Hidroliza ultrasonike-enzimatike e vajit
- Vajrat e pasura me diacilglicerol (DAG) janë një përbërës i vlefshëm për produkte ushqimore, farmaceutike dhe kozmetike.
- Diacilgliceroli mund të prodhohet nëpërmjet hidrolizës së vajit të palmës duke përdorur një lipazë tregtare si katalizator gjatë trajtimit me ultratinguj.
- Nëpërmjet hidrolizës ultrasonike-enzimatike, DAG-të mund të prodhohen në vëllime të mëdha, me kosto të ulët dhe në kohë të shkurtër.
Prodhimi ultrasonik-enzimatik i diacilglicerolit
Vajrat e pasura me diacilglicerol (DAG) përdoren në aplikime ushqimore, farmaceutike dhe kozmetike. Ato kanë ngjallur interes të madh për shkak të vlerës së tyre të lartë ushqyese, pasi treten dhe metabolizohen në një mënyrë që ul ndjeshëm peshën trupore.
Nëpërmjet hidrolizës së biokatalizuar të asistuar me ultratinguj, vajrat bimore standarde mund të shndërrohen në vajra ushqimore të pasura me DAG. Hidroliza ultrasonike-enzimatike jep një rendiment të lartë të vajit të pasur me diacilglicerol, me kohë të shkurtra reaksioni dhe në kushte të buta.
Një kombinim i ultratingujve dhe katalizës enzimatike mund të përdoret për të përmirësuar vajrat e zakonshme, p.sh. vajin e palmës, duke i shndërruar në vaj me përmbajtje të lartë diacilgliceroli. Një përmbajtje e lartë diacilgliceroli i jep vajit një vlerë të lartë ushqyese.
Përfitimet e ultratingujve:
- emulsifikim i imët
- transferim i shtuar i masës
- shkallë e lartë shndërrimi
- kushte të buta
- kohë e shkurtër përpunimi
- temperaturë e kontrolluar
- prodhim në linjë
Struktura kimike e diacilglicerolit (DAG)
Pajisje për trajtim me ultratinguj për emulsifikim në linjë
Na kontaktoni! / Na pyesni!
Kërkimi dhe rezultatet
Awadallak et al. (2013) kanë studiuar hidrolizën e vajit të palmës të asistuar me ultratinguj duke përdorur Lipozyme RM IM si biokatalizator. Në reaksionin me dy hapa, ultratingujt përdoren për të nxitur emulsifikimin e vajit dhe ujit. Në hapin e dytë, shtohen enzimat për shndërrimin katalitik.
Figura në të djathtë tregon konfigurimin ultrasonik të përdorur në kërkimin e Awadallak: pajisjen me sondë ultrasonike UP200S (200W, 24kHz) me qelizë rrjedhjeje prej qelqi për trajtim të vazhdueshëm me ultratinguj në kushte të kontrolluara.
Protokolli
Grupi kërkimor zbuloi se procesi i mëposhtëm me dy hapa jep rezultatet më të mira: Reaksioni u krye në një qelizë ultrasonike rrjedhjeje prej qelqi me vëllim 60ml (shihni figurën në të djathtë), në 55°C për 24 h. Në reaktor u shtuan vaj palme (15 g) dhe ujë (1,5 g). Sonda ultrasonike e pajisjes UP200S u fut në një thellësi prej rreth 10mm në sistemin ujë/vaj, fuqia u rregullua në 80W dhe pajisja u ndez për 3 min për të emulsifikuar sistemin përpara se sonda të hiqej, dhe më pas u shtua enzima (1,36 wt.% e masës së ujit + vajit), ndërkohë që tretësira përzihej me përzierës magnetik (300 rpm).
Kështu, biokataliza e asistuar me ultratinguj dha vaj DAG me përqendrim 34,17 wt.% pas një kohe reaksioni prej 12h. Vetë hapi i trajtimit me ultratinguj ishte shumë i shkurtër, me kohëzgjatje vetëm 1,2 min.
Rezultatet
Në provat e paraqitura, u përftua vaj DAG me përqendrim 34,17 wt.% pas 12 h reaksioni. Hapi i trajtimit me ultratinguj zgjati vetëm 1,2 min.
Kataliza ultrasonike-enzimatike bind me përparësitë e saj të mëdha për prodhimin në shkallë të gjerë, pasi kostot e saj të energjisë janë shumë të ulëta dhe koha e shkurtër e emulsifikimit lejon përdorimin e pajisjeve ultrasonike me përmasa të zvogëluara për funksionim të vazhdueshëm, për të furnizuar reaktorë të mëdhenj hidrolize. [Awadallak et al. 2013]
Pajisje me sondë ultrasonike UP200S me reaktor prej qelqi
Literaturë/Referenca
- Adewale, Peter; Dumont, Marie-Josée; Ngadi, Michael (2015): Sinteza e katalizuar nga enzimat dhe kinetika e prodhimit të biodizelit të asistuar me ultratinguj nga dhjami mbetje. Ultrasonics Sonochemistry 27; 2015. 1-9.
- Awadallak, Jamal A.; Voll, Fernando; Ribas, Marielen C.; da Silva, Camila da; Filho, Lucio Cardozo; da Silva, Edson A. (2013): Hidroliza e vajit të palmës e katalizuar nga enzimat nën rrezatim me ultratinguj: Sinteza e diacilglicerolit. Ultrasonics Sonochemistry 20; 2013. 1002-1007.
- Dhara R.; Dhar P.; Ghosh M. (2013): Efektet ushqimore të vajit të mustardës të pasur me diacilglicerol mbi profilin lipidik të minjve me normokolesterolemi dhe hiperkolesterolemi. Journal of Food Science Technology 50(4); 2013. 678-86.
- Dhara R.; Dhar P.; Ghosh M. (2012): Efektet ushqimore të vajit të krundeve të orizit të pastër dhe të atij të pasur me diacilglicerol mbi ecurinë e rritjes dhe profilin lipidik të minjve. Journal of 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 e vajit të palmës e katalizuar nga lipazat nën rrezatim me ultratinguj – Përdorimi i planifikimit eksperimental si mjet për vlerësimin e variablave. Ultrasonics Sonochemistry 19; 2012: 232–236.
- Souza, Rodrigo O. M. A.; Babicz, Ivelize; Leite, Selma G. F.; Antunes, Octavio A. C.: Prodhimi i diacilglicerolit i katalizuar nga lipaza nën rrezatim sonokimik.
- Nagao T.; Watanabe H.; Goto N.; Onizawa K.; Taguchi H.; Matsuo N.; Yasukawa T.; Tsushima R.; Shimasaki H.; Itakura H. (2000): Diacilgliceroli ushqimor frenon grumbullimin e yndyrës trupore krahasuar me triacilglicerolin te burrat në një provë të kontrolluar të dyfishtë të verbër. Journal of Nutrition 130, 2000. 792-797.
Fakte që ia vlen të dini
Rreth diacilgliceroleve
Diacilglicerolet (DAG) përdoren zakonisht në shkallë të ndryshme pastërtie si aditivë për përmirësimin e plasticitetit të yndyrave ose si baza për industrinë ushqimore, mjekësore dhe kozmetike. DAG-të përdoren gjithashtu si vajra për çlirimin e materialeve nga kallëpet dhe si rregullues të kristaleve të yndyrës, si pararendës për sintezën organike të produkteve si fosfolipidet, glikolipidet, lipoproteinat, par barnat si klorambucili i konjuguar me DAG për trajtimin e limfomës, (S)-(3,4-dihidroksifenil)alanina (LDOPA) për trajtimin e sëmundjes së Parkinsonit dhe shumë të tjera. Kohët e fundit, vaji i pasur me DAG është përdorur si vaj funksional gatimi, me përmbajtje të paktën 80% të 1,3-DAG. [Nagao et al., 2000]
Diacilgliceroli (DAG-të) mund të prodhohet me hidrolizë të pjesshme, esterifikim ose glicerolizë nëpërmjet katalizës kimike ose enzimatike. Kataliza enzimatike është metoda e parapëlqyer, pasi mund të kryhet në kushtet më të buta (temperaturën dhe presionin më të ulët).