การไฮโดรไลซิสของน้ํามันอัลตราโซนิก-เอนไซม์
- น้ํามันที่อุดมด้วยไดอะซิลกลีเซอรอล (DAG) เป็นส่วนผสมที่มีคุณค่าสําหรับอาหาร ยา และผลิตภัณฑ์เครื่องสําอาง
- ไดอะซิลกลีเซอรอลสามารถผลิตได้โดยการไฮโดรไลซิสของน้ํามันปาล์มโดยใช้ไลเปสเชิงพาณิชย์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาภายใต้อัลตราโซนิก
- ด้วยการไฮโดรไลซิสอัลตราโซนิกเอนไซม์ DAGs สามารถผลิตได้ในปริมาณมากด้วยต้นทุนต่ําและในเวลาอันสั้น
การผลิตอัลตราโซนิก-เอนไซม์ไดอะซิลกลีเซอรอล
น้ํามันที่อุดมด้วยไดอะซิลกลีเซอรอล (DAG) ใช้สําหรับอาหาร ยา และเครื่องสําอาง พวกเขาได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากมีคุณค่าทางโภชนาการสูงเนื่องจากถูกย่อยและเผาผลาญในลักษณะหนึ่งซึ่งช่วยลดน้ําหนักตัวได้อย่างมาก
ด้วยไฮโดรไลซิสที่เร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพด้วยอัลตราโซนิกน้ํามันพืชมาตรฐานสามารถเปลี่ยนเป็นน้ํามันพืชที่อุดมด้วย DAG ได้ การไฮโดรไลซิสของอัลตราโซนิกเอนไซม์ส่งผลให้น้ํามันที่อุดมด้วยไดอะซิลกลีเซอรอลให้ผลผลิตสูงในเวลาตอบสนองสั้น ๆ และภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรง
สามารถใช้การผสมผสานระหว่างอัลตราซาวนด์และตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์เพื่ออัพเกรดน้ํามันทั่วไป เช่น น้ํามันปาล์ม ให้เป็นน้ํามันที่มีปริมาณไดอะซิลกลีเซอรอลสูง ปริมาณไดอะซิลกลีเซอรอลสูงทําให้น้ํามันมีคุณค่าทางโภชนาการสูง
ประโยชน์ของอัลตราซาวนด์:
- อิมัลชันที่ดี
- เพิ่มการถ่ายโอนมวล
- การแปลงสูง
- สภาพไม่รุนแรง
- เวลาดําเนินการสั้น
- ควบคุมอุณหภูมิ
- การผลิตแบบอินไลน์
โครงสร้างทางเคมีของไดอะซิลกลีเซอรอล (DAG)
เครื่องปฏิกรณ์แก้วอัลตราโซนิก เช่น สําหรับอิมัลชัน
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
วิจัย & ผลลัพธ์
Awadallak et al. (2013) ได้ตรวจสอบการไฮโดรไลซิสด้วยอัลตราโซนิกของน้ํามันปาล์มโดยใช้ Lipozyme RM IM เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ ในปฏิกิริยาสองขั้นตอนอัลตราซาวนด์จะใช้เพื่อส่งเสริมอิมัลชันของน้ํามันและน้ํา ในขั้นตอนที่สองเอนไซม์จะถูกเพิ่มสําหรับการแปลงตัวเร่งปฏิกิริยา
ภาพด้านขวาแสดงการตั้งค่าอัลตราโซนิกที่ใช้ในการวิจัยของ Awadallak: อุปกรณ์โพรบอัลตราโซนิก ยูพี 200 เอส (200W, 24kHz) พร้อมเซลล์โฟลว์แก้วสําหรับการ sonication อย่างต่อเนื่องภายใต้สภาวะควบคุม
พิธีสาร
กลุ่มวิจัยพบว่ากระบวนการสองขั้นตอนต่อไปนี้ให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด: ปฏิกิริยาดําเนินการในเซลล์โฟลว์แก้วอัลตราโซนิกที่มีปริมาตร 60 มล. (ดูภาพด้านขวา) ที่อุณหภูมิ 55°C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง น้ํามันปาล์ม (15 กรัม) และน้ํา (1.5 กรัม) ถูกเติมลงในเครื่องปฏิกรณ์ โพรบอัลตราซาวนด์ของเครื่องอัลตราโซนิก ยูพี 200 เอส ถูกใส่ที่ความลึกประมาณ 10 มม. เข้าไปในระบบน้ํา / น้ํามันกําลังไฟถูกปรับเป็น 80W และเปิดเป็นเวลา 3 นาทีเพื่อทําให้ระบบเป็นอิมัลชันก่อนที่จะถูกลบออกจากนั้นจึงเพิ่มเอนไซม์ (1.36 wt.% น้ํา + มวลน้ํามัน) ในขณะที่สารละลายถูกผสมโดยการกวนด้วยแม่เหล็ก (300 รอบต่อนาที)
ดังนั้นการเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพด้วยอัลตราโซนิกจึงให้น้ํามัน DAG ที่มีความเข้มข้น 34.17 wt.% หลังจากเวลาทําปฏิกิริยา 12 ชั่วโมง ขั้นตอนการ sonication นั้นสั้นมากโดยมีระยะเวลาเพียง 1.2 นาที
ผลลัพธ์
ในการทดลองที่นําเสนอ น้ํามัน DAG ที่มีความเข้มข้น 34.17 wt.% ได้รับหลังจากทําปฏิกิริยา 12 ชั่วโมง ขั้นตอนการ sonication ใช้เวลาเพียง 1.2 นาที
ตัวเร่งปฏิกิริยาอัลตราโซนิกเอนไซม์โน้มน้าวใจด้วยข้อได้เปรียบที่ยอดเยี่ยมสําหรับการผลิตขนาดใหญ่เนื่องจากต้นทุนพลังงานต่ํามากและเวลาในการอิมัลชันสั้นช่วยให้สามารถใช้อุปกรณ์อัลตราโซนิกต่อเนื่องที่ลดลงเพื่อป้อนเครื่องปฏิกรณ์ไฮโดรไลซิสขนาดใหญ่ [Awadallak et al. 2013]
อุปกรณ์โพรบอัลตราโซนิก ยูพี 200 เอส พร้อมเครื่องปฏิกรณ์แก้ว
วรรณกรรม/อ้างอิง
- อเดวาเล, ปีเตอร์; ดูมอนต์, มารี-โฮเซ; Ngadi, Michael (2015): การสังเคราะห์ที่เร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์และจลนศาสตร์ของการผลิตไบโอดีเซลที่ใช้อัลตราโซนิกช่วยจากไขมันของเสีย อัลตราโซนิกส์โซโนเคมี 27; 2015. 1-9.
- อวาดัลลัค, จามาล เอ.; โวล, เฟอร์นันโด; ริบาส, มารีเลน ซี.; ดา ซิลวา, คามิลา ดา; ฟิโญ่, ลูซิโอ คาร์โดโซ; ดาซิลวา, เอ็ดสัน เอ. (2013): ไฮโดรไลซิสน้ํามันปาล์มที่เร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ภายใต้การฉายรังสีอัลตราซาวนด์: การสังเคราะห์ไดอะซิลกลีเซอรอล. อัลตราโซนิกส์โซโนเคมี 20; 2013. 1002-1007.
- ดารา อาร์.; ดาร์ พี.; Ghosh M. (2013): ผลกระทบด้านอาหารของน้ํามันมัสตาร์ดที่อุดมด้วยไดอะซิลกลีเซอรอลต่อโปรไฟล์ไขมันของหนูที่มีคอเลสเตอรอลในเลือดปกติและคอเลสเตอรอลในเลือดสูง วารสารเทคโนโลยีวิทยาศาสตร์การอาหาร 50(4); 2013. 678-86.
- ดารา อาร์.; ดาร์ พี.; Ghosh M. (2012): ผลอาหารของน้ํามันรําข้าวบริสุทธิ์และไดอะซิลกลีเซอรอลต่อรูปแบบการเจริญเติบโตและโปรไฟล์ไขมันของหนู วารสารวิทยาศาสตร์โอลีโอ 61(7); 2012. 369-75.
- กอนคัลเวส, กะเหรี่ยง เอ็ม.; ซูติลี, เฟลิเป้ เค.; เลต, เซลมา GF; เดอ ซูซ่า, โรดริโก้ OMA; Ramos Leal, Ivana Correa (2012): การไฮโดรไลซิสของน้ํามันปาล์มที่เร่งปฏิกิริยาโดยไลเปสภายใต้การฉายรังสีอัลตราซาวนด์ – การใช้การออกแบบการทดลองเป็นเครื่องมือในการประเมินตัวแปร อัลตราโซนิกส์โซโนเคมี 19; 2012: 232–236.
- Souza, Rodrigo OMA; บาบิกซ์, อิเวลิซ; เลเต้, เซลมา GF; แอนทูเนส, ออคตาวิโอ AC: การผลิตไดอะซิลกลีเซอรอลที่เร่งปฏิกิริยาด้วยไลเปสภายใต้การฉายรังสีโซโนเคมี.
- นากาโอะ ที.; วาตานาเบะ เอช.; โกโต เอ็น.; โอนิซาวะ เค.; ทากูจิ เอช.; มัตสึโอะ น.; ยาสุคาวะ ที.; สึชิมะ อาร์.; ชิมาซากิ เอช.; Itakura H. (2000): ไดอะซิลกลีเซอรอลในอาหารยับยั้งการสะสมของไขมันในร่างกายเมื่อเทียบกับไตรอะซิลกลีเซอรอลในผู้ชายในการทดลองแบบควบคุมแบบอําพรางสองชั้น วารสารโภชนาการ 130, 2000. 792-797.
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
เกี่ยวกับ Diacylglycerols
ไดอะซิลกลีเซอรอล (DAG) มักใช้ในระดับความบริสุทธิ์ที่แตกต่างกันเป็นสารเติมแต่งเพื่อเพิ่มความเป็นพลาสติกของไขมันหรือเป็นฐานสําหรับอุตสาหกรรมอาหารยาและเครื่องสําอาง DAG ยังใช้เป็นน้ํามัน estranger เพื่อแยกวัสดุออกจากเชื้อราและเป็นตัวปรับผลึกไขมันสารตั้งต้นสําหรับการสังเคราะห์อินทรีย์ของผลิตภัณฑ์เช่นฟอสโฟลิพิดไกลโคลิพิดไลโปโปรตีนยาโปรเช่นคลอแรมบูซิลคอนจูเกต DAG สําหรับการรักษามะเร็งต่อมน้ําเหลือง (S)-(3,4-dihydroxyphenyl)alanine (LDOPA) สําหรับการรักษาโรคพาร์กินสันและอื่น ๆ อีกมากมาย เมื่อเร็ว ๆ นี้ น้ํามันที่อุดมด้วย DAG ถูกนํามาใช้เป็นน้ํามันปรุงอาหารที่ใช้งานได้ โดยมีปริมาณอย่างน้อย 80% ของ 1,3-DAG [นากาโอะและคณะ, 2000]
ไดอะซิลกลีเซอรอล (DAGs) สามารถผลิตได้โดยการไฮโดรไลซิสบางส่วน เอสเทอริฟิเคชัน หรือกลีเซอโรไลซิสผ่านการเร่งปฏิกิริยาทางเคมีหรือเอนไซม์ การเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์เป็นวิธีที่ต้องการ เนื่องจากสามารถทําได้ภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรงที่สุด (อุณหภูมิและความดันต่ําสุด)