Ultrasoon-enzymatische productie van diacylglycerol

Oliën die rijk zijn aan diacylglycerol (DAG) hebben een hoge voedingswaarde, omdat ze verteerd en gemetaboliseerd worden op een manier die het lichaamsgewicht aanzienlijk vermindert. Diacylglycerol kan worden geproduceerd door de hydrolyse van palmolie met een commerciële lipase als katalysator onder ultrasoon gebruik. Door de ultrasoon-enzymatische hydrolyse kunnen DAG's in grote volumes worden geproduceerd tegen zeer lage verwerkingskosten.

Door middel van ultrasoon geassisteerde biokatalyse kunnen standaard plantaardige oliën worden omgezet in DAG-rijke eetbare oliën met een hoge voedingswaarde. De ultrasoon-enzymatische hydrolyse levert een goede opbrengst van een diacylglycerolrijke olie in kortere reactietijden en onder milde omstandigheden.

De voordelen van ultrasone hydrolyse:

• fijne emulsificatie
• Verhoogde massaoverdracht
• Milde omstandigheden
• korte procestijd
• temperatuurgeregeld
• inline productie

onderzoek & Resultaten in Ultrasone Diacylglycerolsynthese

Awadallak et al. (2013) hebben de ultrasoon ondersteunde hydrolyse van palmolie onderzocht met Lipozyme RM IM als biokatalysator. In de tweestapsreactie wordt ultrageluid gebruikt om de emulsificatie van olie en water te bevorderen. In de tweede stap worden enzymen toegevoegd voor de katalytische omzetting.
Ultrasone opstelling zoals gebruikt in het onderzoek van Awadallak: Sonicator UP200St met glazen stromingscel (zie afbeelding links).
De onderzoeksgroep ontdekte dat het volgende proces in twee stappen de beste resultaten oplevert: de ultrasone sonde werd tot een diepte van ongeveer 10 mm in het water/oliesysteem gebracht, het vermogen werd ingesteld op 80 W en gedurende 3 minuten aangezet om het systeem te emulgeren voordat het werd verwijderd, en vervolgens werd het enzym (1,36 wt.% water + oliemassa) toegevoegd terwijl de oplossing werd gemengd door magnetisch roeren (300 tpm).
De ultrasone behandeling werd uitgevoerd met behulp van de Hielscher 200 Watt krachtige ultrasone sonicator UP200St.

Zo leverde ultrasoon geassisteerde biokatalyse DAG-olie op met een concentratie van 34,17 wt.% na 12 uur reactietijd. De sonicatiestap zelf was erg kort met een duur van slechts 1,2 min.
Aangezien sonificatie wordt toegepast als eerste stap om een ultrasone emulsie van fijne grootte te verkrijgen, heeft dit proces in twee stappen voordelen voor productie op grote schaal: De energiekosten zijn zeer laag en de korte emulgatietijd maakt het gebruik van gereduceerde continue ultrasone apparatuur mogelijk om grote hydrolysereactoren te voeden.

Ultrasone apparatuur voor pilot & productie

Hielscher Ultrasonics is uw jarenlange ervaren partner voor ultrasone processen, waaronder een efficiënte diacylglycerolsynthese. Wij produceren krachtige en betrouwbare ultrasone systemen voor elk volume. Als leverancier aan de farmaceutische en voedingsmiddelenindustrie zijn we gespecialiseerd in de productie van ultrasone apparatuur en in advies over ultrasone processen en de implementatie ervan in productiestromen.
De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines.

Hielscher Ultrasone MultiPhaseCavitator

Hielscher heeft het unieke flowcelinzetstuk ontwikkeld MultiPhaseCavitator MPC48. Het inzetstuk MPC48 (zie afbeelding rechts) is uitgerust met 48 fijne canules waardoor de tweede fase wordt geïnjecteerd als een zeer fijne vloeistofstroom met een diameter van 0,3 mm tot 1,2 mm (afhankelijk van de grootte van de canule). Aangezien de tweede fase al zeer fijn direct in de ultrasone cavitatiezone wordt geïnjecteerd, wordt er een micro- of nano-emulsie geproduceerd door sonicatie. Het MPC48 inzetstuk is ontworpen voor Hielscher flowcelreactoren en kan worden gebruikt voor batch- en continue verwerking.
Klik hier voor meer informatie over de MultiPhaseCavitator!