Ultrazvukovo-enzymatická výroba diacylglycerolu

Oleje bohaté na diacylglycerol (DAG) preukázali vysokú výživovú hodnotu, pretože sa trávia a metabolizujú spôsobom, ktorý výrazne znižuje telesnú hmotnosť. Diacylglycerol možno vyrábať hydrolýzou palmového oleja s použitím komerčnej lipázy ako katalyzátora pri pôsobení ultrazvuku. Ultrazvukovo-enzymatickou hydrolýzou možno vyrábať DAG vo veľkých objemoch pri veľmi nízkych nákladoch na spracovanie.

Pomocou ultrazvukom podporovanej biokatalytickej hydrolýzy možno bežné rastlinné oleje premeniť na jedlé oleje bohaté na DAG s vysokou výživovou hodnotou. Ultrazvukovo-enzymatická hydrolýza poskytuje dobrý výťažok oleja bohatého na diacylglycerol pri kratších reakčných časoch a za miernych podmienok.

Výhody ultrazvukovej hydrolýzy:

• jemná emulgácia
• zvýšený prenos hmoty
• mierne podmienky
• krátky čas procesu
• regulovaná teplota
• výroba v prietokovom režime

Výskum a výsledky ultrazvukovej syntézy diacylglycerolu

Awadallak a kol. (2013) skúmali ultrazvukom podporovanú hydrolýzu palmového oleja s použitím Lipozyme RM IM ako biokatalyzátora. V dvojkrokovej reakcii sa ultrazvuk používa na podporu emulgácie oleja a vody. V druhom kroku sa pridávajú enzýmy na katalytickú premenu.
Ultrazvuková zostava použitá vo výskume Awadallaka: Sonikátor UP200St so sklenenou prietokovou celou (pozri obrázok vľavo).
Výskumná skupina zistila, že najlepšie výsledky prináša nasledujúci dvojkrokový postup: ultrazvuková sonda sa ponorila do systému voda/olej do hĺbky približne 10mm, výkon sa nastavil na 80 W a sonda sa zapla na 3 min na emulgáciu systému. Potom sa sonda vybrala a pridal sa enzým (1,36 wt.% z hmotnosti vody + oleja), pričom sa roztok miešal magnetickým miešadlom (300 rpm).
Ultrazvukové spracovanie sa uskutočnilo pomocou výkonného ultrazvukového sondového sonikátora Hielscher UP200St s výkonom 200 wattov.

Ultrazvukom podporovaná biokatalýza tak poskytla olej s koncentráciou DAG 34,17 wt.% po reakčnom čase 12h. Samotný sonikačný krok bol veľmi krátky a trval len 1,2 min.
Keďže sa sonikácia používa ako prvý krok na získanie jemnej emulzie pomocou ultrazvuku, tento dvojkrokový proces má výhody pre veľkoobjemovú výrobu: náklady na energiu sú veľmi nízke a krátky čas emulgácie umožňuje používať menšie ultrazvukové zariadenia s nepretržitou prevádzkou na zásobovanie veľkých hydrolytických reaktorov.

Ultrazvukové zariadenia pre poloprevádzku a výrobu

Hielscher Ultrasonics je vaším partnerom s dlhoročnými skúsenosťami s ultrazvukovými procesmi vrátane účinnej syntézy diacylglycerolu. Vyrábame výkonné a spoľahlivé ultrazvukové systémy pre akýkoľvek objem. Ako dodávateľ pre farmaceutický a potravinársky priemysel sa špecializujeme na výrobu ultrazvukových zariadení, ako aj na poradenstvo v oblasti ultrazvukových procesov a ich zavádzania do výrobných tokov.
Nasledujúca tabuľka poskytuje orientačný prehľad kapacity spracovania našich ultrazvukových zariadení.

Ultrazvukový MultiPhaseCavitator Hielscher

Spoločnosť Hielscher vyvinula jedinečnú vložku do prietokovej cely MultiPhaseCavitator MPC48. Vložka MPC48 (pozri obrázok vpravo) je vybavená 48 jemnými kanylami, cez ktoré sa druhá fáza vstrekuje ako veľmi jemný prúd kvapaliny s priemerom 0,3mm až 1,2mm (v závislosti od veľkosti kanyly). Keďže sa druhá fáza vstrekuje už vo veľmi jemnej forme priamo do zóny ultrazvukovej kavitácie, sonikáciou vzniká mikroemulzia alebo nanoemulzia. Vložka MPC48 je určená pre reaktory Hielscher s prietokovou celou a možno ju používať na dávkové aj kontinuálne spracovanie.
Kliknite sem a dozviete sa viac o MultiPhaseCavitator!