Produção ultrassónica e enzimática de diacilglicerol

Os óleos ricos em diacilglicerol (DAG) têm demonstrado um elevado valor nutricional, pois são digeridos e metabolizados de uma forma que reduz significativamente o peso corporal. O diacilglicerol pode ser produzido por hidrólise do óleo de palma, utilizando uma lipase comercial como catalisador sob sonicação. Através da hidrólise ultrassónica e enzimática, os DAG podem ser produzidos em grandes volumes com custos de processamento muito baixos.

Através de uma hidrólise biocatalisada assistida por ultrassons, os óleos vegetais convencionais podem ser transformados em óleos alimentares ricos em DAG com elevado valor nutricional. A hidrólise ultrassónica e enzimática proporciona um bom rendimento de óleo rico em diacilglicerol, com tempos de reação mais curtos e em condições suaves.

As vantagens da hidrólise ultrassónica:

• emulsificação fina
• maior transferência de massa
• condições suaves
• tempo de processamento curto
• temperatura controlada
• produção em linha

Investigação e resultados na síntese ultrassónica de diacilglicerol

Awadallak et al. (2013) investigaram a hidrólise do óleo de palma assistida por ultrassons, utilizando Lipozyme RM IM como biocatalisador. Na reação em duas etapas, os ultrassons são utilizados para promover a emulsificação do óleo e da água. Na segunda etapa, as enzimas são adicionadas para a conversão catalítica.
Configuração ultrassónica utilizada na investigação de Awadallak: Sonicador UP200St com célula de fluxo em vidro (ver imagem à esquerda).
O grupo de investigação constatou que o seguinte processo em duas etapas proporciona os melhores resultados: a sonda ultrassónica foi inserida a uma profundidade de cerca de 10mm no sistema água/óleo, a potência foi ajustada para 80 W e a sonda foi ligada durante 3 min para emulsionar o sistema antes de ser retirada; em seguida, a enzima (1,36 wt.% da massa de água + óleo) foi adicionada enquanto a solução era misturada por agitação magnética (300 rpm).
O tratamento ultrassónico foi realizado utilizando o potente sonicador ultrassónico de sonda UP200St da Hielscher, de 200watts.

Assim, a biocatálise assistida por ultrassons produziu óleo DAG com uma concentração de 34,17 wt.% após um tempo de reação de 12h. A própria etapa de sonicação foi muito curta, com uma duração de apenas 1,2 min.
Uma vez que a sonicação é aplicada como primeira etapa para obter uma emulsão ultrassónica de gotículas finas, este processo em duas etapas apresenta vantagens para a produção em grande escala: os seus custos energéticos são muito baixos e o seu curto tempo de emulsificação permite utilizar equipamento ultrassónico contínuo reduzido para alimentar grandes reatores de hidrólise.

Equipamento ultrassónico para instalações piloto e produção

A Hielscher Ultrasonics é o seu parceiro com muitos anos de experiência em processos ultrassónicos, incluindo a síntese eficiente de diacilglicerol. Fabricamos sistemas ultrassónicos potentes e fiáveis para qualquer volume. Como fornecedor das indústrias farmacêutica e alimentar, somos especializados no fabrico de equipamento ultrassónico, bem como na consultoria sobre processos ultrassónicos e na sua implementação nos fluxos de produção.
A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento dos nossos sonicadores.

MultiPhaseCavitator ultrassónico da Hielscher

A Hielscher desenvolveu o inserto exclusivo para célula de fluxo MultiPhaseCavitator MPC48. O inserto MPC48 (ver imagem à direita) está equipado com 48 cânulas finas, através das quais a segunda fase é injetada sob a forma de um jato líquido muito fino com um diâmetro de 0,3mm a 1,2mm (dependendo do tamanho da cânula). Uma vez que a segunda fase é injetada diretamente na zona de cavitação ultrassónica já sob uma forma muito fina, a sonicação produz uma microemulsão ou nanoemulsão. O inserto MPC48 foi concebido para os reatores com célula de fluxo da Hielscher e pode ser utilizado no processamento por lotes e contínuo.
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