Ultrasonik-Enzimatik Diasilgliserol Üretimi
Diasilgliserol (DAG) bakımından zengin yağlar, vücut ağırlığını önemli ölçüde azaltan bir şekilde sindirilip metabolize edildikleri için yüksek besin değeri göstermiştir. Diasilgliserol, ultrasonikasyon altında katalizör olarak ticari bir lipaz kullanılarak palm yağının hidroliziyle üretilebilir. Ultrasonik-enzimatik hidroliz yoluyla DAG’ler çok düşük işleme maliyetleriyle yüksek hacimlerde üretilebilir.
Ultrasonik destekli biyokatalizli hidroliz yoluyla standart bitkisel yağlar, yüksek besin değerine sahip DAG bakımından zengin yenilebilir yağlara dönüştürülebilir. Ultrasonik-enzimatik hidroliz, daha kısa reaksiyon sürelerinde ve ılımlı koşullarda diasilgliserol bakımından zengin yağın iyi bir verimle elde edilmesini sağlar.
Ultrasonik hidrolizin avantajları:
- ince emülsifikasyon
- artırılmış kütle transferi
- ılımlı koşullar
- kısa işlem süresi
- sıcaklık kontrollü
- hat içi üretim
Emülsifikasyon için ultrasonik cam akış hücresi
Ultrasonik Diasilgliserol Sentezinde Araştırma ve Sonuçlar
Awadallak ve ark. (2013), biyokatalizör olarak Lipozyme RM IM kullanarak palm yağının ultrasonik destekli hidrolizini araştırmıştır. İki aşamalı reaksiyonda ultrason, yağ ve suyun emülsifikasyonunu desteklemek için kullanılır. İkinci aşamada katalitik dönüşüm için enzimler eklenir.
Awadallak’ın araştırmasında kullanılan ultrasonik düzenek: UP200St sonikatörü ve cam akış hücresi (soldaki resme bakın).
Araştırma grubu, aşağıdaki iki aşamalı işlemin en iyi sonuçları verdiğini belirlemiştir: ultrason probu, su/yağ sistemine yaklaşık 10mm derinliğe kadar daldırılmış, güç 80 W olarak ayarlanmış ve prob çıkarılmadan önce sistemi emülsifiye etmek için 3 min boyunca çalıştırılmıştır. Ardından çözelti manyetik karıştırmayla (300 rpm) karıştırılırken enzim (su + yağ kütlesinin 1,36 wt.% oranında) eklenmiştir.
Ultrason işlemi, Hielscher’in 200 watt gücündeki güçlü ultrasonik prob tipi UP200St sonikatörü kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
Böylece ultrasonik destekli biyokataliz, 12h reaksiyon süresinin ardından 34,17 wt.% konsantrasyonda DAG yağı sağlamıştır. Sonikasyon aşamasının kendisi, yalnızca 1,2 min süresiyle çok kısa sürmüştür.
Sonikasyon, ince damlacıklı bir ultrasonik emülsiyon elde etmek için ilk aşama olarak uygulandığından, bu iki aşamalı işlem büyük ölçekli üretim için avantajlar sunar: enerji maliyetleri çok düşüktür ve kısa emülsifikasyon süresi, büyük hidroliz reaktörlerini beslemek için azaltılmış sürekli ultrasonik ekipman kullanımına olanak tanır.
MultiPhaseCavitator: MPC48 ultrasonik akış hücresi eklentisi emülsifikasyon işlemlerini iyileştirir
Pilot Ölçek ve Üretim için Ultrasonik Ekipman
Hielscher Ultrasonics, verimli diasilgliserol sentezi dahil olmak üzere ultrasonik işlemlerde uzun yıllara dayanan deneyime sahip iş ortağınızdır. Her hacim için güçlü ve güvenilir ultrasonik sistemler üretiyoruz. İlaç ve gıda endüstrilerine tedarik sağlayan bir firma olarak, ultrasonik ekipman üretiminin yanı sıra ultrasonik işlemler ve bunların üretim akışlarına uygulanması konusunda danışmanlıkta da uzmanız.
Aşağıdaki tablo, ultrasonik cihazlarımızın işleme kapasitesi hakkında bilgi verir.
| Parti Hacmi | Debi | Önerilen Cihazlar |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | daha yüksek | bir grup UIP16000 |
Hielscher Ultrasonik MultiPhaseCavitator
Hielscher, benzersiz bir akış hücresi eklentisi olan MultiPhaseCavitator MPC48 eklentisini geliştirmiştir. MPC48 eklentisi (sağdaki resme bakın), ikinci fazın 0,3mm–1,2mm çapında (kanül boyutuna bağlı olarak) çok ince bir sıvı akışı halinde enjekte edildiği 48 ince kanülle donatılmıştır. İkinci faz, doğrudan ultrasonik kavitasyon bölgesine zaten çok ince boyutta enjekte edildiğinden, sonikasyon yoluyla bir mikro veya nano emülsiyon üretilir. MPC48 eklentisi, Hielscher akış hücresi reaktörleri için tasarlanmıştır ve hem kesikli hem de sürekli işlemede kullanılabilir.
MultiPhaseCavitator hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın!
UIP2000hdT sonikatörü diasilgliserol üretimi için reaktörle birlikte
Literatür/Kaynaklar
- Awadallak, Jamal A.; Voll, Fernando; Ribas, Marielen C.; da Silva, Camila da; Filho, Lucio Cardozo; da Silva, Edson A. (2013): Enzymatic catalyzed palm oil hydrolysis under ultrasound irradiation: Diacylglycerol synthesis. Ultrasonics Sonochemistry 20; 2013. 1002-1007.
- Dhara R.; Dhar P.; Ghosh M. (2013): Dietary effects of diacylglycerol rich mustard oil on lipid profile of normocholesterolemic and hypercholesterolemic rats. Journal of Food Science Technology 50(4); 2013. 678-86.
- Goncalves, Karen M.; Sutili, Felipe K.; Leite,Selma G.F.; de Souza, Rodrigo O.M.A.; Ramos Leal, Ivana Correa (2012): Palm oil hydrolysis catalyzed by lipases under ultrasound irradiation – The use of experimental design as a tool for variables evaluation. Ultrasonics Sonochemistry 19; 2012: 232–236.
Diasilgliseroller Nedir?
Diasilgliseroller (DAG), yağların plastisitesini artıran katkı maddeleri veya gıda, ilaç ve kozmetik endüstrileri için baz maddeler olarak farklı saflık derecelerinde yaygın biçimde kullanılır. DAG’ler ayrıca malzemeleri kalıplardan ayırmak için kullanılan yağlar, yağ kristallerini düzenleyici maddeler ve fosfolipitler, glikolipitler, lipoproteinler, lenfoma tedavisi için DAG ile konjuge klorambusil gibi ön ilaçlar, Parkinson hastalığının tedavisi için (S)-(3,4-dihidroksifenil)alanin (LDOPA) ve daha birçok ürünün organik sentezinde öncüller olarak kullanılır. Daha yakın dönemde DAG bakımından zengin yağ, en az %80 oranında 1,3-DAG içeren fonksiyonel bir yemeklik yağ olarak kullanılmıştır.
Diasilgliserol (DAG’ler), kimyasal veya enzimatik kataliz yoluyla kısmi hidroliz, esterifikasyon veya gliseroliz ile üretilebilir. Sonikasyonun diasilgliserollerin enzimatik katalizini büyük ölçüde yoğunlaştırdığı kanıtlanmıştır. Ultrasonik-enzimatik hidroliz, çok kısa bir işlem süresinde yüksek kaliteli DAG’lerin daha yüksek verimlerle elde edilmesine olanak tanır.