Hidroliza uleiului ultrasonic-enzimatic

• Uleiurile bogate în diacilglicerol (DAG) sunt un ingredient valoros pentru produsele alimentare, farmaceutice și cosmetice.
• Diacilglicerolul poate fi produs prin hidroliza uleiului de palmier folosind o lipază comercială ca un catalizator sub ultrasonication.
• Prin hidroliza ultrasonică-enzimatică, DAG-urile pot fi produse în volume mari la costuri reduse și în timp scurt.

Producția de diacilglicerol enzimatic cu ultrasunete

Diacilglicerol (DAG) uleiuri bogate sunt utilizate pentru aplicații alimentare, farmaceutice și cosmetice. Ei au un mare interes datorită valorii lor nutriționale ridicate, deoarece sunt digerați și metabolizați într-un mod, ceea ce reduce semnificativ greutatea corporală.
Printr-o hidroliză bio-catalizată asistată ultrasonically, uleiurile vegetale standard pot fi transformate în uleiuri comestibile bogate în DAG. Hidroliza enzimatică cu ultrasunete are ca rezultat un randament ridicat al unui ulei bogat în diacilglicerol într-un timp de reacție scurt și în condiții ușoare.
O combinație de ultrasunete și cataliză enzimatică poate fi utilizată pentru a îmbunătăți uleiurile obișnuite, de exemplu uleiul de palmier, în ulei cu un conținut ridicat de diacilglicerol. Un conținut ridicat de diacilglicerol conferă uleiului o valoare nutritivă ridicată.

Beneficiile ultrasunetelor:

• Emulsionare fină
• Transfer de masă crescut
• Conversie ridicată
• Condiții ușoare
• timp scurt de proces
• temperatură controlată
• Producție în linie

Structura chimică a diacilglicerolului (DAG)

cercetare & Rezultatele

Awadallak et al. (2013) au investigat hidroliza asistată ultrasonically a uleiului de palmier folosind Lipozyme RM IM ca biocatalizator. În reacția în două etape, ultrasunetele sunt utilizate pentru a promova emulsionarea uleiului și a apei. În a doua etapă, enzimele sunt adăugate pentru conversia catalitică.
Imaginea din dreapta arată configurația cu ultrasunete, așa cum este utilizată în cercetarea lui Awadallak: dispozitivul sondă cu ultrasunete UP200S (200W, 24kHz) cu celulă de curgere din sticlă pentru o sonicare continuă în condiții controlate.

protocol

Grupul de cercetare a constatat că în urma procesului în două etape rezultă cele mai bune rezultate: Reacția a fost efectuată într-o celulă cu flux de sticlă cu ultrasunete cu volum de 60 ml (vezi imaginea din dreapta) la 55 ° C timp de 24 de ore. Uleiul de palmier (15 g) și apa (1,5 g) au fost adăugate la reactor. Sonda cu ultrasunete a ultrasonicator UP200S a fost introdus la o adâncime de aproximativ 10 mm în sistemul de apă / ulei, puterea a fost ajustată la 80W și pornită timp de 3 minute pentru a emulsiona sistemul înainte de a fi îndepărtată, iar apoi enzima (1,36 wt. % apă + masă de ulei) a fost adăugată în timp ce soluția a fost amestecată prin agitare magnetică (300 rpm).
Astfel, bio-cataliza asistată ultrasonically a dat ulei DAG cu 34.17 wt.% concentrație după 12h timp de reacție. Pasul sonicare în sine a fost foarte scurt, cu o durată de doar 1,2 min.

Rezultatele

În studiile prezentate, uleiul DAG cu concentrație de 34,17% în greutate a fost obținut după 12 ore de reacție. Pasul sonicare a durat doar 1,2 min.
Cataliza cu ultrasunete-enzimatică convinge prin marile sale avantaje pentru producția pe scară largă, deoarece costurile sale de energie sunt foarte scăzute și timpul său scurt de emulsionare permite utilizarea echipamentelor cu ultrasunete continue reduse pentru a alimenta reactoare mari de hidroliză. [Awadallak și colab. 2013]