ულტრაბგერითი-ფერმენტული ზეთის ჰიდროლიზი
- დიაცილგლიცეროლით (DAG) მდიდარი ზეთები სასურსათო, ფარმაცევტული და კოსმეტიკური პროდუქტების ღირებული ინგრედიენტია.
- დიაცილგლიცეროლი შეიძლება მიღებულ იქნეს პალმის ზეთის ჰიდროლიზით, ულტრაბგერითი დამუშავების პირობებში კომერციული ლიპაზის კატალიზატორად გამოყენებით.
- ულტრაბგერითი-ფერმენტული ჰიდროლიზის მეშვეობით, DAG-ების წარმოება შესაძლებელია მაღალი მოცულობებით, დაბალი ღირებულებით და მოკლე დროში.
ულტრაბგერითი-ფერმენტული დიაცილგლიცეროლის წარმოება
დიაცილგლიცეროლით (DAG) მდიდარი ზეთები გამოიყენება სასურსათო, ფარმაცევტული და კოსმეტიკური დანიშნულებით. მაღალი კვებითი ღირებულების გამო ისინი დიდ ინტერესს იწვევს, რადგან მათი მონელება და მეტაბოლიზმი ისე მიმდინარეობს, რომ სხეულის წონა მნიშვნელოვნად მცირდება.
ულტრაბგერით ხელშეწყობილი ბიოკატალიზური ჰიდროლიზის მეშვეობით ჩვეულებრივი მცენარეული ზეთები შეიძლება გარდაიქმნას DAG-ით მდიდარ საკვებ ზეთებად. ულტრაბგერითი-ფერმენტული ჰიდროლიზი უზრუნველყოფს დიაცილგლიცეროლით მდიდარი ზეთის მაღალ გამოსავლიანობას რეაქციის მოკლე დროში და რბილ პირობებში.
ულტრაბგერისა და ფერმენტული კატალიზის კომბინაცია შეიძლება გამოყენებულ იქნეს ჩვეულებრივი ზეთების, მაგალითად, პალმის ზეთის, დიაცილგლიცეროლის მაღალი შემცველობის ზეთად გარდასაქმნელად. დიაცილგლიცეროლის მაღალი შემცველობა ზეთს მაღალ კვებით ღირებულებას ანიჭებს.
ულტრაბგერის სარგებელი:
- წვრილი ემულსიფიკაცია
- გაზრდილი მასათა გადატანა
- მაღალი კონვერსია
- მსუბუქი პირობები
- მოკლე პროცესის დრო
- ტემპერატურის კონტროლი
- ინლაინ წარმოება
დიაცილგლიცეროლის (DAG) ქიმიური სტრუქტურა
სონიკატორი ინლაინ ემულსიფიკაციისთვის
დაგვიკავშირდით! / დაგვისვით შეკითხვა!
კვლევა და შედეგები
Awadallak-მა და თანაავტორებმა (2013) შეისწავლეს პალმის ზეთის ულტრაბგერით ხელშეწყობილი ჰიდროლიზი Lipozyme RM IM-ის ბიოკატალიზატორად გამოყენებით. ორსაფეხურიან რეაქციაში ულტრაბგერა გამოიყენება ზეთისა და წყლის ემულსიფიკაციის ხელშესაწყობად. მეორე საფეხურზე კატალიზური გარდაქმნისთვის ემატება ფერმენტები.
მარჯვნივ სურათზე ნაჩვენებია Awadallak-ის კვლევაში გამოყენებული ულტრაბგერითი დანადგარი: ულტრაბგერითი ზონდით აღჭურვილი მოწყობილობა UP200S (200W, 24kHz) მინის გამდინარე უჯრედით კონტროლირებად პირობებში უწყვეტი ულტრაბგერითი დამუშავებისთვის.
პროტოკოლი
კვლევითმა ჯგუფმა დაადგინა, რომ შემდეგი ორსაფეხურიანი პროცესი საუკეთესო შედეგებს იძლევა: რეაქცია ჩატარდა 60ml მოცულობის ულტრაბგერით მინის გამდინარე უჯრედში (იხ. სურათი მარჯვნივ) 55°C-ზე 24 სთ-ის განმავლობაში. რეაქტორში დაამატეს პალმის ზეთი (15 g) და წყალი (1,5 g). ულტრაბგერითი ზონდი სონიკატორისა UP200S ჩაუშვეს წყლისა და ზეთის სისტემაში დაახლოებით 10mm სიღრმეზე, სიმძლავრე დააყენეს 80W-ზე და სისტემის ემულსიფიკაციისთვის ჩართეს 3 წთ-ის განმავლობაში, რის შემდეგაც ზონდი ამოიღეს. შემდეგ დაამატეს ფერმენტი (წყლისა და ზეთის ჯამური მასის 1,36 wt.%), ხოლო ხსნარს მაგნიტური სარეველით ურევდნენ (300 rpm).
ამრიგად, ულტრაბგერითი დახმარებით ბიოკატალიზმა მისცა DAG ზეთი 34,17 wt.% კონცენტრაციით 12სთ რეაქციის დროის შემდეგ. ულტრაბგერითი დამუშავების საფეხური თავისთავად იყო ძალიან მოკლე, მხოლოდ 1,2 წთ ხანგრძლივობით.
შედეგები
წარმოდგენილ ცდებში DAG ზეთი 34,17 wt.% კონცენტრაციით მიღებულ იქნა რეაქციის დაწყებიდან 12 სთ-ის შემდეგ. ულტრაბგერითი დამუშავების საფეხურს მხოლოდ 1,2 წთ დასჭირდა.
ულტრაბგერით-ფერმენტულ კატალიზს ფართომასშტაბიანი წარმოებისთვის მნიშვნელოვანი უპირატესობები აქვს, რადგან მისი ენერგეტიკული ხარჯები ძალიან დაბალია, ხოლო ემულსიფიკაციის მოკლე დრო დიდი ჰიდროლიზის რეაქტორების მოსამარაგებლად უფრო მცირე ზომის უწყვეტი მოქმედების ულტრაბგერითი აპარატურის გამოყენების საშუალებას იძლევა. [Awadallak et al. 2013]
ულტრაბგერითი ზონდის მოწყობილობა UP200S მინის რეაქტორით
ლიტერატურა/წყაროები
- ადეველი, პეტრე; დიუმონი, მარი-ჟოზე; ნგადი, მაიკლ (2015): ულტრაბგერითი დახმარებით ბიოდიზელის წარმოების ფერმენტის კატალიზირებული სინთეზი და კინეტიკა ნარჩენებისგან. ულტრაბგერითი სონოქიმია 27; 2015. 1-9.
- Awadallak, Jamal A.; Voll, Fernando; Ribas, Marielen C.; da Silva, Camila da; Filho, Lucio Cardozo; da Silva, Edson A. (2013): Enzymatic catalyzed palm oil hydrolysis under ultrasound irradiation: Diacylglycerol synthesis. Ultrasonics Sonochemistry 20; 2013. 1002-1007.
- დჰარა რ. დჰარ პ. Ghosh M. (2013): დიაცილგლიცერინით მდიდარი მდოგვის ზეთის დიეტური ეფექტები ნორქოლესტეროლემიური და ჰიპერქოლესტერინემიური ვირთხების ლიპიდურ პროფილზე. Journal of Food Science Technology 50(4); 2013. 678-86.
- დჰარა რ. დჰარ პ. Ghosh M. (2012): სუფთა და დიაცილგლიცეროლით მდიდარი ბრინჯის ქატო ზეთის დიეტური ეფექტები ვირთხების ზრდის ნიმუშსა და ლიპიდურ პროფილზე. ჟურნალი Oleo Science 61 (7); 2012. 369-75.
- გონკალვესი, კარენ მ. სუტილი, ფელიპე კ. ლეიტე, სელმა გ.ფ; დე სოუზა, როდრიგო ომა; რამოს ლეალი, ივანა კორეა (2012): პალმის ზეთის ჰიდროლიზი, რომელიც კატალიზირებულია ლიპაზებით ულტრაბგერითი დასხივების ქვეშ – ექსპერიმენტული დიზაინის გამოყენება, როგორც ცვლადების შეფასების ინსტრუმენტი. ულტრაბგერითი სონოქიმია 19; 2012: 232–236.
- Souza, Rodrigo O. M. A.; Babicz, Ivelize; Leite, Selma G. F.; Antunes, Octavio A. C.: Lipase-Catalyzed Diacylglycerol Production Under Sonochemical Irradiation.
- ნაგაო თ. ვატანაბე ჰ. გოტო ნ. ონიზავა კ. თაგუჩი ჰ. მაცუო ნ. იასუკავა თ. ცუშიმა რ. შიმასაკი ჰ. Itakura H. (2000): დიეტური დიაცილგლიცეროლი თრგუნავს სხეულის ცხიმის დაგროვებას მამაკაცებში ტრიაცილგლიცეროლთან შედარებით ორმაგად ბრმა კონტროლირებად კვლევაში. ჟურნალი კვების 130, 2000. 792-797.
ფაქტები, რომელთა ცოდნაც ღირს
დიაცილგლიცეროლების შესახებ
დიაცილგლიცეროლები (DAG) ჩვეულებრივ გამოიყენება სისუფთავის სხვადასხვა ხარისხით, როგორც დანამატები ცხიმების პლასტიკურობის გასაუმჯობესებლად ან როგორც ფუძეები კვების, ფარმაცევტული და კოსმეტიკური მრეწველობისთვის. DAG ასევე გამოიყენება ფორმებიდან მასალების ამოსაღებად გამყოფი ზეთების სახით, ცხიმის კრისტალების რეგულირებისთვის და ორგანულ სინთეზში ისეთი პროდუქტების წინამორბედებად, როგორიცაა ფოსფოლიპიდები, გლიკოლიპიდები, ლიპოპროტეინები და პროწამლები, მათ შორის DAG-თან კონიუგირებული ქლორამბუცილი ლიმფომის სამკურნალოდ, (S)-(3,4-დიჰიდროქსიფენილ)ალანინი (LDOPA) პარკინსონის დაავადების სამკურნალოდ და მრავალი სხვა. ბოლო პერიოდში DAG-ით მდიდარი ზეთი გამოიყენება ფუნქციურ საკვებ ზეთად, რომელშიც 1,3-DAG-ის შემცველობა სულ მცირე 80%-ია. [Nagao et al., 2000]
დიაცილგლიცეროლი (DAGs) შეიძლება მიღებულ იქნეს ნაწილობრივი ჰიდროლიზით, ესტერიფიკაციით ან გლიცეროლიზით ქიმიური ან ფერმენტული კატალიზის მეშვეობით. ფერმენტული კატალიზი არის პრეფერირებული მეთოდი, რადგან ის შეიძლება ჩატარდეს ყველაზე მსუბუქ პირობებში (ყველაზე დაბალი ტემპერატურა და წნევა).