Ultrazvočno-encimska hidroliza olja
- Olja, bogata z diacilglicerolom (DAG), so dragocena sestavina za živilske, farmacevtske in kozmetične izdelke.
- Diacilglicerol se lahko proizvaja s hidrolizo palmovega olja z uporabo komercialne lipaze kot katalizatorja pri ultrazvočni obdelavi.
- Z ultrazvočno-encimsko hidrolizo se lahko DAG proizvajajo v velikih količinah z nizkimi stroški in v kratkem času.
Ultrazvočno-encimska proizvodnja diacilglicerola
Olja, bogata z diacilglicerolom (DAG), se uporabljajo za živilske, farmacevtske in kozmetične namene. Zaradi visoke hranilne vrednosti so zelo zanimivi, saj se prebavljajo in presnavljajo na način, ki bistveno zmanjša telesno težo.
Z ultrazvočno podprto bio-katalizirano hidrolizo se lahko standardna rastlinska olja pretvorijo v jedilna olja, bogata z DAG. Ultrazvočno-encimska hidroliza povzroči visok donos olja, bogatega z diacilglicerolom, v kratkem reakcijskem času in v blagih pogojih.
Kombinacija ultrazvoka in encimske katalize se lahko uporablja za nadgradnjo običajnih olj, npr. palmovega olja, na olje z visoko vsebnostjo diacilglicerola. Visoka vsebnost diacilglicerola daje olju visoko hranilno vrednost.
Prednosti ultrazvoka:
- fino emulgiranje
- Povečan prenos mase
- visoka pretvorba
- Blagi pogoji
- kratek čas postopka
- temperaturno nadzorovana
- Inline proizvodnja
Kemijska struktura diacilglicerola (DAG)
Ultrazvočni stekleni reaktor, npr. za emulgiranje
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
raziskovanje & Rezultati
(2013) so raziskali ultrazvočno podprto hidrolizo palmovega olja z uporabo Lipozyme RM IM kot biokatalizatorja. V dvostopenjski reakciji se ultrazvok uporablja za spodbujanje emulgiranja olja in vode. V drugem koraku se dodajo encimi za katalitično pretvorbo.
Slika na desni prikazuje ultrazvočno nastavitev, ki se uporablja v raziskavah Awadallaka: ultrazvočna sonda UP200S (200W, 24kHz) s stekleno pretočno celico za neprekinjeno ultrazvočno razbijanje v nadzorovanih pogojih.
protokol
Raziskovalna skupina je ugotovila, da naslednji dvostopenjski postopek daje najboljše rezultate: Reakcija je bila izvedena v ultrazvočni stekleni pretočni celici s prostornino 60 ml (glej sliko na desni) pri 55 ° C za 24 ur. V reaktor sta bila dodana palmovo olje (15 g) in voda (1,5 g). Ultrazvočna sonda ultrazvočnega aparata UP200S je bila vstavljena na globino približno 10 mm v sistem voda/olje, moč je bila nastavljena na 80 W in vklopljena za 3 minute, da se sistem emulgira, preden je bila odstranjena, nato pa je bil dodan encim (1,36 mas. % vode + oljne mase), medtem ko je bila raztopina mešana z magnetnim mešanjem (300 vrt / min).
Tako je ultrazvočno podprta biokataliza po 12-urnem reakcijskem času dala DAG olje s koncentracijo 34,17 mas. %. Sam korak ultrazvočnega razbijanja je bil zelo kratek s trajanjem le 1,2 minute.
Rezultati
V predstavljenih poskusih je bilo DAG olje s koncentracijo 34,17 mas.% pridobljeno po 12 urah reakcije. Korak ultrazvočnega razbijanja je trajal le 1,2 minute.
Ultrazvočno-encimska kataliza prepriča s svojimi velikimi prednostmi za obsežno proizvodnjo, saj so njeni stroški energije zelo nizki, kratek čas emulgiranja pa omogoča uporabo zmanjšane neprekinjene ultrazvočne opreme za napajanje velikih reaktorjev za hidrolizo. [Awadallak et al. 2013]
Ultrazvočna naprava za sondo UP200S s steklenim reaktorjem
Literatura/Reference
- Adewale, Peter; Dumont, Marie-Josée; Ngadi, Michael (2015): Encimsko katalizirana sinteza in kinetika ultrazvočno podprte proizvodnje biodizla iz odpadnega loja. Ultrazvočna sonokemija 27; 2015. 1-9.
- Awadallak, Jamal A.; Voll, Fernando; Ribas, Marielen C.; da Silva, Camila da; Filho, Lucio Cardozo; da Silva, Edson A. (2013): Encimska katalizirana hidroliza palmovega olja pod ultrazvočnim obsevanjem: sinteza diacilglicerola. Ultrazvočna sonokemija 20; 2013. 1002-1007.
- Dhara R.; Dhar P.; Ghosh M. (2013): Prehranski učinki gorčičnega olja, bogatega z diacilglicerolom, na lipidni profil normoholesterolemičnih in hiperholesterolemičnih podgan. Revija za tehnologijo živilske znanosti 50(4); 2013. 678-86.
- Dhara R.; Dhar P.; Ghosh M. (2012): Prehranski učinki čistega olja riževih otrobov, bogatih z diacilglicerolom, na vzorec rasti in lipidni profil podgan. Revija za Oleo Science 61(7); 2012. 369-75.
- Goncalves, Karen M.; Sutili, Felipe K.; Leite, Selma G.F.; de Souza, Rodrigo O.M.A.; Ramos Leal, Ivana Correa (2012): Hidroliza palmovega olja, ki jo katalizirajo lipaze pod ultrazvočnim obsevanjem - Uporaba eksperimentalnega oblikovanja kot orodja za vrednotenje spremenljivk. Ultrazvočna sonokemija 19; 2012: 232–236.
- Souza, Rodrigo O. M. A.; Babicz, Ivelize; Leite, Selma G. F.; Antunes, Octavio A. C.: Proizvodnja diacilglicerola, katalizirana z lipazo, pod sonokemičnim obsevanjem.
- Nagao T.; Watanabe H.; Pojdi N.; Onizawa K.; Taguchi H.; Matsuo N.; Yasukawa T.; Tsushima R.; Shimasaki H.; Itakura H. (2000): Prehranski diacilglicerol zavira kopičenje telesne maščobe v primerjavi s triacilglicerolom pri moških v dvojno slepem nadzorovanem preskušanju. Revija za prehrano 130, 2000. 792-797.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti
O diacilglicerolih
Diacilgliceroli (DAG) se običajno uporabljajo v različnih stopnjah čistosti kot dodatki za povečanje plastičnosti maščob ali kot osnova za živilsko, medicinsko in kozmetično industrijo. DAG se uporabljajo tudi kot olja za ločevanje materialov od plesni in kot prilagoditev maščobnih kristalov, predhodniki za organsko sintezo produktov, kot so fosfolipidi, glikolipidi, lipoproteini, pro-zdravila, kot so DAG-konjugirani klorambucil za zdravljenje limfoma, (S)-(3,4-dihidroksifenil)alanin (LDOPA) za zdravljenje Parkinsonove bolezni in mnogi drugi. V zadnjem času se je olje, bogato z DAG, uporabljalo kot funkcionalno olje za kuhanje z vsebnostjo najmanj 80% 1,3-DAG. [Nagao et al., 2000]
Diacilglicerol (DAG) se lahko proizvaja z delno hidrolizo, esterifikacijo ali glicerolizo s kemično ali encimsko katalizo. Encimska kataliza je najprimernejša metoda, saj se lahko izvaja v najblažjih pogojih (najnižja temperatura in tlak).