Ультразвуковой ферментативный гидролиз масла

• Масла, богатые диацилглицерином (DAG), являются ценным ингредиентом для продуктов питания, фармацевтики и косметических продуктов.
• Диацилглицерин может быть получен путем гидролиза пальмового масла с использованием коммерческой липазы в качестве катализатора под ультразвуком.
• С помощью ультразвукового ферментативного гидролиза DAG могут производиться в больших объемах с низкими затратами и за короткое время.

Ультразвуково-ферментативное производство диацилглицерина

Масла, богатые диацилглицерином (DAG), используются в пищевой, фармацевтической и косметической областях. Они вызывают большой интерес благодаря своей высокой питательной ценности, поскольку они перевариваются и метаболизируются таким образом, что значительно снижает массу тела.
С помощью биокатализируемого ультразвуком гидролиза стандартные растительные масла могут быть превращены в пищевые масла, богатые DAG. Ультразвуковой ферментативный гидролиз приводит к получению высокого выхода масла, богатого диацилглицерином, за короткое время реакции и в мягких условиях.
Комбинация ультразвука и ферментативного катализа может быть использована для улучшения обычных масел, например, пальмового масла, до масла с высоким содержанием диацилглицерина. Высокое содержание диацилглицерина придает маслу высокую пищевую ценность.

Преимущества ультразвука:

• мелкодисперсная эмульгация
• Повышенный массоперенос
• Высокая конверсия
• Легкие состояния
• Короткое время обработки
• Регулируемая температура
• Поточное производство

Химическая структура диацилглицерина (DAG)

исследование & Результаты

Awadallak et al. (2013) исследовали ультразвуковой гидролиз пальмового масла с использованием Lipozyme RM IM в качестве биокатализатора. В двухступенчатой реакции ультразвук используется для стимулирования эмульгирования масла и воды. На втором этапе добавляются ферменты для каталитического превращения.
На рисунке справа показана ультразвуковая установка, использованная в исследованиях Авадаллака: ультразвуковое зондовое устройство УП200С (200 Вт, 24 кГц) со стеклянной проточной ячейкой для непрерывной ультразвуковой обработки в контролируемых условиях.

протокол

Исследовательская группа обнаружила, что следующие двухэтапные процессы дают наилучшие результаты: реакция проводилась в ультразвуковой стеклянной проточной ячейке объемом 60 мл (см. рисунок справа) при температуре 55°C в течение 24 часов. В реактор добавляли пальмовое масло (15 г) и воду (1,5 г). Ультразвуковой датчик ультразвукового аппарата УП200С был введен на глубину около 10 мм в систему вода/масло, мощность была отрегулирована до 80 Вт и включен на 3 минуты для эмульгирования системы перед удалением, а затем был добавлен фермент (1,36 масс.% воды + масляной массы) во время смешивания раствора путем магнитного перемешивания (300 об/мин).
Таким образом, с помощью биокатализа с помощью ультразвука было получено масло DAG с концентрацией 34,17 мас.% после 12-часового времени реакции. Сам шаг обработки ультразвуком был очень коротким и длился всего 1,2 минуты.

Результаты

В представленных испытаниях масло DAG с концентрацией 34,17 мас.% было получено через 12 ч реакции. Шаг обработки ультразвуком занял всего 1,2 минуты.
Ультразвуковой ферментативный катализ убеждает своими большими преимуществами для крупномасштабного производства, так как его затраты на энергию очень низкие, а короткое время эмульгирования позволяет использовать оборудование с уменьшенным непрерывным ультразвуковым напряжением для питания больших гидролизных реакторов. [Авадаллак и др. 2013]