Produzione di diacilglicerolo mediante ultrasuoni ed enzimi

Gli oli ricchi di diacilglicerolo (DAG) hanno dimostrato un elevato valore nutrizionale, poiché vengono digeriti e metabolizzati in un modo che riduce significativamente il peso corporeo. Il diacilglicerolo può essere prodotto mediante idrolisi dell’olio di palma utilizzando una lipasi commerciale come catalizzatore durante la sonicazione. Mediante l’idrolisi assistita da ultrasuoni ed enzimi, i DAG possono essere prodotti in grandi volumi con costi di trattamento molto bassi.

Mediante un’idrolisi biocatalizzata assistita da ultrasuoni, gli oli vegetali comuni possono essere trasformati in oli alimentari ricchi di DAG con un elevato valore nutrizionale. L’idrolisi assistita da ultrasuoni ed enzimi consente di ottenere una buona resa di olio ricco di diacilglicerolo con tempi di reazione più brevi e in condizioni blande.

I vantaggi dell’idrolisi a ultrasuoni:

• emulsificazione fine
• maggiore trasferimento di massa
• condizioni blande
• tempi di processo brevi
• temperatura controllata
• produzione in linea

Ricerca e risultati nella sintesi del diacilglicerolo a ultrasuoni

Awadallak et al. (2013) hanno studiato l’idrolisi dell’olio di palma assistita da ultrasuoni utilizzando Lipozyme RM IM come biocatalizzatore. Nella reazione in due fasi, gli ultrasuoni vengono utilizzati per favorire 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: Sonicatore UP200St con cella di flusso in vetro (vedere l’immagine a sinistra).
Il gruppo di ricerca ha riscontrato che il seguente processo in due fasi fornisce i risultati migliori: la sonda a ultrasuoni è stata inserita nel sistema acqua/olio a una profondità di circa 10mm, la potenza è stata regolata a 80 W e la sonda è stata attivata per 3 min per emulsionare il sistema prima di essere rimossa; successivamente è stato aggiunto l’enzima (1,36 wt.% della massa di acqua + olio), mentre la soluzione veniva miscelata mediante agitazione magnetica (300 rpm).
Il trattamento a ultrasuoni è stato eseguito utilizzando il potente sonicatore a ultrasuoni a sonda UP200St di Hielscher da 200watts.

La biocatalisi assistita da ultrasuoni ha quindi prodotto olio DAG con una concentrazione del 34,17 wt.% dopo un tempo di reazione di 12h. La fase di sonicazione in sé è stata molto breve, con una durata di appena 1,2 min.
Poiché la sonicazione viene applicata come prima fase per ottenere un’emulsione a ultrasuoni con goccioline fini, questo processo in due fasi offre vantaggi per la produzione su larga scala: i costi energetici sono molto bassi e il breve tempo di emulsificazione consente di utilizzare apparecchiature a ultrasuoni per il trattamento continuo di entità ridotta per alimentare grandi reattori di idrolisi.

Apparecchiature a ultrasuoni per impianti pilota e produzione

Hielscher Ultrasonics è il vostro partner con una lunga esperienza nei processi a ultrasuoni, compresa la sintesi efficiente del diacilglicerolo. Produciamo sistemi a ultrasuoni potenti e affidabili per qualsiasi volume. In qualità di fornitori dell’industria farmaceutica e alimentare, siamo specializzati nella produzione di apparecchiature a ultrasuoni e nella consulenza sui processi a ultrasuoni e sulla loro integrazione nei flussi produttivi.
La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento dei nostri sonicatori.

MultiPhaseCavitator a ultrasuoni di Hielscher

Hielscher ha sviluppato l’esclusivo inserto per celle di flusso MultiPhaseCavitator MPC48. L’inserto MPC48 (vedere l’immagine a destra) è dotato di 48 cannule sottili, attraverso le quali la seconda fase viene iniettata sotto forma di un flusso liquido molto fine con un diametro da 0,3mm a 1,2mm (a seconda delle dimensioni della cannula). Poiché la seconda fase viene iniettata già finemente suddivisa direttamente nella zona di cavitazione ultrasonica, la sonicazione produce una microemulsione o una nanoemulsione. L’inserto MPC48 è progettato per i reattori con cella di flusso Hielscher e può essere utilizzato per il trattamento a lotti e continuo.
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