Hidrólise Ultrassónica-Enzimática de Óleos

• Os óleos ricos em diacilglicerol (DAG) são um ingrediente valioso para produtos alimentares, farmacêuticos e cosméticos.
• O diacilglicerol pode ser produzido pela hidrólise do óleo de palma utilizando uma lipase comercial como catalisador sob ultra-sons.
• Através da hidrólise ultra-sónica-enzimática, os DAGs podem ser produzidos em grandes volumes a baixo custo e em pouco tempo.

Produção de diacilglicerol por via ultra-sónica e enzimática

Os óleos ricos em diacilglicerol (DAG) são utilizados em aplicações alimentares, farmacêuticas e cosméticas. Têm despertado muito interesse devido ao seu elevado valor nutricional, uma vez que são digeridos e metabolizados de uma forma que reduz significativamente o peso corporal.
Através de uma hidrólise bio-catalisada assistida por ultra-sons, os óleos vegetais normais podem ser transformados em óleos comestíveis ricos em DAG. A hidrólise ultra-sônica-enzimática resulta em um alto rendimento de um óleo rico em diacilglicerol em um curto tempo de reação e em condições suaves.
Uma combinação de ultra-sons e catálise enzimática pode ser utilizada para melhorar óleos comuns, por exemplo, óleo de palma, para óleo com um elevado teor de diacilglicerol. Um elevado teor de diacilglicerol confere ao óleo um elevado valor nutricional.

Os benefícios dos ultra-sons:

• emulsificação fina
• Aumento da transferência de massa
• conversão elevada
• Condições ligeiras
• tempo de processamento curto
• temperatura controlada
• produção em linha

Estrutura química do diacilglicerol (DAG)

Investigação & Resultados

Awadallak et al. (2013) investigaram a hidrólise ultrassonicamente assistida de óleo de palma usando Lipozyme RM IM como biocatalisador. Na reação de 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 ultra-sónica utilizada na investigação de Awadallak: o dispositivo de sonda ultra-sónica UP200S (200W, 24kHz) com célula de fluxo de vidro para uma sonicação contínua em condições controladas.

protocolo

O grupo de investigação descobriu que o processo em duas etapas a seguir conduz aos melhores resultados: A reação foi levada a cabo numa célula de fluxo de vidro ultrassónico com 60 ml de volume (ver imagem à direita) a 55 ° C durante 24 h. O óleo de palma (15 g) e água (1,5 g) foram adicionados ao reator. A sonda de ultra-sons do ultrasonicador UP200S foi inserida a uma profundidade de cerca de 10 mm no sistema água/óleo, a potência foi ajustada para 80 W e ligada durante 3 minutos para emulsionar o sistema antes de ser removida e, em seguida, foi adicionada a enzima (1,36 wt.% de massa de água + óleo) enquanto a solução era misturada por agitação magnética (300 rpm).
Assim, a biocatálise assistida por ultra-sons produziu óleo DAG com 34,17% em peso após 12h de tempo de reação. O passo de sonicação em si foi muito curto com uma duração de apenas 1,2 min.

Resultados

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