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 consente di ottenere una buona resa di olio ricco di diacilglicerolo in tempi di reazione più brevi e in condizioni di delicatezza.
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
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: UP200S (200W, 24kHz) 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 a ultrasuoni è stato effettuato utilizzando il Sonda a ultrasuoni UP200S.
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.
Emulsione in linea a ultrasuoni
Apparecchiature a ultrasuoni per i piloti & produzione
Hielscher Ultrasonics è il vostro partner di lunga data per i processi a ultrasuoni. 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.
| Volume di batch | Portata | Dispositivi raccomandati |
|---|---|---|
| 0,5-1,5 mL | n.a. | VialTweeter |
| 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. | più grande | cluster di UIP16000 |
Cavitatore multifase Hielscher
Hielscher ha sviluppato l'esclusivo inserto per cella 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.
Cliccate qui per saperne di più sul MultiPhaseCavitator!
Reattore a celle a flusso ultrasonico FC100L1K-1S con insertoMPC48
InserireMPC48 per risultati di emulsione ancora migliori
Letteratura/riferimenti
Informazioni sui diacilgliceroli
I diacilgliceroli (DAG) sono comunemente utilizzati in diversi gradi di purezza come additivi per migliorare la plasticità dei grassi o come basi per l'industria alimentare, medica e cosmetica. I DAG sono utilizzati anche come oli estranei per separare i materiali dagli stampi e come regolatore dei cristalli di grasso, precursori per la sintesi organica di prodotti come fosfolipidi, glicolipidi, lipoproteine, pro-farmaci come il clorambucile coniugato con DAG per il trattamento del linfoma, la (S)-(3,4-diidrossifenil)alanina (LDOPA) per il trattamento del morbo di Parkinson e molti altri. Più recentemente, l'olio ricco di DAG è stato utilizzato come olio da cucina funzionale, con un contenuto di almeno l'80% di 1,3-DAG.
Il diacilglicerolo (DAG) può essere prodotto per idrolisi parziale, esterificazione o glicerolisi mediante catalisi chimica o enzimatica. È stato dimostrato che la sonicazione intensifica drasticamente la catalisi enzimatica dei diacilgliceroli. L'idrolisi enzimatica a ultrasuoni consente di ottenere rese più elevate di DAG di alta qualità in un tempo di processo molto breve.