Skip to main content
SUPERVISOR
Amir Hosein Goli,Mohammad Fazilati,Mehdi Kadivar
سیدامیرحسین گلی (استاد راهنما) محمد فضیلتی (استاد مشاور) مهدی کدیور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Saied mohammad Sahafi abarghooei
سیدمحمد صحافی ابرقوئی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Process Optimization Using Response Surface Methodology to Produce Diacylglycerol Oil From Safflower Oil by Enzymatic Glycerolysis
Oils and fats have been important components of human diet from very ancient times. They are considered as sources of energy, essential fatty acids and fat soluble vitamins and have key role in metabolism. Today it has been proved that some fats and oils have also functional properties in human body and positive impact on human health. These compounds are known as functional, nutritional, medical or pharmaceutical lipids. According to differences in stages of digestion, absorption and metabolism of diacylglycerol oil (DAG oil) in body and its favorable effects in preventing many diseases, it seems that this oil is a good option for production as functional oil. Diacylglycerols (DAGs) are esters of glycerol with two fatty acids (FFAs) which have two structural isomers, i.e., sn-1,2(2,3) DAG and sn-1,3 DAG. By definition, DAG oil is an oil containing at least 10% DAG whereas commercial one contains 80% DAG, maximum 20% triacylglycerol (TAG) and 5% monoacylglycerol (MAG). In 1999, for the first time, this oil was produced from soybean and canola oils in Japan (Econa oil). In 2000 and 2003, this oil was registered as a GRAS (Generally Recognized As Safe) compound by the FDA (Food and Drug Administration) in USA. Also in both countries, DAG oil referred as functional cooking oil. DAG oil can be produced with various routes such as hydrolysis, glycerolysis and esterification or combination of these methods. Each of these production methods can be done with alkaline inorganic chemical or enzyme catalysts. In this study DAG oil was produced from safflower oil by enzymatic glycerolysis in solvent-free reaction system. Lipozyme TL IM was used as biocatalyst which is an immobilized 1,3-position-specific lipase from Thermomyces lanuginosa. Different variables, including temperature, time, mole ratio of glycerol to oil and enzyme percentage were considered in oil production. Finally, optimization of the reaction and determination of optimum levels for each variable was done using response surface methodology (RSM). The results showed that there was no significant difference between the amount of DAG oil predicted by the software and its actual content and the model could well be used for production of desired amount of DAG. Optimal conditions were found to be 0.75 % enzyme, 5.3g glycerol, temperature of 46.9 ° C and reaction time of 4 h. Finally, physicochemical properties of DAG oil and safflower oil (raw material) were compared and results suggested that despite of slight differences in some properties, DAG oil could be used as a replacement for safflower oil and even other conventional oils in food industry
روغن‌ها و چربی‌ها از زمان‌های بسیار قدیم از جمله اجزای مهم تشکیل ‌دهنده غذای انسان بوده‌اند که به عنوان منابع تأمین انرژی، اسید‌های چرب ضروری و ویتامین‌های محلول در چربی محسوب شده و نقش اساسی در متابولیسم دارند. امروزه به اثبات رسیده است که برخی از چربی‌ها و روغن‌ها در بدن انسان دارای خواص فراسودمند نیز بوده و می‌توانند اثرات مثبتی بر روی سلامتی انسان داشته باشند که به این ترکیبات لیپیدهای فراسودمند، مغذی، درمانی و یا دارویی گفته می‌شود. با توجه به متفاوت بودن هضم، جذب و متابولیسم روغن دی‌آسیل‌گلیسرول در بدن و تأثیرات مطلوب آن در جلوگیری از ابتلا به بسیاری از بیماری‌ها، به نظر می‌رسد این روغن گزینه مناسبی برای تولید به عنوان یک روغن فراسودمند باشد. دی‌آسیل‌گلیسرول استر الکل گلیسرول با دو اسید چرب است که دارای دو ساختار ایزومری sn-1,2(2,3) و sn-1,3 دی‌آسیل‌گلیسرول می‌باشد. طبق تعریف روغن دی‌آسیل‌گلیسرول به روغن خوراکی گفته می‌شود که حاوی حداقل 10 در‌صد DAG باشد اما روغنی که امروزه در سطح بازار جهانی تولید می‌شود حاوی 80 در‌صد DAG و حداکثر 20 در‌صد TAG و 5 در‌صد منوآسیل‌گلیسرول است. این روغن برای اولین بار با استفاده از روغن‌های سویا و کانولا در سال 1999 در ژاپن با نام Econa oil تولید شد و در سال‌های 2000 و 2003 توسط FDA به عنوان یک ترکیب GRAS در آمریکا به ثبت رسید. همچنین در هر دو کشور مذکور از روغن DAG به عنوان روغن پخت و پز فراسودمند یاد می‌شود. روغن دی‌آسیل‌گلیسرول را می‌توان به روش‌های مختلفی نظیر هیدرولیز، گلیسرولیز و ‌استریفیکاسیون و یا ترکیب این روش‌ها تولید کرد که هر کدام از این روش‌های تولید می‌توانند با کاتالیزورهای شیمیایی قلیایی غیر آلی یا کاتالیزورهای آنزیمی انجام شوند. در این تحقیق از روغن گلرنگ و روش گلیسرولیز آنزیمی در محیط بدون حلال برای تولید روغن‌ دی‌آسیل‌گلیسرول استفاده شد. آنزیم مورد استفاده آنزیم lipozyme TL IM بود که یک لیپاز تخصصی بر روی موقعیت‌های 1 و 3 تری‌گلیسرید است و منشأ آن قارچ ترمومایسس لانوجینوزا می‌باشد. در تولید این روغن متغیرهای متفاوتی شامل دما، زمان، نسبت مولی گلیسرول به روغن گلرنگ و میزان آنزیم در نظر گرفته شد که در نهایت با استفاده از روش آماری سطح پاسخ (RSM) بهینه سازی واکنش و تعیین سطوح مطلوب هر متغیر انجام شد. نتایج به دست آمده نشان داد که مقدار دی‌آسیل‌گلیسرول پیش بینی شده توسط نرم افزار در مقایسه با مقدار واقعی آن، اختلاف معنی‌داری نداشته و مدل تعیین شده به خوبی می‌تواند برای تولید دی‌آسیل‌گلیسرول با میزان مطلوب مورد استفاده قرار گیرد. شرایط بهینه واکنش شامل آنزیم به مقدار 75/0 در‌صد روغن، مقدار گلیسرول 32/5 گرم، دما 9/46 درجه سانتیگراد و زمان 4 ساعت تعیین شد. در نهایت خصوصیات فیزیکوشیمیایی روغن دی‌آسیل‌گلیسرول تولیدی و روغن گلرنگ( ماده اولیه) مورد مقایسه قرار گرفت و نتایج حاکی بر این بود که علی‌رغم اختلاف ناچیز در بعضی از این خصوصیات می‌توان از روغن دی‌آسیل‌گلیسرول به عنوان جایگزینی مناسب برای روغن‌ گلرنگ و حتی روغن‌های معمولی استفاده کرد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی