaceutica e alimentare, siamo specializzati nella produzione di apparecchiature a ultrasuoni e nella consulenza per i processi a ultrasuoni e la loro implementazione nei flussi di produzione.
La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione dei nostri ultrasonori.

Cavitatore multifase a ultrasuoni Hielscher

Hielscher ha sviluppato l'esclusivo inserto per celle a flusso Cavitatore multifase MPC48. L'inserto MPC48 (vedi immagine a destra) è dotato di 48 cannule sottili, attraverso le quali la seconda fase viene iniettata come flusso liquido molto fine con un diametro compreso tra 0,3 mm e 1,2 mm (a seconda delle dimensioni della cannula). Poiché la seconda fase viene iniettata già di dimensioni molto fini direttamente nella zona di cavitazione a ultrasuoni, la sonicazione produce una micro- o nano-emulsione. L'inserto MPC48 è progettato per i reattori a celle a flusso Hielscher e può essere utilizzato per il trattamento in batch e in continuo.
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