Hidrólise de óleo ultrassônico-enzimático

• Os óleos ricos em diacilglicerol (DAG) são um ingrediente valioso para produtos alimentícios, farmacêuticos e cosméticos.
• O diacilglicerol pode ser produzido pela hidrólise do óleo de palma usando uma lipase comercial como catalisador sob ultrassom.
• Pela hidrólise ultrassônica-enzimática, os DAGs podem ser produzidos em grandes volumes a baixo custo e em curto espaço de tempo.

Produção de diacilglicerol enzimático ultrassônico

Os óleos ricos em diacilglicerol (DAG) são usados para aplicações alimentícias, farmacêuticas e cosméticas. Eles têm muito interesse devido ao seu alto valor nutricional, pois são digeridos e metabolizados de uma forma que reduz significativamente o peso corporal.
Por uma hidrólise biocatalisada assistida por ultrassom, os óleos vegetais padrão podem ser transformados em óleos comestíveis ricos em DAG. A hidrólise enzimática ultrassônica resulta em um alto rendimento de um óleo rico em diacilglicerol em tempos de reação curtos e sob condições amenas.
Uma combinação de ultrassom e catálise enzimática pode ser usada para atualizar óleos comuns, por exemplo, óleo de palma, para óleo com alto teor de diacilglicerol. Um alto teor de diacilglicerol confere ao óleo um alto valor nutricional.

Os benefícios do ultrassom:

• Emulsificação fina
• Maior transferência de massa
• Alta conversão
• Condições amenas
• Tempo de processo curto
• Temperatura controlada
• produção em linha

Estrutura química do diacilglicerol (DAG)

investigação & Resultados

Awadallak et al. (2013) investigaram a hidrólise assistida por ultrassom do óleo de palma usando Lipozyme RM IM como biocatalisador. Na reação em duas etapas, o ultrassom é usado para promover a emulsificação de óleo e água. Na segunda etapa, as enzimas são adicionadas para a conversão catalítica.
A imagem à direita mostra a configuração ultrassônica usada na pesquisa de Awadallak: o dispositivo de sonda ultrassônica UP200S (200W, 24kHz) com célula de fluxo de vidro para uma sonicação contínua sob condições controladas.

protocolo

O grupo de pesquisa descobriu que seguir o processo de duas etapas resulta nos melhores resultados: A reação foi realizada em uma célula de fluxo de vidro ultrassônico com volume de 60ml (veja a imagem à direita) a 55 ° C por 24 h. Óleo de palma (15 g) e água (1,5 g) foram adicionados ao reator. A sonda de ultrassom do ultrassônico UP200S foi inserido a uma profundidade de cerca de 10 mm no sistema de água / óleo, a potência foi ajustada para 80W e ligada por 3 min para emulsionar o sistema antes de ser removida e, em seguida, a enzima (1,36% em peso de água + massa de óleo) foi adicionada enquanto a solução era misturada por agitação magnética (300 rpm).
Assim, a biocatálise assistida por ultrassom produziu óleo DAG com concentração de 34,17% em peso após 12h de tempo de reação. A etapa de sonicação em si foi muito curta, com uma duração de apenas 1,2 min.

Resultados

Nos ensaios apresentados, o óleo DAG com concentração de 34,17% em peso foi obtido após 12 h de reação. A etapa de sonicação levou apenas 1,2 min.
A catálise ultrassônica-enzimática convence por suas grandes vantagens para a produção em larga escala, pois seus custos de energia são muito baixos e seu curto tempo de emulsificação permite o uso de equipamentos ultrassônicos contínuos reduzidos para alimentar grandes reatores de hidrólise. [Awadallak et al. 2013]