Ультразвуковое ферментативное производство диацилглицерола

Масла, богатые диацилглицеролом (DAG), продемонстрировали высокую пищевую ценность, поскольку особенности их переваривания и метаболизма способствуют значительному снижению массы тела. Диацилглицерол можно получать путём гидролиза пальмового масла с использованием коммерчески доступной липазы в качестве катализатора при обработке ультразвуком. Ультразвуковой ферментативный гидролиз позволяет производить DAG в больших объёмах при очень низких затратах на обработку.

Биокаталитический гидролиз с применением ультразвука позволяет превращать обычные растительные масла в богатые DAG пищевые масла с высокой пищевой ценностью. Ультразвуковой ферментативный гидролиз обеспечивает хороший выход масла, богатого диацилглицеролом, при меньшей продолжительности реакции и в мягких условиях.

Преимущества ультразвукового гидролиза:

• тонкое эмульгирование
• усиленный массоперенос
• мягкие условия
• малая продолжительность процесса
• контроль температуры
• производство в потоке

Исследования и результаты ультразвукового синтеза диацилглицерола

Awadallak и соавт. (2013) исследовали гидролиз пальмового масла с применением ультразвука и использованием Lipozyme RM IM в качестве биокатализатора. В двухстадийной реакции ультразвук используется для усиления эмульгирования масла и воды. На второй стадии добавляют ферменты для каталитического превращения.
Ультразвуковая установка, использованная в исследовании Awadallak: Ультразвуковой аппарат UP200St со стеклянной проточной ячейкой (см. изображение слева).
Исследовательская группа установила, что следующий двухстадийный процесс даёт наилучшие результаты: ультразвуковой зонд погружали на глубину около 10mm в систему вода/масло, устанавливали мощность 80 W и включали его на 3 min для эмульгирования системы, после чего извлекали зонд, а затем добавляли фермент (1,36 wt.% от суммарной массы воды и масла), перемешивая раствор магнитной мешалкой (300 rpm).
Обработку ультразвуком проводили с использованием мощного ультразвукового аппарата зондового типа Hielscher UP200St мощностью 200 ватт.

Таким образом, биокатализ с применением ультразвука позволил получить масло с концентрацией DAG 34,17 wt.% после 12h реакции. Сама стадия обработки ультразвуком была очень короткой и длилась всего 1,2 min.
Поскольку обработка ультразвуком применяется на первой стадии для получения мелкодисперсной ультразвуковой эмульсии, этот двухстадийный процесс имеет преимущества для крупномасштабного производства: затраты на энергию очень низки, а малая продолжительность эмульгирования позволяет использовать ультразвуковое оборудование непрерывного действия в сокращённом объёме для подачи в крупные реакторы гидролиза.

Ультразвуковое оборудование для опытного и промышленного производства

Hielscher Ultrasonics – ваш партнёр с многолетним опытом в области ультразвуковых процессов, включая эффективный синтез диацилглицерола. Мы производим мощные и надёжные ультразвуковые системы для любых объёмов. Как поставщик для фармацевтической и пищевой промышленности, мы специализируемся на производстве ультразвукового оборудования, а также на консультировании по ультразвуковым процессам и их внедрению в производственные потоки.
Приведённая ниже таблица даёт представление о производительности наших ультразвуковых аппаратов.

Ультразвуковой MultiphaseCavitator Hielscher

Hielscher разработала уникальную вставку для проточной ячейки MultiphaseCavitator MPC48. Вставка MPC48 (см. изображение справа) оснащена 48 тонкими канюлями, через которые вторая фаза вводится в виде очень тонкой струи жидкости диаметром от 0,3mm до 1,2mm (в зависимости от размера канюли). Поскольку вторая фаза вводится уже в тонкодисперсном виде непосредственно в зону ультразвуковой кавитации, обработка ультразвуком позволяет получить микро- или наноэмульсию. Вставка MPC48 предназначена для проточных реакторов Hielscher и может использоваться для периодической и непрерывной обработки.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше о MultiphaseCavitator!