Ultrasonic-Enzymatic Oil Hydrolysis

• 디아실글리세롤(DAG)이 풍부한 오일은 식품, 제약 및 화장품에 중요한 성분입니다.
• Diacylglycerol은 초음파 처리 하에서 상업용 리파아제를 촉매로 사용하여 팜유의 가수 분해에 의해 생성 될 수 있습니다.
• 초음파 효소 가수 분해를 통해 DAG는 저렴한 비용과 짧은 시간에 대량으로 생산할 수 있습니다.

초음파 효소 Diacylglycerol 생산

디아실글리세롤(DAG)이 풍부한 오일은 식품, 제약 및 화장품 응용 분야에 사용됩니다. 그들은 체중을 크게 줄이는 방식으로 소화되고 대사되기 때문에 영양가가 높기 때문에 많은 관심을 받고 있습니다.
초음파로 보조 된 생체 촉매 가수 분해를 통해 표준 식물성 기름을 DAG가 풍부한 식용유로 바꿀 수 있습니다. 초음파 효소 가수 분해는 짧은 반응 시간과 온화한 조건에서 디아실 글리세롤이 풍부한 오일의 높은 수율 결과입니다.
초음파와 효소 촉매 작용의 조합을 사용하여 팜유와 같은 일반 오일을 디아실글리세롤 함량이 높은 오일로 업그레이드할 수 있습니다. 디아실글리세롤 함량이 높으면 오일에 높은 영양가를 제공합니다.

초음파의 이점:

• 정밀한 유화 작용
• 질량 전달 증가
• 높은 변환율
• 온화한 조건
• 짧은 공정 시간
• 온도 제어
• 인라인 생산

디아실글리세롤(DAG)의 화학구조

연구 & 결과

Awadallak et al. (2013)은 Lipozyme RM IM을 생체 촉매로 사용하여 팜유의 초음파 보조 가수 분해를 조사했습니다. 2단계 반응에서 초음파는 기름과 물의 유화를 촉진하는 데 사용됩니다. 두 번째 단계에서는 촉매 변환을 위해 효소를 첨가합니다.
오른쪽 그림은 Awadallak의 연구에 사용 된 초음파 설정을 보여줍니다 : 초음파 프로브 장치 업200S (200W, 24kHz) 제어 된 조건에서 지속적인 초음파 처리를위한 유리 플로우 셀.

프로토콜

연구 그룹은 다음과 같은 2단계 공정이 최상의 결과를 가져온다는 것을 발견했습니다: 반응은 60ml 부피(오른쪽 그림 참조)의 초음파 유리 플로우 셀에서 55°C에서 24시간 동안 수행되었습니다. 팜유(15g)와 물(1.5g)을 반응기에 첨가하였다. 초음파기의 초음파 프로브 업200S 물/오일 시스템에 약 10mm 깊이로 삽입하고, 전력을 80W로 조절하고 3분 동안 켜서 시스템을 유화시킨 후 제거한 후, 효소(1.36 wt.% 물 + 오일 질량)를 첨가하면서 용액을 자기 교반(300 rpm)으로 혼합하였다.
따라서 초음파 보조 생체 촉매 작용은 12시간 반응 시간 후 34.17wt.% 농도의 DAG 오일을 수득했습니다. 초음파 처리 단계 자체는 1.2 분의 지속 시간으로 매우 짧았습니다.

결과

제시된 시험에서, 34.17 wt.% 농도의 DAG 오일은 12 시간의 반응 후에 얻어졌다. 초음파 처리 단계는 1.2 분 밖에 걸리지 않았습니다.
초음파 효소 촉매 작용은 에너지 비용이 매우 낮고 유화 시간이 짧기 때문에 대형 가수 분해 반응기에 공급하기 위해 감소 된 연속 초음파 장비를 사용할 수 있기 때문에 대규모 생산에 대한 큰 이점으로 확신합니다. [Awadallak 외. 2013]